DE2422273A1 - Verfahren zur behandlung von gasgemischen - Google Patents
Verfahren zur behandlung von gasgemischenInfo
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Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
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- C10K—PURIFYING OR MODIFYING THE CHEMICAL COMPOSITION OF COMBUSTIBLE GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE
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-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01D—SEPARATION
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- B01D53/52—Hydrogen sulfide
- B01D53/526—Mixtures of hydrogen sulfide and carbon dioxide
Description
Dr. Hans-Heinrich Willrath D _ 62 WIESbaden,7 .Mai 1974
Dr. Dieter Weber p°stf^ 1327 ll/äl
T-v, 1 r-»| rr, r-, , (γ Gustav-Freytag-Strafee 25
Uipl.-Fhys. Klaus oeirrert ® »>««)»»»
Telegrammadresse: WILLPATENT
PATENTANWÄLTE
File 9000-154
Allied Chemical Corporation
Morristown, New Jersey 07960
U.S.A.
Morristown, New Jersey 07960
U.S.A.
Verfahren zur Behandlung
. von Gasgemischen
. von Gasgemischen
Priorität: vom 10. Mai 1973 in USA,
Serial-Number 359,033
Serial-Number 359,033
Die Erfindung betrifft die Entfernung normalerweise flüssiger Verunreinigungen in Gasgemischen und spezieller ein neues und
verbessertes Verfahren zur Abtrennung und Gewinnung normalerweise flüssiger Verunreinigungen und zur Abtrennung und Gewinnung
von saurem Gas, welche beide in Gasgemischen enthalten sind, unter Verwendung eines einzigen Lösungsmittelmediums.
Der Bedarf an brennbarem Gas, wie Methan, Wasserstoff und Kohlenmonoxid,
ist ständig steigend. Verbrennbares Gas wird entwickelt oder stammt aus fossilen Brennstoffen, wie Kohle, Erdöl, Schie-
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feröl oder Teersanden bei verschiedenen Verfahren, wie beispielsweise
bei der Kohlecarbonisierung, Krackung, Teilverbrennung und
Wassergasreaktion. Da fossile Brennstoffe natürlich aus einem komplexen Gemisch verschiedener Verbindungen zusammengesetzt
sind, enthält das daraus produzierte verbrennbare Gas eine Reihe von Verunreinigungen. Eine stärkere Verunreinigung ist saures
Gas, das aus Schwefelwasserstoff oder Kohlendioxid oder ziemlich häufig aus beidem bestehen kann und das aus den Brennstoffgasen
entfernt werden muß, um einen geeigneten Heizwert zu erreichen und eine Luftverschmutzung einzudämmen. Außerdem treten auch noch
andere Verunreinigungen in etwas kleineren Konzentrationen auf, die auch entfernt werden müssen, um dem Produktgas einen geeigneten
Kohlenwasserstofftaupunkt zu geben, eine Luftverschmutzung einzudämmen oder die Verunreinigungen als wertvolles Nebenprodukt
zu gewinnen. Eine Klasse solcher Verunreinigungen, auf die sich die vorliegende Erfindung besonders richtet, besteht aus normalerweise
flüssigen Verunreinigungen, die aromatische Kohlenwasserstoffe, nichtsaure Schwefelverbindungen und Cyanwasserstoffsäure
einschliessen, die alle bei einer Temperatur von 20°C normalerweise flüssig sind.
Eine Gruppe solcher Verunreinigungen umfaßt die Aromaten Benzol, Toluol und Xylol. Diese Verunreinigungen treten nicht nur in Gasen
aus Kohle, sondern auch in Gasen aus schweren Erdölfraktionen auf. Wenn sie in dem Produktgas in ausreichender Menge gelassen
werden, können die Taupunkte des Gases zu hoch sein, um einen Transport in einer Pipeline zu gestatten, da kondensierte Flüssigkeiten
und Fests-toffe auftreten. Diese Aromaten sollten nicht nur
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aus dem Pipelinegas entfernt, sondern auch von dem Schwefelwasserstoff
tragenden Abgas getrennt werden/ das nun allgemein in einer Claus-Anlage behandelt wird, um H3S in unschädlichen, keine Umweltverschmutzung
hervorrufenden elementaren Schwefel umzuwandeln. Dieser Schwefel wird oftmals als wertvolles Nebenprodukt
verkauft, dessen Wert ernsthaft herabgesetzt werden kann, wenn er eine dunkle Farbe besitzt,wie sie beispielsweise auftreten kann,
wenn Benzol in der Beschickung der Claus-Anlage in merklichen Menge
auftritt. Die Aromaten sind selbst wertvolle Nebenprodukte.
Eine andereGruppe von Verunreinigungen, die aus Brennstoffgas zu ·
entfernen ist, sind die nichtsauren Schwefelverbindungen, wie Thiophen und seine Homologen, organische Sulfide und Schwefelkohlenstoff.
Diese müssen entfernt werden, um eine Luftverschmutzung einzudämmen, da sie beim Verbrennen SO« ergeben, und im Falle von
synthetischem Naturgas müssen sie entfernt werden, um eine Vergiftung des Methanbildungskatalysators zu vermeiden. Schwefelkohlen-
zu stoff braucht lediglich aus dem Produktgas entfernt/werden. Es kann in dem Schwefelwasserstoffstrom zu der Claus-Anlage ohne
nachteiligen Einfluss gelassen werden. Thiophen jedoch kann"einen dunklen Schwefel" zur Folge haben, so daß es und seine Homologen
aus der Beschickung zu der Claus-Anlage abgetrennt werden sollten.
Eine dritte Substanz, die eine Entfernung erfordert, ist Cyanwasserstoff
säure, eine äußerst giftige Substanz. Cyanwasserstoffsäure kann in Claus-Gas zu wenigstens etwa 0,5% toleriert werden, doch
oberhalb dieses Wertes kann es zu einer KatalysatorVerstopfung bei-
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tragen, in welchem Falle es von der Beschickung zu der Claus-Anlage
wie oben Benzol und Thiophen abgetrennt werden sollte. Die folgende Aufstellung zeigt die Bestandteile, die sich in Brennstoff
gas finden, und deren Siedepunkte.
Normalerweise gasförmige Stoffe
Wasserstoff, H2 Kohlenmonoxid, CO
Methan, CH4 Kohlendioxid, CO3 Schwefelwasserstoff,
Schwefeldioxid, SO2
Siedepunkt, C
-253 -190 -161
-78
-62
-10
Normalerweise flüssige Stoffe
Cyanwasserstoffsäure, HCN Schwefelkohlenstoff, CS„
Benzol, C4-H,,
D D
Thiophen , C4H4S
Toluol, CH3 C6H5
Methylthiophen, CH3 C4H3S
Dimethyldisulfid, CH3SSCH3
Xylol, C6H4(CH3)2
Siedepunkt, C
26 | |
46 | /3 |
80 | |
84 | |
110 | ,6 |
1 | 15 |
1 | 17 |
1 | 44 |
Die Konzentration der obigen Verunreinigungen hängt von der Quelle
und der Methode,nach der das Gas gewonnen wurde, ab. Bloß als Erläuterung
dient daher die nachfolgende typische Analyse eines Koh-
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le-Vergaser-Produktes:
H2S | 9800 Vol.-ppm |
Thiophene | 31 |
Methylthiophene | 10 |
Dimethylthiophene | 10 |
Benzol | 340 |
Toluol | 94 |
Xylole | 24 |
cs2 | 10 |
HCN | Spuren bis 100 |
Nach der vorliegenden Erfindung kann ein Gasgemisch, das saures Gas aus der Gruppe Schwefelwasserstoff und/oder Kohlendioxid enthält,
behandelt werden, um kleinere Mengen normalerweise flüssiger Verunreinigungen aus der Gruppe der aromatischen Kohlenwasserstoffe,
nichtsauren Schwefelverbindungen und Cyanwasserstoffsäuren
in dem Gasgemisch zu entfernen, indem man (a) einen Dialkyläther eines Polyäthylenglykollösungsmittels mit 1 bis 8 Kohlenstoffatomen
in jeder Alkylgruppe und 3 bis 8 Äthyleneinheiten in innigem Kontakt mit dem Gasgemisch in einer Absorptionszone führt
und dabei eine Absorption wenigstens eines größeren Teils der normalerweise flüssigen Verunreinigungen bewirkt, (b) das absorbierte,
normalerweise flüssige Verunreinigungen enthaltende Lösungsmittel zusammen mit etwas gelöstem saurem Gas zu einer Verdampfungszone
führt und die normalerweise flüssigen Verunreinigungen und die sauren Gase aus dem Lösungsmittel verdampft, (c) das Gemisch von
Dämpfen normalerweise flüssiger Verunreinigungen und sauren Gases,
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die aus dem Lösungsmittel verdampft wurden, kühlt und so die normalerweise
flüssigen Verunreinigungen kondensiert, (d) das flüssige Kondensat sammelt und dabei die normalerweise flüssigen Verunreinigungen
von dem sauren Gas trennt und (e) das saure Gas austrägt.
Nach einer Ausführungsform des oben beschriebenen Verfahrens werden
das gesamte saure Gas und die normalerweise flüssigen Verunreinigungen in der Absorptionszone entfernt, und ein Produktgas,
das im wesentlichen frei von saurem Gas und flüssigen Verunreinigungen ist, wird aus der Absorptionszone ausgetragen, das die
flüssigen Verunreinigungen und das saure Gas aus der Absorptionszone enthaltende Lösungsmittel wird zunächst einer SchnelLverdämpfung
bei niedrigerem Druck als dem in der Absorptionszone unterzogen, um einen Teil der flüchtigeren Bestandteile freizugeben,
die zu der Absorptionszone zurückgeführt werden, und das das saure
Gas und die normalerweise flüssigen Verunreinigungen enthaltende Lösungsmittel wird zu einer Ausstreifzone geführt, worin hauptsächlich
aus sauren Gasen bestehende Gase aus dem Lösungsmittel freigegeben werden, und das flüssige Verunreinigungen enthaltende Lösungsmittel
wird zu einer zweiten Ausstreifzone geführt, worin die
flüssigen Verunreinigungen verflüchtigt und gesammelt werden, und das Lösungsmittel aus der zweiten Ausstreifzone wird zu der Absorptionszone
zurückgeführt.
Eine speziellere Ausführungsform ist ein Verfahren zur Behandlung eines Gasgemisches, das als Hauptkomponenten verbrennbare Gase aus
der Gruppe Methan, Kohlenmonoxid und Wasserstoff zusammen mit kleineren Mengen von Säuregaa (SHS dar« GjruRpe Schwefelwasserstoff und
Kohlendioxid sowie kleinere Mengen normalerweise flüssiger Verun-.
reinigungen aus der Gruppe der aromatischen Kohlenwasserstoffe, nichtsauren Schwefelverbindungen und Cyanwasserstoffsäure enthält,
um ein verbrennbares Gas als ein Produkt, das im wesentlichen frei von Säuregas und normalerweise flüssigen Verunreinigungen
ist, und als ein anderes Produkt ein Säuregas, das im wesentlichen frei von verbrennbaren Komponenten und normalerweise flüssigen Verunreinigungen
ist, und als ein drittes Produkt normalerweise flüssige Verunreinigungen zu bekommen, und dieses Verfahren besteht
darin, daß man (a) das Gasgemisch aufwärts durch einen länglichen vertikalen Absorptionsturm im Gegenstrom und in enger Berührung
mit einem abwärts fliessenden flüssigen Lösungsmittel aus einem Gemisch von Dimethyläthern von Polyäthylenglykolen führt und so
eine Absorption im wesentlichen der gesamten normalerweise flüssigen Verunreinigungen und des gesamten Säuregases bei einer Temperatur
im Bereich von -12 bis +490C (10 bis 120°F) und einem Druck
2 von 6,8 bis 136 ata (100 bis 2000 pound/Zoll absolut) bewirkt,
(b) verbrennbares Gas, das im wesentlichen frei von normalerweise flüssigen Verunreinigungen ist und weniger als 5 Teile/1000 000
(ppm) Schwefelwasserstoff enthält, abgibt, (c) das die absorbierten normalerweise flüssigen Verunreinigungen und Säuregas zusammen
mit kleineren Mengen verbrennbaren Gases enthaltende Lösungsmittel in eine Schnelverdampfungszone überführt, die auf einem
Druck von wenigstens 3,4 Atmosphären (50 pound) geringer als der Druck in der Absorptionszone gehalten wird und so gelöstes verbrennbares
Gas freisetzt, (d) die freigesetzten Gase aus der Schnellverdampf ungs zone zu dem Absorptionsturm zurückführt, (e) das
Lösungsmittel aus der Schnellverdampfung sz one zu einem Ausstreif-
A 0 9 8 h 8 / 1 0 1 0
turm führt, der auf einer Temperatur von etwa 93 bis 149 C (200
bis 300°F) und einem Druck im Bereich von 0,068 bis 6,8 ata (1
bis 100 pound/Zoll absolut) gehäten wird, (f) Wasserdampf in
den Boden des Ausstreifturmes einführt und so in dem Turm aus dem Lösungsmittel von anderen Bestandteilen im wesentlichen freie
Säuregase ausstreift, (g) das von Säuregas im wesentlichen freie Lösungsmittel vom Boden des Ausstreifturmes zu einem zweiten Ausstreifturm
überführt, der auf einer Temperatur von etwa 9 3 bis
2O4°C (200 bis 400°F) und einem Druck von etwa 0,068 bis 1,36 ata
2
(1 bis 20 Pound/Zoll absolut) gehalten wird, (h) Wasserdampf in den zweiten Ausstreifturm einführt und so die normalerweise flüssigen Verunreinigungen zusammen mit sehr kleinen Mengen an Säuregas verdampft, (i) die normalerweise flüssigen Verunreinigungen kondensiert und sammelt und (j) das verarmte Lösungsmittel vom Boden des zweiten Ausstreifturmes zur Spitze des Absorptionsturmes zurückführt.
(1 bis 20 Pound/Zoll absolut) gehalten wird, (h) Wasserdampf in den zweiten Ausstreifturm einführt und so die normalerweise flüssigen Verunreinigungen zusammen mit sehr kleinen Mengen an Säuregas verdampft, (i) die normalerweise flüssigen Verunreinigungen kondensiert und sammelt und (j) das verarmte Lösungsmittel vom Boden des zweiten Ausstreifturmes zur Spitze des Absorptionsturmes zurückführt.
Fig. 1 erläutert schematisch eine Methode zur Durchführung der vorliegenden Erfindung zur Abtrennung normalerweise flüssiger Verunreinigungen
und saurer Gase von einem Gasgemisch.
Fig. 2 erläutert schematisch eine Modifizierung des Verfahrens nach Fig. 1.
Fig. 3 erläutert schematisch eine andere Modifizierung des Verfahrens
gemäß Fig. 1.
Fig. 4 erläutert schematisch eine Alternativmethode zur Durchführung
der Abtrennung der normalerweise flüssigen Verunreinigungen
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und des sauren Gases von einem Gasgemisch,
In Fig. 1 wird Rohgas, das als Hauptkomponenten Methan, CO2 und
H3S oder H_, CO, CH., CO2 und H2S und zusätzlich eine oder mehrere
der oben erwähnten geringeren Komponenten, wie CS2 1 cgHc/
C4H4S und HCN umfaßt, über Leitung 1 in den Boden des Absorptionsturmes 2 eingeführt, der ein vertikaler, mit festem Material, wie
Pallringen oder perforierten Platen oder vorzugsweise Ventilboden
gepackter Turm sein kann, um einen innigen Kontakt zwischen den aufsteigenden Gasen und der abwärts fliessenden Flüssigkeit zu
bekommen. Obwohl Atmosphärendruck angewendet werden kann, wird in dem Turm erwünschtermaßen ein Druck im Bereich von 6,8 bis
136 ata (100 bis 200 Pound/Zoll absolut}, vorzugsweise von 13,6
bis 34 ata (200 bis 500 Pound/Zoll absolut) aufrecht erhalten.
Lösungsmittelmedium wird in die Spitze des Absorptionsturmes 2 über Leitung 3 eingeführt und fließt abwärts im Gegenstrom zu dem
durch Leitung 1 eintretenden Rohgas und in inniger Berührung mit diesem. Die Lösungsmittelfließgeschwindigkeit und die Temperatur
werden so reguliert, daß die normalerweise flüssigen Verunreinigungen im wesentlichen vollständig aus dem Rohgas entfernt werden,
während die Absorption des Säuregases.(H2S oder CO3) unterdrückt
wird. Dies kann erreicht werden, indem man die Temperatur in dem Turm im Bereich von -12 bis +49°C (10 bis 120°F) bis zu
bis zu 2O4°C (400°F) je nach der Zusammensetzung der Beschickung hält, vorzugsweise bei 21 bis 43°C (70 bis 1100F) in einem Lösungsmittel/Gas-Verhältnis
von etwa 0,0009 bis 0,9 kg (0,002 bis 2 Pound) Lösungsmittel je 0,028 Standard-m3 (je Standard-Fuß3)
des auszuwaschenden Rohgases. Etwas von der sauren Gaskomponente,
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d. h. H3S und CO^, sowie Mengen der Hauptkomponenten, d. h. CH.,
H2 und CO, werden unvermeidbar ebenfalls absorbiert.
Das flüssige Lösungsmittel, das dem Verfahren zugeführt wird, ist ein Dialkyläther eines Polyäthylenglykols mit 1 bis 8 Kohlenstoffatomen
in jeder Alky!gruppe und mit 3 bis 8 Äthyleneinheiten.
Das bevorzugte Lösungsmittel ist ein Dimethyläther von Polyäthylenglykol,
vorzugsweise ein Gemisch von Poly^thylenglykoldimethyläthern.
Die Gewinnung der verbrennbaren Bestandteile, wie Methan, Wasserstoff
und Kohlenmonoxid, die in dem Lösungsmittel gelöst sind, kann in der Weise erfolgen, daß man das Lösungsmittel vom Boden
des Absorptionsturmes 2 über Leitung 4 in den Schnellverdampfungsbehälter 5 überführt, der auf einem Druck von etwa Atmosphärendruck
2
bis 54,4 ata (800 Pound/Zoll absolut), vorzugsweise auf einem
bis 54,4 ata (800 Pound/Zoll absolut), vorzugsweise auf einem
Druck von 6,8 bis 3 4 ata (100 bis 500 Pound/Zoll absolut) gehalten
wird. Verbrennbare Bestandteile enthaltendes Gas wird von 'τ
Spitze des Schnellverdampfungsbehälters 5 über Leitung 6 abgegeben
und mit Hilfe des Kompressors 7 durch Leitung 8 in Leitung 1 gepreßt, worin es zur weiteren Gaswäsche in den Absorptionsturm 2
zurückgeführt wird. Die Schnellverdampfung kann in einer Stufe oder in mehreren Stufen durchgeführt werden. Eine zweistufige Schnellverdampfung
ist in Fig. 1 erläutert. Nach teilweiser Schnellverdampfung wird flüssiges Lösungsmittel über Leitung 11 zu einer
zweiten Schnellverdampferkammer 12 überführt. Weitere Gase, die
von der Spitze der Schnellverdampferkammer 12ü>er Leitung 13 abgegeben
werden, gelangen zu der Leitung 6 und dann mit Hilfe eines
4 09 8 Λ 8/101 0
Kompressors 7 über Leitung 8 und Leitung 1 in den Absorptionsturm 2.
Das Lösungsmittel vom Boden des Schnellverdampfungsbehälters
wird über Leitung 14 zur Spitze der Ausstreifkolonne 15 geführt,
um normalerweise flüssige Verunreinigungen zu entfernen. Vor dem Eintritt in die Spitze der Ausstreifkolonne 15 gelangt das Lösungsmittel
über den Wärmeaustauscher 16, worin es durch indirekten
Wärmeaustausch mit ausgestreiftem Lösungsmittel Vom Boden des
Turms 15 auf eine höhere Temperatur gebracht wird, bevor es in
die Ausstreifkolonne 15 eintritt. Verarmtes Lösungsmittel wird vom Boden der Ausstreifkolonne 15 über Leitung 17 und Pumpe 18
und dann über Leitung 19 und Wärmeaustauscher 16, worin es teilweise
gekühlt wird, und über eine Leitung 21 und Wärmeaustauscher 22 und schließlich über Leitung 3 in die- Spitze des Gaswaschturmes
2 abgezogen. Der Wärmeaustauscher 22, in dem das Kühlmedium Wasser oder irgendeine andere geeignete Flüssigkeit
sein kann, ist vorgesehen, um die Regulierung der Temperatur an der Spitze des Absorptionsturmes 2 zu unterstützen. Das Ausstreifen
der normalerweise flüssigen Verunreinigungen, die in dem Lösungsmittel in der Ausstreifkolonne 15 enthalten sind, erfolgt durch
Einführung eines Inertgases über Leitung 23, und dieses Gas kann Wasserdampf, Stickstoff, Wasserstoff, Luft oder Methan sein und
ist vorzugsweise Viasserdampf. Das Ausstreifen erfolgt bei irgendeinem Druck zwischen etwa 0,068 und 4 ata (zwischen etwa 1 und
60 Pound/Zoll absolut), allgemein bei Atmosphärendruck. Die Temperatur
in der Ausstreifkolonnei5 kann im Bereich von 10 bis 2O4°C
(50 bis 400 F), vorzugsweise im Bereich von 93 bis 149°C (200 bis 300 F) liegen. Dämpfe von normalerweise flüssigen· Verunrei-
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nigungen zusammen mit Ausstreifgas werden von der Spitze der Ausstreifkolonne
15 über Leitung 24 abgelassen. Wie oben erwähnt, können die normalerweise flüssigen Verunreinigungen ein oder mehrere
Bestandteile eines' Gemisches von Verunreinigungen sein, die von Cyanwasserstoffsäure mit einem Siedepunkt von 26 C bis zu Xylol
mit einem Siedepunkt von 144°C variieren können. Die Dämpfe in der Leitung 24 können auf eine Temperatur unterhalb 26 C gekühlt
werden, um alle normalerweise flüssigen Verunreinigungen zu kondensieren, und diese Verunreinigungen können dann anschlieseend
auf verschiedene Weise fraktioniert oder getrennt werden, wenn es erwünscht ist, sie als einzelne Komponenten zu gewinnen.
Bei der bevorzugten Betriebsweise erfolgt die Kondensation und Trennung der einzelnen Komponenten mit unterschiedlichen Siedepunkten
durch Teilkondensation. Speziell werden Dämpfe aus der Leitung 24 durch den Kondensor 25 geführt, worin die Dämpfe durch
indirekten Wärmeaustausch mit Wasser auf eine Temperatur von etwa 100°C gekühlt werden, um eine Kondensation der flüssigen Bestandteile,
wie beispielsweise Toluol und Xylol, zu bewirken. Flüssiges Kondensat wird zusammen mit unkondensierten Dämpfen
und nicht kondensierbaren Gasen von dem Kondensor 25 über Leitung 26 in den Behälter 27 geführt,worin die Dämpfe und Gase von dem
Kondensat getrennt werden, welches sich am Boden des Behälters sammelt. Das Kondensat wird durch Leitung 28 ausgetragen. Im Falle
einer Verwendung von Wasserdampf als Ausstreifgas und einer Kondensation desselben in dem Kondensor 25 sammelt sich das Wasser
in dem Behälter 27 und bildet eine untere Schicht, oberhalb derer sich eine andere Schicht der normalerweise flüssigen Verunreinigungen
befindet. DasWasser kann vom Boden des Behälters
über Leitung 29 abgelassen werden.
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Nicht kondensierbares Gas und Dämpfe von der Spitze des Behälters 27 strömen über Leitung 31 in den Kondensor 32, der auf einer
niedrigeren Temperatur, wie etwa 60°C, gehalten wird, um eine Kondensation der Bestandteile mit niedrigerem Siedepunkt, wie beispielsweise
Benzol, zu bewirken. Das Kondensat und Dämpfe und nicht kondensierbare Gase aus dem Kondensor 32 gelangen über die
Leitung 33 in den Behälter 34. Kondensat, das sich am Boden des Behälters 34 sammelt, wird Überleitung 35 ausgetragen. Dämpfe und
nicht kondensierbares Gas werden von der Spitze des Behälters 34 über Leitung 36 abgegeben und gelangen in den Kondensor 37, wo
die Dämpfe auf eine Temperatur von etwa 20 C gekühlt werden, um eine Kondensation des Cyanwasserstoffgases und anderer Bestandteile
zu bewirken, die bei dieser Temperatur flüssig sind. Flüssiges Kondensat und nicht kondensierbare Gase aus dem Kondensor 37
werden über Leitung 3 8 in den Behälter 39 ausgetragen. Das Flüssigkondensat wird über Leitung 41 abgezogen. Nicht kondensierbare
Gase werden von der Spitze des Behälters 39 über Leitung 42 abgegeben. Wenn das Ausstreifgas Wasserdampf ist, würden die durch
Leitung 42 abgegebenen nicht kondensierbaren Gase eine kleinere Menge von Gasen sein, die selbst eine kleine Menge Schwefelwasserstoff
sein können, welcher gewonnen oder zu dem System zurückgeführt werden kann. Wenn Methan oder Wasserstoff, d. h. brennbare
Gase aus Ausstreifgas verwendet werden, können solche Gase mit den
Produktgasen vereinigt werden.
Das Rohgas, das in den Absorptionsturm 2 über Leitung 1 eintritt, wird, nachdem die normalerweise flüssigen Verunreinigungen aus ihm
ausgestreift wurden, von der Spitze des Absorptionsturmes 2 über Leitung 43 zu einem zweiten Absorptionsturm 44 abgegeben, um das
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saure Gas, d. h. H_S und CO2, aus den anderen Gasen , d. h. den
verbrennbaren Gasen, wie Methan, Wasserstoff und Kohlenmonoxid, welche den Hauptteil des zu behandelnden Gases ausmachen, zu entfernen.
Im allgemeinen arbeitet der Absorptionsturm 44 bei einem etwas geringeren Druck und höherer Temperatur als der Absorptionsturm 2. In die Spitze des Turmes 44 über Leitung 45 eintretendes
Lösungsmittel gelangt abwärts im Gegenstrom zu den am Boden des Turmes über Leitung 43 eintretenden Gasen und in inniger Berührung
mit diesen. Die Lösungsmittelfließgeschwindigkeit und die Temperatur werden so reguliert, daß man eine Absorption im wesentlichen
des gesamten Schwefelwasserstoffes in dem Gas und des gesamten Kohlendioxids bekommt. Das weniger als 2 Teile je Million
(ppm) Schwefelwasserätoff enthaltende Produktgas wird aus dem Absorption
sturm 44 über Leitung 46 ausgetragen. Lösungsmittel, das im wesentlichen das gesamte saure Gas zusammen mit kleinen
Mengen darin gelösten Produktgases enthält, wird vom Boden des Turmes 44 über Leitung 47 abgezogen und in den Schnellverdampfungsbehälter
48 eingeführt, der auf einem niedrigeren Druck als der Turm 44 gehalten wird, um eine Abgabe im wesentlichen der gesamten
Produktgase zu bewirken, welche in dem Lösungsmittel gelöst sind und über Leitung 49 und Kompressor 51 und Leitung 52 zu Leitung
43 und dann zum Boden des Turmes 44 zurückgeführt werden.
Das gelöstes saures Gas enthaltende Lösungsmittel fließt vom Boden
der Schnellverdampferkammer 48 über Leitung 53 und dann durch den Wärmeaustauscher 54, worin es durch indirekten Wärmeaustausch
mit verarmtem Lösungsmittel erhitzt wird, und sodann durch Leitung 45 in die Spitze der Ausstreifkolonne 56. Der Ausstreifturm
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56 arbeitet in ähnlicher Weise wie der Ausstreifturm 15. Von der .
Spitze des Turmes 56 über Leitung 58 entferntes Gas enthält Schwefelwasserstoff
und Kohlendioxid zusammen mit sehr kleinen Mengen anderer gasförmiger Bestandteile und ist äußerst geeignet für
die Claus-Reaktion zur Umwandlung in elementaren Schwefel. Verarmtes
Lösungsmittel wird vom Boden des Ausstreifturmes 56 durch Leitung 59 abgezogen und mit Hilfe der Pumpe 61 durch Leitung 62,
den Wärmeaustauscher 54, die Leitung 63, den Wärmeaustauscher 64 und die Leitung 45 in die Spitze des Absorptionsturmes 44 geführt.
Fig. 2 repräsentiert eine Alternativmethode zur Freisetzung nicht kondensierbarerGase aus dem angereicherten Lösungsmittel, das
den Absorptionsturm 2 verläßt, "in Fig. 1 ist festzustehen, daß
die Freisetzung der nicht kondensierbaren Gase in einem oder in mehreren Sehnellverdampfungsbehältern, die in Fig. 1 mit 5 und
12 bezeichnet sind, erfolgt und die freigesetzten Gase dann zu dem Absorptionsturm 2 zurückgeführt werden. In Fig. 2 erfolgt
die Freisetzung der nicht kondensierbaren Gase durch Schnellverdampfung, doch wird diese unterstützt durch Wiederabsorption normalerweise
flüssiger Verunreinigungen, die mit den nicht kondensierbaren Gasen ausgetrieben werden. In Fig. 2 fließt angereichertes
Lösungsmittel von dem Absorptionsturm 2 über Leitung 4 in den Schnellverdampferturm 65, der in ähnlicher Weise wie der Schnellverdampferturm
5 in Fig. 1 funktioniert. In dem Schnellverdampferturm 65 freigesetzte Gase, die aus nicht kondensierbaren Gasen
und normalerweise flüssigen Verunreinigungen bestehen, werden
über Leitung 66 abgegeben und fließen dann in den Boden der Absorptionskammer 67. Verarmtes Lösungsmittel, das in die Spitze
des Turms 67 über Leitung 68 eintritt, fließt abwärts in Gegen-
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strom und in inniger Berührung mit den Gasen aus dem Schnellverdampferturm
65, die über Leitung 66 in den Boden des Turmes 67 eintreten. So werden die normalerweise flüssigen Verunreinigungen,
die an den Schnellverdampferturm 65 abgegeben wurden, in dem Absorptionsturm 67 wieder absorbiert. Nicht kondensierbare
Gase, die im wesentlichen frei von normalerweise flüssigen Verunreinigungen sind, werden an der Spitze des Absorptionsturmes
67 und durch Leitung 69 freigegeben und über Leitung 1 zu dem Absorptionsturra 2 zurückgeführt. Angereichertes Lösungsmittel
gelangt vom Boden der Schnellverdampferkammer 65 über Leitung 71
und vom Boden des Absorptionsturmes 67 über Leitung 72 in Leitung 73 und dann durch den Wärmeaustauscher 16, die Leitung 14 und in
die Spitze des Ausstreifturmes 15. Dämpfe von normalerweise flüssigen
Verunreinigungen werden von der Spitze des Ausstreifturmes 15 über Leitung 24 abgegeben und in der in Fig. 1 beschriebenen
Weise kondensiert und gesammelt. Das verarmte Lösungsmittel, das von dem Ausstreifturm 15 über Leitung 17 abgegeben wird, wird mit
Hilfe der Pumpe 18 durch die Leitungen 19 und 21, den Wärmeaustauscher 22 und die Leitung 3 in die Spitze des Absorptionsturmes
2 gezwungen. Ein Teil des verarmten Lösungsmittels wird über Leitung 74, Wärmeaustauscher 16 und Leitung 68 in die Spitze des Absorptionsturmes
67 geführt.
Die selektive Absorption kann durch Wxederaufkochabsorption verbessert
werden, wie in Fig. 3 erläutert ist. In Fig. 3 ist der Absorptionsturm 2 verlängert und schließt einen Abschnitt 75 un<terhalb
des Rohgasbeschickungspunktes in Höhe der Leitung 1 ein, in welchem Abschnitt leichte Komponenten aus der angereicherten
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Flüssigkeit durch Erhitzen in einem Aufkocher 76 und gegebenenfalls
durch Unterstützung des Aufkochers durch Einführung eines durch Leitung 77 eintretenden Gases ausgestreift werden. Dieses
Gas sollte ein solches sein, das mit dem Produktgas vermischt werden kann, wie beispielsweise dem Produktgas, das durch Leitung
46 von der Spitze des Turmes 44 abgegeben wird, wie in Fig. 1 gezeigt ist.
Ein Teil der Flüssigkeit,die sich am Boden des Abschnittes 75
sammelt, fließt abwärts durch die Leitung 78 in Wärmeaustausch mit Wass'erdampf, der durch Leitung 79 eintritt und durch Leitung
81 austritt und dabei Dämpfe und Gase aus der Flüssigkeit entwickelt, und die erhitzten Gase und Dämpfe aus dem Aufkocher 76
gelangen über Leitung 82 in den Boden des Abschnittes 75, wo sie aufwärts strömen und ein Ausstreifen der Flüssigkeit bewirken und
die leichteren, flüchtigeren Gase entfernen. Die angereicherte Flüssigkeit, die nun in den erwünschten, normalerweise flüssigen
Verunreinigungen konzentriert ist, gelangt über Leitung 4, den Wärmeaustauscher 16, die Leitung 83 in die Spitze der Ausstreifkolonne
15. Dämpfe von normalerweise flüssigen Verunreinigungen fließen von der Spitze der Ausstreifkolonne 15 durch Leitung 24
und werden in der in Fig. 1 gezeigten Weise kondensiert und gesammelt. Verarmtes Lösungsmittel vom Boden der Ausstreifkolonne
15 wird über Leitung 17 abgezogen und mit Hilfe der Pumpe 18
durch Leitung 19, den Wärmeaustauscher 16, die Leitung 21, den Wärmeaustauscher 22 und die Leitung 3 in den Absorptionsturm 2
gezwungen.
Fig. 4 erläutert schematisch eine andere Ausführungsform nach
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der vorliegenden Erfindung. Gemäß Fig. 4 wird Rohgas, das saures
Gas, wie Schwefelwasserstoff und Kohlendioxid, zusammen mit kleineren Mengen normalerweise flüssiger Verunreinigungen enthält,
durch Leitung 85 in den Boden der Absorptionskolonne 86 eingeführt, die eine ähnliche Konstruktion hat, wie oben im Zusammenhang
mit Fig. 1 beschrieben wurde. Verarmtes Lösungsmittel wird in die Spitze des Absorptionsturmes 86 über Leitung 87 eingeführt
und fließt abwärts im Gegenstrom zu den in dem Turm aufsteigenden Gasen und in innigem Kontakt mit diesen. In dem Turm wird Überatmosphärendruck
in der Größenordnung von 6,8 bis 134 ata (100
2
bis 2000 Pound/Zoll absolut), vorzugsweise von 20,4 bis 68 ata
bis 2000 Pound/Zoll absolut), vorzugsweise von 20,4 bis 68 ata
(300 bis 1000 Pound/Zoll absolut) aufrecht erhalten. Die Temperatur
kann von -12 bis +490C (10 bis 120°F) variieren und liegt
vorzugsweise im Bereich von -1 bis +27°C (30 bis 80°F). Die Geschwindigkeit des Lösungsmittels, das durch Leitung 87 in den
Turm 86 fließt,sollte so reguliert werden, daß es im wesentlichen
den gesamten Schwefelwasserstoff in dem Rohgas entfernt, d. h. das den Turm 86 über eine Leitung 88 verlassende Produktgas so:Lte
vorzugsweise weniger als 2 Teile je Million Schwefelwasserstoff und im wesentlichen keine normalerweise flüssigen Verunreinigungen
enthalten.
Das angereicherte Lösungsmittel, das im wesentlichen die gesamten normalerweise flüssigen Verunreinigungen und saures Gas zusammen
mit kleinen Mengen verbrennbaren Gases, das in dem Rohgas enthalten ist, enthält, fließt vom Boden des Turms 86 über Leitung 89 in den
Schnellverdampferturm 91, der auf einem niedrigeren Druck als der Turm 86 gehalten wird. Als ein Ergebnis der Schnellverdampfung
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des flüssigen Lösungsmittels in der Kammer 91 werden nicht kondensierbares
verbrennbares Gas zusammen mit etwas Säuregas in kleineren Mengen von normalerweise flüssigen Verunreinigungen von der
Spitze des Turms 91 über Leitung 92 abgegeben und mit Hilfe des Kompressors 9 3 durch Leitung 94 und Leitung 85 in den Boden des
Turms 86 gezwungen, worin die Gase einer Gaswäsche unterworfen werden, um die flüssigen Verunreinigungen und das Säuregas daraus
zu entfernen, und die verbrennbaren nicht kondensierbaren Gase werden von der Spitze des Turms über Leitung 88 abgegeben. Die
Flüssigkeit von dem Sclmellverdampferturm 91 fließt abwärts durch die Leitung 95, den Wärmeaustauscher 96, die Leitung 97 in den
Ausstreifturm 98, der auf einem Druck im Bereich von 0,068 bis
6,8 ata (1 bis 100 Pound/Zoll "absolut) und auf einer Temperatur
von etwa 93 bis 177°C (200 bis 35O°F) gehalten wird. Ausstreifgas
wird über Leitung 99 in den Boden der Kolonne 98 eingeführt, um die flüchtigeren Bestandteile, nämlich Schwefelwasserstoff und
Kohlendioxid, aus der Flüssigkeit auszustreifen. Das von der Spitze der Ausstreifsäule 101 abgegebene Gas besteht im wesentlichen
aus sauren Gasen, nämlich Schwefelwasserstoff und Kohlendioxid, zusammen mit Ausstreifgas. Die Flüssigkeit, die angereichertes
Lösungsmittel enthält, welches flüssige Verunreinigungen enthält und im wesentlichen frei von nicht kondensierbarem Gas
ist, wird vom Boden desTurmes 98 über Leitung 102 ausgetragen und mit Hilfe der Pumpe 103 durch Leitung 104 in die Spitze des zweiten
Ausstreifturmes 105 gezwungen. Der zweite Ausstreifturm wird
auf einem Druck von etwa 0,068 bis 1,36 ata (1 bis 20 Pound/Zoll2 absolut) und auf einer Temperatur von etwa 93 bis 177°C (200 bis
350 F) gehalten. Ausstreifgas wird in den Boden des Turmes über
Leitung 106 eingeführt. Dämpfe von normalerweise flüssigen Ver- '
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unreinigungen werden von der Spitze des Turms 105 über Leitung 107 abgegeben und in der in Fig. 1 beschriebenen und erläuterten
Weise kondensiert und gesammelt. Das verarmte Lösungsmittel wird vom Turm 105 über Leitung 108 abgezogen und mit Hilfe der Pumpe
109 durch Leitung 111, den Wärmeaustauscher 96, die Leitung 112,
den Wärmeaustauscher 113 und die Leitung 87 in die Spitze des Absorptionsturmes 86 gezwungen.
Die folgenden Beispiele dienen der weiteren Erläuterung der Erfindung:
Als Beschickungsgas wurde ein Synthesegas aus Kohle mit der folgenden
Zusammensetzung verwendet:
CO2 | 37848 | 32,50 |
H2S | 1907 | 1 ,64 |
CH4 | 10679 | 9,17 |
C2H6 | 1022 | 0,88 |
H2 | 50536 | 43,40 |
CO | 13798 | 11,85 |
N | 349 | O 3O |
C6H6 | 308 | 0,26 |
Insgesamt 116447 100,00
Wie ersichtlich ist, enthält das Synthesegas verbrennbnre Komponenten,
die hauptsächlich aus Methan, Wasserstoff und Kohlenmonoxid
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bestehen. Wegen der ümweltverschmutzungsprobleme ist es wichtig,
den Schwefelwasserstoffgehalt in dem verbrennbaren Gas auf 2 oder weniger ppm zu vermindern. Es ist auch erwünscht, den Schwefelwasserstoff
in einer Form zu entfernen, die zur Umwandlung in Schwefel in einer Claus-Anlage geeignet ist. Schwefelwasserstoff
für die Verarbeitung in einer Claus-Anlage kann nicht mehr als 1 Vol.-% Benzol enthalten, da eine höhere als diese Konzentration
"dunklen,Schwefel" produziert. Somit ist es wichtig, Benzol
von dem Schwefelwasserstoffstrom abzutrennen. In einer Betriebsweise,
wie sie in Fig. 4 erläutert ist, gelangt das Synthesegas
zu einem Absorptionsturm, der bei 23 ata (340 Pound/Zoll absolut)
und zwischen 10 und 25°C (50 und 77°F) arbeitet. Der Absorptionsturm enthält eine Packung entsprechend 11 theoretischen Böden.
16700 Gallonen Lösungsmittel je Minute wurden zur Spitze des Turmes
gepumpt und flössen abwärts durch den Turm, um aus den Gasen
im wesentlichen den gesamten Schwefelwasserstoff und das in den Gasen enthaltene Benzol auszuwaschen, wobei ein Produktgas hinterblieb,
das die Spitze des Turms verließ unäweniger als 2 ppm Schwefelwasserstoff
enthielt. Das Lösungsmittel war ein Gemisch der Dimethylather von Diäthylenglykol, Triäthylenglykol, Tetraäthylenglykol,
Pentaäthylenglykol, Hexaäthylenglykol und Heptaäthylenglykol.
Die angereicherte Flüssigkeit vom Boden des Absorptionsturmes wurde
zu einem Schnellverdampferbehälter geführt, der auf einem Druck
2
von 6,8 ata (100 Pound/Zoll absolut) gehalten wurde, und die durch die Schnellverdampfung freigesetaten Gase kehrten zu dem Absorptionsturm zurück. Die Flüssigkeit strömte von dem Schnellverdampferbehälter dann durch einen Wärmeaustauscher und von dort
von 6,8 ata (100 Pound/Zoll absolut) gehalten wurde, und die durch die Schnellverdampfung freigesetaten Gase kehrten zu dem Absorptionsturm zurück. Die Flüssigkeit strömte von dem Schnellverdampferbehälter dann durch einen Wärmeaustauscher und von dort
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in einen Ausstreifer, der-eine Packung entsprechend 5 theoretischen
Böden enthielt. Der Ausstreifer arbeitete bei 13,6 ata (20 Pound/ Zoll absolut) und einer Temperatur zwischen 116 und 127°C (240
bis 260 F). Ausstreifwasserdampf mit einer Geschwindigkeit νου
11340 kg (25000 Pfund) je Stunde wurde in den Boden der Ausstreifkolonne eingeführt, um ein Kopfprodukt mit folgender Zusammensetzung
zu ergeben:
Zusammensetzung Mol/std. Vol.-%
co2 | 4409 | ■68,81 |
H2S | 1907 | 29,76 |
CH4 | 8 | 0,12 |
C2H6 | 20 | 0,31 |
H2 | 1 | 0,02 |
CO | 2 | 0,03 |
N2 | — | — |
C6H6 | 61 | 0,95 |
Insgesamt 6408 100,00
Dieser Gasstrom, der fast den gesamten Schwefelwasserstoff und
eine CgHg-Menge, die unter der tolerierbaren Grenze von 1% liegt, enthält, wird als Beschickung der Claus-Anlage zugeführt.
Die Bodenbeschickung von dem Ausstreifer, die das restliche Ben-
zol enthält, wird zu einem zweiten Ausstreifer geführt, der Eakkungsmaterial
entsprechend 7 theoretischen Böden enthält und bei 127 C (260 F) und bei einem Druck von etwa 1 Atmosphäre absolut,
X15 Pound/Zoll absolut) arbeitet. Ausstreifwasserdampf mit einer
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Geschwindigkeit von 54000 kg (119000 Pfund) je Stunde wird in den Boden der zweiten Ausstreifkolonne eingeführt., um das restliche
Benzol aus dem Lösungsmittel als Kopffraktion zu entfernen, welche kondensiert und gesammelt wird. Irgendwelches nicht
kondensierbare Gas wird mit dem Claus-Gasstrom vermischt.
In diesem Beispiel wurde ein Synthesegas mit der gleichen Beschikkungszusammensetzung
wie im Beispiel 1 verarbeitet, wie in Fig. 1 erläutert ist, um Schwefelwasserstoff aus dem Synthesegas nahezu
vollständig zu entfernen, d. h.bis zu etwa 2 ppm oder weniger in dem verbrennbaren Gasprodukt, und um eine Beschickung "für eine
Claus-Anlage zu produzieren, wobei diese Beschickung nicht mehr als 1 Vol.-% Benzol enthält.
Das Rohgas wird in den Boden eines Absorptionsturmes eingespeist, der Packungen entsprechend 3,5 theoretischen Böden enthält und
bei einem Druck von 23 ata (340 Pound/Zoll2 absolut) und einer
Temperatur von 35°C (95°F) arbeitet. Das von der Spitze des Absorptions
turmes abgegebene Gas enthält 131 ppm Benzol.
Das angereicherte Lösungsmittel am Boden des Absorptionsturmes enthält nahezu das gesamte Benzol in der Beschickung, 308 Mol/
std, und 134 Mol/std Schwefelwasserstoff. Diese angereicherte
Flüssigkeit wird durch eine Vakuumverdampfungskammer geführt, um etwas der flüchtigeren Gase freizusetzen, und dann zu einer Ausstreifkolonne,
die Packungen entsprechend 4 theoretischen Böden enthält. Der Ausstreifturm arbeitet bei einem Druck von 1,36 ata
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(20 Pound/Zoll2 absolut) und bei einer Temperatur von 127°C
(2600F). In den Boden der Ausstreifkolonne werden 17700 kg
(39000 Pound) je Stunde Wasserdampf eingeführt. Von der Spitze der Ausstreifkolonne geht als Kopfprodukt ein Gemisch von Wasserdampf,
308 Mol/std Benzol und 134 Mol/std Schwefelwasserstoff
ab, die Dämpfe werden kondensiert, und das flüssige Benzol wird von dem flüssigen Wasser dekantiert.
Das Gas von der Spitze dec ersten Absorptionsturmes mit einem Gehalt
von 131 ppm Benzol geht zu einem zweiten Absorptionsturm,
der in der Konstruktion und Betriebsweise ähnlibh dem ersten
in Absorptionsturm ist, und in ihn wird die Spitze Lösungsmittel eingeführt, um im wesentlichen den gesamten Schwefelwasserstoff
aus den Gasen zu entfernen, die in den zweiten Absorptionsturm eintreten. Das von dem zweiten Absorptionsturm abgegebene Produktgas
enthält zwei oder weniger ppm Schwefelwasserstoff. Die Schwefelwasserstoff enthaltende Flüssigkeit wird dann vom Boden des
zweiten Absorptionsturmes abgezogen, in Vakuum verdampft und zu
einem zweiten Ausstreifturm geschickt, der in der Konstruktion
und Betriebsweise ähnlich wie der erste Ausstreifturm ist, und hier wird Schwefelwasserstoff aus dem Lösungsmittel ausgestreift
und von der Spitze des Turmes abgegeben und zu einer Claus-Anlage geschickt. Die verarnte Flüssigkeit aus dem zweiten Ausstreifturm
wird zur Spitze des zweiten Absorptionsturmes geschickt.
Das von der Spitze des zweiten Absorptionsturmes abgegebene Produkt
besitzt die folgende Zusammensetzung:
A098A8/ 1 01 Q
Zusammensetzung Mol/std Vol.-%
co2 | 4409 | 70,79 |
H2S | 1773 | 28,47 |
CH4 | 8 | 0,13 |
C2H6 | 20 | 0,32 |
H2 | 1 | 0,02 |
CO | 2 | 0,03 |
C.-H,. 15 0,24
Insgesamt 6228 100,00
Das obige für die Verwendung in einer Claus-Anlage geeignete Gas enthält nur 0,24 Mol.-% Benzol, was gut unterhalb des Er
fordernisses von höchstens 1,0% liegt.
0.9848/1 01 0
Claims (11)
1. Verfahren zur Behandlung eines Gasgemisches, das wenigstens eines der sauren Gase Schwefelwasserstoff und/oder Kohlendioxid
enthält, unter Entfernung kleinerer Mengen normalerweise flüssiger Verunreinigungen aus der Gruppe der aromatischen
Kohlenwasserstoffe, nichtsauren Schwefelverbindungen und Cyanwasserstoffsäure in dem Gasgemisch, dadurch gekennzeichnet,
daß man
a) einen Dialkyläther eines Polyäthylenglykols mit 1 bis 8
Kohlenstoffatomen in jeder Alkylgruppe und 3 bis 8 Äthyleneinheiten in inniger Berührung mit dem Gasgemisch in einer
Absorptionszone führt und so eine Absorption wenigstens eines
größeren Teils der normalerweise flüssigen Verunreinigungen bewirkt,
b) das absorbierte normalerweise flüssige Verunreinigungen zusammen
mit etwas gelöstem saurem Gas enthaltende Lösungsmittel weiterführt und die normalerweise flüssigen Verunreinigungen
und sauren Gase aus dem Lösungsmittel verdampft,
c) das Gemisch der Dämpfe normalerweise flüssige: Verunreinigungen
und des sauren Gases, die aus dem Lösungsmittel verdampft wurden, kühlt und so die normalerweise flüssigen Verunreinigungen
kondensiert,
409848/1010
d) das flüssige Kondensat sammelt und so normalerweise flüssi-
ge Verunreinigungen von dem sauren Gas trennt und e) das saure Gas abführt.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß man
das die absorbierten normalerweise flüssigen Verunreinigungen zusammen mit etwas gelöstem saurem Gas enthaltende Lösungsmittel
vor der Einführung in die Verflüchtigungszone zu einer Schnellverdampfungszone führt, die auf einem geringeren Druck
als dem Druck in der Absorptionszone gehalten wird, und so eine Freisetzung von etwas saurem Gas in dem Lösungsmittel
bewirkt.
3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß man das in der Schnellverdampfungszone freigesetzte saure Gas zu
der Absorptionszone zurückführt.
4. Verfahren nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß man das Kühlen der Dämpfe der normalerweise flüssigen Verunreinigungen,
die aus dem Lösungsmittel verdampft wurden, in Stufen bei abnehmenden Temperaturen durchführt und so getrennte
Kondensatströme mit unterschiedlichen Siedepunkten bildet
und sammelt.
5. Verfahren nach Anspruch 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß man im wesentlichen die gesamten normalerweise flüssigen Verunreinigungen
und im wesentlichen den gesamten Schwefelwasserstoff, die in dem Gasgemisch enthalten sind, in dem Lösungsmittel
in- der Absorptionszone absorbiert.
409848/1010
6. Verfahren nach Anspruch 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß man das Gasgemisch nach dem Kontakt mit dem Lösungsmittel in
der Absorptionszone einer zweiten Absorptionszone mit innigem
Kontakt mit Lösungsmittel zuführt und dort im wesentlichen das gesamte in dem Gasgemisch verbliebene saure Gas absorbiert
und ein von normalerweise flüssigen Verunreinigungen und saurem Gas im wesentlichen freies Produktgas produziert und das
das saure Gas enthaltende Lösungsmittel aus dem zweiten Absorber zu einer Ausstreifzone führt und darin ein hauptsächlich
saures Gas enthaltendes Gas freisetzt.
7. Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß man das Lösungsmittel aus der zweiten Absorptionszone vor der Ausstreifung
einer Schnellverdampfung bei vermindertem Druck unterzieht und einen Teil der Gase aus dem Lösungsmittel freisetzt
und sie zur zweiten Absorptionszone zurückführt.
8. Verfahren nach Anspruch 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß man im wesentlichen das gesamte saure Gas und die gesamten
normalerweise flüssigen Verunreinigungen in der Absorptionszone entfernt und ein von saurem Gas und flüssigen Verunreinigungen
im wesentlichen freies Produktgas aus der Absorptionszone herausführt, das die flüssigen Verunreinigungen und das
saure Gas aus der Absorptionszone zunächst einer Schnellverdampfung
bei einem niedrigeren Druck als dem der Absorptionszone unterzieht und so einen Teil der flüchtigeren Bestandteile
freisetzt, welche zu der Absorptionszone zurückgeführt werden,
und das das saure Gas und normalerweise flüssige Verun-
409848/1 01 0
reinigungen enthaltende Lösungsmittel zu einer Ausstreifzone
überführt, worin hauptsächlich aus saurem Gas bestehende Gase aus dem Lösungsmittel entfernt werden, und das flüssige
Verunreinigungen enthaltende Lösungsmittel zu einer zweiten Ausstreifzone führt, worin die flüssigen Verunreinigungen
verflüchtigt und gesammelt werden, und das Lösungsmittel aus der zweiten Ausstreifzone zu der Absorptionszone zurückführt.
9. Verfahren nach Anspruch 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß man den Kontakt des Lösungsmittels mit dem Gasgemisch in der
Absorptionszone bei einer Temperatur von -12 bis +49 C (10
bis 120°F) und bei einem Druck von 6,8 bis 136 ata (100 bis
2
2000 Pound je Zoll absolut) durchführt und die Verdampfung der normalerweise flüssigen Verunreinigungen in einer Ausstreifzone durch Einführung von Wasserdampf bei einer Temperatur in
2000 Pound je Zoll absolut) durchführt und die Verdampfung der normalerweise flüssigen Verunreinigungen in einer Ausstreifzone durch Einführung von Wasserdampf bei einer Temperatur in
der Ausstreifzone im Bereich von 38 bis 177°C (100 bis 35O°F)
und einem Druck von 0,068 bis 4 ata (1 bis 60 Pound/Zoll absolut)
bewirkt.
10. Verfahren nach Anspruch 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß man als Lösungsmittel ein Gemisch von Dimethylätbern von PoIyäthylenglykol
verwendet.
11. Verfahren nach Anspruch 1 bis 10, zur Behandlung eines Gasgemisches,
das als Hauptkomponente verbrennbare Gase aus der Gruppe Methan, Kohlenmonoxid und Wasserstoff zusammen mit
kleineren Mengen der sauren Gase Schwefelwasserstoff und/oder Kohlendioxid und kleineren Mengen normalerweise flüssiger Ver-
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unreinigungen aus der Gruppe der aromatischen Kohlenwasserstoffe,
nichtsauren Schwefelverbindungen und Cyanwasserstoffsäure enthält, unter Bildung eines ersten Produktes in der
Form eines von saurem Gas und normalerweise flüssigen Verunreinigungen im wesentlichen freien verbrennbaren Gases, eines
zweiten Produktes in der Form eines von verbrennbaren Komponenten und normalerweise flüssigen Verunreinigungen im wesentlichen
freien sauren Gases und eines dritten Produktes in der Form normalerweise flüssiger Verunreinigungen, dadurch gekennzeichnet,
daß man
a) das Gasgemisch aufwärts durch einen länglichen vertikalen Absorptionsturm im Gegenstrom und in inniger Berührung mit
einem abwärts flieseenden flüssigen Lösungsmittel aus einem Gemisch von Dimethyläthern von Polyäthylenglykolen führt und
so eine Absorption im wesentlichen der gesamten normalerweise flüssigen Verunreinigungen und des gesamten sauren Gases bei
einer Temperatur im Bereich von -12 bis +490C und einem Druck
von 6,8 bis 136 ata bewirkt,
b) von normalerweise flüssigen Verunreinigungen im wesentlichen freies verbrennbares Gas mit einem Gehalt von weniger
als 5 ppm Schwefelwasserstoff abgibt,
c) das die absorbierten normalerweise flüssigen Verunreinigun-
gen und sauren Gase zusammen mit kleineren Mengen verbrennbaren Gases enthaltende Lösungsmittel zu einer Schnellverdampfungszone
führt, die auf einem Druck von wenigstens 3,4 Atmosphären (50 Pfund) weniger als der Druck in der Absorptions-
409848/101 0
zone gehalten wird, und so eine Freisetzung von gelöstem verbrennbarem
Gas bewirkt,
d) die freigesetzten Gase aus der Schnellverdampfungszone zu
dem Absorptionsturm zurückführt,
e) das Lösungsmittel ais der Schnellverdampfungszone zu einem
Ausstreifturm führt, welcher auf einer Temperatur von etwa
93 bis 2O4°C (2OO bis 40O0F) und einem Druck im Bereich von
2 0,068 bis 6,8 ata (1 bis 100 Pound/Zoll absolut) gehalten
f) Wasserdampf in den Boden des Ausstreifturmes einführt und
so aus dem Lösungsmittel saures Gas im wesentlichen frei von anderen Bestandteilen ausstreift,
g) das von saurem Gas im wesentlichen freie Lösungsmittel vom Boden der Ausstreifsäule zu einer zweiten Ausstreifsäule führt,
die auf einer Temperatur von etwa 93 bis 177°C (200 bis 35O°F) und einem Druck von etwa 0,068 bis 1,36 ata (1 bis 20 Pound/
2
Zoll absolut) gehalten wird,
Zoll absolut) gehalten wird,
h) Wasserdampf in den zweiten Ausstreifturm einführt und so
die normalerweise flüssigen Verunreinigungen zusammen mit sehr kleinen Mengen sauren Gases verflüchtigt,
i) die normalerweise flüssigen Verunreinigungen kondensiert und sammelt und
409848/1010
j) das verarmte Lösungsmittel vom Boden der zweiten Ausstreif säule
zu der Spitze des Absorptionsturmes zurückführt.
409848/1010
Leerseite
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