DE2022826C3

DE2022826C3 - Verfahren zur Auswaschung von sauren Komponenten und organischen Schwefelverbindungen aus Brenn- und Synthesegasen

Info

Publication number: DE2022826C3
Application number: DE2022826A
Authority: DE
Inventors: Karl Dr. 6380 Bad Homburg Bratzler; Alexander Dr. Doerges; Emil Dipl.-Ing. Supp
Original assignee: Metallgesellschaft AG
Current assignee: GEA Group AG
Priority date: 1970-05-11
Filing date: 1970-05-11
Publication date: 1981-02-05
Also published as: DE2022826A1; DE2022826B2

Description

iliedrigenTemperaturlage der Regeneration nicht nur die fühlbare Wärme der genannten Gase, sondern auch die Kondensationswärme des in ihnen enthaltenen Wasserdampfes mindestens teilweise nutzbar. Wenn beispielsweise das zu reinigende Rohgas durch partielle Oxydation von Kohlenwasserstoffen mit Sauerstoff und Wasserdampf erzeugt wird, dann erfolgt im Zuge der Abkühlung des Rohgases meist auch eine Rußauswaschung. Auch das darin anfallende heiße rußhalhge Wasser kann zur zusätzlichen Beheizung der Absorptionsmittelregeneration durch Wärmetausch herangezogen werden.

Die Wärmeaustauscher, in denen die aus diesen Quellen gewinnbare Wärme auf die entspannte, zu regenerierende Absorptionslösung übertiagen wird, können als Aufkocher am oder im Sumpf der Regenerationskolonne angeordnet werden.

Die Regeneration kann aber auch zweistufig ausgeführt werden, wobei der Wärmebedarf beider Stufen aus mindestens zwei voneinander unabhängigen Wärmequellen aufgebracht werden kann.

Für diese zweistufige Regeneration wird die Abstreifkolonne mit einem für Gas durchlässigen Entnahmeboden unterteilt, auf dem sich ein Flüssigkeitssumpf ausbilden kann. Aus der auf diesem Boden angesammelten Flüssigkeit wird ein Teilstrom durch einen Wärmetauscher in Umlauf gehalten. Ein weiterer Teilstrom wird als teilregenerierte Absorptionslösung nach Abkühlung auf einen Boden in mittlerer Höhe der Absorptionskolonne zurückgeführt, und der restliche Teilstrom wird im unteren Abschnitt der Abstreifkolonne vollregeneriert und danach auf den Kopf der Absorptionskolonne zurückgeführt.

Diese Absorptionsmittelführung ist als »split flow« an sich bekannt. In Verbindung mit einem besonders niedrigsiedenden Absorptionsmittel und der Möglichkeit beide Regenerationsstufen mit billiger Abwärme beheizen zu können, bildet sie eine im Regenerationsmittelbedarf besonders sparsame Arbeitsweise, insbesondere, wenn in der Absorptionsstufe eine Gas-Feinreinigung mit besonders scharf regeneriertem Absorptionsmittel ausgeführt werden soll.

Dabei erfolgt die Beheizung der Feinregeneration im Sumpf des unteren Abschnittes der Abstreifkolonne vorzugsweise durch die Kondensationswärme der Absorptionsmitteldämpfe aus der Druckdestillation, während zur Beheizung der Teilregeneration im oberen Abschnitt der Abstreifkolonne der Wärmeinhalt des zu reinigenden Rohgases, des in einer CO-Konvertierung nachbehandelten Reingases oder andere verfügbare Abwärme eingesetzt werden kann.

Im unteren Abschnitt der Abstreifkolonne werden auch die Absorptionsmitteldämpfe, die in der Kondensation unter Druck nicht niedergeschlagen werden und in die Abstrcifkolonne zurückkehren, noch als Regenerationsmittel wirksam. Die Menge dieser Dämpfe soll gleich sein der Dampfmenge, die vom Regnerationsabgas aus der Abstreifkolonne mitgeführt und in der nachfolgenden Wasserwäsche zurückgewonnen wird.

Zur Veränderung des in der Druckkondensation nicht niedergeschlagenen Anteils der Absorptionsmitteldämpfc steht die Einstellung des Druckes der Destillation zur Verfugung. Die von dem Regenerationsabgas mitgeführtc Menge von Absorptionsmitteldämpfen hängt unter anderem mich von der Temperatur im Kopl der Abstreifkolonnu ab. Um diese Damplmengeregulicreirzu können, wird /weckmäßig das der Abstreifkolonne zugeführte entspannte Absorptionsmittel in zwei Teilströme verzweigt, die in verschiedenen Höhen der Abstreifkolonne aufgegeben werden, wobei der oberste Teilstrom zusätzlich gekühlt wird.

Das erfindungsgemäße Verfahren eignet sich zur Reinigung schwefelhaltiger Rohgase, wie sie z. B. bei der Vergasung fester oder flüssiger Brennstoffe anfallen. Hierfür wird vorzugsweise die zweitstufige Aus-

Hi führungsform gewählt, um mittels der Feinreinigung eine vollständige Absorption von H₂S und COS zu erreichen. Für die Auswaschung von CO, aus schwefelfreien Gasen, wie sie z. B. bei der Spaltung von Naturgas oder Benzin mit Wasserdampf oder hinter einer

υ Kohlenmonoxydkonvertierung anfallen, genügt oft die einstufige Arbeitsweise.

In der Figur ist das Fließschema einer Anlage zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens beispielsweise dargestellt.

Die Anlage besteht im wesentlichen aus dem Waschturm 1, dem Regenerator Z mit dem Nachwaschteil 3. dem Grobregenerierteil 4 und dem Feinregenerierteil 5, der Destillierkolonne 6, den Aufkochern 7, 8, 9 und 35 und den Wärmetauschern und Kühler 10, 11, 12, 13 und 32 sowie dem Behälter 14. D.'s zu entschwefelnde Gas tritt durch die Leitung 15 in den Waschturm ein. Durch die aus den Leitungen 17 und 18 eintretende Waschlösung werden die sauren Gaskomponenten aus dem Gas entfernt. Das

so gereinigte Gas verläßt den Turm durch die Leitung 16. Die beladene Waschlösung läuft durch die Leitung

19 dem Grobregenerierteil 4 im mittleren Abschnitt des Regenerators 2 zu. Hier wird die Hauptmenge an den absorbierten Gaskomponenten aus der Lösung

durch Erhitzen und Strippen mit Lösungsmitteldämpfen wieder abgetrieben. Das Erhitzen geschieht mit Hilfe der Lösungsmittelzirkulation durch die Leitung

20 und dem Aufkocher 8, welcher durch die Leitung 28 mit einem Heizmedium beschickt wird. Ein solches Heizmedium kann z. B. im Rahmen einer Methanolsynthese mit Gaserzeugung durch Vergasung von Rückstandsöl unter Druck mit Sauerstoff und Wasserdampf bevorzugt noch heißes Gas sein, das aus der Rußauswaschung durch den Aurkocher 8 geführt

wird, oder das heiße Rußwasser aus derselben Anlage sein.

Ein Teilstrom der im Grobregenerierteil 4 teilregenerierten Lösung wird durch die Leitung 17 und den Kühler 11 auf einen Boden in mittlerer Höhe des Waschturmes zurückgeführt. Der übrige Teil der teilregenerierten Lösung läuft durch die Leitung 29 in den Feinregenerator 5 und wird hier weitgehend von den absorbierten Stoffin befreit. Dies geschieht mit Hilf.; der Zirkulation durch die Leitung 21 und Aufkocher 7, welcher mit Methanoldämpfen durch Leitung24ausder unter Druck betriebenen Diistillierkolonne 6 beheizt wird. Die feinregenerierte Lösung wird durch die Leitung 18 und den Kühler 12 auf den Kopf des Waschturmes wieder aufgegeben.

bo Die im Feinregenerierteil 5 mit den desorbierten Gaskomponenten aufsteigenden Lösungsmittel= dämpfe treten in den Grobregenerierteil 4 über, wo ein Teil der Lösungsmitteldämpfe entsprechend dem Temperaturgefälle kondensiert wird und damit zur

b5 Beheizung beitrag'. Um die Menge der von dem Regenerationsabgas mitgeführten Absorptionsmitteldämpfe beeinflussen zu können und die Lösungsmitteldämpfe gegebenenfalls weitgehend zu kondensie-

reu, kann ein Teilstrom der entspannten Absorptionslösimg aus Leitung 19 abgezweigt unit im Kühler 32 gekühlt werden, bevor er durch Leitung 31 in den Regenerator eintritt.

Die von dem aus dem Grobregenerierteil 4 entweichenden Regenerationsabgas mitgeführtcn Lösungsmittcldämpfe werden im Rückwaschteil 3 mit aus Leitung 22 aufgegebenen Wasser ausgewaschen, so daß durch die Leitung 27 lösungsmittelfreics Regenerationsabgas zur weiteren Verwendung abgeleitet werden kann. Das absorptionsmittelhaltigc Riickwaschwasscr gelangt durch die Leitung 23 und den Wärmetauscher 10 in die unter Überdruck betriebene Destillationskolonne 6. Hier wird durch indirekte Beheizung mit Dampf im Aufkocher 9 das Absorptionsmittel abgetrieben. Die Absorptionsmitteldämpfc gelangen durch die Leitung 24 in den Aufkocher 7. wo sie ihre Kondensationswärme an die Absorptionslösung im Feinrcgencrator 5 abgeben. Das unter Druck kondensierte; Absorptionsmittel läuft in <lrn rhrnfalk unter Druck stehenden Behälter 14. Von hier cntspamnt und verdampft ein Teil des Kondensats durch die Leitung 30 in den Feinregenerator 5.

Dieser Teil entspricht mengenmäßig den mit H₁S. CO, und COS in den Rückwaschteil 3 mitgeführten und dort zurückgewaschenen Lösungsmitteldämpfen Das verbleibende Absorptionsmittelkondensat wird durch die Leitung 26 als Rücklauf auf den Kopf der Dcstillierkolonne 6 aufgegeben. Das in der Destillationskolonne 6 vom Absorptionsmittel getrennte Waschwasscr gelangt durch die Leitung 22, den Wärmetauscher 10 und den Kühler 13 wieder auf den Rückwaschteil 3 zurück. Durch das Ventil 33 in der Leitung 30 kann die aus dem Behälter 14 entweichende Dämpfemenge 30 so eingestellt werden, daß der vom Regenerationsabgas und gegebenenfalls vom Reingas mitgeführte Absorptionsmittelanteil als entspannter Dampf durch die Leitung 30 in den Regenerator zurückkehrt.

Eine Möglichkeit zur zusätzlichen Regulierung des Betriebes der Regenerationskolonne 2 und der Druckdestillation 6 kann dadurch gewonnen werden, daß ein Teil der Absorptionsmitteldämpfe aus der Leitung 2A aogezweigt und unmittelbar in die Kegenerationskolonne eingeführt wird.

Damit beschreiben alle Waschlösungen geschlossene Kreisläufe. Lediglich zur Beheizung der Destillationskolonne 6 wird Dampf benötigt, während die Beheizung des Regenerators 2 (Wärmetauscher 7, 8) durch überschüssige minderwertige Gaswärme aus der Gaserzeugung und kostenlose Kondensationswärme bestritten wird.

Werden Absorption und Regeneration nur einstufig betrieben, dann entfallen der Aufkocher 8 des Grobregenerierteils 4 und die Leitung 17 samt dem zugehörigen Entnahmeboden und dem Kühler 11. Dafür wird zweckmäßig im Kolonnensumpf ein weiterer Aufkocher 35 angeordnet, um zur Deckung des Wärmebedarfes der Regeneration weitere Wärmequellen heranziehen zu können.

Die Erfindung sei durch die folgenden Beispiele eingehender erläutert:

Beispiel 1

Durch Vergasung von Rückstandsöl mit Wasserdampf und Sauerstoff bei 1400° C unter einem Druck von 65 ata werden 80000 Nm³Zh eines Gases folgender Zusammensetzung erzeugt:

CO, ·■= 3840Nm¹ h

CO, = 4.,SVoIZr
CO" = 45.OVoIZr
H, = 4S.2 VoI/tf

CH₄ = (1.2 VolZ'r
■"' N, f Ar = 1.0 Vol. ^r/,

ILS = 0.8Vol.^r/f H₁S - 640Nm¹Zh

COS = 10(1 ppm COS = 8.ONm¹Zh

Dieses Gas wird zunächst in einem Abhitzekessel unter Dampferzeugung gekühlt und in einem Rußwa-

Hi scher durch Berieselung mit umlaufendem Wasser von Ruß befreit. Mit einer Temperatur von 148° C wird es durch die Leitung 28 (Fig. I) in den Aufkocher 8 des Regenerators 2 geleitet und gibt 5,84 Mio kcalzh an die zu regenerierende Waschlösung ab. Mit einer

ι · Temperatur von 90° C gelangt das Gas dann in einen Scrubber und wird mit Wasser auf 40" C gekühlt. Mit dieser Temperatur tritt es wasserdampfgesättigt mit einem Druck von 58 ata durch die Leitung 15 in den Waschturm 1 ein. Durch die Leitung 16 treten mit

.'(> einer Temperatur von 35° C 75 290 NmVh praktisch schwefelfreics Gas mit 5 ppm CO, und 0,1 ppm H₂S + COS aus.

Die Entschwefelung des Gases im Waschturm 1 geschieht durch die aus den Leitungen 11 und 12 aufgc-

y< gebene Waschlösung. Sie besteht aus 40,0 Gew.% Diethanolamin, 10.0 Gew.% Wasser und 49,9 Gew.^rf Methanol sowie 0,03 Gew.% BorsäurcZI. Hiervon werden 140 nrVh durch die Leitung 17 und .15 m'Zh durch die Leitung 18 zugeführt, also

in insgesamt 155 m'Zh mit einer Temperatur von 35° C. Die beladene Waschlösung hat insgesamt 3840 Nm' CO₂Zh und 640 Nm' H₂S/h sowie 8 Nm' COS und 22 Nm' CO 4- H₂Zh aufgenommen und sich dadurch auf 64° C erwärmt. Mit dieser Temperatur wird die

3-1 beladene Lösung durch die Leitung 19 abgezogen, entspannt in einem Regelventil 34 auf etwa 1,5 ata und kühlt dabei auf 58° C ab. Mit dieser Temperatur treten die Lösung und die entspannten Gase in den unter dem gleichen Druck von 1,5 ata stehenden Mittelteil 4 des Regenerators 2 ein. Hier wird die Hauptmenge an CO₂, H₂S, COS sowie das gesamte aufgenommene CO + H₂ durch Erhitzen auf 77° C aus der Lösung abgetrieben. Von der grobregenerierten Lösung kehren 14U nrvh durch die Leitung 17 und den

4-, Kühler 11 wieder auf den Waschturm 1 zurück. Der kleinere Teil von 15 mVh läuft durch die Leitung 29 in den Feinregenerator 5, wo er auf 80° C erhitzt und so weit abgetrieben wird, daß die feinregenerierte Lösung nur noch Spuren an CO₂ und H₂S enthält. Diese

-,n Lösung gelangt durch die Leitung 18 und den Kühler 12 wieder auf den Kopf des Waschers 1 zurück.

Die im Unterteil 5 und im Mittelteil 4 des Regenerators 2 freigesetzten Gase führen entsprechend der jeweiligen Temperatur der methanolhaltigen Wasch-

lösung auch Methanoldämpfe mit sich. Um die im Oberteil 3 mit Wasser zurückzuwaschende Menge Methanoldampf möglichst klein zu halten, wird ein Teil der Lösung aus der Leitung 19 im Kühler 32 mittels Kühlwasser auf 35 ° C gekühlt, bevor er durch die Leitung 31 oberhalb des Einlaufes für die nichtgekühlte Lösung aus Leitung 19 in den Regenerator 2 gelangt. Durch Kondensation in der gekühlten Lösung wird der Methanolgehalt der abgetriebenen Gase auf 0,26 kg Methanol/Nm³ Regenerationsabgas gesenkt, so daß insgesamt 1230 kg Methanol/h zusammen mit 4710 Nm³ GasZh in den Rückwaschteil 3 übertreten. Für die Rückwaschung des Methanols werden hier 3700 kg WasserZh benötigt, welche mit 35" C durch

die Leitung 22 eintreten und mit 60 C mcthanolhaltigdurch die Leitung23 ablaufen. Sie werden im Wärmetauscher 10 auf 120" C vorgewärmt und gelangen dann in den Abtriebsteil tier Destillierkolonne 6. In dieser Destillierkolonnc wird im Sumpf Druck von 4 ata aufrechterhalten. Durch indirekte Beheizung mit 2,2 t Dampf/h im Aufkochcr 9 wird das Methanol aus dem Wasser ausgetrieben. Das methanolfreie Wasser läuft mit 143° Cdureh die Leitung 22 ab. wird im Wärmetauscher 10 auf 70" C abgekühlt und im Kühler 13 durch Kühlwasser auf 35" C gekühlt. Mit dieser Temperatur tritt das Wasser wieder in den Rüekwaschteil 3 ein. womit der Wasserkreislauf geschlossen ist.

Die in der Destillierkolonne 6 aufsteigenden Methiinoldämpfe verlassen den Kopf der Kolonne unter eitlem Druck von 3,5 ata mit einer Temperatur von 100 C und werden durch die Leitung 24 dem Aufkocher 7 zugeführt. Durch Kondensation geben sie hier Warme an die zu regenerierende Losung im Feinregenerator 5 ab. Das Methanolkondensat läuft mit einer Temperatur von 100° C zusammen mit geringen nicht kondensierbaren Ciasanteilen, die im Rüekwaschteil 3 mit ausgewaschen wurden, durch die Leitung 25 in den unter einem Druck von etwa 3,2 ata stehenden Sammelbehälter 14. Die Gasantcilc sowie 1230 kg Methanoldampf/h werden durch die Leitung 30 in den Feinrcgenerator entspannt und tragen hier ebenfalls zur Beheizung hei. Die Mcthanolmenge von 1230 kg entspricht der durch die Gase aus dem Regenerierteil 4 in den Rüekwaschteil 3 ausgetragenen und dort mit vVasser zurückgewaschenen Methanolmenge.

Bei dem vorstehenden Beispiel wird die Hauptmenge des Wärmebedarfs für die Regeneration der Waschlösung, nämlich 5,84 Mio/kcal/h durch Abkühlung von Gas und Kondensation von Wasserdampf im Aufkochcr 8 gedeckt. Weitere 0,84 Mio/kcal/h werden durch Kondensation der unter Druck stehenden Mcthanoldämpfc aus der Methanoldestillation 6 im Aufkocher 7 gedeckt. Lediglich 1,1 Mio kcal/h werden wirklich als 2,2 t Dampf/h für die Methanoldestillation unter Druck benötigt.

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CO, + H,S, ist also nur ein kleiner Bruchteil der üblicherweise für eine nicht einmal so weitgehende Gasentschwefelung mit anderen wässerigen, alkalisch reagierenden Lösungen benötigten spezifischen Dampfmenge von mindestens 3 bis 5 kg/Nm' CO, + H₂S. Selbst wenn man berücksichtigt, daß auch diese wässerigen Lösungen Gaswärme verwerten können, so ist dies wegen der höheren Regeneriertemperatur von mindestens 110° C doch nur bis herab zu einer Gastemperatur von 120° C möglich, so daß nur etwa 2 Mio kcal/h weniger genutzt werden können.

Beispiel 2

Für die Synthese von höheren Alkoholen nach den Oxo-Verfahren wird für die Hydrierung der zunächst entstehenden Aldehyde ein wasserstoffreiches Gas benötigt. Dazu wird ein Teilsstrom des durch partielle Oxydation von Riickstandsöl mit Sauerstoff und Wasserdampf erzeugten entschwefelten Synthesegases aus CO + H, durch eine Konvertierungsanlage geleitet.

Die Konvertierungsanlage besteht aus einer bei ca. 400" C arbeitenden Hochtemperaturstufe mit Braunoxydkatalysator und einer nachgeschalteten Tieftemperaturstufe mit Kupferkatalysator, welche bei ca.

200 C arbeitet. Nach der Ticftcniperaturkonvei ticrting erhält man S437 Nm' h eines Gases mit folgender Zusammensetzung:

32.96 Vol.'V 27Sl Nm' h

0.40 Vol.''J = 33 Nm' h 66.1 I Vol.'"* = 5578 Nm' h 0.35 Vol."f = 30 Nm

N, f Ar

0.18 Vol.'

h 15 Nm'' h

100.00 Vol.", = 8437 Nm'

Das das steht unter einem Druck von 31 ata. hat eine Temperatur von 186" C und ist mit Wasserdampf gesättigt. Hr soll durch eine Wäsche von CO, befreit werden bis auf einen Restgehalt von max. 0.10 Vol.';. worauf es durch eine Methanisierung von restlichein C(J und CO, befreit werden soll, um dann ;·.!·; HyJrierwasserstoff zu dienen. Dazu wird das heiße, wasserdampfhaltige Gas zunächst durch den Aufkocher 35 des Regenerators 2 der CO,-Wäsche geleitet, kühlt sich dabei auf ^l«i^r C ab und gibt 3, Ui Millionen keai/h an die zu regenerierende Waschlösung ab. Anschließend wird das Gas durch einen mit Wasser indirekt beaufschlagten Kühler auf 40" C gekühlt und tritt mit dieser Temperatur und unter einem Druck von 30.3 ata in den Absorber 1 der CO,-Wäsche ein.

Hier wird es mit 70 mVh einer Lösung aus 40,0 Gew. ^r'r Diethanolamin. IO.OGcw.9f· Wasser und 49.9 Gew/ί Methanol sowie 0,03 Mol Borsäure 1 gewaschen, die aus Leitung 18 aufgegeben werden. Das gewaschene Gas tritt unter einem Druck von 30.2 ata mit 36" C durch die Leitung 16 aus. Es hat folgende Zusammensetzung:

CO,	2 NmVh	0.036	Vo\.^ri
CO"	32 NmVh	0,57	Vol.^r/f
H,	5503 NmVh	= 98.62	Vol."/r
^H₄	28 NmVh	0.50	Vol. ^r.'r
H₂+ Ar		0.27	Vol.Vr
	5580 NmVh	= 100.00	Vol.^r/r

Außerdem enthält es etwas Methanoldämpfc, die durch eine Wasserwäsche entfernt werden können, hpunr Has Hat in pinpr Mp.thanisie.rnnesanlaee vom Rcstgehalt an CO und CO₂ befreit wird. Danach ist es der Zusammensetzung nach als Hydrierwasserstoff verwendbar.

Die im Absorber 1 beladene Lösung hat 2797 Nm' CO₂/h, 1 Nm' CO/h, 75 Nm³ H₂/h und 2 Nm' CH₄/h aufgenommen. Sie läuft mit 75° C durch die Leitung 19 ab. Im Ventil 34 wird sie entspannt, bevor sie in den annähernd bei Atmosphärendruck betriebenen Regenerator 2 eintritt. Der Aufkocher 8 ist in diesem Falle nicht in Betrieb, vielmehr erfolgt die Beheizung nur im unteren Teil S des Regenerators 2 mittels der Aufkocher 7 und 35. Auch der Teilstromabzug 17 mit dem Kühler 11 ist nicht in Betrieb, so daß die gesamte zu regenerierende Lösung vom Oberteil 4 in den Unterteil 5 übertritt, durch die Leitung 18 mit 75 ° C aus dem Regenerator abläuft und nach Kühlung auf 35 ° C im Kühler 12 wieder auf den Absorber 1 gelangt.

Im Aufkocher 7 am Regenerator wird die durch die Leitung 21 zirkulierende Waschlosung mit kondensierten Methanoldämpfen durch Leitung 24 aus der unter Druck betriebenen Destillierkolonne 6 beheizt. Außerdem überträgt im Aufkocher 35 heißes Konvertgas durch die Leitung 37 seine Wärme auf die Waschlösung. Die im Unterteil 5 und im Mittelteil 4 des Regenerators 2 freigesetzten, vorher im Absor-

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her 1 aufgenommenen Cms führen entsprechend der thanoldämpfe verlassen den Kopf der Kolonne unter

jeweiligen Temperatur der methanolhaltigen Wasch- einem Druck von 3J5 ata mit einer Temperatur von

lösung auch IMethanoldämpfe mit sich. Um die im 100" C und werden durch die Leitung 24 dem Aufko-

Oberteil 3 mit Wasser zurückzuwaschende Menge eher 7 zugeführt. Durch Kondensation geben sie hier

Methiinoldampf möglichst klein zu halten, wird ein '■ Wärme an die zu regenerierende Lösung im Regenc-

Teil der Lösung ai's der Leitung 19 im Kühler 32 mit- ratnr 2 ab.

tels Kühlwasser auf 35° C gekühlt, bevor es durch die Das Methanolkondensat läuft mit einer Tempera-Leitung 31 oberhalb des Einlaufes aus Leitung 19 für tür von 100° C zusammen mit geringen nicht kondendie nichtgekühlte Lösung in den Regenerator 2 ge- sierbaren Gasantcilen, die im Rückwaschteil 3 mit langt. Durch Kondensation in der gekühlten Lösung ι» ausgewaschen wurden, durch die Leitung 25 in den wird der Methanolgehalt der abgetriebenen Oase auf unter einem Druck von etwa 3,2 ata stehenden Sam-0.2h kg Methanol/Nm¹ Regenerationsabgas gesenkt. melbehälter 14. Die Ciasanteile sowie 745 kg Methaso daß insgesamt 745 kg Methanol/h zusammen mit noldampf h werden im Ventil 33 durch die Leitung 2857 Nm" Gas/h in den Rückwaschteil 3 übertreten. 30 in den Unterteil 5 des Regenerators 2 entspannt liir die Rückwaschung des Methanols werden hier ι > und tragen hier ebenfalls zur Beheizung bei. Die Me-2300 kg Wasser/h benötigt, welche mit 35" C durch thanolmenge von 745 kg/h entspricht der durch die die Leitung 22 eintreten und mit 60° C methanolhal- Gase aus dem Rcgcneiicrtcil 4 in den Rückwaschtig durch die Leitung23 ablaufen. Sie werden im War- teil 3 ausgetragenen und dort mit Wasser zurückgemi'tiiiKr.'hrr IQ ;iiif I 20° C VOP'OWarm! und "t¹!?.!!"'.'!! waschen.'.*!¹ MrthüiinliTH'npe.

dann in den Abtriebsteil der Destillicrkolonne 6. In -'" Bei diesem Beispiel wird die Hauptmenge des Wär-

dieser Destillierkolonnc wird im Sumpf ein Druck von mebedarfs für die Regeneration der Waschlösung.

4 ata aufrechterhalten. Durch indirekte Beheizung nämlich 3,10 Millionen kcal/h durch Abkühlung von

mit 1530 kg Dampf/h im Aufkocher 9 wird das Me- heißem Konvertgas und Kondensation von darin ent-

thanol aus dem Wasser ausgetrieben. Das methanol- haltcncm Wasserdampf im Aufkochcr 35 gedeckt,

freie Wasser läuft mit 143° C durch die Leitung 22 :> Weitere 545000 kcal/h werden durch Kondensation

ab, wird im Wärmetauscher 10 auf 70° C abgekühlt der unter Druck stehenden Methanoldämpfe aus der

und im Kühler 13 durch Kühlwasser auf 35° C ge- Methanoldestillation 6 im Aufkocher 7 gedeckt. Le-

kühlt, bevor es wieder in den Rückwaschteil 3 ein- diglich 75ΟΟΟΟ kcal/h werden als 1530 kg Dampf/h

tritt. für die Methanoldestillation unter Druck benötigt.

Die in der Destillierkolonne 6 aufsteigenden Me- in entsprechend 0.54 kg Dampf/Nm' CO,-Abgas.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Verfahren zum Auswaschen von sauren Komponenten und organischen Schwefelverbindungen aus Brenngasen und Synthesegasen durch Absorption mit einem Gemisch aus Methanol, Äthanolaminen, in einer Konzentration von 0,2 bis 4 MoI pro Liter Lösung, und Wasser bei Temperaturen zwischen 0 und 100° C und Regeneration der Absorptionslösung durch Entspannen und Erhitzen auf Siedetemperatur nach Hauptpatent 1815 137, dadurch gekennzeichnet, daß aus dem Regenerationsabgas oder aus dem Regenerationsabgas und dem Reingas mitgeführte Dämpfe des Absorptionsmittels mit Wasser ausgewaschen und aus der Waschflüssigkeit durch Destillation unter erhöhtem Druck zurückgewonnen werden, wobei mindestens ein Teil der übergehenden Dämpfe in indirektem Wärmeaustausch mit der entspannten, zu regenerierenden Absorptionslösung unter Druck kondensiert werden und das Kondensat auf den Kopf der Druckdestillation als Rücklauf zurückgeführt wird, während der nicht kondensierte Anteil in den unteren Teil der Abstreifkolonne geleitet wird.

2. Verfahren nach Anspmch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die entspannte, zu regenerierende Absorptionslösung zusätzlich durch Abwärme von Prozessen, die der Absorptionsstufe vorausgehen und/oder folgen, erhitzt wird.

3. Verfahren nach Ansprüchen 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das gesamte entspannte Absorptionsmittel durch das Erhitzen mittels Abwärme aus der Absorption vorausgehenden und/oder folgenden Prozessen im oberen Abschnitt der Abstreifkolonne teilweise regeneriert wird und ein Teilstrom des vorregenerierten Absorptionsmittels auf eine mittlere Höhe der Absorptionskolonne zurückgeführt wird und daß der andere Teilstrom im unteren Abschnitt der Abstreifkolonne durch Erhitzen im indirekten Wärmeaustausch mit Absorptionsmitteldämpfei; der Druckdestillation vollregeneriert und auf den Kopf der Absorptionskolonne zurückgeführt wird.

4. Verfahren nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß das entspannte Absorptionsmittel im oberen Abschnitt der Abstreifkolonne in zwei Teilströmen in verschiedenen Höhen aufgegeben wird, und daß der obere Teilstrom gekühlt wird.

5. Verfahren nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die zusätzliche Beheizung des zu regenerierenden entspannten Absorptionsmittels durch die Wärme des zu reinigenden Rohgases erfolgt.

6. Verfahren nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die zusätzliche Beheizung des zu regenerierenden Absorptionsmittels durch die Wärme des in einer Kohlenmonoxydkonvertierung nachbehandelten gereinigten Gases erfolgt.

7. Verfahren nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Druckdestillation mit gespanntem Dampf beheizl wird.

Das Hauptpatent betrifft ein Verfahren zum Auswaschen von sauren Komponenten und organischen Schwefelverbindungen aus Brenngasen und Synthesegasen durch Absorption mit einem Gemisch aus Methanol, Äthanolaminen, in einer Konzentration von 0,2 bis 4 Mol pro Liter Lösung, und Wasser bei Temperaturen zwischen 0 und 100° C und Regeneration der Absorptionslösung durch Entspannen und Erhitzen auf Siedetemperatur.

Als Äthanolamine werden vorzugsweise Monoäthanolamin und/oder Diethanolamin verwendet. Dieses Absorptionsmittel kann wasserhaltig oder wasserfrei verwendet werden und kann einen geringen Zusatz von schwachen anorganischen oder organisehen Säuren enthalten.

Dieses Absorptionsmittel zeichnet sich durch eine rasche Absorption saurer Gaskomponenten und durch eine leichte Regnerierbarkeit aus. Da die niedrigsiedenden physikalisch lösenden Komponenten beim Erhitzen auf Temperaturen unter 100° C bereits sieden oder nahe an den Siedepunkt kommen, bilden sie bei dieser Temperatur schon eine ausreichende Menge Dampf, der bei der Regeneration der bei adenen Absorptionslösung als Abstreifmittel für die absortierenden Gaskomponenten wirkt. Der Wärmebedarf der Regeneration kann mit billiger Abwärme bestritten werden, ,und die Gefahr einer thermischen Zersetzung von Absorptionsmittelkomponenten besteht nicht. Bei dieser Arbeitsweise werden von dem Abgas der Regeneration, das die absorbierten sauren Gaskomponenterr enthält, Dämpfe insbesondere der niedrigsiedenden physikalisch lösenden Komponente des Absorptionsmittels mitgeführt, die zurückgewonnen werden sollen.

Die erfindungsgemäße Ausgestaltung des Verfahrens des Hauptpatents ist dadurch gekennzeichnet, daß aus dem Regenerationsabgas oder aus dem Regenerationsabgas und dem Reingas mitgeführte Dämpfe des Absorptionsmittels mit Wasser ausgewaschen und aus der Waschflüssigkeit durch Destillation unter erhöhtem Druck zurückgewonnen werden, wobei mindestens ein Teil der übergehenden Dämpfe in indirektem- Wärmeaustausch mit der entspannten, zu regenerierenden Absorptionslösung unter Druck kondensiert werden und das Kondensat auf den Kopf der Druckdestillation als Rücklauf zurückgeführt wird, während der nicht kondensierte Anteil in den unteren Teil der Abstreifkolonne geleitet wird.

Es wurde gefunden, daß die Destillation der Waschflüssigkeit in vorteilhafter Weise mit der Regeneration des Absorptionsmittels verbunden werden kann, wobei die Kondensationswärme der überdestillierten Absorptionsmitteldämpfe zur Beheizung der Regeneration der beladenen Absorptionslösung ausgenutzt wird.

Der Gehalt der Waschflüssigkeit an ausgewaschenem Absorptionsmitteldampf hängt im wesentlichen von der Menge des Regenerationsabgases ab und diese wiederum von dem Gehalt des zu reinigenden Gases an Verunreinigungen.

Wenn aus dor Druckdestillation ilcr verfügbare Absorptionsinitteldampf zur Beheizung der Regeneration nicht ausreicht, können andere Quellen geringwertiger Wärme mit herangezogen werden, beispielsweise die aus der Kühlung des zu reinigenden Rohgases für die Absorption oder des in einer Kohlenmonoxydkonvertierung nachbehandelten Reingases gewinnbare Wärme. Dabei werden infolge der