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Verfahren zur Abtrennung von Schwefelwasserstoff und Kohlendioxyd
aus ammoniakhaltiger Waschflüssigkeit Es ist bekannt, Ammoniaklösungen, die bei
der Schwefelwasserstoffwaschung aus Destillationsgasen verwendet werden, derart
zu regenerieren, daß bei 95 bis ioo° C in einem Entsäurer der Schwefelwasserstoff
und das Kohlendioxyd entbunden werden, während das Ammoniak zum größten Teil zurückgehalten
wird.
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Der Nachteil dieses Verfahrens besteht darin, daß man bei Gegenwart
von wenig Kohlendioxyd im Wasser den Schwefelwasserstoff bei den genannten Temperaturen
nur unvollkommen entfernen kann. Um Schwefelwasserstoff weitgehend zu entfernen,
ist man gezwungen, die Temperaturen im Entsäurer zu erhöhen. Hierbei treten beträchtliche
Ammoniakverluste auf, die eine Wiederverwendung des regenerierten -Wassers erst
nach Zufuhr von Ammoniak wieder ermöglichen.
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Die Wiedergewinnung des Ammoniaks aus den Entsäuerungsschwaden ist
mit einfachen .Mitteln nicht möglich. Hierzu ist es erforderlich, besondere Maßnahmen
zu treffen, um die Auswaschung von Schwefelwasserstoff zu verhindern.
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So hat man vorgeschlagen, eine Trennung von Schwefelwasserstoff und
Kohlensäure einerseits, von Ammoniak andererseits dadurch herbeizuführen, daß eine
derartige Waschflüssigkeit mit
einer wäßrigen Lösung eines Alkalisalzes
oder Erdalkalisalzes bei Temperaturen vön 7o bis ioo° C behandelt wird. Hierdurch
soll das Ammoniak von dieser wäßrigen Lösung aufgenommen werden, während Schwefelwasserstoff
und Kohlensäure mit den Schwaden entweichen. Tatsächlich ist es aber bislang nicht
gelungen, nach diesem Verfahren eine hinreichende Trennung des Ammoniaks von den
flüchtigen Säuren durchzuführen.
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Schließlich wurde ein Verfahren beschrieben, in (lein als selektive
Lösungsmittel für Ammoniak wä ßrige Lösungen von Ammonsalzen, vorzugsweise Atnmoniumthiocyanat,
oder Sulfide, schwache Säuren, sauer reagierende Salze oder Neutralöle vorgeschlagen
werden; bei der Auswaschung von Kohlendioxyd sollen sich Lösungen von Carbonaten,
beispielsweise Natrium- und Kaliumcarbonat, bewährt haben. Bei Verwendung von Ammoniumtliiocyanat
als Lösungsmittel soll nach diesem Verfahren völlig reiner Schwefelwasserstoff und
Ammoniak mit nur 8% des ursprünglichen Schwefelwasserstoffgehalts gewonnen werden
können.
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Die Absorptionsflüssigkeit enthält nur jeweils einen der obenerwähnten
Stoffe in konzentrierter Lösung; die Absorption findet bei Temperaturen zwischen
50 und 70° und in der Endstufe mit 40° statt.
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Erfindungsgemäß wird eine Trennung von Schwefelwasserstoff und Kohlendioxyd
durch selektive Absorption des Ammoniaks mit einem Gemisch von Ammonsalzen mit mindestens
einem Natriumsalz, also unter Verwendung von mehreren Salzen, erreicht. Die Salzkonzentrationen
liegen verfahrensgemäß nur bei 20 bis 30%, die Absorption findet vorzugsweise bei
85 bis 9o° statt.
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So wurde z. B. aus den Dämpfen, die bei der Destillation von Wasser
folgender Zusammensetzung entstehen: N H3 = 1 2,2,4 g/1, H2 S = 5,6 g1 1, bei der
Waschung mit einer 2oOleigen Ammonsulfatlösung bei 82° C N H3 = 12,9 g/1, H2 S =
2,4 g/1, aufgenommen. Mit einer 20%igen NaCI-Lösung stellte sich in der Waschlösung
bei 83° C folgendes Verhältnis ein: N H3 = 32,6 g/1,. H2 S. = 8,2 g/1. Ebenso ergab
die Waschung mit einer 20%igen NaQ C 03-Lösung bei 82° C folgende Werte: N H3 =
34,8 g/1, H2 S = i i, i g/1.
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In allen Fällen wurde ein wesentlicher Teil des Schwefelwasserstoffgehalts
unerwünschterweise von der wäßrigen Lösung aufgenommen. Bei Verwendung von Lösungen
höherer Konzentration wurde die Aufnahme von Schwefelwasserstoff verringert, jedoch
unter Zurückdrängung der Ammoniakkonzentration in der Lösung. Eine, Steigerung der
Temperaturen über 9o° C führte zu einer stark verringerten Ammoniakaufnahme in dem
Lösungsmittel.
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Erfindungsgemäß wurde nun festgestellt, daß diese Nachteile in .überraschender
Weise dann beseitigt werden, wenn man die Behandlung mit einem Gemisch von Ammoniumchlorid
und/oder Ammoniumsulfat mit mindestens einem Natriumsalz in w-:il.iriger Lösung
durchführt, und zwar vorzugsweise bei Temperaturen von etwa 85 bis 9o' C. Das Verfahren
nach der Erfindung möge durch folgende Ausführungsbeispiele veranschaulicht werden.
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Eine 20%ige Lösung eines Salzgemisches gleicher Teile NH4C1, (NH4)2S04
und NaCI bei 85' C nahm aus dem Dämpfegernisch i i g/1 NH3 lind o,9 g/1
H2 S auf. Noch besser konnte mit einer Lösung, die 2o% (INTH4)zS04 und io0/0
Na2CO, enthielt, bei 89° C gewaschen werden. Hierbei wurden aus dem Dämpfegeinisch
14 g/1 NH3 utt(1 o,$ g/1 H2 S ausgewaschen.
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Das Verfahren nach der Erfindung ist in der Zeichnung beispielsweise
veranschaulicht.
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Das von der Schwefelwaschanlage kommende, mit Ammoniak, Schwefelwasserstoff
und Kohlensäure angereicherte Wasser tritt durch Leitung 7 und Wärmeaustauscher
2 oben in den Aininoniakabtreiber i ein. Die aus Ammoniak, Schwefelwasserstoff und
Kohlensäure bestehenden, oben aus dein Abtreiber austretenden Dämpfe werden durch
Leitung 8 in den mit Füllkörpern ausgefüllten Wascher 3 geleitet, welcher über die
Leitung i i finit einer wäßrigen Lösung eines Gemisches eines geeigneten Ammoniaksalzemit
einem Natriunisalz beschickt wird. Das Ammoniak wird von der 85 bis 9o° C heißen
Lösung; aufgenommen, während Schwefelwasserstoff und Kohlensaure durch die Leitung
9 aus der Anlage austreten. Die zwischen Abtreiber 4 und Wascher 3 umlaufende Lösung
von Ammonsulfat und Natriumcarbonat wird nach der Waschung durch Leitung io abgeführt
und durch den Wärmeaustauscher 5 dem Abtreiber 4 zugeführt. Hier wird das Ammoniak
abgetrieben, durch Leitung 12 abgeführt und im Kühler 6 kondensiert.
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Die vorn Ammoniak befreite Lösung wird durJi Leitung i i Tiber \\'ärineatistatischer
5 (lern Wascher 3 wieder zugeführt.