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Technisches Gebiet
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Allgemein
bezieht sich diese Erfindung auf die Gewinnung von Kohlendioxid
unter Verwendung eines Alkanolamin-Absorptionsmittels.
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Stand der
Technik
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Kohlendioxid
weist eine große
Anzahl von Verwendungszwecken auf. Beispielsweise wird Kohlendioxid
zum Karbonisieren von Getränken,
zum Abkühlen,
Gefrieren und Verpacken von Meeresfrüchten, Fleisch, Geflügel, gebackenen
Waren, Früchten
und Gemüse
und zur Erhöhung
der Lagerungsbeständigkeit
von Molkereiprodukten verwendet. Es stellt eine wichtige Umweltkomponente
bei der Industrieabfall- und Verfahrenswasserbehandlung als ein
Ersatz für
Schwefelsäure
zur Steuerung von pH-Pegeln dar. Weitere Verwendungszwecke umfassen
die Trinkwasserbehandlung, der Einsatz als umweltfreundliches Pestizid
und der Zusatz für die
Atmosphäre
in Gewächshäusern zur
Verbesserung des Gemüsewachstums.
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Im
Allgemeinen wird Kohlendioxid durch die Reinigung eines Abstroms
erzeugt, welcher ein Nebenprodukt eines organischen oder anorganischen chemischen
Verfahrens ist. Der eine hohe Konzentration von Kohlendioxid aufweisende
Abstrom wird in mehreren Schritten kondensiert und gereinigt und anschließend zur
Erzeugung des Kohlendioxids in Produktqualität destilliert.
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Bei
einer anhaltend zunehmenden Nachfrage nach Kohlendioxid werden alternative
Kohlendioxidquellen für
die Zufuhr des unverarbeiteten Kohlendioxideinsatzes zu dem Reinigungssystem
verwendet. Derartige alternative Einsätze weisen eine viel niedrigere
Kohlendioxidkonzentration auf und müssen daher angereichert werden,
d.h. die Kohlendioxidkonzentration muss erhöht werden, bevor auf effektive
Weise Kohlendioxid in Produktqualität hergestellt werden kann.
Diese alternativen Einsätze
mit ihren viel niedrigeren Kohlendioxidkonzentrationen werden als
magere Einsätze
bezeichnet. Ein Beispiel eines solchen mageren Einsatzes ist ein
Abgas, das von einer Verbrennungsquelle wie z.B. einem Boiler, einer
Verbrennungskraftmaschine, Gasturbine oder eines Kalkofens stammen
könnte.
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Das
Anreichern der Kohlendioxidkonzentration in einem Einsatz kann auf
eine Vielzahl von Wegen durchgeführt
werden. Ein besonders bevorzugtes Verfahren ist die chemische Absorption
von Kohlendioxid aus dem unverarbeiteten Kohlendioxideinsatz in
einem Absorptionsmittel auf Alkanolamin-Basis. Anschließend wird
das sich ergebende mit Kohlendioxid beladene Absorptionsmittel einer
Trennung in das zu gewinnende Kohlendioxidprodukt und in Alkanolamin
enthaltendes Absorptionsmittel unterzogen, das typischerweise zwecks
Wiederverwendung innerhalb des Gewinnungssystems umgewälzt wird.
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Häufig enthalten
die unverarbeiteten Kohlendioxideinsätze signifikante Sauerstoffpegel,
die zu einem Degradieren der Alkanolamine führen können, wodurch ihre Nützlichkeit
in dem Gewinnungssystem reduziert wird und in dem System Korrosionsprobleme
aufgeworfen werden. Ein derartiger Sauerstoff könnte von dem Einsatz selbst
und/oder von Undichtigkeiten in der Ausrüstung oder von Zusatzfluiden stammen.
Die Fachleute haben dieses Problem auf eine von zwei Möglichkeiten
angegangen. In einem Verfahren werden zum Schutz gegenüber einer
Degradierung chemische Inhibitoren zu dem Absorberfluid hinzugefügt, indem
die Oxidation der Alkanolamine unterdrückt wird. In einem anderen
Verfahren wird ein brennbarer Brennstoff zu dem unverarbeiteten
Kohlendioxideinsatz hinzugefügt,
um mit dem Sauerstoff in einer katalytischen Verbrennungsreaktion
zu verbrennen. Obgleich beide Verfahren effizient sind, sind sie
beide durch hohe Kapitalkosten gekennzeichnet, und darüber hinaus
sind sie schwierig zu betreiben.
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Dementsprechend
besteht eine Aufgabe dieser Erfindung in der Bereitstellung eines
Verfahrens, das auf effizientere Weise Kohlendioxid oder ein anderes
Absorbat aus einem Sauerstoff enthaltenden Einsatz unter Verwendung
eines Absorptionsmittels auf Alkanolamin-Basis gewinnen kann, um
den Einsatz anzureichern.
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Zusammenfassung
der Erfindung
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Die
obigen und weitere Aufgaben, die für den Fachmann anhand dieser
Beschreibung deutlich werden, werden durch die vorliegende Erfindung
gelöst,
deren einer Aspekt in einem Verfahren zum Gewinnen von Absorbat
von einem Sauerstoff enthaltenden Einsatz besteht, bei welchem:
- (A) ein Sauerstoff und Absorbat enthaltender
Einsatz in Stoffübergangskontakt
mit Absorptionsmittel gebracht wird, welches mindestens ein Alkanolamin
enthält,
und Sauerstoff und Absorbat aus dem Einsatz in das Absorptionsmittel
gebracht wird, um mit Absorbat beladenes Absorptionsmittel zu erhalten,
welches gelösten
Sauerstoff enthält;
- (B) das mit Absorbat beladene Absorptionsmittel erwärmt wird,
um erwärmtes,
mit Absorbat beladenes Absorptionsmittel zu erhalten;
- (C) Mindestens ein Teil des gelösten Sauerstoffs von dem mit
Absorbat beladenen Absorptionsmittel entfernt wird, um an Sauerstoff
verarmtes, mit Absorbat beladenes Absorptionsmittel zu erhalten;
und
- (D) das an Sauerstoff verarmte, mit Absorbat beladene Absorptionsmittel
weiter erwärmt
wird und anschließend
Absorbat von dem Absorptionsmittel gewonnen wird.
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Wie
hier verwendet bezeichnet der Begriff "Absorptionskolonne" eine Stoffaustauschvorrichtung, die
es ermöglicht,
dass ein geeignetes Lösungsmittel,
d.h. ein Absorptionsmittel, das Absorbat selektiv aus einem Fluid
absorbieren kann, welches eine oder mehrere andere Komponenten enthält.
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Wie
hier verwendet bezeichnet der Begriff "Strippvorrichtung" eine Stoffaustauschvorrichtung wie
z.B. eine Kolonne, in der eine Komponente wie z.B. Absorbat im Allgemeinen
durch die Zufuhr von Energie von dem Absorptionsmittel getrennt
wird.
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Wie
hier verwendet bezeichnet der Begriff "magerer Einsatz" ein Fluid mit einer Kohlendioxidkonzentration
von weniger als 50 Mol.-%.
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Wie
hier verwendet bezeichnen die Begriffe "oberer Bereich" und "unterer Bereich" diejenigen Abschnitte einer Kolonne,
die über
bzw. unter dem Mittelpunkt der Kolonne liegen.
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Wie
hier verwendet bezeichnet der Begriff "indirekter Wärmeaustausch" das Verbringen zweier Fluide
in eine Wärmeaustauschbeziehung
ohne irgendeinen physikalischen Kontakt oder ein Vermischen der
Fluide miteinander.
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Wie
hier verwendet bezeichnet der Begriff "Inhibitor" eine Chemikalie oder ein Gemisch aus Chemikalien,
die/der die Rate einer Reaktion hemmt oder verringert. Beispielsweise
hemmt Kupfercarbonat in Kombination mit einem oder mehreren der
folgenden Stoffe ein oxidatives Degradieren eines Alkanolamins:
Dihydroxyethylglycin, Alkalimetallpermanganat, Alkalimetallthiocyanat,
Nickel- oder Wismutoxide mit oder ohne Alkalimetallcarbonat.
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Kurze Beschreibung
der Zeichnungen
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1 ist
eine schematische Darstellung einer besonders bevorzugten Ausführungsform
der Erfindung, bei welcher der Sauerstoffseparator einen Entspannungsbehälter und
eine Vakuumpumpe aufweist.
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2 ist
eine schematische Darstellung einer weiteren besonders bevorzugten
Ausführungsform
der Erfindung, bei welcher der Sauerstoffseparator eine Strippkolonne
umfasst.
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Ausführliche
Beschreibung
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Diese
Erfindung operiert mit der Feststellung, dass wenn ein mit Kohlendioxid
beladenes Absorptionsmittel auf Alkanolamin-Basis teilweise erwärmt wird,
die Sauerstoffentfernung ohne das Auftreten eines Degradierens des
Alkanolamins oder ohne die Erfordernis von Inhibitoren fortschreiten kann,
und eine nachfolgende weitere Erwärmung kann das Fluid für eine effektive
Abtrennung vorbereiten, wodurch sowohl eine effiziente und kostengünstige Kohlendioxidgewinnung
wie eine Produktion von hochqualitativem Alkanolamin-Absorptionsmittel
ermöglicht
wird, das zurückgewonnen
und wiederverwendet werden kann.
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Die
Erfindung wird nun ausführlicher
mit Bezug auf die Zeichnungen beschrieben werden. Nun auf 1 Bezug
nehmend wird mageres Einsatzgas 1, das typischerweise abgekühlt und
bezüglich
einer Reduzierung von Feststoffen und anderen Verunreinigungen wie
z.B. Schwefeldioxiden (SOx) und Stickoxiden
(NOx) behandelt worden ist, wird zu einem Kompressor
bzw. einem Gebläse 2 geführt, wo
es auf einen Druck verdichtet wird, der allgemein in dem Bereich
von 101,3 bis 206,8 kPa (14,7 bis 30 psia (pound pro inch2 absolut)) liegt. Das magere Einsatzgas 1 enthält weniger
als 50 Mol.-% Kohlendioxid als das Absorbat und hat typischerweise
eine Kohlendioxidkonzentration innerhalb des Bereichs von 3 bis 25
Mol.-%. Das magere Einsatzgas 1 enthält weiterhin Sauerstoff in
einer Konzentration, die im Allgemeinen in dem Bereich von weniger
als 1 Mol.-% bis etwa 18 Mol.-% liegt. Ebenfalls kann das magere
Einsatzgas 1 eine oder mehrere andere Komponenten wie z.B.
Spurenkohlenwasserstoffe, Stickstoff, Kohlenmonoxid, Wasserdampf,
Schwefeloxide, Stickoxide und Feststoffe enthalten.
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Ein
verdichtetes mageres Einsatzgas 3 wird von dem Gebläse 2 in
den unteren Bereich einer Absorpti onskolonne 4 geführt, die
bei einer Temperatur betrieben wird, welche allgemein innerhalb
des Bereichs von 40 bis 45°C
an dem Kopf der Kolonne und bei einer Temperatur im allgemeinen
in dem Bereich von 50 bis 60°C
an dem Sumpf der Kolonne liegt. Typischerweise wird ein Absorptionsmittel 6 in
den oberen Bereich der Absorptionskolonne 4 eingeleitet. Das
Absorptionsmittel 6 ist ein Fluid, das mindestens eine
Alkanolaminspezies enthält,
die ein primäres und/oder
sekundäres
Alkanolamin sein kann. Beispiele von Alkanolaminen, die in dem Absorptionsmittel 6 in
der Praxis dieser Erfindung verwendet werden können, sind Monoethanolamin,
Diethanolamin, Diisopropanolamin, Methyldiethanolamin und Triethanolamin.
Im Allgemeinen werden die Alkanolamine als eine wässrige Lösung verwendet.
Die Alkanolaminkonzentration in dem Absorptionsmittel 6 liegt
innerhalb des Bereichs von 5 bis 80 Gew.-% und vorzugsweise von
10 bis 50 Gew.-%. Ein bevorzugtes primäres Alkanolamin, das in der
Praxis dieser Erfindung in dem Absorptionsmittelfluid verwendet
wird, ist Monoethanolamin, und zwar vorzugsweise in einer Konzentration
innerhalb des Bereichs von 5 bis 25 Gew.-%, und noch bevorzugter
in einer Konzentration innerhalb des Bereichs von 10 bis 15 Gew.-%. Für eine Verwendung
in dem Absorptionsmittelfluid in der Praxis dieser Erfindung bevorzugte
sekundäre Alkanolamine
sind Diethanolamin und Diisopropanolamin.
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Innerhalb
der Absorptionskolonne 4 steigt das magere Einsatzgas in
einer Gegenströmung
gegen nach unten fließendes
Absorptionsmittel auf. Die Absorptionskolonne 4 umfasst
Kolonneneinbauten oder Stoffaustauschelemente wie z.B. Böden oder Zufalls-
bzw. strukturierte Packung. Bei dem Aufsteigen des Einsatzgases
werden der größte Teil
des Kohlendioxids innerhalb des Einsatzgases, Sauerstoff sowie kleine
Mengen an anderen Spezies wie z.B. Stickstoff in dem nach unten
strömenden
Absorptionsmittel absorbiert, was zu einem an Kohlendioxid verarmten
Kopfdampf an dem Kopf der Kolonne 4 und gelöstem Sauerstoff,
der Kohlendioxid beladenes Absorptionsmittel enthält, an dem
Sumpf der Kolonne 4 führt.
Der Kopfdampf wird von dem oberen Bereich der Kolonne 4 in
einem Strom 5 und das mit Kohlendioxid beladene Absorptionsmittel
wird von dem unteren Bereich der Kolonne 4 in einem Strom 7 abgezogen.
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Der
Strom 7 wird zu einer Flüssigkeitspumpe 8 geführt und
von dort in einem Strom 9 zu und durch einen ersten Wärmetauscher 120 geleitet,
wo er mittels indirektem Wärmeaustausch
auf eine Temperatur erwärmt
wird, die im allgemeinen innerhalb des Bereichs von 60 bis 90°C und vorzugsweise
in dem Bereich von 75 bis 80°C
liegt. Das sich ergebende erwärmte
und mit Kohlendioxid beladene Absorptionsmittel wird einem Sauerstoffentzug
unterzogen. In der in 1 illustrierten Ausführungsform
der Erfindung wird die Entziehung des Sauerstoffs mittels Druckabbau
durchgeführt.
Erwärmtes,
mit Kohlendioxid beladenes Absorptionsmittel 101 wird von
dem ersten Wärmetauscher 120 in
dem Strom 101 zu einem Entspannungsbehälter 102 geleitet,
wo dessen Druck durch das Betreiben einer Vakuumpumpe 104 von
einem über
Atmosphärendruck
liegenden Pegel auf einen subatmosphärischen Druckpegel reduziert wird,
der im allgemeinen innerhalb des Bereichs von 20,7 bis 82,7 kPa
(3 bis 12 psia) und vorzugsweise in dem Bereich von 34,5 bis 68,9
kPa (5 bis 10 psia) liegt. Infolge dieses Druckabbaus wird gelöster Sauerstoff
von dem Absorptionsmittel freigesetzt. Im Allgemeinen führt der
Druckabbau dazu, dass mindestens 50 Prozent des in dem Absorptionsmittel 101 gelösten Sauerstoffs
freigesetzt werden. Der freigesetzte Sauerstoff wird in einem Strom 103 aus
dem Entspannungsbehälter 102 herausgeführt, durch
die Vakuumpumpe 104 geleitet, und in einem Strom 105 von
dem System abgeführt.
Der Druckabbau bewirkt es, dass ein Teil des Kohlendioxids zusammen
mit Sauerstoff und anderen Spezies freige setzt wird. Der Strom kann
an die Atmosphäre
entlüftet
werden, sowie er ist verwendet werden, oder mit dem abschließenden Produktkohlendioxid
vermischt werden.
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Das
sich ergebende an Sauerstoff verarmte und mit Kohlendioxid beladene
Absorptionsmittel enthält
typischerweise weniger als 2 ppm Sauerstoff und vorzugsweise weniger
als 0,5 ppm Sauerstoff. Es wird von dem Entspannungsbehälter 102 in
einem Strom 106 abgezogen, zu einer Flüssigkeitspumpe 107 geleitet
und von dort in einem Strom 108 zu und durch einen zweiten
Wärmetauscher 121 geführt, wo es
mittels indirektem Wärmeaustausch
weiter auf eine Temperatur erwärmt
wird, die im allgemeinen innerhalb des Bereichs von 100 bis 110°C liegt.
Da die Weitererwärmung
dann vollzogen wird, nachdem der meiste bzw. der gesamte Sauerstoff
von dem Absorptionsmittel entfernt worden ist, muss das Absorptionsmittel
keine Inhibitoren enthalten, um ein oxidatives Degradieren der Alkanolamine
zu unterdrücken. Das
weiter erwärmte,
an Sauerstoff verarmte und mit Absorbat beladene Absorptionsmittel
wird zur Rückgewinnung
des Absorbats zu einem Absorbatrückgewinnungssystem
geleitet. In der in 1 illustrierten Ausführungsform
der Erfindung wird das weiter erwärmte, an Sauerstoff verarmte
und mit Kohlendioxid beladene Absorptionsmittel von dem zweiten
Wärmetauscher 121 in
einem Strom 11 in den oberen Bereich der Strippkolonne 12 geleitet,
die bei einer Temperatur betrieben wird, welche typischerweise in
dem Bereich von 100 bis 110°C
an dem Kopf der Kolonne und typischerweise in dem Bereich von 119
bis 125°C
an dem Sumpf der Kolonne liegt. Wenn das Absorptionsmittel hinunter
durch die Strippkolonne 12 über Stoffaustauschelemente
fließt,
welche Böden
oder Zufalls- bzw. strukturierte Packung sein können, wird Kohlendioxid in
dem Absorptionsmittel von der Alkanolaminlösung in aufsteigenden Dampf abgestrippt,
der im allgemeinen Wasserdampf ist, um Kohlendioxid-Kopfdampf und
restliches Alkanolamin-Absorptionsmittel zu erzeugen. Der Kohlendioxid-Kopfdampf
wird von dem oberen Bereich der Strippkolonne 12 in einem
Strom 13 abgezogen und durch einen Rücklaufkondensator 47 geleitet,
wo er teilweise kondensiert wird. Ein sich ergebender zweiphasiger
Strom 14 wird zu einer Rücklauftrommel bzw. zu einem
Phasenseparator 15 geführt,
wo er in Kohlendioxidgas und Kondensat getrennt wird. Das Kohlendioxidgas
wird von dem Phasenseparator 15 in einem Strom 16 entfernt
und als Kohlendioxid-Produktfluid mit einer Kohlendioxidkonzentration
gewonnen, die im allgemeinen in dem Bereich von 95 bis 99,9 Mol.-%
auf einer Trockenbasis liegt. Wie hier verwendet wird unter "Gewinnen" eine Gewinnung als
abschließendes
Produkt bzw. eine Trennung beliebiger Gründe halber wie z.B. für die Lagerung, Weiterverwendung,
Weiterverarbeitung oder Sequestration verstanden. Das Kondensat,
das hauptsächlich
Wasser und Alkanolamin aufweist, wird von dem Phasenseparator 15 in
einem Strom 17 abgezogen, durch eine Flüssigkeitspumpe 18 durchgeleitet und
als ein Strom 19 in den oberen Bereich der Strippkolonne 12 geführt.
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Das
restliche, ebenfalls Wasser enthaltende Alkanolamin-Absorptionsmittel
wird von dem unteren Bereich der Strippkolonne 12 in einem
Strom 20 abgezogen und zu einem Aufkocher 21 geleitet,
wo es mittels indirektem Wärmeaustausch
auf eine Temperatur erwärmt
wird, die typischerweise innerhalb des Bereichs von 119 bis 125°C liegt.
In der in 1 illustrierten Ausführungsform
der Erfindung wird der Aufkocher 21 durch einen gesättigten
Wasserdampf 48 bei einem Druck von 294,4 kPa (28 pound
pro inch2 gauge (psig)) oder mehr angetrieben,
welcher in einem Strom 49 von dem Aufkocher 21 abgezogen wird.
Das Erwärmen
des Alkanolamin-Absorptionsmittels in dem Aufkocher 21 führt etwas
Wasser ab, das als Wasserdampf in einem Strom 22 von dem Aufkocher 21 in
den unteren Bereich der Strippkolonne 12 geführt wird,
wo es als der oben erwähnte
aufsteigende Dampf fungiert. Das sich ergebende Alkanolamin-Absorptionsmittel
wird von dem Aufkocher 21 in einem Flüssigkeitsstrom 23 abgezogen.
Ein Teil 24 des Stroms 23 wird in ein Regenerator 25 eingespeist,
wo diese Flüssigkeit
verdampft wird. Eine Hinzufügung
von Sodaasche oder Natronlauge zu dem Regenerator erleichtert eine
Ausfällung
jeglicher Nebenprodukte des Degradierens sowie von hitzebeständigen Aminsalzen.
Ein Strom 27 stellt einen Entsorgungsstrom der Nebenprodukte
der Degradierung und hitzebeständigen
Aminsalze dar. Die verdampfte Aminlösung 26 kann wie in 1 dargestellt
erneut in die Strippvorrichtung eingespeist werden. Ebenfalls kann
sie gekühlt
und direkt mit dem in den Kopf des Absorbers 4 eintretenden
Strom 6 vermischt werden. Weiterhin könnten anstatt des in 1 dargestellten
Regenerators 25 auch andere Reinigungsvorrichtungen wie
z.B. mit Ionenaustausch oder Elektrodialyse verwendet werden.
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Der
restliche Teil 54 des erwärmten Alkanolamin-Absorptionsmittels 23 wird
zu einer Lösungsmittelpumpe 35 und
von dort in einem Strom 29 zu und durch einen zweiten Wärmetauscher 121 geleitet,
wo es dazu dient, die oben angeführte
Weitererwärmung
des an Sauerstoff verarmten und mit Kohlendioxid beladenen Absorptionsmittels
durchzuführen.
Ein sich ergebendes Alkanolamin-Absorptionsmittel 110 wird
von dem zweiten Wärmetauscher 121 zu
und durch den ersten Wärmetauscher 120 geleitet,
wo es dazu dient, die oben genannte Erwärmung des gelösten Sauerstoffs,
der mit Kohlendioxid beladenes Absorptionsmittel enthält, durchzuführen, und von
dort tritt es als gekühltes
Alkanolamin-Absorberfluid 34 aus.
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Ein
Strom 34 wird mittels Durchleitung durch einen Kühler 37 auf
eine Temperatur von etwa 40°C gekühlt, um
ein Absorptionsmittel 38 auszubilden. Ein Teil 40 des
Stroms 38 wird durch einen mechanischen Filter 41 geführt, von
dort als ein Strom 42 durch einen Kohlenstoffbettfilter 43 geleitet,
und von dort als ein Strom 44 durch einen mechanischen
Filter 45 zwecks einer Entfernung von Verunreinigungen,
Feststoffen, Nebenprodukten der Degradierung und hitzebeständigen Aminsalzen
geführt.
Ein sich ergebender gereinigter Strom 149 wird zur Ausbildung
eines Stroms 55 mit einem Strom 39, welcher der
Rest des Stroms 38 ist, vereint. Ein Speicherbehälter 30 enthält zusätzliches
frisches Alkanolamin, wobei Alkanolamin-Absorptionsmittel in einem
Strom 31 von dem Speicherbehälter 30 abgezogen
und durch eine Flüssigkeitspumpe 32 als
ein Strom 33 in den Strom 55 gepumpt wird. Ein
Speicherbehälter 50 enthält Frischwasser.
Wasser wird von dem Speicherbehälter 50 in
einem Strom 51 abgezogen und durch eine Flüssigkeitspumpe
als ein Strom 53 in den Strom 55 gepumpt. Gemeinsam
bilden die Ströme 33 und 53 zusammen
mit dem Strom 55 den kombinierten Absorptionsmittelstrom 6 aus,
der wie zuvor beschrieben in den oberen Bereich der Absorberkolonne 4 geführt wird.
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2 illustriert
eine weitere Ausführungsform
der Erfindung, bei der eine Strippkolonne zur Durchführung der
Entziehung des Sauerstoffs des mit Kohlendioxid beladenen Absorptionsmittels
verwendet wird. Die Bezugszeichen von 2 entsprechen
für die
allgemeinen Elemente denjenigen von 1, weshalb
diese allgemeinen Elemente nicht erneut ausführlich beschrieben werden.
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Nun
auf 2 Bezug nehmend wird erwärmtes, mit Kohlendioxid beladenes
Absorptionsmittel 101 von dem Wärmetauscher 120 in
den oberen Bereich einer Sauerstoffstrippvorrichtung 151 geleitet, und
Sauerstoffspülgas 152 wird
in den unteren Bereich der Kolonne 151 geführt. Eine
bevorzugte Quelle des Sauerstoffspülgases 152 ist der
Produktstrom 16, von dem ein kleiner Strom in einer Größenordnung
von etwa 2 Prozent abgezweigt wird. Das erwärmte, mit Kohlendioxid beladene
Absorberfluid fließt
durch die Sauerstoffstrippkolonne 151 über Stoffaustauschkolonneneinbauten
wie z.B. Böden oder
Zufalls- bzw. strukturierte Packung im Gegenstrom zu dem nach oben
fließenden
Sauerstoffspülgas
nach unten, und in dem Verfahren wird gelöster Sauerstoff von dem nach
unten strömenden,
mit Kohlendioxid beladenen Absorptionsmittel in das aufsteigende
Sauerstoffspülgas
abgestrippt. Das resultierende Sauerstoff enthaltende Spülgas wird
von dem oberen Bereich der Kolonne 151 in einem Strom 150 abgezogen,
und das sich ergebende, an Sauerstoff verarmte und mit Kohlendioxid
beladene Absorptionsmittel, das typischerweise weniger als 2 ppm Sauerstoff
und vorzugsweise weniger als 0,5 ppm Sauerstoff aufweist, wird von
dem unteren Bereich der Kolonne 151 abgezogen und zu einem
zweiten Wärmetauscher 121 geführt, um
wie zuvor im Zusammenhang mit der in 1 illustrierten
Ausführungsform
erläutert
weiterverarbeitet zu werden.
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Obgleich
die Erfindung mit Bezug auf bestimmte besonders bevorzugte Ausführungsformen beschrieben
worden ist, versteht sich für
den Fachmann, dass weitere Ausführungsformen
der Erfindung in den Rahmen der Ansprüche fallen. Darüber hinaus
kann das sauerstofftolerante Gewinnungssystem auf Alkanolamin-Basis
dieser Erfindung für
die Trennung anderer Verbindungen wie Kohlendioxid wie z.B. für Wasserstoffsulfid
oder für
ein Gemisch aus Kohlendioxid und Wasserstoffsulfid verwendet werden.
Eine präzise
Definition eines derart generalisierten sauerstofftoleranten Gewinnungsverfahrens auf
Alkanolamin-Basis lautet wie folgt:
Verfahren zum Gewinnen
von Absorbat von einem Sauerstoff enthaltenden Einsatz, bei welchem:
- (A) ein Sauerstoff und Absorbat enthaltender
Einsatz in Stoffübergangskontakt
mit Absorptionsmittel gebracht wird, welches mindestens ein Alkanolamin
enthält,
und Sauerstoff und Absorbat aus dem Einsatz in das Absorptionsmittel
gebracht werden, um mit Absorbat beladenes Absorptionsmittel zu
erhalten, welches gelösten
Sauerstoff enthält;
- (B) das mit Absorbat beladene Absorptionsmittel erwärmt wird,
um erwärmtes,
mit Absorbat beladenes Absorptionsmittel zu erhalten;
- (C) Mindestens ein Teil des gelösten Sauerstoffs von dem mit
Absorbat beladenen Absorptionsmittel entfernt wird, um an Sauerstoff
verarmtes, mit Absorbat beladenes Absorptionsmittel zu erhalten;
und
- (D) das an Sauerstoff verarmte, mit Absorbat beladene Absorptionsmittel
weiter erwärmt
wird und anschließend
Absorbat von dem Absorptionsmittel zurückgewonnen wird.