NL8202184A

NL8202184A - Werkwijze voor het verwijderen van h2s en co2 uit een gasmengsel.

Info

Publication number: NL8202184A
Application number: NL8202184A
Authority: NL
Original assignee: Shell Int Research
Priority date: 1981-06-15
Filing date: 1982-05-28
Publication date: 1983-01-03
Also published as: NZ200952A; KR840000264A; FR2507499A1; DZ430A1; BE893385A; KR890003700B1; PL236912A1; DK162193C; ES513053A0; NO821969L; JPS57209627A; IT1190869B; NL193400C; IT8221852A0; NO154786B; ES8304517A1; IN157514B; GB2103646A; DK266482A; PL139021B1

Description

V jt' * - 1 - li

K 6358 NET

WERKWIJZE VOOR HET VERWIJDEREN VAN H2S EN C02 UIT EEN GASMENGSEL

De uitvinding heeft betrekking op een werkwijze ter verwijdering van H2S en C02 uit een gasmengsel onder gelijktijdige bereiding van een H2S-bevattend gas dat geschikt is om in een Clausproces te worden gebmikt.

5 Het is in vele gevallen noodzakelijk H2S en eventueel aanwezige andere zwavel-bevattende verontreinigingen, zoals COS, uit gasmengsels te verwijderen, bijvoorbeeld om deze gasmengsels geschikt te maken voor katalytische omzettingen onder toepassing van zwavel-gevoelige katalysatoren, of om milieuverontreiniging 10 tegen te gaan, indien genoemde gasmengsels of emit verkregen verbrandingsgassen in de atmosfeer worden afgevoerd.

Voorbeelden van gasmengsels waaruit H2S en/of andere zwavel-bevattende verbindingen in het algemeen moeten worden verwijderd, zijn gassen die zijn verkregen door partiele verbran-15 ding, of door volledige of gedeeltelijke vergassing van olie en steenkool, raffinaderijgassen, stadsgas, aardgas, kooksovengas, watergas, propaan en propeen.

8202184 - 2 - ϊ %

Het H^S zal in veel gevallen uit genoemde gasmengsels worden verwij derd onder toepassing van vloeibare oplosmiddelen die dikwijls basisch zijn. In een groot aantal gevallen zullen de gasmengsels, waaruit H2S moet worden verwijderd, 00k CO2 .5 bevatten waarvan ten minste een kleine hoeveelheid te zamen met H2S in het vloeibare oplosmiddel zal worden geabsorbeerd. Het H2S en het zullen uit genoemde gasmengsels worden verwijderd bij de druk van het desbetreffende gasmengsel, i.e. in veel gevallen bij verhoogde druk.

10 Ofschoon in de meeste gevallen om bovengenoemde redenen bijna geheel uit de gasmengsels moet worden verwijderd, mag het CO2 in veel gevallen geheel of gedeeltelijk in de gasmengsels achterblijven nadat het eruit is verwijderd, aangezien CO 2 tot op zekere hoogte geen belemmering vormt voor het verdere 15 gebruik van het gezuiverde gasmengsel. Om deze reden zou het aantrekkelijk zijn over een werkwijze te beschikken waarbij de verhouding van uit het gasmengsel verwijderd of CO2 wille-keurig kan worden ingesteld, met andere woorden, waarbij de selectiviteit van de verwij dering van ten opzichte van CO2 20 naar wens kan worden geregeld.

Bij vele tot nu toe bekende methoden ter verwijdering van H2S geeft de verwijdering van COS dikwijls aanleiding tot problemen, aangezien het COS niet in een grote hoeveelheid in het oplosmiddel wordt geabsorbeerd; het zou aantrekkelijk zijn 25 over een methode te beschikken waarbij dit probleem is opgelost.

Het H2S- en C02~bevattende gas dat is verkregen na de regeneratie van het oplosmiddel dat is gebruikt om deze zogenaamde zure gassen uit het gasmengsel te verwijderen, kan niet in de atmosfeer worden afgevoerd voordat ten minste de 30 grootste hoeveelheid ^S eruit is verwijderd. Het wordt zeer geschikt uit dit gas verwijderd door het om te zetten in elementaire zwavel die wordt afgescheiden. De omzetting- van in elementaire zwavel wordt in het algemeen in de techniek uitgevoerd door middel van een Clausproces, waarbij een 35 hoeveelheid van het ^S tot SO2 wordt geoxideerd, en zwavel en 8202184 * *· - 3 - water ontstaan door reactie tussen H^S en SO^» al dan niet met behulp van een geschikte katalysator. Ten einde een Clausproces te kunnen uitvoeren moet het molaire percentage van H^S in een mengsel met CO^ ten minste ongeveer 15 zijn. Indien dit 5 percentage tussen ongeveer 15 en 40 ligt, kan het Clausproces . worden uitgevoerd door een derde van het gas af te scheiden, het daarin aanwezige H^S tot SO^ te verbranden, en het verkregen S02“bevattende gas vervolgens te mengen met de rest van het > H2S-bevattende gas, waama de Clausreactie verder bij verhoogde 10 temperatuur en bij voorkeur bij aanwezigheid van een katalysator kan worden uitgevoerd. Wanneer een Clausproces moet worden uitgevoerd met een gas dat CO^ en ongeveer 40 mol.% H^S of meer bevat, kan het gas worden verbrand met een hoeveelheid lucht die voldoende is om een derde deel van het H^S in SO^ om te zetten, 15 waarna H^S met SO^ in reactie wordt gebracht, waarbij zwavel en water ontstaan.

Naast de geschiktheid van een werkwijze ter verwijdering van H^S en CO^ (en desgewenst COS) uit gasmengsels, is de hoeveelheid energie die voor de werkwijze nodig is van zeer 20 groot technisch belang. De grootste hoeveelheid van de benodigde energie wordt gebruikt bij de regeneratie van het beladen oplosmiddel, welke regeneratie in de meeste gevallen wordt uitgevoerd door strippen met stoom. De behoefte aan stoom is in hoge mate afhankelijk van de hoeveelheid oplosmiddel die in het 25 proces circuleert; hoe kleiner de oplosmiddelcirculatie, hoe minder stoom voor de regeneratie nodig is. De mate waarin het te regenereren oplosmiddel is beladen kan in dit opzicht ook van belang zijn. Vermindering van de oplosmiddelcirculatie zou ook tot een verdere kapitaalbesparing bijdragen doordat dan met 30 kleinere absorptie- en regeneratiekolommen, kleinere warmte- wisselaars en kleinere hoeveelheden oplosmiddel voor het vullen van de kolommen kan worden volstaan.

De uitvinding verschaft een werkwijze waarbij H^S en CO^ uit een gasmengsel worden verwijderd onder bereiding van een gas 35 dat geschikt is om in een Clausproces te worden gebruikt, in 8202184 « * - 4 - welk proces de hoeveelheid CO^ die uit het gasmengsel moet worden verwijderd, kan worden geregeld, COS uit het gasmengsel kan worden verwijderd en de in het proces circulerende hoeveelheid oplosmiddel beperkt is.

5 De uitvinding verschaft derhalve een werkwijze ter verwijdering van H^S en CO^ uit een gasmengsel onder gelijk-tijdige bereiding van een H^S-bevattend gas dat geschikt is om in een Clausproces te worden gebruikt, met het kenmerk, dat a) het gasmengsel bij verhoogde druk in tegenstroom in aan- 10 raking wordt gebracht met een onbeladen oplosmiddel dat een tertiair amine en een fysisch absorbens bevat, b) het verkregen beladen oplosmiddel door drukverlaging wordt afgedampt tot een druk die lager is dan de som van de partiele drukken van CO^ en H^S in het beladen oplosmiddel 15 bij de heersende temperatuur, c) in stap b) vrijgekomen gas, dat I^S en CO2 bevat, in tegenstroom in aanraking wordt gebracht met onbeladen oplosmiddel onder omstandigheden die selectief zijn voor verwijdering van H^S, 20 d) het in stap c) verkregen beladen oplosmiddel wordt geregenereerd tot een onbeladen oplosmiddel wordt verkregen, e) een deel van het beladen oplosmiddel, dat na afdamping in stap b) wordt verkregen, wordt geregenereerd tot het 25 onbeladen is, £) een deel van het beladen oplosmiddel, dat na de afdamping in stap b) is verkregen, wordt gestript met het in stap c) verkregen gas, g) het in stap f) verkregen gestripte oplosmiddel als half- 30 beladen oplosmiddel aan stap a) wordt toegevoerd op een punt dat dichter bij de inlaat van het gasmengsel llgt dan de toevoer van het onbeladen oplosmiddel, h) het in stap f) verkregen gas in tegenstroom in aanraking wordt gebracht met onbeladen oplosmiddel onder omstandig- 35 heden die selectief voor de verwijdering van I^S zijn, 82 0 2 1 8 4 - 5 - j) het in stap h) verkregen beladen oplosmiddel wordt geregenereerd waarbij een onbeladen oplosmiddel wordt verkregen, terwijl het bij de'regeneraties d), e) en j) verkregen gas het 5 i^S-bevattende gas is, dat geschikt is om in een Clausproces te worden toegepast.

In deze beschrijving en in de conclusies is een onbeladen Lf- oplosmiddel een oplosmiddel dat nagenoeg vrij van H^S en CO^ is.

S’ Een beladen oplosmiddel is een oplosmiddel dat aanzienlijke 10 hoeveelheden CO^ en H^S bevat en een half-beladen oplosmiddel is een oplosmiddel dat aanzienlijke hoeveelheden C02> doch geen of een beperkte hoeveelheid bevat.

Het oplosmiddel bevat een tertiair amine, een fysisch absorbens en bij voorkeur water.

15 H2S en C02 kunnen met tertiaire aminen reageren. Zeer geschikte tertiaire aminen zijn alifatisch, in het bijzonder die welke ten minste een hydroxyalkylgroep per molecule bevatten. Voorbeelden zijn triethanolamine, tripropanolamine, tri-iso-propanolamine, ethyldiethanolamine, dimethylethanolamine en 20 digthylethanolamine. De voorkeur wordt gegeven aan methyl-diethanolamine .

Een fysisch absorbens is een verbinding waarin H2S en C02 oplossen zonder daarmede te reageren. Zeer geschikte fysische absorbentia zijn sulfolaan en gesubstitueerde sulfolanen, 25 tetra-etheenglycoldimethylether, alcoholen met 1-5 koolstof- atomen per molecule (bijvoorbeeld methanol), N-methylpyrrolidon, gealkyleerde carbonzuuramiden (bijvoorbeeld dimethylformamide). De voorkeur wordt gegeven aan sulfolaan. Het woord "sulfolaan" heeft betrekking op de verbinding "tetrahydrothiofeen 1,1-30 dioxide".

De in het oplosmiddel aanwezige hoeveelheden tertiair amine en fysisch absorbens (en eventueel aanwezig water) kunnen binnen ruime grenzen varieren. Het oplosmiddel bevat zeer geschikt 5-35 gew.% water, 15-55 gew.% fysisch absorbens, bij voorkeur 8202184 •ο * - 6 - sulfolaan en 10-60 gew.% tertiair amine, bij voorkeur methyl-diethanolamine.

Het·gasmengsel wordt in stap a) met het oplosmiddel in aanraking gebracht bij verhoogde druk waaronder wordt verstaan 5 een druk van ten minste 5, in het bijzonder van ten minste 10 bar. Een druk in het gebied van 20 tot 100 bar is zeer geschikt.

. Het gasmengsel wordt zeer geschikt in stap a) met het oplosmiddel in aanraking gebracht in een zone die 15-80 contact-lagen, zoals schotels met kleppen, borrelkapschotels, keer-10 schotten en dergelijke bevat. Verrassenderwijs is gevonden dat met behulp van de werkwijze volgens de uitvinding, waarbij een oplosmiddel wordt toegepast dat een tertiair amine en een fysisch absorbens bevat, het H^S nagenoeg geheel uit het als voeding gebruikte gasmengsel kan worden verwijderd, waarbij de 15 in het gezuiverde gas achtergebleven hoeveelheid CO^ wordt geregeld. Deze hoeveelheid kan worden geregeld door aanpassing van de oplosmiddelcirculatie, i.e. de verhouding van het aan de extractiezone toegevoerde hoeveelheid oplosmiddel tot de daaraan toegevoerde hoeveelheid gasmengsel.

20 De temperatuur en druk die in stap a) tijdens het contact tussen het gasmengsel en het oplosmiddel worden toegepast, kunnen binnen ruime grenzen varieren. Temperaturen in het gebied van 15-110°C zijn zeer geschikt, aan temperaturen in het gebied van 20-80°C wordt de voorkeur gegeven.

25 In stap a) wordt de gehele hoeveelheid COS of het grootste deel ervan uit het gasmengsel verwijderd.

Het in stap a) verkregen beladen oplosmiddel bevat H^S en CO^ en kan ook aanzienlijke hoeveelheden opgeloste, niet-zure bestanddelen bevatten die afkomstig zijn van het te zuiveren 30 gasmengsel, bijvoorbeeld koolwaterstoffen, koolmonoxide en/of waterstof. Het kan voordelig zijn deze niet-zure bestanddelen ten minste gedeeltelijk uit het beladen oplosmiddel te verwijderen door afdamping tot een druk die hoger is dan de som van de partiele drukken van het in het beladen oplosmiddel 35 aanwezige H^S en CO^· Op deze manier komen te zamen met de 8202184 • * - 7 - niet-zure bestanddelen slechts zeer kleine hoeveelheden en CO^ uit het oplosmiddel vrlj. Het bij deze afdamping verkregen gasmengsel kan desgewenst naar stap a) worden teruggevoerd. In stap b) wordt het beladen oplosmiddel afgedampt tot een druk die 5 lager is dan de som van de partiele drukken van het in het beladen oplosmiddel aanwezige CO^ en H^S bij de heersende temperatuur, i.e. tot een druk in het gebied van 5-1 bar. Aan afdamping tot ongeveer atmosferische druk wordt de voorkeur gegeven. In het tijdens de afdamping vrijgekomen gas is de 10 molaire verhouding van CO^ tot H^S hoger dan de molaire verhouding van het CO2 en H^S die na de afdamping in het beladen oplosmiddel achterblijven. De afdamping in stap b) wordt zeer geschikt uitgevoerd bij een iets hogere temperatuur dan het contact in stap a), bijvoorbeeld bij een temperatuur in het 15 traject van 50-200°C, bij voorkeur bij een temperatuur in het traject van 60-90°C. Het beladen oplosmiddel wordt vo6r afdamping bij voorkeur verwarmd met een warmte van een laag-calorische waarde of door warmtewisseling met andere proces-stromen, in het bijzonder met het geregenereerde, onbeladen 20 oplosmiddel.

Het tijdens de afdamping vrijgekomen gas bevat voornamelijk CO2 en H^S, en het H^S wordt in stap c) eruit verwijderd door genoemd gas in tegenstroom met het onbeladen oplosmiddel in aanraking te brengen. Het is voordelig H2S selectief uit dit 25 gas te verwijderen, en dit kan zeer geschikt worden bereikt door genoemd gas in tegenstroom met onbeladen oplosmiddel in aanraking te brengen in een schotelkolom met ten hoogste 25 schotels en met een gassnelheid van ten minste % m/sec. De in deze stap toegepaste druk is in het algemeen de druk van het gas 30 dat tijdens de afdamping vrijkomt. Ten einde een goede selectieve verwij dering van te verkrijgen, is de temperatuur van het onbeladen oplosmiddel zeer geschikt in het traject van 15-50°C, ofschoon temperaturen beneden of boven dit traject niet zijn uitgesloten. Ten einde de in stap c) vereiste hoeveelheid 35 onbeladen oplosmiddel te verminderen, is het voordelig de 82 0 2 1 8 4 » - 8 - temperatuur van het gas, dat tijdens de afdamping in stap Ί>) is vrijgekomen, te verlagen, bijvoorbeeld door koeling, voordat het in stap c) met een onbeladen oplosmiddel in aanraking wordt gebracht.

5 Het in stap c) verkregen beladen oplosmiddel wordt in stap d) geregenereerd, waardoor onbeladen oplosmiddel wordt verkregen, zoals hierna beschreven.

Het in stap c) verkregen gas is nagenoeg vrij van H^S en bestaat geheel of voor het grootste deel uit C^.

10 Het na de afdamping in stap b) verkregen beladen oplos middel wordt in twee delen gesplitst. Het eerste deel wordt in stap e) geregenereerd, waarbij een onbeladen oplosmiddel wordt verkregen, zoals hierna beschreven.

Het tweede deel van het na de afdamping in stap b) 15 verkregen beladen oplosmiddel wordt in stap f) gestript met het in stap c) verkregen gas, dat voor het grootste deel en in de meeste gevallen geheel uit CO^ bestaat. Op deze manier wordt het na afdamping verkregen beladen oplosmiddel ten minste gedeel-telijk gezuiverd van ^S, doch niet van CO^, waardoor een 20 half-beladen oplosmiddel wordt verkregen.

Dit half-beladen oplosmiddel wordt in stap g) aan stap a) toegevoerd op een punt dat dichter bij de inlaat van het gas-mengsel ligt dan de toevoer van het onbeladen oplosmiddel. Hierdoor wordt regeneratie van dit half-beladen oplosmiddel 25 vermeden en wordt'derhalve een aanzienlijke hoeveelheid energie bespaard, aangezien geen stoom of andere middelen moeten worden gebruikt voor de regeneratie van het oplosmiddel. Bovendien wordt door het in dit half-beladen oplosmiddel aanwezige CO^ minder C0^ uit het gasmengsel verwijderd, waardoor de selectivi-30 teit van de werkwijze voor de verwijdering van H^S wordt verhoogd, hetgeen in veel gevallen bijzonder aantrekkelijk kan zijn.

Het bij het strippen in stap f) verkregen gas bevat H^S en CO^. Het H^S moet eruit worden verwijderd voordat het in de 35 atmosfeer kan worden afgevoerd of verbrand en de verbrandings- 8202184 - 9 - gassen in de atmosfeer kunnen worden geloosd. Voor het verwijderen van H^S wordt het stripgas in stap h) in tegenstroom met onheladen oplosmiddel in aanraking gebracht, bij voorkeur onder omstandigheden waarbij H^S selectief wordt geabsorbeerd.

5 Deze omstandigheden zijn hetzelfde als die beschreven voor stap c). Ook nu'kan het voordelig zijn het in stap f) verkregen gas te koelen alvorens het in stap h) met onbeladen oplosmiddel in aanraking te brengen. Het aldus verkregen beladen oplosmiddel wordt in stap j) geregenereerdV waarbij onbeladen oplosmiddel 10 wordt verkregen, zoals hieronder beschreven. Het in stap h) verkregen gas bestaat nagenoeg geheel uit CO^ en bevat slechts zeer kleine hoeveelheden H^S. In de meeste gevallen zal het op grond van milieubeschermende voorschriften niet zijn toegestaan het in de atmosfeer af te voeren; dit gas kan desgewenst worden 15 verbrand en de verbrandingsgassen kunnen worden geloosd.

Er wordt de voorkeur aan gegeven de beladen oplosmiddelen die in stappen d), e) en j) moeten worden geregenereerd, te combineren en gezamenlijk te regenereren.

De regeneratie wordt zeer geschikt uitgevoerd door verhit-20 ting in een regeneratiekolom (bijvoorbeeld tot een temperatuur , in het traject van 80-160QC), bij voorkeur met behulp van stoom. Het tijdens deze regeneratie verkregen gas heeft een zodanig ^S-gehalte dat het geschikt kan worden gebruikt in een Claus-proces ter bereiding van zwavel.

25 Het na de regeneratie verkregen onbeladen oplosmiddel zal op geschikte plaatsen in het hierboven beschreven systeem worden gebracht. Het geregenereerde oplosmiddel kan zeer geschikt voor warmtewisseling worden gebruikt voordat het aan stappen a), c) en h) wordt toegevoerd; het geregenereerde oplosmiddel wordt in 30 het bijzonder aan warmtewisseling onderworpen met het beladen oplosmiddel dat na de afdamping in stap b) is verkregen en/of met het uit stap a) afkomstige, niet afgedampte beladen oplosmiddel.

De uitvinding wordt nader toegelicht aan de hand van de 35 Figuur die slechts een uitvoeringsvorm van de uitvinding toont.

8202184 - 10 -

Een te zuiveren gasmengsel wordt via een leiding 1 toegevoerd aan een absorptiekolom 2 waarin het in aanraking wordt gebracht met onbeladen oplosmiddel dat door een leiding 3 en half-beladen oplosmiddel dat door een leiding 4 wordt 5 toegevoerd. Gezuiverd gas verlaat de absorptiekolom 2 door een leiding 5. Het beladen oplosmiddel verlaat de absorptiekolom door een leiding 6, eventueel na verwarming in een verwarmer 7, waarna het naar een afdampvat 8 wordt gevoerd waar het wordt afgedampt tot een druk die lager is dan de som van de partiele 10 drukken van het CO^ en H^S aanwezig in het beladen oplosmiddel.

De tljdens de afdamping vrijgekomen gassen worden door een leiding 9 naar een absorptiekolom 10 gevoerd en in aanraking gebracht met onbeladen oplosmiddel dat door een leiding 11 wordt toegevoerd. Het uit de absorptiekolom 10 stromende gas wordt 15 door een leiding 12 naar een stripkolom 13 geleid en als strip- gas gebruikt voor een deel van het beladen oplosmiddel dat is verkregen in het afdampvat 8, welk deel door een leiding 14 in de afdamper 13 wordt gebracht. De rest van het in het afdampvat 8 verkregen beladen oplosmiddel en het in de absorptiekolom 10 20 verkregen beladen oplosmiddel worden door een leiding 16 naar een regeneratiekolom 15 geleid, waarbij zij in leiding 16 aan warmtewisseling worden onderworpen met het uit de regeneratiekolom 15 afkomstige, geregenereerde oplosmiddel. Het in de stripkolom 13 verkregen half-beladen oplosmiddel wordt door de 25 leiding 4 naar de absorptiekolom 2 gezonden.

Het uit de stripkolom 13 afkomstige gas wordt door een leiding 18 naar een absorptiekolom 17 geleid en in aanraking gebracht met onbeladen oplosmiddel dat door een leiding 19 wordt toegevoerd. Het gas dat door een leiding 20 uit de absorptie-30 kolom 17 stroomt bestaat uit CO^ en bevat geen of een zeer kleine hoeveelheid H^S. Het uit de absorptiekolom 17 stromende, beladen oplosmiddel wordt door een leiding 21 naar de leiding 16 geleid en naar de regeneratiekolom 15 gevoerd. De regeneratie wordt in de regeneratiekolom 15 door strippen met stoom 35 uitgevoerd (niet op de figuur). Het gas dat door een leiding 22 8202184 - 11 - uit de regeneratiekolom 15 stroomt, is rijk aan H^S en is geschikt om in een Clausproces te worden gebruikt. Geregenereerd oplosmiddel verlaat de regeneratiekolom 15 door de leiding 3, wordt in een warmtewisselaar 23 aan warmtewisseling onderworpen met beladen oplosmiddel dat zich in de leiding 16 bevindt, en wordt aan de absorptiekolommen 2, 10 en 17 toegevoerd.

VOORBEELD ,:%T

De hieronder genoemde verwijzingsgetallen hebbeii betrekking ^ op de Figuur.

Een hoeveelheid van 10.000 kmol/h van een gasmengsel (dat per 10.000 kmol bevat 171 kmol H2S, 4431 kmol CO,,, 2775 kmol CO, 2578 kmol H2> 37 kmol N2 en 8 kmol COS) wordt bij een temperatuur van 40°C en een druk van 44 bar door de leiding 1 ^ toegevoerd aan het ondereinde van absorptiekolom 2 (die 30 schotels met kleppen bevat), en wordt in tegenstroom in aanraking gebracht met onbeladen oplosmiddel bestaande uit methyldiethanolamine (50 gew.%) sulfolaan (25 gew.%) en water (25 gew.%), welk oplosmiddel bij een temperatuur van 40eC door ^ de leiding 3 (155 m3/h) aan het boveneinde van de absorptiekolom wordt toegevoerd, en met half-beladen oplosmiddel (dat 617 kmol/h C02 en 75 kmol/h H2S bevat) dat bij een temperatuur van 40PC en een druk van 43,7 bar door de leiding 4 (615 m3/h) wordt toegevoerd aan de derde schotel van boven. Gezuiverd gas ^ (8704,8 kmol/h bestaande uit 3358 kmol C02, 2753 kmol CO, 2556 kmol H2» 37 kmol N2» 0,8 kmol COS en minder dan 200 dpm vol.

H2S) verlaat de absorptiekolom 2 door de leiding 5.

Beladen oplosmiddel wordt bij een temperatuur van 68°C en een druk van 44 bar via de leiding 6 uit de absorptiekolom 2 J verwijderd in een hoeveelheid van 770 m3'/h. Dit oplosmiddel bevat 246 kmol/h H2S en 1690 kmol/h C02· Het wordt in de verwarmer 7 met lage-druk stoom verwarmd en in het afdampvat 8 afgedampt tot een druk van 1,5 bar en een temperatuur van 60°C. De vrijgekomen gassen worden door de leiding 9 naar de 35 absorptiekolom 10 gevoerd en bij 40°C en 1,4 bar in aanraking gebracht met 200 m3/h onbeladen oplosmiddel dat door de leiding 8202184 - 12 - 11 wordt toegevoerd. De uit de absorptiekolom 10 stromende gassen worden door de leiding 12 naar de stripkolom 13 geleid, aan welke kolom door de leiding 14 een hoeveelheid van 615 m3/h van het beladen oplosmiddel dat is verkregen in het afdampvat 8 5 (dat 140 kmol/h H2S en 617 kmol/h C02 bevat) wordt toegevoerd. Het overblijvende beladen oplosmiddel afkomstig uit het afdampvat 8 wordt in warmtewisselaar 23 onderworpen aan warmtewisseling met onbeladen oplosmiddel en door de leiding 16 aan de regeneratiekolom 15 toegevoerd. Het uit de stripkolom 13 10 afkomstige, half-beladen oplosmiddel wordt-in de hoeveelheid en bij de temperatuur en druk, zoals hierboven genoemd, door de leiding 4 in de absorptiekolom 2 gebracht. Het uit de stripkolom 13 afkomstige gas wordt door de leiding 18 in de absorptiekolom 17 geleid, waar het gas in aanraking wordt gebracht met 252 m3/h 15 onbeladen oplosmiddel dat bij een temperatuur van 30°C en een druk van 1,1 bar door de leiding 19 wordt toegevoerd. Door de leiding 20 stroomt 770,5 kmol/h gas, van welk gas 0,3 kmol uit H2S bestaat, 725,5 kmol uit C02> 22 kmol uit CO, 22 kmol uit H2 en 0,7 kmol uit COS. Het in de absorptiekolom 17 verkregen 20 beladen oplosmiddel (252 ma/h bevattende 68,9 kmol/h H2S en 120 kmol/h C02) wordt samengevoegd met de beladen oplosmiddelen afkomstig uit afdampvat 8 en absorptiekolom 10 (samen 607 m3/h) en door de leiding 16 geleid naar de regeneratiekolom 15 die met stoom wordt verhit. Het gas dat per uur door de leiding 22 uit 25 de regeneratiekolom 15 stroomt (530,5 kmol) bestaat uit 176,5 kmol H2S, 353>3 kmol C02 en 0,7 kmol COS, waarvan het molaire percentage H2S 33% is. Geregenereerd oplosmiddel (607 m3/h) wordt in warmtewisselaar 23 aan warmtewisseling onderworpen met beladen oplosmiddel in de leiding 16 en door de leiding 3 geleid 30 naar de absorptiekolom 2 (155 m3/h), naar de absorptiekolom 10 door de leiding 11 (200 m3/h) en naar de absorptiekolom 17 door de leiding 19 (252 m3/h).

Vergeli.jkende Proef 10.000 kmol/h van het in het Voorbeeld gebruikte gasmengsel 35 wordt bij een temperatuur van 40°C toegevoerd aan het ondereinde 82 0 2 1 8 4 J0 - 13 - van een absorptiekolom die 20 schotels met kleppen bevat en wordt in tegenstroom in aanraking gebracht met een onbeladen oplosmiddel bestaande uit di-isopropanolamine (45 gew.%), sulfolaan (40 gew.%) en water (15 gew.%) (het gebruik van dit 5 oplosmiddel Is niet in overeenstemming met de uitvinding), wordt bij een temperatuur van 40°C in een hoeveelheid van 1675 m3/h aan het boveneinde van de absorptiekolom toegevoerd,. waardoor gezuiverd gas wordt verkregen dat minder dan 200 volumedelen H^S per miljoen volumedelen gas bevat. Dit gezuiverde gas bevat per 10 uur 1680 kmol CO^. Het beladen oplosmiddel wordt door strippen met stoom geregenereerd, waarbij een gas wordt verkregen dat uit 2751 kmol/h C0^ en 171 kmol/h H^S bestaat, waarbij het molaire percentage 5,9 is.

De hoeveelheid van het te regenereren beladen oplosmiddel 15 (1675 m3/h) is veel groter dan in het Voorbeeld (607 m3/h) zodat voor de regeneratie ervan meer stoom nodig is. Bovendien is het mengsel van en ^S, dat is verkregen bij de regeneratie van het beladen oplosmiddel, ongeschikt om in een Clausproces te worden gebruikt, aangezien het ^S-gehalte te laag is. Om een 20 gas te verkrijgen dat geschikt is voor een Clausproces dient genoemd mengsel verder met te worden verrijkt door absorptie met een geschikt oplosmiddel dat moet worden geregenereerd.

82 0 2 1 8 4

Claims

1. Werkwijze ter verwij dering van H^S en CO^ uit een gasmengsel onder gelijktijdige bereiding van een H^S-bevattend gas dat geschikt is om in een Clausproces te worden gebruikt, met het kenmerk, dat 5 a) het gasmengsel bij verhoogde druk in tegenstroom in aan- raking wordt gebracht met een onbeladen oplosmiddel dat een tertiair amine en een fysisch absorbens bevat, b) het verkregen beladen oplosmiddel door drukverlaging wordt afgedampt tot een druk die lager is dan de som van de 10 partiele drukken van CO^ en in het beladen oplosmiddel bij de heersende temperatuur, c) in stap b) vrijgekomen gas, dat H^S en CO2 bevat, in tegenstroom in aanraking wordt gebracht met onbeladen oplosmiddel onder omstandigheden die selectief zijn voor 15 verwijdering van I^S, d) het in stap c) verkregen beladen oplosmiddel wordt geregenereerd tot een onbeladen oplosmiddel wordt verkregen, e) een deel van het beladen oplosmiddel, dat na afdamping in 20 stap b) wordt verkregen, wordt geregenereerd tot het onbeladen is, f) een deel van het beladen oplosmiddel, dat na de afdamping in stap b) is verkregen, wordt gestript met het in stap c) verkregen gas, 25 g) het in stap f) verkregen gestripte oplosmiddel als half-beladen oplosmiddel aan stap a) wordt toegevoerd op een punt dat dichter bij de inlaat van het gasmengsel ligt dan de toevoer van het onbeladen oplosmiddel, h) het in stap f) verkregen gas in tegenstroom in aanraking 30 wordt gebracht met onbeladen oplosmiddel onder omstandig heden die selectief voor de verwijdering van H^S zijn, 8202184 Λ - 15 - j) het in stap h) verkregen beladen oplosmiddel wordt geregenereerd waarbij een onbeladen oplosmiddel wordt verkregen, terwij1 het bij de regeneraties d), e) en j) verkregen gas het 5 H^S-bevattende gas is» dat geschikt is om in een Clausproces te worden toegepast.

2. Werkwijze volgens conclusie 1, met het kenmerk, dat het oplosmiddel water bevat. ·

3. Werkwijze volgens conclusie 1 of 2y met het kenmerk, dat 10 het tertiaire amine alifatisch is en ten minste een hydroxy- alky lgroep per molecule bevat.

4. Werkwijze volgens conclusie 3» met het kenmerk, dat het tertiaire amine methyldiethanolamine is.

5. Werkwijze volgens een der voorgaande conclusies, met het 15 kenmerk, dat het fysische absorbens tetrahydrothiofeen 1,1- dioxide is.

6. Werkwijze volgens len der voorgaande conclusies, met het kenmerk, dat het oplosmiddel methyldiethanolamine, tetrahydrothiofeen 1,1-dioxide en water bevat.

7. Werkwijze volgens conclusie 6, met het kenmerk, dat het oplosmiddel 10-60 gew.% methyldiethanolamine, 15-55 gew.% tetrahydrothiofeen 1,1-dioxide en 5-35 gew.% water bevat.

8. Werkwijze volgens Sdn der voorgaande conclusies, met het kenmerk, dat het gasmengsel in stap a) met onbeladen oplosmiddel 25 in aanraking wordt gebracht in een contactzone die 15-80 contactlagen bevat.

9, Werkwijze volgens €en der voorgaande conclusies, met het kenmerk, dat stap a) wordt uitgevoerd bij een contacttemperatuur van 20-80°C.

10. Werkwijze volgens een der voorgaande conclusies, met het kenmerk, dat stap a) bij een druk van 20-100 bar wordt uitgevoerd.

11. Werkwijze volgens een der voorgaande conclusies, met het kenmerk, dat het beladen oplosmiddel in stap b) bij atmosferische 35 druk wordt afgedampt. 8202184 / V- 4 - 16 -

12. Werkwijze volgens een der voorgaande conclusies, met het kenmerk, dat de afdamping in stap b) wordt uitgevoerd bij een temperatuur van 60-90eC.

13. Werkwijze volgens een der voorgaande conclusies, met het 5 kenmerk, dat het in stap b) vrijgekomen gas en het in stap f) verkregen gas respectievelijk in stap c) en stap h) in tegen-stroom in aanraking worden gebracht met onbeladen oplosmiddel in een schotelkolom met ten minste 25 schotels, waarbij een gas-snelheid van ten minste h m/sec. wordt toegepast.

14. Werkwijze volgens een der voorgaande conclusies, met het kenmerk, dat stappen c) en h) bij een contacttemperatuur van 15-50°C worden uitgevoerd.

15. Werkwijze volgens een der voorgaande conclusies, met het kenmerk, dat de beladen oplosmiddelen van stappen d), e) en j) 15 worden samengevoegd en te zamen worden geregenereerd.

16. Werkwijze volgens een der voorgaande conclusies, met het kenmerk, dat de regeneratie wordt uitgevoerd door het beladen oplosmiddel in een regeneratiekolom met stoom te verwarmen tot een temperatuur in het gebied van 80-160°C.

17. Werkwijze volgens een der voorgaande conclusies, met het kenmerk, dat het geregenereerde oplosmiddel aan warmtewisseling wordt onderworpen met beladen oplosmiddel afkomstig uit stap b) en/of stap a) alvorens te worden toegevoerd aan stappen a), c) en h). 82 0 2 1 8 4