JPS58104995A - ガス混合物から酸性ガスを除去する方法 - Google Patents

ガス混合物から酸性ガスを除去する方法

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JPS58104995A
JPS58104995A JP57214591A JP21459182A JPS58104995A JP S58104995 A JPS58104995 A JP S58104995A JP 57214591 A JP57214591 A JP 57214591A JP 21459182 A JP21459182 A JP 21459182A JP S58104995 A JPS58104995 A JP S58104995A
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    • B01D53/00Separation of gases or vapours; Recovering vapours of volatile solvents from gases; Chemical or biological purification of waste gases, e.g. engine exhaust gases, smoke, fumes, flue gases, aerosols
    • B01D53/14Separation of gases or vapours; Recovering vapours of volatile solvents from gases; Chemical or biological purification of waste gases, e.g. engine exhaust gases, smoke, fumes, flue gases, aerosols by absorption
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    • B01D53/46Removing components of defined structure
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    • B01D53/526Mixtures of hydrogen sulfide and carbon dioxide
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C10PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
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    • C10K1/00Purifying combustible gases containing carbon monoxide
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Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明はカルボニル生成可能の重金属化合物を含むCO
含有ガス混合物から、0℃以下の温度で、酸性成分を吸
収した後で膨張、追出し及び熱交換器による加熱により
酸性ガスを除去される洗滌剤による加圧洗滌によシ酸性
)ガスを除去する方法に関する。
固体または液体の燃料の加熱状態で高温状態での水蒸気
及び酸素により発生され、さらKH2−C0合成ガスま
たはH2−N2合成ガスになされる分離カスの処理の間
に金属硫化物によって設備が劣化されることは公知の難
問題である。ま几、この問題ハ最後に金属カルボニルに
帰着されるが、この金属カルボニルは分離ガスd処理の
間に生成されて分離ガスまたはその他の処理に関与する
部分にある硫黄の化合物とともに硫化物を生成して、こ
れが再び一定の装置部分に沈着して時間の経過につれて
これらの部分を閉塞させるのである。
工業ガスの製造の際にガス混合物から002゜H2S及
びCO8のような酸性成分が除去されねばならない、こ
のことは例えばアルコール、グリコールまたはエーテル
のような物理的に作用する洗滌剤による洗滌によって有
利に行われる。特に好都合なのはメタノール洗滌方法で
あることが示されているが、この方法においては酸性成
分カニ−70℃以下までの温度及び高圧(80/<−/
しまで)C)状態でメタノールによって分離されるよう
になっている。再生のためには洗滌剤は酸性ガス及び−
溶解性の良い金属カルボニルを吸収した後で膨張さiL
sストリップガスによって処理され、また熱交換著引に
よって加熱される。その際に金属カルボニルCO 及び
反応可能の重金属に分解され、これカミ存在するH2S
とともに再び金属硫化物を生成し、これによって装置の
種々の部分に劣イヒを生じさせるのである、 このような欠点を阻止するためにfllえば西ぎ虫じ1
公告公報2610982にて提案さ扛ているように、通
常脱ガス塔に付着する重金属イし金物を、溶液がこの塔
に流入する前に洗滌溶液の少なくとも一部分を70ない
し2501:の温度にカロ熱し、洗滌液体の蒸気圧よシ
も高い圧力で、充填材を充填されることのできる予備反
応装置内に少なくとも0.2時間滞留させて沈澱させる
のである。
しかしこの沈澱は、洗滌剤を加熱する場合には向流装置
内でも生ずる、このような沈澱は特に不具合である。何
故ならばこの沈澱物を熱交換器から除去することは甚だ
困難であるからである、したがって本発明の目的は、冒
頭に述べた種類の方法を、金属硫化物の沈澱が生じない
で、これによって操業コストを低下させるように改良す
ることである。
上述の目的は本発明によらて、吸収後の洗滌剤を加熱す
る間におけるカルボニルの分解を回避するためにCOの
分圧を洗滌剤中のcoの平衡分圧以上に高めることによ
って達成される。この場合平衡分圧は特に存在するカル
ボニル(例えばニッケルまたは鉄カルボニル)の種類、
成分の千カ、金属カルボニルの濃度及び温度に関係する
金属カルボニルは多くの有機洗滌剤に良好または極めて
良好に溶解する。したがってこのような金属カルボニル
は除去される酸性カスとともに洗滌除去される。吸収後
の洗滌剤を加熱する場合はカルボニルの溶解度に低下し
、これによって予め与えられた吸収状態では分圧が上昇
する。しかし重金属とCOとの反応により発生するカル
ボニルにおいては、温度が高いと反応可能の重金属及び
C011、。
への分解の傾向が生ずる。発生する反応可能の重金属は
容易に洗滌剤に含″!扛ている硫化水素と反応して金属
硫化物及び解放さnfc水素を生成する、驚くべきこと
は、試験によってカルボニルの分解が00分圧によって
影響さ扛得ることが示されたことである。その際金属カ
ルボニルは00分圧が高い場合に安定であることが確認
されている。し几かつて吸収後の洗滌剤を加熱する際に
熱交換器の内部でカルボニルの分解するのを阻止するた
めに充分なCOが存在するように考慮しなければならな
い、これに反してカルボニル吸収洗滌削土の60分圧が
低下さ扛ると、カルボニルが分解さ扛る。このことは最
も簡単に圧力低下によって達成さ扛る1、吸収後の洗滌
剤を加熱する間に00分圧を高めるために2つの望まし
い方法が特に示される。こ扛により吸収後の熱交換器の
前方にて洗滌剤にCOにハんたガス例えば純COが吹込
まれるのである。このようにして、熱交換器内に金属硫
化物による劣化を生ずるのを阻止するのである。熱交換
器f連過した後で吸収後の洗滌剤は平衡分圧以下に膨張
され、その除虫ずる金属硫化物は分離され、洗滌剤は再
生塔に導入されて、脱気ガス (Entgasmcgsgas )が抽出されるのであ
る。その場合脱気ガスは濃縮塔に導入されるか、または
濃縮後に原料ガスに混入さ肛る。これによってCOの欠
損が低減され、また同時にクラウス装置CC1auB−
Anlage)  K向うガス内のH2S@度の低下が
回避される。本発明による方法の望ましい実施形態によ
nばさらに洗滌剤を平衡分圧以下に膨張させる前にさら
に他の膨張筒に導入し、これの中で洗滌剤が平衡分圧以
上の60分圧に膨張さ扛、その際に解放さnるCOに富
んだフラッシュガスが熱交換器の前方で吸収後の洗滌剤
に吹込ま扛るようになさnるのである。このような方法
U、COが循環路に導かれ、発生する損失のみが新鮮な
COによシ補充されるだけでよい利点を与えるが、この
ことはコスト低減を可能となす。
COO田の上昇を可能となすために吸収後の洗滌剤にC
O’を供給する代シに洗滌塔から来る吸収を行つ窺高王
状態の洗滌剤が、熱交換器の前方における60分圧が洗
滌剤内のCOの平衡分圧以上になる程度に膨張されるこ
とができる。この場合膨張の際に解放されるガスは原料
ガスに導入されるのである。熱交換器内で加熱された後
に洗滌剤は洗滌剤□ 1711の00分圧以上の圧力に膨張褌れ、解放さ扛た
フ、謂。
ラッシュガスが同様に原料力スに混入さnるのが望まし
い、引続いて洗滌剤はCO分圧以下の圧力に膨張さnて
、金属硫化物が生成されるようになされ、これが分離さ
れるのである。フラッシュガスは再び原料ガス内に導入
されることができる、本発明による方法は添付図面に示
された実施例によって以下に説明される。
第1図において、CO2を吸収した例えばメタノールと
なさ扛る洗滌剤は導管lを経て図示さ゛れていない洗滌
塔から約−40℃の温度及び70バールの圧力で濃縮塔
2の上部に供給されるとともに。
導管3を経てH2Sを吸収した同じ温度及び圧力のメタ
ノールが洗滌塔のH2S区画から濃縮塔2の中央部に供
給される、原料カス内のC02含有量が甚だ人であるた
め誌この濃縮塔が必要となるのであ11、、、、。
る。洗滌メタノールはさらになおH2# Co並びに僅
かな量のメタン及びNi (CO) a及びFθ(Co
)6のような金属カルボニルを含んでいる。導管4を経
て濃縮塔2にはさらに脱気ガスが供給されるが、脱気カ
スについては後で詳述する。導管5を経て濃縮塔2の底
部に導入さ扛る例えば窒素のような不活性ガスによって
メタノールはH2,Co及びCO2並びにメタンを解放
さ扛、これらのものは残留カスとして頭部から導管6を
経て抽出され、さらにアンダーグレートファイアリング
(Unterf’euerung)’ii施される。濃
縮塔20頭部におけるH2S (7) H2Sを含まな
いメタノールによる洗滌によって残留ガスは殆でH’2
Sを解放さする。
なおCO2及びH2S並びに金属カルボニルを含むメタ
ノールは濃縮塔2の底部から抽出さ扛て、ポンプ8を有
する導管7を経て加熱のために多数の熱交換器9′(e
通されるが簡単のため図面には1個のみ示しである。熱
交換器9内で加熱によるカルボニルの反応可能の重金属
及びCOへの分子$によって金属硫化物の生成(反応可
能の重金属+存在するH2S )の危険が生ずる。この
金属硫化物は再び熱交換器内の沈澱を生じさせ、熱交換
器は短時間で改築しなげおばならなくなるのである、そ
の几めに本発明によって吸収後の洗滌メタノールKCO
Vc富んだガス例えば純COが導管1oを経て60分圧
を洗滌剤内のCO平衡分圧以上に上昇させる量だけ吹込
ま扛るのである。、この場合このco平衡分圧は金属カ
ルボニルの種類、濃度、各成分の圧力及び温度に関係す
る。このように圧力を上昇させることによってカルボニ
ルの分解は起らないで、これによシ熱交換器9円にて何
等金属硫化物の生成が起らないのである。
濃縮さnたCOヲ含む洗滌メタノールは熱交換器9を出
た後で洗滌剤の平衡分圧以下の圧力に膨張弁11によシ
膨張されて分離器12の下方に導入さ!する。膨張によ
って金属カルボニルは反応可能の重金属及びCOに分解
し、重金属はメタノール内に存在する硫化水素とともに
金属硫化物及び水素を生成する。この金属硫化物は沈澱
して泥状体(Scblamm)を形成し、これが導管1
3を経て分離器12から排出される。その場合この泥状
体は例えばフィルター床部上に留保さn1金属硫化物の
無い洗滌メタノールが導管14を経て抽出さBl再生塔
15に供給されることができる。分離器12は変形態様
として充填材を充填さnることができ、充填材上に金属
硫化物が沈澱されるようになし得る。この場合充填材は
時々交換しなければならない、 再生塔15内で硫化水素は底部加P−装置16及び頭部
冷却装置17によってメタノールから導管18を経て追
出されるのである、その際に硫化水素は充分な量及び純
度で得られ、これをさらに処理するためにクラウス装置
に導入できる、再生されたメタノールは再生塔15の底
部から導管19を経て排出される洗浄塔に戻さ扛る。
分離器12内で解放さおたCO及びCO2より成る脱気
カスは導管4を経て頭部から抽出されて濃縮塔2に供給
さ扛る。
第2図に示さする変形形態は実質的には第1図の方法と
同じであるが、たゾ第2図の方法では濃縮され几COを
4.1p洗滌メタノールが熱交換器9を通過した後で平
衡分圧以下に膨張される前に膨張筒20内で平衡分圧以
上の圧力に膨張さtLるようになっている。この場合そ
の圧力は、洗滌剤内のCOの平衡分圧以上であってすな
わちカルボニルが分解しない程度になされるのであるd
このような膨張により約40重量係のCOを有するガス
が解放され、これが導管21を経て抽出されて、王縮機
22で圧縮され、冷却器23で冷却され、濃縮カスとし
て導管lOを経て吸収後の洗滌剤に吹込まれるのである
。このようなCOに富んだガスの循環によって単に導管
24を経てCOの損失が例えば純COの供与によって補
充されるだけでよいのである、 第3図において洗滌剤内のCO平衡分圧以上aO分王を
得るための他の可能性が示されているか、これにおいて
は加圧状態の洗滌剤が一部膨張さ扛るようになっている
0 導管25を経て燃料のガス化により生じた冷却されりC
O含有原料ガスが熱交換器26内で最終的に冷却された
後で洗浄塔27に導入さ汎る。洗浄塔27内で原料ガス
は導管28を経て洗浄塔27の頭部に与えられる再生メ
タノールに対して自流的に流されて酸性ガス及び存在す
るメタノールによく溶解する重金属カルボニルを解放さ
扛、導管29′f:経て洗浄塔270頭部から排出さf
て熱交換器26を通って生成物として抽出さする。
例えば40バールの島田状態とな嘔れた吸収後の洗滌メ
タノールは洗浄塔27の底部力・ら導管30及び膨張弁
31を経て分離器32に導入さfLる。
膨張弁31内で洗滌メタノールは00分圧が洗滌斉11
内のCOの平衡分圧以上になされるような田ブノにW4
3゛脹される。これによって導管33内の洗滌剤力;熱
交換器34を通過する際に加熱によって存在するカルボ
ニルが分解し、洗滌剤内にある硫化水素とともに難溶性
の金属硫化物を生成して沈澱層として熱交換器に沈着し
て閉塞させるのが阻止さハるのである、 この膨張によって解放さnる主としてCO及びCO2よ
シ成る脱気ガスは分離器320頭部から導管35を経て
抽出されて圧縮機36で圧縮さ肛、導管37を経て原料
ガスに混入される。
加熱された洗滌メタノールはさらに他の膨張筒38内で
洗滌剤内のCOの平衡分圧以上の圧力まで膨張される。
その際に生ずるフラッシュガス(主としてCO及びCO
2よりgる)云導管39を経て抽出さ扛て導管35内の
脱気ガス或いはフラッシュガスに混入される。
一部膨張された洗滌メタノールは導管40内の膨張弁4
1によシ洗滌剤内のCO平衡分圧以下の■カに膨張され
、分離器42の下部に導入される。分離器42内でさら
に金属硫化物が生成され、これが「泥状体」として沈澱
するがまたは分離器が充填材を充填されている場合には
充填材上に沈着さ扛る。分離器を浄化するために充填材
が時々交換されるか%または泥状体を導管52を経て排
出させる。この場合泥状体を留保させる図示されない争 装置が分離器42内に設けられる。解放された脱気ガス
(Co及びCO2)  は導管43を経て抽出さ扛、圧
縮機44で圧縮されて他の脱気カスに混入11 される。    自。
不純物としてなおH2Sを含んでいる洗滌メータノール
は導管45を経て再生塔46の中央部に供給され、再生
塔46内で洗滌メタノールは底部加熱装置47による加
熱及び頭部冷却装置48による冷却によってH2Sを解
放される。その際に導管49を原子て出て来るH2S成
分はクラウス装置に導入さnるのに好適である。
再生されたメタノールは再生塔46の底部から抽出され
、熱交換器34内で加熱さ肛る吸収後のメタノールとの
向流に上り冷却さ扛、冷却器sl内で外部の寒冷によっ
てさらに洗滌温度(約−30℃)に冷却されて洗滌塔2
7に供給されるのである。
原料ガス内のCO2含有量が甚だ太であるために濃縮塔
が設けら扛、これの中で溶解さnたCO2の大部分が低
温度で不活性ガスとともにメタノールから追出された。
濃縮塔の底部から抽出逼れたメタノールは原料ガスとと
もに導入された全体のH2S並びに溶解されたガスを追
出した後で少なくとも26%H2Sを有するH2S成分
を含んているCO2を含んでいた。CO2をストリッピ
ングした際に全体のCOもともに追出されり、、原料カ
スとともに導入されたカルボニルはメタノール内に溶解
され、濃縮塔内では追出され彦かった。何故ならばそれ
の溶解度1”l’cO2の溶解度よシも大きいからであ
る。
熱交換器の前方で5N rr? CO/l  を吸収し
んメタノールを供給することにより熱交換器内にて80
℃までメタノールを加熱した後でも溶解さ扛たカルボニ
ルが分解しない程高い00分圧が発生された。
この場合供給さ扛たCOの量はメタノールのH2S及び
CO2吸収量及び溶解されたカルボニルの種類に関係す
る。何故ならば種々のカルボニルの分解の傾向は異なる
からである。
60バールの圧力のCOに富んだ原料カスが洗滌塔内で
低温のメタノールによって洗滌され、これによってH2
S 、 CO8及びCO2の一部が解放され浄化された
。21バールに中間膨張されて溶解されたH2Sの大部
分が解放された後に1トン当りのメタノールに下記のも
のが溶解された。
H20,5N、、n? / t Co       3.7Nm”/1 CO2+ H2S   54.5 N tl / t2
1バールの雪力にて80cまで熱交換器内でメタノール
を加熱して溶解セ扛たガスの一部分の脱ガスが行われ几
。その際に生じたガス相は下記のものであった。
H23,4mot% CO18,3mo1% CO2+ H2S    59.1 mot%CHsO
Hi9.2 mot % 3.8バールの60分圧は熱交換器内でのカルボニルの
分解を阻止するのに充分であった。
最初の中間膨張の際の圧力はカルボニルの種類、濃度、
各成分の圧力及び温度に関係し、原料ガスの分析値に対
して適合さnなければならなかった。
【図面の簡単な説明】
第1図はCO供給を行う本発明による方法を示す循環回
路図。 第2図はC04jl、l@及びフラッシュカスの戻しを
行□1−。 う本発明による方法の循環回路図。 第3図は吸収後の洗滌剤の一部膨張を行う°本発明によ
る方法の循環回路図。 2・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・
濃縮塔8・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・
・・・ポンプ9.26.34・・・・・・熱交換器 11131141・・・膨張弁 12.32t42・・・分離器 i5,46・・・・・・・・・・・・再生塔16.47
・・・・・・・・・・・・底部加熱装置17.48・・
・・・・・・・・・・頭部冷却装置20.38・・・・
・・・・・・・・膨張筒22.36,44・・・圧縮機 23.5i・・・・・・・・・・・・冷却器27・・・
・・・・・・・・・・・・・・・・・・洗浄塔手続補正
書 昭和58年1月17日 特許庁長官 若杉和夫殿 1、事件の表示 昭和57年特許願第214591号 2、発明の名称 ガス混合物から酸性ガスを除去する方法3、補正をする
者 名 杯(氏名)リンダ・アクチェンゲゼルシャフト(1
)明細書第9頁第13行[吸収後の熱交換器の前方にて
洗滌剤に]を下記の通り訂正。 「吸収後の洗滌剤に熱交換器の前方にて」(2)同第1
0頁第5行r (Entgasmcgsgas ) J
をf (Entgasungsgas ) Jに訂正。 (3)同第10頁第6−7行「濃縮後に」を「再濃縮後
に」に訂正。 (4)同第13頁第8−10行「H2SのH2Sを含ま
ない・・・・・・H2Sを解放される。」を下記の通り
訂正。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 (1)  カルボニル生成可能の重金属化合物を′含む
    CO含有ガス混合物から、0℃以下の温度で、酸性成分
    を吸収した後で膨張、追出し及び熱交換器による加熱に
    より酸性ガスを除去される洗滌剤による加圧洗滌により
    酸性ガスを除去するめ法において、ガス混合物の清浄中
    に重金属笈びガス内に含まれているCoから生成される
    カルボニルの、吸収後の洗滌剤を加熱する間における分
    解を回避するためにCOの分圧を洗滌剤中のCOの平衡
    分圧以上に高めることを特徴とする方法。 (2)  熱交換器の前方で吸収後の洗滌剤にCOに富
    んだガスを吹込むことを特徴とする特許言責求の範囲第
    (1)項記載の方法、 (3)吸収後の洗滌剤に純COを吹込むことを特徴とす
    る特許請求の範囲第(2)項記載の方法。 (4)吸収後の洗滌剤を熱交換器通過後に平衡分圧以下
    の圧力に膨張させ、その際に生成さ扛る重金属硫化物を
    分離し、洗滌剤を再生塔に導入し、脱気ガスを抽出する
    ことを特徴とする特許請求の範囲第(2)項及び第(3
    )項の倒れかに記載の方法。 (5)脱気ガスを濃縮塔に導入することを特徴とする特
    許請求の範囲第(4)項記載の方法。 (6)脱気ガスを濃縮後原料ガスに混入することを特徴
    とする特許請求の範囲第(4)項記載の方法、(7)洗
    滌剤を平衡分圧以下の圧力に膨張する前に他の膨張筒に
    導き、平衡分圧よりも高い圧力に膨張させ、その際に解
    放されるフラッシュガスを熱交換器の前方で吸収後の洗
    滌剤に吹込むことを特徴とする特許請求の範囲第(4)
    項記載の方法。 (8)洗滌基からの吸収後の洗滌剤を、熱交換器内で加
    熱する前の00分圧が洗滌側内のCOの平衡分子以上に
    保たする程度にのみ膨張させる・ことを特徴とする特許
    請求の範囲第(1)項記載の方法。 (9)膨張によって解放されたガスを原料ガスに戻すこ
    とを特徴とする特許請求の範囲第(8)項記載の方法。 00  膨張後に残留する液体を熱交換器内で加熱後に
    Co平衡分圧以上の圧力に□・膨張させ、発生する、′ フラッシュガスを原料ガスに導入することを特徴とする
    特許請求の範囲第(9)項記載の方法。 OD  膨張後に残留する液体をCO平衡分圧以下の圧
    力に膨張させ、その際生成される重金属硫化物を分離し
    、洗滌剤を再生塔に導き、脱気ガスを抽出することを特
    徴とする特許請求の範囲第(11項記載の方法。 Q21  脱気ガスを原料ガスに導入することを特徴と
    する特許請求の範囲第00項記載の方法。
JP57214591A 1981-12-08 1982-12-07 ガス混合物から酸性ガスを除去する方法 Granted JPS58104995A (ja)

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DE3148520,0 1981-12-08

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JPS58104995A true JPS58104995A (ja) 1983-06-22
JPH0151518B2 JPH0151518B2 (ja) 1989-11-02

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US (1) US4478799A (ja)
EP (1) EP0081241B1 (ja)
JP (1) JPS58104995A (ja)
AU (1) AU550534B2 (ja)
DE (2) DE3148520A1 (ja)
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ZA (1) ZA829007B (ja)

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