DK170394B1 - Fremgangsmåde til fjernelse af H2S og CO2 fra en gasblanding der indeholder H2S og CO2 - Google Patents

Description

DK 170394 B1

Den foreliggende opfindelse angår en fremgangsmåde til fjernelse af H^S og C02 fra en gasblanding, som indeholder H2S og C02, navnlig til fjernelse af disse sure komponenter fra en gasblanding, som indeholder kulbrinter, mellem 10 og 5 50 rumfangs% CC>2 og en kun ringe mængde H2S, hvor f.eks.

rumfangsforholdet H2S/C02 er mellem 10 og 0,1. Et eksempel på en sådan gasblaning er naturgas.

Det er opfindelsens formål at tilvejebringe en fleksibel proces til i det væsentlige fuldstændig fjernelse 10 af de små mængder H2S og store mængder af C02.

Til dette formål er fremgangsmåden til fjernelse af H2S og C02 fra en gasblanding indeholdende H2S og C02 fra en gasblanding indeholdende H2S og C02 ejendommelig ved, at man 15 a) i en første kontaktzone bringer gasblandingen i kontakt med en vandig reagensopløsning indeholdende en effektiv mængde af et oxiderende reagens til dannelse af en delvis renset gasblanding og en vandig opløsning indeholdende svovl og reduceret reagens, hvorpå man fører den 20 delvis rensede gasblanding til en anden kontaktzone, og b) i den anden kontaktzone bringer den delvis rensede gasblanding i kontakt med en vandig opløsning af en regenererbar absorbent til frembringelse af en renset gasblanding og en belastet absorbent.

25 Svovl, som vindes i trin a) , kan fjernes fra den i trin a) dannede vandige opløsning før eller efter rege-nering af i det mindste en del af det reducerede reagens ved oxidation af reagenset.

Den delvis rensede gasblanding føres uden yderligere 30 behandling eller omdannelse til den anden kontaktzone, omend man efter behov kan opvarme eller afkøle den delvis rensede gasblaning.

Hvert af trinnene a) og b) er i og for sig kendte, men valget af rækkefølgen af de to trin medfører, at udgangs-35 strømmen fra trin b) er renset gas og efter regenerering H2S-fri C02.

Ved en hensigtsmæssig udførelsesform indeholder den DK 170394 B1 2 ! vandige reagensopløsning et koordinationskompleks af Fe(III) med en organisk syre, f.eks. nitrilotrieddikesyre (NTA) eller ætylendiamintetraeddikesyre (EDTA) .

Ved en foretrukken udførelsesform indeholder den 5 vandige reagensopløsning en ammoniumform af et koordinationskompleks af Fe(III) med NTA og en ammoniumform af et koordinationskompleks af Fe(II) med NTA. Den vandige reagensopløsning kan endvidere indeholde ammoniakvand. Opløsningens pH er hensigtsmæssigt mellem 5 og 8,5, og 10 molforholdet mellem på den ene side koordinationskomplekset af Fe (III) med NTA og på den anden ammoniumformen af kooordinationskomplekset af Fe (II) med NTA i opløsningen er hensigtsmæssigt mellem 0,2 og 6. Den vandige reagensopløsning indeholder omkring 2-15 mol af en ammoniumform af et 15 koordinationskompleks af Fe(III) med NTA pr. mol H2S, der skal fjernes.

Den delvis rensede gasblanding indeholder C02, der fjernes i trin b) ved hjælp af væsken og den regenererbare absorbent. For at fjerne CC>2 fra den i trin b) vundne 20 belastede absorbent momentanfordampes den belastede absorbent mindst én gang ved aflastning af trykket til et niveau under partialtrykket af C02 ved den herskende temperatur.

Hvis der er behov for at fjerne coabsorberede kul-25 brinter, kan der forud for dette trin foretages en hurtig fordampning af den belastede absorbent mindst én gang ved aflastning af trykket til et niveau mellem det tryk,der hersker ved kontakten i trin b) , og partialtrykket af CC>2 ved den herskende temperatur.

30 Ved yderligere en hensigtsmæssig udførelsesform er den regenererbare absorbent en amin, f.eks. en tertiær amin såsom metyldiætanolamin (MDEA).

Væsken og den regenererbare absorbent kan tillige omfatte et fysisk opløsningsmiddel som f.eks. sulfolan. » 35 Væsken og den regenererbare absorbent omfatter hensigtsmæssigt en vandig opløsning af 10-60 vægt% MDEA, * 15-55 vægt% sulfolan og 5-35 vægt% vand.

3 DK 170394 B1

Fremgangsmåden ifølge opfindelsen skal i det følgende belyses nærmere under henvisning til tegningen, der skematisk viser et apparat til udøvelse af fremgangsmåden ifølge opfindelsen.

5 Apparatet har en første kontaktzone 1, en svovludvin dingszone 3, en første regenerations zone 5, en anden kontaktzone 6, en første momentanfordampningsbeholder 8 og en anden momentanfordampningsbeholder 9.

Til den første kontaktzone 1 er der forbundet en 10 tilførselsledning 10 for sur gas. Den første kontaktzone 1 er forbundet med svovludvindings zonen 3 ved hjælp af en ledning 12 og med den anden kontaktzone 6 ved hjælp af en ledning 14. Svovludvindings zonen 3 er forsynet med en svovludgang 15, og zonen 3 er forbundet med den første 15 regenerations zone 5 ved hjælp af en ledning 16. Den første regenerationszone 5 er forbundet med en oxidanttilførsels-ledning 17 og en udgang 19 for brugt gas, og den første regenerationszone 5 er endvidere forbundet med den første kontaktzone 1 ved hjælp af en ledning 20.

20 Den anden kontaktzone 6 har en udgang 21 for renset gas, og denne zone 6 er forbundet med den første momentanfordampningsbeholder 8 ved hjælp af en ledning 22, der er forsynet med en trykaflastningsventil 23. Den første momentanfordampningsbeholder 8 har en gasudgang 25 og er 25 ved hjælp af en ledning 26, forsynet med en trykaflastningsventil 27, forbundet med den anden momentanfordampningsbeholder 9. Den anden momentanfordampningsbeholder 9 har en gasudgang 30 og er forbundet med den anden kontaktzone 6 ved hjælp af en ledning 31.

30

Eksempel

En kulbrinteholdig sur gasblanding indeholdende 15 - rumfangs% C02 og 250 rumfangs-dpm (rumfangsdele pr.

35 million) H2S føres til den første kontaktzone 1 gennem tilførselsledningen 10 for sur gas. I den første kontaktzone 1 bringes den sure gasblanding i kontakt med en vandig 4 DK 170394 B1 reagensopløsning indeholdende 0,65 mol/1 af en ammoniumform af et koordinationskompleks af Fe (III) med NTA til dannelse af en delvis renset gasblanding, som indeholder 12 rum-fangs% C02 og 2 rumfangs-dpm H^S, og en vandig opløsning 5 indeholdende svovl og reduceret reagens indeholdende en yderligere mængde af en ammoniumform af et koordinations-kompleks af Fe(II) med NTA. Den vandige opløsning indeholdende svovl og reduceret reagens føres gennem ledningen 12 til svovlfjernelseszonen 3, og fra den fjernes svovl 10 gennem udgangen 15, mens den i det væsentlige svovlfri vandige opløsning føres gennem ledningen 16 til den første regenerations zone 5, hvor i det mindste en del af det reducerede reagens oxideres ved, at den vandige opløsning bringes i kontakt med luft, der tilføres gennem oxidanttil-15 førselsledningen 17. Den regenererede vandige reagensopløsning føres til den første kontaktzone 1 gennem ledningen 20, og brugt luft fjernes fra den første regenerationszone 5 gennem udgangen 19 for brugt gas.

Den delvis rensede gasblanding føres uden at blive 20 behandlet gennem ledningen 14 til den anden kontaktzone 6, hvor den bringes i kontakt med en væske og en regenererbar absorbent i form af en vandig opløsning indeholdende 30 vægt% MDEA under sådanne betingelser, at C02 fjernes fra den delvis rensede gasblanding til frembringelse af en 25 renset gasblanding og en belastet absorbent. Den rensede gasblanding, der indeholder 1 rumfangs% CC>2 og 1,5 rum-fangs-dpm H2S, fjernes fra den anden kontaktzone 7 gennem udgangen 21 for renset gas, og den belastede absorbent føres gennem ledningen 22 til den første momentanfor-30 dampningsbeholder 8. I denne første momentanfordampningsbeholder 8 fjernes kulbrinter, der ligeledes er absorberet af absorbenten, ved at den belastede absorbent underkastes momentanfordampning, ved at trykket aflastes til et niveau mellem det tryk, der hersker i den anden kontaktzone 6, og t, 35 partialtrykket af C02 ved den herskende temperatur. Den desorberede kulbrinteholdige gasblanding, der i det * væsentlige er fri for CC>2, fjernes fra den første momentan- 5 DK 170394 B1 fordampningsbeholder 8 gennem gasudgangen 25. Den delvis belastede absorbent, som vindes i den første momentanfordampningsbeholder 8, føres gennem ledningen 26 til den anden momentanfordampningsbeholder 9. I den anden momentan-5 fordampningsbeholder 9 fjernes C02 fra den delvis belastede absorbent, ved at trykket aflastes til et niveau under partialtrykket af C02 ved den herskende temperatur, hvorved der vindes en regenereret absorbent, som føres tilbage til den anden kontaktzone 6 gennem ledningen 31. Det desorbere-10 de C02, der er i det væsentlige frit for H2S, fjernes fra den anden momentanfordampningsbeholder 9 gennem gasudgangen 30.

Den første kontaktzone 1 og den første regenerations-zone 5 kan være kolonner, som egner sig til modstrømskon-15 takt mellem gas og væske, eller kolonner, der egner sig til medstrømskontakt mellem gas og væske.

Claims (7)

1. Fremgangsmåde til fjernelse af H2S og C02 fra en gasblanding indeholdende H2S og C02, kendetegnet ved, at man 5a) i en første kontaktzone bringer gasblandingen i kontakt med en vandig reagensopløsning indeholdende en effektiv mængde af et oxiderende reagens til dannelse af en delvis renset gasblanding og en vandig opløsning indeholdende svovl og reduceret reagens, hvorpå man fører den 10 delvis rensede gasblanding til en anden kontaktzone, og b) i den anden kontaktzone bringer den delvis rensede gasblanding i kontakt med en vandig opløsning af en regenererbar absorbent til frembringelse af en renset gasblanding og en belastet absorbent.

2. Fremgangsmåde ifølge krav 1, kendetegnet ved, at den vandige reagensopløsning indeholder et koordinationskompleks af Fe(III) med en passende organisk syre.

3. Fremgangsmåde ifølge krav 1, kendetegnet ved, at den vandige reagensopløsning indeholder en ammo- 20 niumform af et koordinationskompleks af Fe(III) med nitri-lotrieddikesyre samt en ammoniumform af et koordinations-kompleks af Fe(II) med nitrilotrieddikesyre.

4. Fremgangsmåde ifølge et hvilket som helst af kravene 1-3, kendetegnet ved, at den regenerer- 25 bare absorbent er en tertiær amin.

5. Fremgangsmåde ifølge krav 4, kendetegnet ved, at den tertiære amin er metyldiætanolamin.

6. Fremgangsmåde ifølge et hvilket som helst af kravene 1-5, kendetegnet ved, at den belastede 3. absorbent momentanfordampes i mindst ét trin ved aflastning af trykket til et niveau under partialtrykket af C02 ved den herskende temperatur til dannelse af en regenereret absorbent til brug i trin b).

6 DK 170394 B1

7. Fremgangsmåde ifølge et hvilket som helst af « 35 kravene 1-5, kendetegnet ved, at den belastede absorbent momentanfordampes i mindst ét trin ved aflåsning * af trykket til et niveau mellem det tryk, der hersker under 7 DK 170394 B1 kontakten i trin b) , og partialtrykket af C02 ved den herskende temperatur til dannelse af en delvis belastet absorbent, hvorpå den delvis belastede absorbent momentanfordampes i mindst ét trin ved aflåsning af trykket til et 5 niveau under partialtrykket af C02 ved den herskende temperatur til opnåelse af en regenereret absorbent til brug i trin b).