DE593736C

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Publication number: DE593736C
Application number: DENDAT593736D
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DEUTSCHES REICH

AUSGEGEBEN AM
12. MÄRZ 1934

REiCHSPATENTAMT

PATENTSCHRIFT

KLASSE 26 d GRUPPE 9n

I. G. Farbenindustrie Akt.-Ges. in Frankfurt a. M.*)

Patentiert im Deutschen Reiche vom 6.JuIi 1932 ab

Es ist bekannt, Schwefelwasserstoff und Ammoniak, aus Gasen durch Absorption mit Ammonsulfitbisulfitlaugen oder Ammonpolythionatlaugen zu entfernen und die ausgebrauchten Waschlösungen durch Behandeln mit Schwefeldioxyd und Verkochen auf Ammonsulfat und Schwefel zu verarbeiten. , Bei diesem Verfahren ist es wichtig, daß das Verhältnis von Ammoniak zu Schwefelwasserstoff in dem Gase so eingestellt wird, wie beide Gasbestandteile, mengenmäßig in den Endprodukten auftreten. Wird eine entsprechende Einstellung der beiden Gasbestandteile nicht eingehalten, so verbleibt der überschüssige Teil im Gas, was eine teure Nachreinigung erforderlich macht. Ein weiterer Nachteil dieses Verfahrens besteht darin, daß sich die Cyanverbindungen mit den Polythionatverbindungen unter Bildung von Rhodanammon umsetzen, das aus den Ammonsulfatlaugen nur sehr schlecht zu ent-. fernen ist und das gewonnene .Salz durch Bildung von Eisenrhodanat rot färbt. Eine Entfernung von Kohlensäure ist mit dem genannten Verfahren überhaupt nicht möglich.

Diese Schwierigkeiten können nun dadurch

behoben werden, daß die sauren Bestandteile, wie Kohlensäure, Schwefelwasserstoff und Cyanverbindungen, zunächst durch ein den Ammoniakgehalt des Gases praktisch nicht beeinflussendes Auswaschverfahren aus dem Gas entfernt werden und hierauf der durch Austreiben aus den Waschflüssigkeiten gewonnene Schwefelwasserstoff in geeigneter Weise mit dem Ammoniak in Reaktion gebracht wird.

Die Gase werden hiernach also zunächst mit einer den Ammoniakgehalt des Gases praktisch nicht verändernden Waschflüssigkeit gewaschen, so daß die sauren Bestandteile absorbiert werden, der beim Erhitzen der angereicherten Waschlauge entweichende Schwefelwasserstoff wird zu Schwefeldioxyd verbrannt und dieses zum Umsetzen mit Ammoniak, Ammonsulfit, Ammonthiosulfat in der für das sogenannte Polythionatverfahren bekannten Weise verwendet. Zur Auswaschung des Schwefelwasserstoffs ohne Auswaschung des Ammoniaks aus dem Gas kann jede Waschflüssigkeit, die Schwefelwasserstoff bei gewöhnlicher Temperatur absorbiert und ihn bei erhöhter Temperatur wieder abgibt und die gleichzeitig im Gas vorhandenes Ammoniak praktisch nicht aufnimmt, benutzt werden. Derartig wirkende Waschflüssigkeiten sind z. B. wäßrige Lösungen von Aminen, wie Triäthanolamin, Diäthanolamin, Butauolamin, ferner von Alkali- und Erd-

*) Von dein Patentsitcher ist als der Erfinder angegeben tv or den:

Dr. Hans Bahr in Leuna, Kr. Merseburg.

alkalisalzen von Aminosäuren, z. B. von Glykokoll, Alanin, Anthranilsäure usw., oder alkalische Lösungen von Phenolen u. dgl. Die Absorption des Schwefelwasserstoffes kann in Gegenwart des Ammoniaks oder nach vorheriger Absorption desselben vorgenommen werden. Der von der Waschlauge aufgenommene Schwefelwasserstoff wird durch Erhitzen aus ihr abgetrieben und mit Luft oder

ίο Sauerstoff verbrannt. Das entstandene Schwefeldioxyd dient alsdann zur Überführung von Ammonsulfitlauge in Ammonsulfitbisulfitlauge bzw. von Ammonthiosulfatlauge in Ammonpolythionatlauge in an sich bekannter Weise. Die Ammonsulfitbisulfitlauge bzw. Ammonpolythionatlauge wird nun zum Auswaschen des Ammoniaks ■ aus dem. Gas benutzt. Etwa noch vorhandene, von der Waschlauge nicht absorbierte geringe Mengen Schwefelwasserstoff werden hierbei ebenfalls absorbiert, . so daß eine Endreinigung der Gase erzielt wird.

Um die bei der Reinigung des Gases von Ammoniak entstehenden, Ammonsulfit bzw. Ammonthiosulfat enthaltenden Laugen auf Ammonsulfat und Schwefel zu verarbeiten, wird das Ammonsulfit durch Kochen mit Schwefel oder Schwefel abspaltenden Stoffen in Ammonthiosulfat verwandelt und dieses durch Behandeln mit 'Schwefeldioxyd, das ebenfalls durch Verbrennen von Schwefelwasserstoff gewonnen wird, in Ammonpolythionat übergeführt, das dann durch Erhitzen in Ammonsulfat und Schwefel zerfällt.

Da die Absorption des Schwefelwasserstoffes durch einen besonderen Waschprozeß ermöglicht wird, hat die Menge des gleich- ' zeitig im Gas vorhandenen Ammoniaks im Gegensatz zu dem bekannten Polythionatverfahren keinen Einfluß auf den Reinigungsgrad des Gases. Dieses Verfahren hat somit den bisher bekannten Verfahren gegenüber den Vorteil, daß das Verhältnis zwischen Ammoniak und Schwefelwasserstoff im Gas für die Reinigung desselben keine Rolle spielt, und es kann deshalb auf Gase mit dem unterschiedlichsten Gehalt an Ammoniak und Schwefelwasserstoff ohne weiteres angewandt werden. Es kann sogar Verwendung finden in Fällen, wo neben Schwefelwasserstoff weniger oder kein Ammoniak im Gas vorhanden ist. Hierbei kann aus anderen Quellen stammendes Ammoniak Verwendung finden. Ist im Gegensatz hierzu neben Schwefelwasserstoff das Ammoniak im Überschuß im Gas vorhanden, so kann der übers'chüssige Teil des Ammoniaks durch Absorption in Säuren, Wasser usw. entfernt werden. Ebenso kann etwa fehlendes Schwefeldioxyd durch Verbrennen von Schwefel hergestellt werden.

Beispiel 1:

Kokereigas mit 8g Ammoniak, 12g Schwefelwasserstoff, ϊ,2 g Cyan und 3.5 g Kohlensäure pro cbm wird nach Abkühlung auf etwa 25° gemäß AbIi. 1 in dem Waschturm 1 mit einer sauren, durch Einleiten von Schwefeldioxyd frisch regenerierten Ammonpolythionatlauge berieselt, wobei das Ammoniak vollständig, der Schwefelwasserstoff nur zu einem kleinen Teil absorbiert wird. Das Gas wird nun in dem Wäscher 2 mit einer 5o°/oigcn wäßrigen Triäthanolaminlösung berieselt, wobei der Schwefelwasserstoff und das Cyan vollständig und die Kohlensäure teilweise aus dem Gas entfernt werden. Die ausgebrauchte Triäthanolaminlösung sammelt sich im Behälter 3 und wird in dem Wärmeaustauscher 4 durch die heiß regenerierte Lauge auf etwa 80° vorgewärmt; in der Kolonne 5 werden durch Einblasen von Dampf die Kohlensäure, der Schwefelwasserstoff und das Cyan ausgetrieben. Die heiße Triäthanolaminlösung gibt ihre Wärme in den Wärmeaustauscher 4 an die gebrauchte Lösung ab und geht nun von neuem zum Wäscher 2 zurück. Der ausgetriebene Schwefelwasserstoff Avird nun zusammen mit Luft in dem Ofen 6 verbrannt und das entstehende Schwefeldioxyd nach dem Kühlen in dem Kühler 7 in den Wäscher 8 von der Ammonthiosulfatlösung absorbiert.

Das Kokereigas enthüllt nach seiner Behandlung mit der Triäthanolaminlösung in dem Wäscher 2 noch geringe Mengen von Schwefelwasserstoff und wird nun zur Endreinigung in dem Wäscher 9 mit der aus dem Wäscher 1 abfließenden neutralen, nur schwach ammoniakalischen Ammonthiosulfat Ammonpolythionat-Lösung berieselt. Das Ammonpolythionat nimmt die restliche Schwefelwasserstoffmenge auf unter Umsetzung in Ammonthiosulfat; diese sammelt sich im Behälter 10, von wo aus sie in den Absorptionsturm' 8 zur Regenerierung mit Schwefeldioxyd gepumpt wird. Die regenerierte Ammonthiosulfatlösung wird nun teilweise zur Auswaschung des Ammoniaks auf den Wäscher 1 gepumpt und der Überschuß in bekannter Weise auf Ammonsulfat und Schwefel verkocht. An Stelle der Ammonpolythionatlösung können auch die Polythionatlösungen der Alkalien oder Schwermetalle benutzt werden.

Beispiel 2

Kokereigas der im Beispiel 1 genannten Zusammensetzung wird gemäß Abb. 2 in dem Vorwäscher 1 mit einer Ammonsulfitlösung behandelt, die geringe Mengen Ammonbisulfit enthält. Das Ammoniak wird hierbei ziem-

lieh vollständig aus dem Gas entfernt. Hierauf Avird das Gas in dem Wäscher 2 mit einer etwa 3o°/₀igen Alaninnatriumlösung gewaschen, wobei der Schwefelwasserstoff und das Cyan beinahe vollständig und die Kohlensäure etwa zur Hälfte von der Waschlösung aufgenommen werden. Die ausgebrauchte Alaninnatriumlösung .wird nun vom Sammelbehälter 3 durch den Wärmeaustauscher 4 in den Dampferhitzer 5 gedruckt, von wo dieselbe in den Kolonnenapparat 6 gelangt. Aus der über die einzelnen Kolonnen rieselnden Waschlauge werden durch entgegenströmenden Dampf die sauren. Bestandteile ausgetrie-

t5 ben. Der Schwefelwasserstoff wird in dem Ofen 7 zu Schwefeldioxyd verbrannt, und dieses wird durch¹ die Ammonsulfitlösung aus dem Wäscher 1 in dem Absorptionsturm 8- unter Bildung einer Ammonsulfit-Ammonbisulfit-Lösung gewonnen.. Diese letztere Lösung sammelt sich im Behälter9 und wird zur Endreinigung des Gases auf den Waschturm 10 gedruckt. Hier werden die restlichen Mengen an Schwefelwasserstoff und Ammoniak aus dem Gas entfernt, so daß das den Wäscher 10 verlassende Gas vollkommen gereinigt ist.

Ein Teil der Ammonsulfitlösung, soweit diese nicht zur Endreinigung des Gases im Wäscher 10 benötigt wird, wird durch Kochen mit Schwefel in Ammonthiosulfat übergeführt und durch Einleiten von Schwefeldioxyd in Ammonpolythionat verwandelt. Beim Verkochen dieser Lösung entsteht Ammonsulfat und Schwefel. Entsprechend der obengenannten Zusammensetzung des Gases mit 8 g Ammoniak und 12 g Schwefelwasserstoff Averden zur Bindung des Ammoniaks als Ammonsulfat nur 8 g Schwefehvasserstoff benötigt. Infolgedessen sind 4 g Schwefelwasserstoff pro cbm Gas überschüssig, die als elementarer Schwefel

werden.

Claims

Patentansprüche

i. Verfahren zur Entfernung von schwachen Säuren, wie Kohlensäure, Schwefelwasserstoff, Cyanverbindungen u. dgl., sowie von Ammoniak aus Gasen unter Gewinnung von Ammonsulfat, Ammonthiosulfat oder Ammonsulfat und Schwefei unter Benutzung der bei dem sogenannten Polythionatverfahren angewandten Umsetzungen, dadurch gekennzeichnet, daß das für das Thionatverfahren notwendige Schwefeldioxyd durch Verbrennen von Schwefehvasserstoff hergestellt wird, der durch Auswaschen aus den Gasen durch eine den Ammoniakgehalt derselben praktisch nicht verändernde Flüssigkeit und durch Abtreiben durch Erhitzen gewonnen wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das durch Verbrennen des Schwefelwasserstoffes entstehende Schwefeldioxyd durch Reaktion mit Ammoniak bzw. Ammonsulfat in Ammonsulfit-Ammonbisulfit übergeführt wird, das dann zur Nachwaschung der Gase zwecks Entfernung der restlichen Mengen Schwefehvasserstoff oder Ammoniak oder beider Verbindungen benutzt wird.
3. Verfahren nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß das durch Verbrennen des Schwefelwasserstoffes entstehende Schwefeldioxyd zur Überführung von Ammonthiosulfat in Ammonpolythionat dient, das zur Nachwaschung" der Gase zwecks Entfernung der restlichen Mengen Schwefelwasserstoff oder Ammoniak oder beider Verbindungen benutzt wird.
4. Verfahren nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß man die Waschlaugen, die Ammonthiosulfat oder Ammonsulfat oder Gemische beider Salze enthalten, gegebenenfalls nach ihrer Verkochung mit Schwefel oder Schwefel abspaltenden Stoffen, mit Schwefeldioxyd, das durch Verbrennen von Schwefehvasserstoff gewonnen wird, in Ammonpolythionat überführt, das darauf zu Sulfat und Schwefel verkocht wird.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen