DE1571754C3

DE1571754C3 - Verfahren zur Abtrennung von Kohlendioxyd und Schwefelwasserstoff aus Gasen

Info

Publication number: DE1571754C3
Application number: DE1571754A
Authority: DE
Inventors: Otto Dr. 6700 Ludwigshafen Buddenberg; Ernst Dr. 6730 Neustadt Fuerst; Erich Dr. 6702 Bad Duerkheim Haarer
Original assignee: BASF SE
Current assignee: BASF SE
Priority date: 1966-04-06
Filing date: 1966-04-06
Publication date: 1974-05-22
Also published as: GB1173173A; BE696620A; FR1517518A; DE1571754A1; DE1571754B2; NL6704646A

Description

Es ist bekannt, aus Gasgemischen Kohlendioxyd und/oder Schwefelwasserstoff durch eine Wäsche mit organischen Lösungsmitteln unter Druck zu entfernen. Als Lösungsmittel hat man Stoffe verwendet, die auf Grund ihres Bunsenschen Absorptionskoeffizienten, dem sogenannten «-Wert, ein ausreichendes Lösevermögen für die abzutrennenden Gase besitzen.

Gebräuchliche Lösungsmittel sind z. B. Lactone, wie y-Butyrolacton, Pyrrolidon und N-Alkylpyrrolidone, wie N-Methylpyrrolidon und Alkylcarbonate.

Der Nachteil der bekannten Verfahren, die mit diesen Lösungsmitteln arbeiten, liegt in den Verlusten an Lösungsmitteln, die während der Behandlung der Gase mit denselben auftreten. Ein Teil des Lösungsmittels geht mit dem gereinigten Gas, ein anderer mit dem bei der Entspannung des Lösungsmittels frei werdenden Gas verloren. Auch bei der Reinigung des Lösungsmittels durch Strippgase entstehen Verluste. Es war daher notwendig, das gereinigte Gas nochmals mit Wasser zu waschen, um die letzten Reste des Lösungsmittels zurückzugewinnen und so die Verluste an diesen möglichst klein zu halten.

Es wurde nun gefunden, daß man bei Verfahren zur Abtrennung von Kohlendioxyd und/oder Schwefelwasserstoff aus Gasen durch Auswaschen mit organischen Lösungsmitteln unter Druck und Entgasen des Lösungsmittels durch vollständige oder teilweise Entspannung besonders vorteilhaft arbeitet, wenn man als Lösungsmittel N-(w-Methoxy)-alkylpyrrolidone mit einer C-Zahl von 1 bis 6 C-Atomen im Alkylrest.verwendet.

Die erfindungsgemäß zu verwendenden Lösungsmittel besitzen folgende Strukturformel:

j ι

O = C CH₂

^XN^- [CH₂]X — O — CH₃

wobei χ eine ganze Zahl zwischen 1 und 6 darstellt. Gegenüber den bekannten Lösungsmitteln haben diese Pyrrolidonderivate einen besseren α-Wert, so daß sie ein gutes Lösungsvermögen für Kohlendioxyd und Schwefelwasserstoff besitzen. Eine anschließende Wäsche des Gases mit Wasser ist im allgemeinen nicht mehr erforderlich. Ferner sind diese Lösungsmittel thermisch sehr stabil und nicht verseifbar. Auch die Viskosität und der Siedepunkt liegen äußerst günstig, so daß das Lösungsmittel praktisch nicht flüchtig ist. So besitzt N-Methoxymethylpyrrolidon für die Absorption von Kohlendioxyd einen α-Wert bei 20⁰C von 4,40, einen Siedepunkt von 225⁰C und eine Viskosität von 3,7 cP/20°. Der α-Wert von N-Methoxyäthylpyrrolidon ist 4,10 und

ίο der Siedepunkt 244°C. Die Alkylgruppe kann 1 bis 6 C-Atome, vorteilhaft 1 bis 4 C-Atome, besitzen.

Nach dem erfindungsgemäßen Verfahren kann man

z. B. Erdgas, Synthesegas, Stadtgas, Koksofengas, Wassergas und Industrieabgase von Kohlendioxyd und Schwefelwasserstoff bis zu einem Restgehalt von weniger als 0,1 Volumprozent im gewaschenen Gas reinigen. Bei der Durchführung des Verfahrens werden die zu reinigenden Gase in an sich bekannter Weise mit dem Lösungsmittel in einer z. B. mit Füllkörpern versehenen Kolonne bei gewöhnlicher Temperatur, vorteilhaft im Gegenstrom, gewaschen. Die Wäsche wird zweckmäßig unter einem Druck von 5 bis 200 at oder höher, insbesondere bei 15 bis 50 at, durchgeführt. Im allgemeinen benötigt man für die Waschung von 1000 Nm³ eines Gases 5 bis 25 m³, vorzugsweise 10 bis 20 m³, Lösungsmittel.

Das Lösungsmittel wird zur Abtrennung der gelösten Kohlendioxyd- und Schwefelwasserstoffmengen entspannt oder teilentspannt, wobei die gelösten Anteile zum überwiegenden Teil entweichen. Dann wird das Lösungsmittel in einer geeigneten Kolonne mit Luft im Gegenstrom gestrippt, um die restlichen Anteile der gelösten Gase daraus zu entfernen. Das so gereinigte N-Methoxyalkylpyrrolidon wird wieder auf den Arbeitsdruck komprimiert und erneut der Waschkolonne zugeführt.

Beispiel

In einer mit Füllkörpern versehenen Waschkolonne, die eine Höhe von 32 m und eine lichte Weite von 2,1 m besitzt, werden bei gewöhnlicher Temperatur und einem Druck von 25 at stündlich 23 800 Nm³ eines Synthesegases mit 34,9 Volumprozent Kohlendioxyd, 5 Volumprozent Kohlenoxyd, 56,8 Volumprozent Wasserstoff und 3,3 Volumprozent Stickstoff im Gegenstrom mit etwa 300 m³ N-Methoxymethylpyrrolidon behandelt. In dem die Kolonnen verlassenden Gas sind noch 0,02 Volumprozent Kohlendioxyd enthalten. Das am unteren Ende der Kolonne austretende Lösungsmittel wird in einer Turbine auf einen Druck von 2 at entspannt, wobei ein Gasgemisch frei wird, das zu 89,7 Volumprozent aus Kohlendioxyd besteht. Von der Turbine gelangt das teilentspannte Lösungsmittel auf einen 20 m hohen Strippturm, in dem es im Gegenstrom mit Luft zur Entfernung des restlichen Kohlendioxyds behandelt wird. Man benötigt für 1 Volumteil Lösungsmittel 9 Volumteile Luft. Nach dem Strippen enthält das Lösungsmittel praktisch kein Kohlendioxyd mehr.

Das Lösungsmittel wird komprimiert und erneut dem Waschturm zugeführt.

Claims

Patentanspruch:

Verfahren zur Abtrennung von Kohlendioxyd und/oder Schwefelwasserstoff aus Gasen durch Auswaschen mit organischen Lösungsmitteln unter Druck und Entgasen des Lösungsmittels durch vollständige oder teilweise Entspannung, dadurch gekennzeichnet, daß man als Lösungsmittel N-(a)-Methoxy)-alkylpyrrolidone mit einer C-Zahl von 1 bis 6 C-Atomen im Alkylrest verwendet.