DE2137183C3 - Verfahren zum Entfernen von sauren Gasbestandteilen aus einem Gasstrom mit wäßrigen Alkanolaminlösungen - Google Patents
Verfahren zum Entfernen von sauren Gasbestandteilen aus einem Gasstrom mit wäßrigen AlkanolaminlösungenInfo
- Publication number
- DE2137183C3 DE2137183C3 DE2137183A DE2137183A DE2137183C3 DE 2137183 C3 DE2137183 C3 DE 2137183C3 DE 2137183 A DE2137183 A DE 2137183A DE 2137183 A DE2137183 A DE 2137183A DE 2137183 C3 DE2137183 C3 DE 2137183C3
- Authority
- DE
- Germany
- Prior art keywords
- alkanolamine solution
- pressure
- solution
- high pressure
- gas
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired
Links
Classifications
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01D—SEPARATION
- B01D53/00—Separation of gases or vapours; Recovering vapours of volatile solvents from gases; Chemical or biological purification of waste gases, e.g. engine exhaust gases, smoke, fumes, flue gases, aerosols
- B01D53/14—Separation of gases or vapours; Recovering vapours of volatile solvents from gases; Chemical or biological purification of waste gases, e.g. engine exhaust gases, smoke, fumes, flue gases, aerosols by absorption
- B01D53/1456—Removing acid components
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C10—PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
- C10G—CRACKING HYDROCARBON OILS; PRODUCTION OF LIQUID HYDROCARBON MIXTURES, e.g. BY DESTRUCTIVE HYDROGENATION, OLIGOMERISATION, POLYMERISATION; RECOVERY OF HYDROCARBON OILS FROM OIL-SHALE, OIL-SAND, OR GASES; REFINING MIXTURES MAINLY CONSISTING OF HYDROCARBONS; REFORMING OF NAPHTHA; MINERAL WAXES
- C10G49/00—Treatment of hydrocarbon oils, in the presence of hydrogen or hydrogen-generating compounds, not provided for in a single one of groups C10G45/02, C10G45/32, C10G45/44, C10G45/58 or C10G47/00
- C10G49/22—Separation of effluents
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Oil, Petroleum & Natural Gas (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- General Chemical & Material Sciences (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Analytical Chemistry (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Gas Separation By Absorption (AREA)
- Treating Waste Gases (AREA)
- Production Of Liquid Hydrocarbon Mixture For Refining Petroleum (AREA)
- Industrial Gases (AREA)
Description
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Entfernen von sauren Gasbestandteilen aus einem Gasstrom
mit wäßrigen Alkanolaminlösungen durch Behandeln des zu reinigenden Gasstroms mit unbeladener wäßriger
Alkanolaminlösung in einer Hochdruckabsorptionszone, Abziehen eines Gasstroms mit verminder-■
tem Gehalt an dem bzw. den zu entfernenden sauren Gasbestandteil(en) und eines flüssigen Stroms mit
dem bzw. den zu entfernenden sauren Gasbestandteil(en) beladener Alkanolaminlösung aus der Hochdruckabsorptionszone,
Einspeisen der beladenen Alkanolaminlösung in eine Niederdrucktrennzone und Abziehen eines den bzw. die abzutrennenden
sauren Gasbestandteil(e) enthaltenden gesonderten Stroms sowie unbeladener wäßriger Alkanolaminlösung
aus der Niederdrucktrennzone.
Die Entfernung von sauren Gasbestandteilen, wie Schwefelwasserstoff oder Kohlendioxyd, aus Gasströmen
ibt auf etlichen Gebieten der Technik von erheblicher Bedeutung. Ein besonders wichtiges Anwendungsgebiet
ist die Entfernung von Schwefelwasserstoff aus einem wasserstoffreichen Rückführgasstrom,
der einer Hydrierreaktionszone zugeführt wird, z. B. eine Hydrokrackzone oder einer Hydrierbehand-Iungszone,
in der ein Kohlenwasserstoffeinsatzmaterial, das organische Schwefelverbindungen enthält, in
Gegenwart von Wasserstoff und einem Hydrierkatalysator entschwefeit wird. Das Verfahren der Erfindung
ist insbesondere zum Verbund mit derartigen wasserstoffverbrauchenden Verfahren, bei denen
Wasserstoffseiches Gas zurückgeführt wird, vorgesehen.
Bei solchen Hydrierbehandlungsverfahren werden Benzin-, Kerosin- oder Mitteldestillatfraktionen,
leichte und schwere Vakuumgasöle, leichte und schwere Kreislaufmaterialien u. dgl. in Gegenwart eines
Katalysators mit Wasserstoff behandelt, in erster Linie um darin enthaltene Verunreinigungen zu entfernen.
Bei der Hydrokrackung werden verhältnismäßig schwere Kohlenwasserstoffeinsatzmaterialien,
z. B. Bodenprodukte der atmosphärischen oder der Vakuumdestillation, Rohölrückstände, getoppte
Rohöle und aus Teersanden extrahierte Rohöle, katalytisch in Gegenwart von Wasserstoff in tiefer siedende
Kohlenwasserstoffprodukte, insbesondere Benzin, Brennöl und leichte Kreislauföle sowie verflüssigtes
Erdölgas, umgewandelt. In allen Fällen wird das Kohlenwasserstoffeinsatzmaterial im Gemisch mit
Wasserstoff unter erhöhtem Druck über einen Katalysator geleitet. Der Wasserstoff dient nicht nur als
Reaktionsteilnehmer, sondern schützt auch den Katalysator gegen eine übermäßigt.· Koksablagerung. Der
Wasserstoff ist daher in großer Menge, bis zu mehreren hundert oder sogar einigen tausend Volumteilen
Wasserstoffgas je Volumteil flüssiger Kohlenwasserstoffbeschickung, anwesend und muß nach der Abtrennung
aus dem Reaktionszonenausfluß zu der Reaktionszonc zurückgeführt werden.
Hierzu wird normalerweise der Reaktionszonenausfluß gekühlt und in einen Hochdruckabscheider
geleitel, aus dem der flüssige Anteil abgezogen und zur Produktgewinnung und gegebenenfalls Teilrückführung
zu der Rcaktions/.one weitei verarbeitet wird, während das wasserstoffhaltige Gas getrennt abgezogen
und zur Reaktionszone zurückgeführt wird. Dieses wasserstoffreiche Gas enthält leichte Kohlenwasserstoffdämpfe
und eine beträchtliche Menge Schwefelwasserstol'f. Bei vielen Hydricrbehandlungs- und
Hydrokrackverfahren wird daher mindestens ein Teil des Schwefelwasserstoffs aus dem Rückführgas entfernt,
bevor das Gas zu der Reaktionszone zunickte-
führt wird. Dies erfolgt nicht nur zur Schwefelgewinnung, sondern auch und insbesondere zur Verbesserung
der Entschwefelungsreaktionen.
Verfahren der eingangs angegebenen Art zum Entfernen
von sauren Gasbestandteilen aus einem Gasstrom, die z. B. zur Entfernung von Schwefelwasserstoff
aus derartigen Rückführgasstromen herangezogen werden können, sind in verschiedenen Ausführungsformen
beschrieben worden. Eine zusammenfassende Darstellung findet sich in A. L. Kohl, F. C.
Riesenfeid, Gas Purification, McGraw-Hill Book Company, Inc., New York - Toronto - London, 1960,
Seiten 22 bis 29. Die lsauren Gasbestandteile, insbesondere Schwefelwasserstoff, werden bei diesen Arbeitsweisen
entfernt, indem das Gas, z. B. das Rückführgas eines derartigen Kohlenwasserstoffumwandlungsverfahrens,
mit einer wäßrigen Alkanolaminlösung in einer Absorberkolonne unter hohem
Druck in Berührung gebracht wird. Wenn kein Carbonylsulfid
anwesend ist, werden gewöhnlich Monoäthanolaminlösungen benutzt. Wenn Carbonylsulfid
in dem Gas anwesend ist, wird Diethanolamin verwendet, da Monoäthanolamin mit Carbonylsulfid unter
Bildung stabiler Verbindungen reagiert, die nicht regenerierbar sind.
Die Gasbehandlungsmethode beruht darauf, daß aliphatische Alkanolamine saure Gasbestandteile bei
etwa Umgebungstemperaturen absorbieren und die sauren Gasbestandtreile bei etwas höheren Temperaturen
wieder aus der Alkanolaminlösung freigeben. Die Absorption von Schwefelwasserstoff erfolgt normalerweise
bei einer Temperatur von 38° C oder darunter, während Kohlendioxyd bei 49° C oder darunter
in der Alkanolaminlösung absorbiert werden kann, wobei jedoch zuweilen auch höhere Temperaturen
angewendet werden. Ein Erhitzen der anfallenden beladenen Alkanolaminlösung auf eine Temperatur von
etwa 116° C bewirkt eine Freigabe von Schwefelwasserstoff,
ein Erhitzen auf eine Temperatur von etwa 149° C eine Freigabe von Kohlendioxyd aus der Lösung.
Das Erhitzen der beladenen Lösung zur Austreibungdersauren
Gasbestandteile und Rückbildung der unbeladenen Alkänaolaminiosung erfolgt gewöhnlich
in einer bei etwa Atmosphärendruck betriebenen Destillationskolonne.
Die Wahl der Alkanolaminkonzentralion in der
wäßrigen Aikanolaminlösungerfolgt gewöhnlich nach Maßgabe von Korrosions- und Betriebsgesichtspunkten.
Konzentrationen von LS bis 20 Gewichtsprozent sind für Monoäthannlaminlösungen üblich, jedoch
kommen gelegentlich auch Konzentrationen bis herab zu 10% oder bis herauf zu M)7i zur Anwendung.
Niedrige Konzentiationen führen zu einer geringeren
Korrosion von Anlageteilcn aus Stahl. Im Hinblick auf die Korrosivitat der beladenen Alkanolaminlösung
wird üblicherweise die Konzentration an Schwefelwasserstoff in der Lösung auf etwa 0,35 Mol H2S
je Mol Monoäthanolamin beschränkt.
Bei herkömmlichen Arbeitsweisen der eingangs angegebenen Art, wie sie zusammenfassend in der
vorgenannten l.iteraturstelle »Gas Purification«, I. c
erläutert sind, wird die gesamte, aus der Regeneration kommende unbeladene Alkanolaminlösung durch die
Absorptionskolonne zur Beladung der Lösung mit den sauren Gasbestandteilen geführt, wobei gegebenenfalls
mit zwei Einführungsstellen in die Absorptionskolonne und Einführung eines stärker regenerierten,
also weitergehend von sauren Gasbestandteilcn be-
freiten Anteils der Alkanolaminlösung in das obere Ende der Kolonne und Einführung eines nur teilweise
regenerierten, also noch erhebliche Mengen an absorbierten sauren Gasbestandteilen enthaltenden Anteils
der Alkanolaminlösung in einen tiefer liegenden Abschnitt der Absorptionskolonne gearbeitet werden
kann; auch bei dieser Ausführungsform fließt die gesamte aus der Regeneration zurückgeführte Alkanolaminlösung
durch die Absorptionskolonne.
Es ist bei Gasreinigungsverfahren dev angegebenen Art, etwa im Verbund mit der hydrierenden Behandlung
oder Hydrokrackung von Kohlenwasserstoffen, zweckmäßig oder notwendig, den zu reinigenden wasserstoffreichen
Rückführgasstrom direkt ohne wesentliche Druckverringerung in die Alkanolamin-Absorptionskolonne
zu leiten. Es ist unwirtschaftlich, den Gasstrom zu entspannen und dann in einem Niederdruckabsorber
mit der Alkanolaminlösung zu behandeln, da ein derartiges Vorgehen beträchtliche zusätzliche
Betriebskosten für die Wiederverdichtung des Gases auf den Reaktionszonendruck mit sich bringen
würde. Demgemäß ist es erforderlich, die regenerierte unbeladene Alkanolaminlösung aus der bei niederem
Druck, etwa bei Atmosphärendruck, betriebenen Trenn- und Regenerationszone wieder in die bei hohem
Druck arbeitende Absorptionszone zu pumpen, so daß sich beträchtliche Bertriebskosten für die Zirkulation
der Alkanolaminlösung ergeben. Weiterhin stellen Hochdruckabsorber mit den zugehörigen
Hilfseinrichtungen wegen der Erfordernisse hinsichtlich Druckfestigkeit und Korrosionsbeanspruchungen
recht teure Anlagen dar, und die Investitions- und Betriebskosten sind naturgemäß um so höher, je größer
die Hochdruckanlage bei gegebener Leistung sein muß. Für die erforderliche Größe der Hochdruckabsorptionszone
ist die durchzusetzende Menge an Alkanolaminlösung von maßgeblicher Bedeutung. Man
hat bisher entsprechend große Hochdruckabsorptionskolonnen in Kauf genommen, da eine Verringerung
der Menge der umgewälzten Alkanolaminlösung mit entsprechender Erhöhung der Alkanolaminkonzcntration
in der Lösung zu erheblichen verfahrenstechnischen Nachteilen, insbesondere hinsichtlich
Korrosion, zu starker Erwärmung der Losung in dem Hochdruckabsorber und Schwierigkeiten beim Entspannen
der aus dem Hochdruckabsorber abgezogenen beladenen Alkanolaminlösung vor der Einführung
in die Niederdrucktrennzone, fuhrt.
Der Erfindung lag die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren
der eingangs angegebenen Art /um Entfernen von sauren Gasbestandteilen aus einem Gasstrom mit
wäßrigen Alkanolaminlösungen zu schaffen, das nicht die vorstehend erläuterten und ähnliche Mängel bekannter
Arbeitsweisen aufweist und insbesondere mit einer geringeren Menge an durch die Hochdruckabsorptionszonc
umlaufender Alkanolaminlösung auskommt, ohne dabei die vorstehend geschilderten
Nachteile in Kauf nehmen zu müssen, hierdurch eine Verbesserung der Wirtschaftlichkeit mit sich bringt
und trot/dem unter Gewährleistung einer einwandfreien
Entfernung der sauren Gasbestandteile in dem geforderten Ausmaß aus dem Gasstrom insgesamt
einfach und betriebssicher durchzuführen ist.
Zur Lösung dieser Aufgabe ist Gegenstand der Erfindung
ein Verfahren zum Entfernen von sauren Gasbestandteilen aus einem Gasstrom mit wäßrigen
Alkanolaminlösungen durch Behandeln des zu reinigenden Gasstroms mit unbeiadenei wäßriger Alka-
nolaminlösung in einer Hochdruckabsorptionszone, Abziehen eines Gasstroms mit vermindertem Gehalt
an dem bzw. den zu entfernenden sauren Gasbestandteil(en) und eines flüssigen Stroms mit dem bzw. den
zu entfernenden sauren Gasbestandteil(en) beladener r'
Alkanolaminlösung aus der Hochdruckabsorptionszone, Einspeisen der beladenen Alkanolaminlösung
in eine Niederdrucktrennzone und Abziehen eines den bzw. die abzutrennenden sauren Gasbestandteil(e)
enthaltenden gesonderten Stroms sowie unbeladener wäßriger Alkanolaminlösung aus der Niederdrucktrennzone,
welches erfindungsgemäß dadurch gekennzeichnet ist, daß man von der unbeladenen wäßrigen Alkanolaminlösung
a) nur einen Teil in die Hochdruckabsorptionszone einspeist und
b) einen anderen Teil mit der aus der Hochdruckabsorptionszone abgezogenen beladenen Alkanolaminlösung
vereinigt, bevor sie in die Niederdrucktrennzone eingespeist wird. 2<i
Bei dem Verfahren der Erfindung braucht nur ein Teil der aus der Regeneration kommenden unbeladenen
Alkanolaminlösung, vorzugsweise 30 bis 70% der Gesamtmenge, in die Hochdruckabsorptionszone
eingeführt zu werden. Dies führt zum einen zu einer beträchtlichen Verringerung der Pumpkosten, sowohl
der Betriebskosten als auch der Anlagekosten. Zum anderen kann der Hochdruckabsorber bei gleicher
Leistung wesentlich kleiner sein und seine Behälterwandung kann damit wesentlich dünner gehalten wer- Jo
den, was diesen Hochdruckabsorber gegenüber dem Hochdruckabsorber einer herkömmlichen Gasbehandlungsanlage,
bei der die Gesamtmenge der Alkanolaminlösung durch den Hochdruckabsorber geführt
wird, ganz wesentlich verbilligt. Die für die Durchführung des Verfahrens der Erfindung im Niederdrückten1
zusätzlich erforderlichen Einrichtungen fallen demgegenüber nicht nennenswert ins Gewicht.
Durch den kleineren Hochdruckabsorber wird auch die verfahrenstechnische Durchführung insgesamt
vereinfacht und betriebssicherer gemacht Trotzdem wird ausweislich der weiter unten in Verbindung mit
der eingehenden Erläuterung des Verfahrens aufgezeigten Ergebnisse eine einwandfreie und ausgezeichnete
Entfernung der sauren Gasbestandteile aus dem Gasstrom erzielt. Trotz der verringerten Menge an
Alkanolaminlösung. die durch die Hochdruckabsorptionszone gefuhrt werden muß, brauchen keine ungünstig
hohen Konzentrationen an Alkanolamin in der Absorptionslösung angewendet und nicht die damit
einhergehenden oben geschilderten Nachteile, wie übermäßige Korrosionswirkung der Lösung, zu starke
Erwärmung der Lösung in der Hochdruckabsorptionszone und Schwierigkeiten beim Entspannen der
aus der Hochdruckabsorptionszone abgezogenen beladenen Lösung in den Niederdruckteil, in Kauf genommen
zu werden.
Bei dem Verfahren der Erfindung werden in der Hochdruckabsorptionszone vorzugsweise ein Druck
von über 69 und insbesondere über 11)3 Atm und eine bO
Temperatur unter 93° C eingehalten.
Vorzugsweise wird das bei dem Verfahrensschritt b) erhaltene Gemisch in eine Niederdrucktrennzone
eingespeist, die eine Phasentrenneinrichtung, einen Niederdruckabsorber und einen Alkanolaminlösungsregenerator
umfaßt. Dabei besieht eine besonders zweckmäßige Arbeitsweise darin, daß man das
bei dem Verfahrensschritt b) erhaltene Gemisch zunächst in die Phasentrenneinrichtung einspeist, dann
in dem Niederdruckabsorber beladene Alkanolaminlösung und daraus durch den Druckabfall beim Übergang
vom Hochdruckabsorber zur Phasentrenneinrichtung freigesetztes Gas mit weiterer unbeladener
Alkanolaminlösung in Berührung bringt, aus dem Niederdruckabsorber beladene Alkanolaminlösung
abzieht und in den Alkanolaminiösungsregenerator einspeist, aus dem getrennt voneinander der bzw. die
zu entfernende(n) Gasbestandteil(e) und unbeladene wäßrige Alkanolaminlösung abgezogen werden.
Vorzugsweise wird zwischen der gemäß Verfahrensschritt a) in den Hochdruckabsorber eingespeisten
und der gemäß Verfahrensschritt b) zugemischten unbeladenen wäßrigen Alkanolaminlösung ein Verhältnis
7 :3 bis 3 :7 eingehalten. Zweckmäßig wird mit einer wäßrigen Alkanolaminlösung eines Alkanolamingehalts
von 10 bis 30 Gewichtsprozent gearbeitet.
Das Verfahren eignet sich insbesondere zur Entfernung von Schwefelwasserstoff, Kohlendioxyd und/
oder Carbonylsulfid aus dem zu reinigenden Gasstrom. Ein besonders vorteilhaftes Anwendungsgebiet
ist die Entfernung von Schwefelwasserstoff aus wasserstoffreichen Rückführgasströmen, wie sie bei Kohlenwasserstoffumwandlungsverfahren
der oben erläuterten Art, z. B. katalytischer hydrierender Behandlung
oder Hydrokrackung, anfallen.
Das Verfahren der Erfindung wird nachstehend an Hand der Zeichnung in Verbindung mit einem bevorzugten
Ausführungsbeispiel zur Anwendung bei der hydrierenden Behandlung eines Kohl en wasserstoffrückstandsöls
weiter veranschaulicht.
In großtechnischer Durchführung wurde ein bei Atmosphärendruck von leichtsiedenden Anteilen befreites
Rohöl mit einem spezifischen Gewicht von 0,955 in einer Hydrierreaktionszone mit einem
Durchsatz von 264 m'/h verarbeitet. Das Einsatzmaterial enthielt 3,8 Gewichtsprozent Schwefel und hatte
einen Gesamtstickstoff gehalt von 2100 Teile je Million, der Siedebeginn betrug 266° C. der 50%-Siedepunkt
betrug 496° C und das Siedeende lag über 649° C.
Das bei Atmosphärendruck getoppte Rohöl fließt durch die Leitung 10 zu und wird mit einem wasserstoffreichen
Rückführgasstrom aus der Leitung 11 vermischt. Dieses Gemisch fließt weiter durch die Leitung
10 in eine Reaktionszone 13, die einen Hydrierkatalysator zur Entschwefelung und Stickstoffentfernung
aus dem Öl enthält. Der Reaktionszonendruck beträgt 142 Atm und die Temperatur beträgt 399° C.
Der Ausfluß aus der Reaktionszone 13 wird durch die Leitung 14 abgehogen, gekühlt und dann in einen
Hochdruckabscheider 15 eingeführt. Der Druck im Abscheider 15 beträgt 137 Atm, die Temperatur beträgt
49° C. Das flüssige Produkt wird durch die Leitung 16 abgezogen und einer nicht dargestellten Fraktionierzone
zugeführt.
Die wasserstoffreiche Dampfphase wird durch die Leitung 17 abgenommen und in einen Umwälzgaskompressor
18 geleitet, der den Druck auf 154 Atm erhöht. Die Verdichtung steigert die Temperatur des
Gases auf 63" C Das Rückführgas fließt dann durch die Leitung 19 in einen Absorptionsturm 20. Dieses
Gas enthält 80,3 Mol-% H; und tritt in einer Menge
von 11 300 kmol/h in den Äbsorptionsturm ein. Dieses
Gas enthält 228 kmol/h Schwefelwasserstoff, 1990 kmol/h Kohlenwasserstoffdämpfe und 9 5 kmol/h
Wasserdampf. Um den Hydrierkatalysator in der Reaktionszone 13 ausreichend zu schützen, wurde gefordert,
mindestens 90% des Schwefelwasserstoffs aus dem Rückführgas zu entfernen.
Der Hochdruckabsorptionsturm 20 enthält zwei 5
Absorptionszonen. Die untere Absorptionszone 21 ist die Alkanolamin-Absorptionszone. Die obere Absorptionszone
22 dient zur abschließenden Wasserwaschung des Gases, um jegliche mit .dem Rückführgas
mitgeschleppte Alkanolaminlösung zu entfernen.
Das in den Hochdruckabsorber 20 einfließende Gas
tritt zunächst mil abwärtsfließender, bereits teilweise beladenci Alkanolaminlösung aus der Absorptionszone 21 in Berührung. Die beladene Alkanolaminlösung
gelangt dann in eine Absetzzone am Boden des Absorbers 20 bei einer Temperatur von 6^0C und
einem Druck von 153 Atm. Das Rückführgas fließt aufwärts durch die Alkanolamin-Absorptionszone 21.
Ein erster Anteil unbeladener Monoäthanulaminlösung wird gemäß der vorgeschriebenen Arbeitsmaßnähme
a) in den Hochdruckabsorber 20 durch die Leitung 38 oberhalb der Absorptionszone 21 eingespeist.
Diese unbeladene Alkanolaminlösung, die 20 Gewichtsprozent Monoäthanolamin und nur noch
eine geringe Restmenge von 23 kmol/h Schwefelwasserstoff in komplexer Bindung mit Monoäthanolamin
enthält, tritt in den Absorber 20 in einer Menge von 6500 kmol/h ein. Die Temperatur der unbeladenen
Monoäthanolaminlösung beträgt 38° C. Die anfallende beladene Aminlösung wird vom Boden des
Hochdruckabsorbers 20 durch die Leitung 23 zur Regeneration abgezogen.
Das Rückführgas fließt aufwärts aus der Alkanolamin-Absorptionszone
21 durch einen Flüssigkeitsabzugsboden 44 in die Absorptionszone 22 und tritt dort mit abwärts fließendem Wasser in Berührung,
das im Gas mitgeschleppte Aminlösung auswäscht. Die anfallende wäßrige Lösung von Monoäthanolamin
wird auf dem Flüssigkeitsabzugsboden 44 gesammelt und dann durch die Leitung 41 abgezogen, wobei
geringfügige Mengen in die Absorptionszone 21 überfließen mögen. Diese überfließende Menge wird ausgeglichen
durch Ergänzungswasser, das durch die Leitung 42 in einer Menge von 8 kmol/h mit einer
Temperatur von 43 ° C zufließt. Das Ergänzungswasser kompensiert Wasserverluste durch Eintritt von
Wasserdampf in das Rückführgas sowie vom Boden 44 überfließendes Wasser. Der vereinigte wäßrige
Strom fließt durch die Leitung 41 in den Kopf des Hochdruckabsorbers 20 oberhalb der Wasserwaschzone
22.
Das Rückführgas wird vom Kopf des Hochdruckabsorbers 20 durch die Leitung 11 in einer Menge
von 11050 kmol/h bei einer Temperatur von 64° Γ und einem Druck von 153 Atm abgezogen. Seine
Wasserstoffkonzentration ist infolge der Entfernung von 90% des Schwefelwasserstoffs aus dem in den
Absorber eintretenden Gas auf 81,7 Mol-% angestiegen. Das gereinigte Rückführgas enthält nun nur noch
23 kmol/h Schwefelwaserstoff und 17 kmol/h Was- bo serdampf. Ergänzungswasserstoff wird dem Verfahren
durch die Leitung 43 über die Leitung 11 zugeführt.
Vom Boden des Hochdruckabsorbers 20 wird die beladene Monoäthanolaminlösung durch die Leitung es
23 in einer Menge von 6730 kmol/h bei einer Temperatur von 65 ° C und einem Druck von 153 Atm abgezogen.
Diese beladene Monoäthanolaminlösung enthält 229 kmol/h Schwefelwasserstoff, 13 kmol/h
gelösten Wasserstoff und 19 kmol/h gelöste Kohlenwasserstoffe mit 1 bis 4 Kohlenstoffatomen je Molekül.
Die beladene Monoäthanolaminlösung fließt durch ein Entspannungsventil 24 in die Leitung 25.
Beim Durchgang durch das Ventil 24 wird der Druck der beladenen Monoäthanolaminlösung von 153 Atm
auf 8,2 Atm abgesenkt. Diese Druckverringerung verursacht einen Temperaturrückgang von 65° C auf
54° C, da eine beträchtliche Menge an Dämpfen aus der flüssigen Phase beim Durchgang durch das Ventil
24 durch Entspannungsverdampfung entweicht.
Weitere unbeladene Monoälhanolaminlösung wird gemäß der vorgeschriebenen Arheitsmaßnahme b) in
die Leitung 25 durch die Leitung 40 in einer Menge von 4330 kmol/h bei einer Temperatur von 38° C
eingespeist. Diese unbeladene Monoäthanolaminlösung enthält nur noch eine geringe Restmenge von
15 kmol/h chemisch gebundenen Schwefelwasserstoff und es ist genügend freies Amin anwesend, um
Schwefelwasserstoff aus der Dampfphase herauszulösen und das Molverhältnis von Schwefelwasserstoff zu
Monoäthanolamin auf einen Wert unterhalb der Korrosionsgrenze von etwa 0,35 Mol/Mol zu verringern.
Das Gemisch aus Aminlösung und freigesetzten Dämpfen fließt durch die Leitung 25 in eine Mischeinrichtung
26. Die Mischeinrichtung 26 schafft eine Flüssig-Flüssig-Kontaktzone von hoher Turbulenz, so
daß ein Gemisch aus durch Entspannungsverdampfung freigesetzten Dämpfen und beladener Monoäthanolaminlösung,
bestehend aus einer homogenen Mischung der der Entspannungsverdampfung unterworfenen
beladenen Monoäthanolaminlösung aus der Leitung 23 und der unbeladenen Monoäthanolaminlösung
aus der Leitung 40, durch die Leitung 27 abfließt.
Diese beladene Monoäthanolaminlösung fließt zusammen mit den durch Entspannungsverdampfung
erzeugten Dämpfen in einen Niederdruckabsorber 28. Die Menge beträgt 11 050 kmol/h. Das Gemisch aus
beladener Monoäthanolaminlösung und Dämpfen enthält 244 kmol/h Schwefelwasserstoff, 13 kmol/h
Wasserstoff und 19 kmol/h tiefsiedende Kohlenwasserstoffe. Das Gemisch tritt in den Niederdruckabsorber
28 in einen unteren Abschnitt 29 ein, der eine Phasentrenneinrichtung bildet, die bei einem Druck
von 5,8 Atm und einer Temperatur von 54° C gehalten wird; dort wird die beladene Monoäthanolaminlösung
von den Dämpfen getrennt.
Die Dämpfe fließen aufwärts in eine Niederdruckabsorptionszone 30 und treten dort mit einer verhältnismäßig
geringen Menge weiterer unbeladener Monoäthanolaminlösung in Berührung, welche oberhalb
der Niederdruckabsorptionszone 30 durch die Leitung 39 in emer Menge von 54 kmol/h eingespeist wird.
Diese unbeladene Monoäthanolaminlösung hat eine Temperatur von 38° C und enthält eine geringe Restmenge
von 0,4 MoI-% gelöstem Schwefelwasserstoff. Die Dämpfe in einer Menge von 32 kmol/h, bestehend
aus 58 Mol-% H2, 39 Mol-% Kohlenwasserstoffen und 3 Mol-% Wasser, werden vom Kopf des Niederdruckabsorbers
28 durch die Leitung 31 als gasförmiges Produkt abgezogen, etwa zur Verwendung als
praktisch schwefelwasserstofffreies Heizgas.
Die beladene Monoäthanolaminlösung wird vom Boden des Niederdruckabsorbers 28 durch die Leitung
32 in einer Menge von 11 100 kmol/h bei einer Temperatur von 54° C und einem Druck von 5,8 Atm
abgezogen. Sie enthält 245 kmol/h Schwefelwasserstoff und eine Spurenmenge Kohlenwasserstoffe. Die
beladene Monoäthanolaminlösung wird in eine Alkanolaminlösungs-Regeneratorkolonne
33 eingespeist, die eine Kopftemperatur von 103° C und einen Druck von 1,6 Atm aufweist. In der Kolonne wird
Schwefelwasserstoff aus der Lösung durch Zersetzung des chemischen Komplexes aus Schwefelwasserstoff
und Monoäthanolamin ausgetrieben. Die Regeneratorkolonne 33 weist einen üblichen Wiedererhitzerkreislauf
aus einer Flüssigkeitsabzugsleitung 35, einem Wärmeaustauscher 36 zur Wiedererhitzung und
einer Dämpferückführleitung 37 auf. An der Regeneratorkolonne 33 herrschen eine Temperatur von
116" Cund ein Druck von i,8 Atm. Ein Schwefelwasserstoffstrom
wird vom Kopf der Kolonne durch die Leitung 34 in einer Menge von 206 kmol/h abgezogen.
Dieser Schwefelwasserstoff ist recht rein, er enthält nur Spurenmengen an tiefsiedenden Kohlenwasserstoffen
und Wasserdampf, und er wird einer nicht dargestellten Schwefelgewinnungseinrichtung zugeführt.
Die anfallende unbeladene Monoäthanolaminlösung wird vom Boden der Regeneratorkolonne 33 durch
die Leitung 38 in einer Menge von 10900 kmol/h bei
einer Temperatur von 116° C abgezogen. Diese gesamte
unbeladene Monoäthanolaminlösung enthält 20 Geviditsprozent Monoäthanolamin in Wasser und
eine geringe Restmenge von 39 kmol/h chemisch gebundenem Schwefelwasserstoff, da der Regenerator
den Schwefelwasserstoff aus der beladenen Monoäthanolaminlösung weitgehend aber nicht quantitativ
austreibt. Die unbeladene Monoäthanolaminlösung wird dann in einem nicht dargestellten Wärmeaustauscher
auf 38° C gekühlt und fließt durch die Leitung 38 den vorstehend angegebenen Zuführungsstellen
für Monoäthanolaminlösung zu.
In dem erläuterten Beispiel fließen weniger als 60% der für die Schwefelwasserstoffentfernung angewendeten unbeladenen Alkanolaminlösung durch den
Hochdruckabsorber 20. Die hierdurch erzielten Vorteile hinsichtlich beträchtlicher Verringerung der
Pumpkosten, kleinerer Ausbildung bei gleicher Leistung und wesentlicher Verbilligung des Hochdruckabsorbers
sowie einer Vereinfachung und Erhöhung der Betriebssicherheit der verfahrenstechnischen
Durchführung wurden oben bereits erörtert.
Die als Beispiel erläuterte bevorzugte Ausführungsform des Verfahrens kann in verschiedener
Weise abgewandelt werden. Es können andere Alis kanoiarninlösungcn verwendet werden, z. B. Diäthanolamin,
Diglykolamin oder Aminodiisopropanol. Die angegebenen Betriebsbedingungen sind als Beispiele
aufzufassen. Besonders vorteilhaft ist das Verfahren, wenn bei einem Druck über 69 Atm und insbesondere
über 103 Atm gearbeitet wird. Die Temperatur in der Hochdruckabsorptionszone sollte
hinreichend tief gehalten werden, vorzugsweise unter 93° C, um sicherzustellen, daß Schwefelwasserstoff
nicht vorzeitig aus der Lösung ausgetrieben wird; sie 2r>
sollte so tief wie möglich gehalten werden, um Korrosion zu vermeiden. Voreugsweise werden 30 bis 70%
der unbeladenen Alkanolaminlösung durch die Hochdruckabsorptionszone geführt, je nach dem Druck
und der Temperatur in der Hochdruckabsorptions-M zone. Der erläuterte Mischer 26 ist nicht unbedingt
erforderlich, vielmehr kann eine hohe Turbulenz zur Vermischung auch anders herbeigeführt werden, z. B.
durch eine Mischdüse, und häufig reicht bereits der Druckabfall in der Leitung 25 zur Erzeugung hoher
31) Turbulenz aus, so daß überhaupt keine Mischeinrichtung
erforderlich ist.
Hierzu 1 Blatt Zeichnungen
Claims (5)
1. Verfahren zum Entfernen von sauren Gasbestandteilen aus einem Gasstrom mit wäßrigen
Alkanolaminlösungen durch Behandeln des zu reinigenden Gasstroms mit unbeladener wäßriger
Alkanolaminlösung in einer Hochdruckabsorptionszone, Abziehen eines Gasstroms mit vermindertem
Gehalt an dem bzw. den zu entfernenden 1()
sauren Gasbestandteil(en) und eines flüssigen Stroms mit dem bzw. den zu entfernenden sauren
Gasbestandteil(en) beladener Alkanolaminlösung aus der Hochdruckabsorptionszone, Einspeisen
der beladenen Alkanolaminlösung in eine Niederdrucktrennzone und Abziehen eines den bzw.
die abzutrennenden sauren Gasbestandteil(e) enthaltenden gesonderten Stroms sowie unbeladener
wäßriger Alkanolaminlösung aus der Niederdrucktrennzone, dadurch gekennzeichnet,
daß man von der unbeladenen wäßrigen Alkanolaminlösung
a) nur einen Teil in die Hochdruckabsorptionszone einspeist und
b) einen anderen Teil mit der aus der Hochdruckabsorptionszone abgezogenen beladenen
Alkanolaminlösung vereinigt, bevor sie in die Niederdrucktrennzone eingespeist wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch ge- X) kennzeichnet, daß in der Hochdruckabsorptionszone
ein Druck von über 69 und vorzugsweise über 103 Atm und eine Temperatur unter 93° C eingehalten
werden.
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch ir>
gekennzeichnet, daß das gemäß Verfahrensschritt
b) erhaltene Gemisch in eine Niederdrucktrennzone eingespeist wird, die eine Phasentrenneinrichtung,
einen Niederdruckabsorber und einen Alkanolaminlösungsregenerator umfaßt.
4. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß man das gemäß b) erhaltene
Gemisch zunächst in die Phasentrenneinrichtung einspeist, dann in dem Niederdruckabsorber beladene
Alkanolaminlösung und daraus durch den Druckabfall beim Übergang vom Hochdruckabsorber
zur Phasentrenneinrichtung freigesetztes Gas mit weiterer unbeladener Alkanolaminlösung
in Berührung bringt, aus dem Niederdruckabsorber beladene Alkanolaminlösung abzieht und in to
den Alkanolaminlösungsregenerator einspeist, aus dem getrennt voneinander der bzw. die zu entfernende(n)
Gasbestandteil(e) und unbeladene wäßrige Alkanolaminlösung abgezogen werden.
5. Verfahren nach einem der Ansprüche I bis π
4, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen nach a)
in den Hochdruckabsorber eingespeister und gemäß b) der aus dem Hochdruckabsorber abgezogenen
beladenen Alkanolaminlösung zugesetzter, unbeladener wäßriger Alkanolaminlösung ein bo
Verhältnis von 7 : 3 bis 3 : 7 eingehalten wird.
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
US5837570A | 1970-07-27 | 1970-07-27 |
Publications (3)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE2137183A1 DE2137183A1 (de) | 1972-02-03 |
DE2137183B2 DE2137183B2 (de) | 1978-06-15 |
DE2137183C3 true DE2137183C3 (de) | 1979-02-15 |
Family
ID=22016428
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DE2137183A Expired DE2137183C3 (de) | 1970-07-27 | 1971-07-24 | Verfahren zum Entfernen von sauren Gasbestandteilen aus einem Gasstrom mit wäßrigen Alkanolaminlösungen |
Country Status (18)
Country | Link |
---|---|
US (1) | US3725252A (de) |
JP (1) | JPS5140548B1 (de) |
AT (1) | AT349442B (de) |
AU (1) | AU453059B2 (de) |
CA (1) | CA950172A (de) |
CH (1) | CH537748A (de) |
DE (1) | DE2137183C3 (de) |
DK (1) | DK127370B (de) |
ES (1) | ES393641A1 (de) |
FI (1) | FI55775C (de) |
FR (1) | FR2103226A5 (de) |
GB (1) | GB1351779A (de) |
IT (1) | IT939338B (de) |
NL (1) | NL7110315A (de) |
NO (1) | NO130715C (de) |
SE (1) | SE390116B (de) |
TR (1) | TR17339A (de) |
ZA (1) | ZA714839B (de) |
Families Citing this family (9)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US4401561A (en) * | 1981-12-21 | 1983-08-30 | Uop Inc. | Hydrotreating process with ammonia injection to reaction zone effluent |
US5164074A (en) * | 1987-03-30 | 1992-11-17 | Houghton Thomas J | Hydrodesulfurization pressure control |
US4897181A (en) * | 1987-03-30 | 1990-01-30 | Phillips Petroleum Company | Hydrodesulfurization pressure control |
US4980046A (en) * | 1989-12-28 | 1990-12-25 | Uop | Separation system for hydrotreater effluent having reduced hydrocarbon loss |
JP2761366B2 (ja) * | 1995-08-04 | 1998-06-04 | ソフタード工業株式会社 | 水素化処理プラントの冷却装置 |
JP3860973B2 (ja) * | 2001-02-06 | 2006-12-20 | 新日本石油精製株式会社 | 水素化処理プラントの冷却方法および冷却装置 |
CN1245488C (zh) * | 2001-11-13 | 2006-03-15 | 北京三聚环保新材料有限公司 | 工业化精制液化石油气的方法 |
ES2393266T3 (es) * | 2007-02-22 | 2012-12-19 | Fluor Technologies Corporation | Configuraciones para la producción de dióxido de carbono e hidrógeno a partir de corrientes de gasificación |
US20220152549A1 (en) * | 2020-11-17 | 2022-05-19 | Aramco Overseas Company Uk Ltd | Amine absorber configuration |
Family Cites Families (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US2608521A (en) * | 1948-01-06 | 1952-08-26 | Shell Dev | Process for refining carbonaceous material |
US2840513A (en) * | 1956-01-04 | 1958-06-24 | Kellogg M W Co | Process for separating recycle hydrogen from entrained condensed gases in hydrodesulfurization process |
US3471398A (en) * | 1967-03-08 | 1969-10-07 | Universal Oil Prod Co | Method for the conversion of hydrocarbons |
US3480417A (en) * | 1967-09-26 | 1969-11-25 | United Aircraft Corp | Hydrogen generator including a desulfurizer employing a feed-back ejector |
US3483118A (en) * | 1968-04-29 | 1969-12-09 | Universal Oil Prod Co | Hydrorefining a hydrocarbonaceous charge stock with a molten lewis acid and molybdenum sulfide |
-
1970
- 1970-07-27 US US00058375A patent/US3725252A/en not_active Expired - Lifetime
-
1971
- 1971-07-20 ZA ZA714839A patent/ZA714839B/xx unknown
- 1971-07-22 CA CA118,869,A patent/CA950172A/en not_active Expired
- 1971-07-22 AU AU31521/71A patent/AU453059B2/en not_active Expired
- 1971-07-22 FR FR7126876A patent/FR2103226A5/fr not_active Expired
- 1971-07-24 DE DE2137183A patent/DE2137183C3/de not_active Expired
- 1971-07-26 CH CH1099271A patent/CH537748A/de not_active IP Right Cessation
- 1971-07-26 SE SE7109582A patent/SE390116B/xx unknown
- 1971-07-26 ES ES393641A patent/ES393641A1/es not_active Expired
- 1971-07-26 GB GB3493471A patent/GB1351779A/en not_active Expired
- 1971-07-26 DK DK367271AA patent/DK127370B/da unknown
- 1971-07-26 NO NO2816/71A patent/NO130715C/no unknown
- 1971-07-26 AT AT650171A patent/AT349442B/de not_active IP Right Cessation
- 1971-07-26 FI FI2114/71A patent/FI55775C/fi active
- 1971-07-27 JP JP46055745A patent/JPS5140548B1/ja active Pending
- 1971-07-27 TR TR17339A patent/TR17339A/xx unknown
- 1971-07-27 NL NL7110315A patent/NL7110315A/xx not_active Application Discontinuation
- 1971-07-27 IT IT51885/71A patent/IT939338B/it active
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
FR2103226A5 (de) | 1972-04-07 |
ATA650171A (de) | 1978-09-15 |
FI55775C (fi) | 1979-10-10 |
NO130715B (de) | 1974-10-21 |
CA950172A (en) | 1974-07-02 |
FI55775B (fi) | 1979-06-29 |
TR17339A (tr) | 1975-03-24 |
IT939338B (it) | 1973-02-10 |
DK127370B (da) | 1973-10-29 |
AU3152171A (en) | 1973-01-25 |
SE390116B (sv) | 1976-12-06 |
US3725252A (en) | 1973-04-03 |
GB1351779A (en) | 1974-05-01 |
DE2137183B2 (de) | 1978-06-15 |
ES393641A1 (es) | 1974-07-01 |
ZA714839B (en) | 1972-04-26 |
AU453059B2 (en) | 1974-09-19 |
AT349442B (de) | 1979-04-10 |
NL7110315A (de) | 1972-01-31 |
CH537748A (de) | 1973-06-15 |
DE2137183A1 (de) | 1972-02-03 |
NO130715C (de) | 1975-01-29 |
JPS5140548B1 (de) | 1976-11-04 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
DE69710541T2 (de) | Verfahren und Vorrichtung zur Behandlung von Schwefelwasserstoff und Schwefeldioxid enthaltenden Gasen mit einer Schwefelreduzierungsstufe aus wiedergewonnenem Lösungsmittel | |
EP0054772B1 (de) | Verfahren zum Reinigen eines Gasstroms | |
DE2548700A1 (de) | Verfahren und vorrichtung zur gewinnung von wasserstoff und kohlendioxid | |
DE1542415A1 (de) | Reinigungsverfahren fuer Fluessigkeiten und Gase | |
DE2137183C3 (de) | Verfahren zum Entfernen von sauren Gasbestandteilen aus einem Gasstrom mit wäßrigen Alkanolaminlösungen | |
DE972303C (de) | Verfahren zur Trennung von Kohlendioxyd und Ammoniak | |
DE2817084C2 (de) | Verfahren zum Entfernen saurer Gase aus einem diese enthaltenden Gasgemisch | |
DE68908736T2 (de) | Verfahren zum Entfernen von H2S aus einem Gasstrom. | |
DE1019786B (de) | Verfahren zur hydrierenden Entschwefelung hochsiedender, schwefelreicher Erdoelprodukte | |
DE3242277A1 (de) | Verfahren zum entschwefeln von gasen mit einer aminhaltigen waschloesung | |
DE1276264B (de) | Verfahren zur Herstellung von Schmieroelfraktionen mit hohem Viskositaetsindex | |
DE2730565A1 (de) | Verfahren zur hydrierenden entmetallisierung von kohlenwasserstoffoelen | |
EP0048319A1 (de) | Verfahren zum Auswaschen von H2S aus Kokereigas nach dem Sulfammon-Verfahren | |
DE2810249C2 (de) | Verfahren zur Regeneration eines Absorptionsmittels | |
DE1948426C3 (de) | Verfahren zur Gewinnung von Schwefelwasserstoff und Ammoniak aus einer wässrigen Lösung | |
DE927349C (de) | Verfahren zur Raffination von Mineraloelen und Teeren und deren Destillations-, Krack- und Hydriererzeugnissen durch katalytische Druckhydrierung | |
DE1948428C3 (de) | Verfahren zur Gewinnung von NH tief 3 und H tief 2 S aus einer leichte Kohlenwasserstoffe, Wasserstoff sowie H tief 2 S und NH tief 3 enthaltenden Ausgangslösung | |
DE1567613C3 (de) | Verfahren zur zweistufigen Konvertierung kohlenmonoxidhaltiger Gasgemische | |
DE2839055A1 (de) | Verfahren zum auswaschen von sauren gasen aus polymerisationsfaehige organische bestandteile enthaltenden gasgemischen | |
EP0520316B1 (de) | Verfahren zur selektiven H2S-Auswaschung | |
EP0547400B1 (de) | Verfahren zur Entfernung von H2S aus Gasen | |
DE1026904B (de) | Verfahren zum katalytischen Entschwefeln von Kohlenwasserstoffen | |
DE1544123C3 (de) | Verfahren zur Entfernung von sauren Gasen aus gasförmigen Mischungen | |
DE1645786C3 (de) | Verfahren zur hydrierenden Umwandlung eines Kohlenwasserstofföles, das Stickstoffverbindungen und gegebenenfalls Schwefelverbindungen enthält | |
DE3428548A1 (de) | Verfahren zur erzeugung von elementarem schwefel |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
C3 | Grant after two publication steps (3rd publication) | ||
EHJ | Ceased/non-payment of the annual fee |