NL8701225A

NL8701225A - Het verwijderen van h2s en co2 uit een gasmengsel dat h2s en co2 bevat.

Info

Publication number: NL8701225A
Application number: NL8701225A
Authority: NL
Original assignee: Shell Int Research
Priority date: 1986-07-07
Filing date: 1987-05-22
Publication date: 1988-02-01
Also published as: CN87104539A; NO166920C; DK337487A; DK337487D0; AU590866B2; GB2192347B; GB8616508D0; NO872756L; AU7500787A; GB2192347A; CA1296160C; DE3721789A1; NL194362B; NO166920B; NL194362C; NO872756D0; IN169707B; CN1016166B; DK170394B1

Description

-1-.

Τ 5754 NET

HET VERWIJDEREN VAN H^S EN C02 UIT EEN GASMENGSEL DAT H2S EN.CO2 BEVAT

De onderhavige uitvinding heeft betrekking op het verwijderen van H2S en CO^ uit een gasmengsel dat H^S en C02 bevat, in het bijzonder het verwijderen van deze zure componenten uit een gasmengsel dat koolwaterstoffen, tussen 10 en 50 vol." C0?, en slechts een kleine hoeveelheid H^S

5 bevat, waarbij bijvoorbeeld de volumeverhouding tussen H„S

"•6 ^ en CO^ tussen 10 en 0,1 ligt. Een voorbeeld van een dergelijk gas is aardgas.

De onderhavige uitvinding heeft ten doel een flexibele werkwijze te verschaffen voor het grondig verwijderen van 10 H2S en het grotendeels verwijderen van C02·

Hiertoe omvat de werkwijze volgens de onderhavige uitvinding voor het verwijderen van H2S en C02 uit een gasmengsel dat H?S en C02 bevat de volgende stappen: a) het in een eerste contactzone in contact brengen van het 15 gasmengsel met een waterige reactieeomponentoplossing die een doeltreffende hoeveelheid van een oxiderende reactiecomponent bevat ter verkrijging van een gedeeltelijk gezuiverd gasmengsel en een waterige oplossing die zwavel en gereduceerde reactiecomponent bevat, en het doorvoeren van het 20 gedeeltelijk gezuiverde gasmengsel naar een tweede contactzone; en b) het in de tweede contactzone in contact brengen van het gedeeltelijk gezuiverde gasmengsel met een vloeibaar en regenereerbaar absorbeermiddel ter verkrijging van een 25 gezuiverd gasmengsel en een beladen absorbeermiddel.

Zwavel verkregen in stap a) kan uit de in stap a) gevormde waterige oplossing worden verwijderd voor of na regeneratie van ten minste een deel van de gereduceerde reactiecomponent door het oxideren van de reactiecomponent.

5* A I .

I- / V rn r* . w * Λ„ t* ·«.

i -ΐ - 2 - , Het gedeeltelijk gezuiverde gasmengsel wordt zonder verdere behandeling of omzetting doorgevoerd naar de tweede contactzone, hoewel het gedeeltelijk gezuiverde gasmengsel desgewenst kan worden verhit of gekoeld.

5 In een geschikte uitvoeringsvorm bevat de waterige reactiecomponentoplossing een coördinatiecomplex van Fe(III) met een organisch zuur, bijvoorbeeld nitriltriazijnzuur (NTA), of ethyleendiaminetetraazijnzuur (EDTA).

In een voorkeursuitvoering bevat de waterige 10 reactiecomponentoplossing een ammoniumvorm van een coördinatiecomplex van Fe(III) met NTA, en een ammoniumvorm van een coördinatiecomplex van Fe(II) met NTA. De waterige reactiecomponentoplossing kan verder waterig ammoniak bevatten. De pH van de oplossing ligt geschikt tussen 5 en 15 8,5, èn de molaire verhouding tussen het coördinatiecomplex van Fe(III) met NTA en de ammoniumvorm van een coördinatiecomplex van Fe(II) met NTA in de oplossing ligt geschikt tussen 0,2 en 6. De waterige reactiecomponentoplossing bevat ongeveer 2-15 mol van een 20 ammoniumvorm van een coördinatiecomplex van Fe(III) met NTA per mol te verwijderen H^S.

Het gedeeltelijk gezuiverde gasmengsel bevat CC>2 dat in stap b) zal worden verwijderd door middel van het vloeibare en regenereerbare absorbeermiddel.. Voor het in stap b) 25 verwijderen van CO^ uit het beladen absorbeermiddel, wordt het beladen absorbeermiddel ten minste één maal afgedampt door het verlagen van de druk tot een niveau beneden de partiële druk van CO^ bij de heersende temperatuur. ïndien het gewenst is mede-geabsorbeerde koolwaterstoffen te verwijderen, 30 dan kan deze stap worden voorafgegaan door het ten minste éénmaal afdampen van het beladen absorbeermiddel door de druk te verlagen tot een niveau tussen de druk die er heerst bij het in contact brengen in stap b) en de partiële druk van CO^ bij de heersende temperatuur.

35 In een andere geschikte uitvoeringsvorm is het vloeibare en regenereerbare absorbeermiddel een waterige oplossing van ö ^ /¾ 8 j v i 2 2 5 ¢- - -i, - 3 - een amine, bijvoorbeeld een tertiaire amine, zoals methyldiethanolamïne (MDEA).

Het vloeibare en regenereerbare absorbeermiddel kan verder een fysisch oplosmiddel bevatten, bijvoorbeeld 5 sulfolaan.

Het vloeibare en regenereerbare absorbeermiddel bevat op geschikte wijze een waterige oplossing van 10-60 gew .% MDEA, 15-55 gew.% sulfolaan en 5-35 gew.% water.

De uitvinding zal thans nader worden toegelicht aan de 10 hand van de figuur welke op schematische wijze de inrichting toont voor het uitvoeren van de werkwijze volgens de uitvinding.

De inrichting omvat een eerste contactzone 1, een zwavelterugwinninszone 3, een eerste regeneratiezone 5, een 15 tweede contactzone 6, een eerste afdampvat 8 en een tweede afdampvat 9.

Met de eerste contactzone 1 is een toevoerleiding 10 voor zuur gas verbonden. De eerste contactzone 1 is verbonden met de zwavelterugwinningszone 3 d.m.v. leiding 12, en met de 20 tweede contactzone 6 d.m.v. leiding 14. De zwavelterugwinningszone 3 is voorzien van een zwaveluitlaat 15 en de zone 3 is verbonden met de eerste regeneratiezone 5 d.m.v. leiding 16. Met de eerste regeneratiezone 5 zijn een oxidanttoevoerleiding 17 en een afvoerleiding 10 voor 25 afgewerkt gas verbonden, en de eerste regeneratiezone 5 is verbonden met de eerste contactzone 1 d.m.v. leiding 20.

De tweede contactzone 6 heeft een uitlaat 21 voor gezuiverd gas, en de zone 6 is verbonden met het eerste afdampvat 8 d.m.v. leiding 22, welke voorzien is van 30 drukreduceerklep 23. Het eerste afdampvat 8 heeft een gasuitlaat 25, en is d.m.v. leiding 26 welke voorzien is van drukreduceerklep 27 verbonden met het tweede afdampvat 9» Het tweede afdarapvat 9 heeft een gasuitlaat 30, en is verbonden met de tweede contactzone 6 d.m.v. leiding 31.

ö 7 Λ * ? S

ïr» / V j 5» - 4 -

VOORBEELD

Een koolwaterstofhoudend zuur gasmengsel dat 15 vol.% CO^ en 250 vdpm (volumedelen per miljoen) H?S bevat, wordt toegevoerd naar de eerste contactzone 1 via de toevoerleiding 10 voor zuur gas. In de eerste contactzone 1 wordt het zure 5 gasmengsel in contact gebracht met een waterige reactiecomponentoplossing welke 0,65 mol/1 van een ammoniumvorm van een coordinatiecomplex van Fe(III) met NTA bevat, waardoor een gedeeltelijk gezuiverd gasmengsel dat 12 vol.% CO^ en 2 vdpm H^S bevat, en een waterige 10 oplossing die zwavel en gereduceerde reactiecomponent bevat worden gevormd, welke waterige oplossing een aanvullende hoeveelheid van een ammoniumvorm van een coordinatiecomplex van Fe(II) met NTA bevat. De waterige oplossing die zwavel en gereduceerde reactiecomponent bevat wordt via leiding 12 15 toegevoerd naar de zwavelterugwinningszone 3, uit welke zone zwavel wordt verwijderd door leiding 15, en de nagenoeg zwavelvrije waterige oplossing wordt via leiding 16 toegevoerd naar de eerste regeneratiezone 5, waar ten minste een deel van de gereduceerde reactiecomponent wordt geoxideerd door de 20 waterige oplossing in contact te brengen met lucht die wordt toegevoerd door de oxidanttoevoerleiding 17. De geregenereerde waterige reactiecomponentoplossing wordt toegevoerd naar de eerste contactzone 1 via leiding 20 en niet gebruikte lucht wordt uit de eerste regeneratiezone 5 verwijderd via uitlaat 25 19· voor afgewerkt gas.

Het gedeeltelijk gezuiverde gasmengsel wordt, zonder te zijn behandeld, via leiding 14 doorgevoerd naar de tweede contactzone 6, waar het in contact wordt gebracht met een vloeibaar en regenereerbaar absorbeermiddel in de vorm van een 30 waterige oplossing die 30 gew.% MDEA bevat, onder zodanige omstandigheden, dat CO^ verwijderd wordt uit het gedeeltelijk gezuiverde gasmengsel, waardoor een gezuiverd gasmengsel en beladen absorbeermiddel worden verkregen. Het gezuiverde gasmengsel, dat 1 vol.% CO^ en 1,5 vdpm -Λ “7 Λ --5 O & 9 / y \ L j - 5 - bevat, wordt uit de tweede contactzone 7 verwijderd via uitlaat 21 voor gezuiverd gas, en het beladen absorbeermiddel wordt via leiding 22 toegevoerd naar het eerste afdampvat 8. In het eerste afdampvat 3 worden mede-geabsorbeerde 5 koolwaterstoffen verwijderd door afdamping van het beladen absorbeermiddel door het verlagen van de druk tot een niveau tussen de druk die in de tweede contactzone 6 heerst en de partiële druk van CC^ bij de heersende temperatuur. Het gedesorbeerde koolwaterstofhoudende gasmengsel, dat nagenoeg 10 vrij van CO^ is, wordt uit het eerste afdampvat 8 verwijderd via gasuitlaat 25. Het gedeeltelijk beladen absorbeermiddel dat verkregen Is in het eerste afdampvat 8 wordt vla leiding 26 toegevoerd naar het tweede afdampvat 9. In het tweede afdampvat 9 wordt CO^ verwijderd uit het gedeeltelijk 15 beladen absorbeermiddel door het verlagen van de druk tot een niveau beneden de partiële druk van C0^ bij de heersende temperatuur, waardoor een geregenereerd absorbeermiddel wordt verkregen, dat toegevoerd wordt naar de tweede contactzone 6 via leiding 31. Het gedesorbeerde CO^, dat nagenoeg vrij van 20 H2S is, wordt uit het tweede afdampvat 9 verwijderd via gasuitlaat 30.

De eerste contactzone 1 en de eerste regeneratiezone 5 kunnen kolommen zijn die geschikt zijn voor het in tegenstroomrichting met elkaar in contact brengen van gas en 25 vloeistof, of kolommen voor het in gelijkstroomrichting met elkaar in contact brengen van gas en vloeistof.

{57ή ' w / V ! i. ύ.

Claims

1. Werkwijze voor het verwijderen van en CO2 uit een gasmengsel dat E^S en CO2 bevat, welke werkwijze de volgende stappen omvat: a) het in een eerste contactzone in contact brengen van het 5 gasmengsel met een waterige reactiecomponentoplossing die een doeltreffende hoeveelheid van een oxiderende reactiecomponent bevat ter verkrijging van een gedeeltelijk gezuiverd gasmengsel en een waterige oplossing die zwavel en gereduceerde reactiecomponent bevat, en het doorvoeren van het 1.0 gedeeltelijk gezuiverde gasmengsel naar een tweede contactzone; en b) het in de tweede contactzone in contact brengen van het gedeeltelijk gezuiverde gasmengsel met een vloeibaar en regenereerbaar absorbeermiddel ter verkrijging van een 15 gezuiverd gasmengsel en een beladen absorbeermiddel.

2. Werkwijze volgens conclusie 1, waarbij de waterige reactiecomponentoplossing een coördinatiecomplex van Fe(III) met een geschikt organisch zuur bevat.

3. Werkwijze volgens conclusie 1, waarbij de waterige 20 reactiecomponentoplossing een ammoniumvorm van een coördinatiecomplex van Fe(III) met nitriltriazijnzuur en een ammoniumvorm van een coördinatiecomplex van Fe(II) met nitriltriazijnzuur bevat.

4. Werkwijze volgens ëén der conclusies 1-3, waarbij het 25 vloeibare en regenereerbare absorbeermiddel een waterige oplossing van een tertiair amine is.

5. Werkwijze volgens conclusie 4, waarbij het tertiaire amine methyldiethanolamine is.

6. Werkwijze volgens één der conclusie 1-5, waarbij het 30 beladen absorbeermiddel in ten minste één stap afgedampt wordt door het verlagen van de druk tot een niveau beneden de partiële druk van CO2 bij de heersende temperatuur ter verkrijging van een geregenereerd absorbeermiddel dat geschikt is voor gebruik in stap b). 8701225 -¥ ' -s - 7 -

7. Werkwijze volgens ëén der conclusies l-*5, waarbij het beladen absorbeermiddel in ten minste één stap afgedampt wordt door het verlagen van de druk tot een niveau beneden de druk die er heerst bij het in contact brengen in stap b) en de 5 partiële druk van CC>2 bij de heersende temperatuur ter verkrijging van een gedeeltelijk beladen absorbeermiddel, en waarbij het gedeeltelijk beladen absorbeermiddel in ten minste één stap afgedampt wordt door het verlagen van de druk tot een niveau beneden de partiële druk van CO0 bij de heersende 10 temperatuur ter verkrijging van een geregenereerd absorbeermiddel dat geschikt is voor gebruik in stap b). a J* «7 ƒ% Λ Q ƒ y i ii J