DE2022826C3 - Verfahren zur Auswaschung von sauren Komponenten und organischen Schwefelverbindungen aus Brenn- und Synthesegasen - Google Patents
Verfahren zur Auswaschung von sauren Komponenten und organischen Schwefelverbindungen aus Brenn- und SynthesegasenInfo
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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:
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
CO" = 45.OVoIZr
H, = 4S.2 VoI/tf
CH4 = (1.2 VolZ'r
■"' N, f Ar = 1.0 Vol. 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.
rV.....~ ηη~«ΓνηΛΓ:;.,Λ »nlcnrlol.1 M ΛΟ In(Nm'
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.
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«ir 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-
9 10
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.
Claims (7)
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
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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DE2022826A DE2022826C3 (de) | 1970-05-11 | 1970-05-11 | Verfahren zur Auswaschung von sauren Komponenten und organischen Schwefelverbindungen aus Brenn- und Synthesegasen |
Applications Claiming Priority (1)
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---|---|---|---|
DE2022826A DE2022826C3 (de) | 1970-05-11 | 1970-05-11 | Verfahren zur Auswaschung von sauren Komponenten und organischen Schwefelverbindungen aus Brenn- und Synthesegasen |
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DE2022826A1 DE2022826A1 (de) | 1971-11-25 |
DE2022826B2 DE2022826B2 (de) | 1980-05-22 |
DE2022826C3 true DE2022826C3 (de) | 1981-02-05 |
Family
ID=5770732
Family Applications (1)
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DE2022826A Expired DE2022826C3 (de) | 1970-05-11 | 1970-05-11 | Verfahren zur Auswaschung von sauren Komponenten und organischen Schwefelverbindungen aus Brenn- und Synthesegasen |
Country Status (1)
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Families Citing this family (1)
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DE3003378A1 (de) * | 1980-01-31 | 1981-08-06 | Wintershall Ag, 3100 Celle | Verfahren zum eliminieren von ssuren gasen aus den wasserstoffreichen abgasen des katalytischen reformierens von benzinkohlenwasserstoffen |
-
1970
- 1970-05-11 DE DE2022826A patent/DE2022826C3/de not_active Expired
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