WO2009143965A1 - Aminwäsche - Google Patents

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WO2009143965A1
WO2009143965A1 PCT/EP2009/003440 EP2009003440W WO2009143965A1 WO 2009143965 A1 WO2009143965 A1 WO 2009143965A1 EP 2009003440 W EP2009003440 W EP 2009003440W WO 2009143965 A1 WO2009143965 A1 WO 2009143965A1
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amine
carbon dioxide
wash
gas
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PCT/EP2009/003440
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Inventor
Horst Weiss
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Linde Aktiengesellschaft
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    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
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    • 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
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
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    • B01D53/1406—Multiple stage absorption
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    • B01D53/1456—Removing acid components
    • B01D53/1475—Removing carbon dioxide
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
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    • B01D53/18—Absorbing units; Liquid distributors therefor
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02C—CAPTURE, STORAGE, SEQUESTRATION OR DISPOSAL OF GREENHOUSE GASES [GHG]
    • Y02C20/00—Capture or disposal of greenhouse gases
    • Y02C20/40—Capture or disposal of greenhouse gases of CO2

Definitions

  • the invention relates to a method for the parallel separation of carbon dioxide from two raw gases with different levels of carbon dioxide partial pressures, wherein the higher carbon dioxide partial pressure having first raw gas (Rohgasi) in a first amine wash (Wäschel) and the second raw gas (Rohgas2) in a second Amin maybesche (Wäsch2) each a chemical sour gas scrubbing with an amine-containing detergent (amine detergent) is subjected to and collected in the two Amin ⁇ schen, combined with carbon dioxide detergent streams are combined and fed together with a regeneration.
  • first raw gas Rohgasi
  • Wischel first amine wash
  • Rohgas2 second raw gas
  • amine detergent amine-containing detergent
  • the invention relates to a device for carrying out the method according to the invention.
  • Amine washes have long been state of the art and are used in industry in many applications, in particular for the separation of acid gases (CO 2 , H 2 S, COS, HCN) from gas mixtures.
  • the detergents used in amine washes are aqueous solutions of amines from which ions form with the acid gases dissolved in the amine detergent.
  • the amine detergents can be regenerated by pressure release and / or stripping, whereby the ionic species decompose to sour gases and amines.
  • the acid gases are due to the reduced pressure from the amine detergent in the gas phase and / or are stripped off with the aid of steam. After regeneration, the amine detergent can be reused.
  • amine detergent in particular the aqueous solutions of monoethanolamine (MEA), diethanolamine (DEA), triethanolamine (TEA), diglycolamine (DGA), methyldiethanolamine (MDEA), as well as activated methyldiethanolamine (z. B. aMDEA ®) have proven technically.
  • MEA monoethanolamine
  • DEA diethanolamine
  • TEA triethanolamine
  • DGA diglycolamine
  • MDEA methyldiethanolamine
  • activated methyldiethanolamine z. B. aMDEA ®
  • a typical field of use for amine washes are synthesis gas plants in which they are used to remove acidic components from synthesis gas.
  • two raw gas streams are produced with different sour gas contents in such systems, wherein a part of the syngas synthesis gas produced by water gas shift and converts the remainder without conversion on to be led.
  • each of the two raw gas streams - after cooling and separation of entrained water - cleaned in a separate amine wash, which is each equipped with an independent detergent regeneration.
  • the financial burden of such a solution is considerable, since amine washing usually already comprises between 15 and 20 apparatuses.
  • the present invention is therefore an object of the invention to provide a method of the type described above and an apparatus for its implementation, which make it possible to separate carbon dioxide from converted and unconverted synthesis gas in a simpler and more economical manner than is possible in the prior art.
  • the starting point of the invention is the dependence of the carbon dioxide absorption capacity of an amine detergent as a function of the prevailing in a gas stream to be separated carbon dioxide partial pressure.
  • the higher the carbon dioxide partial pressure the more the balance of carbon dioxide absorption chemical reaction shifts to the side of the products and the higher the carbon dioxide capacity of the product Amine detergent.
  • the amine detergent used in the laundry 2 per unit weight can absorb less carbon dioxide than the amine detergent used in the laundry.
  • the pre-loaded with carbon dioxide amine detergent from the laundry 2 is thus suitable to be used in the coarse wash of laundry as a detergent for carbon dioxide removal.
  • the carbon dioxide concentration in the gas to be purified is reduced to a required limit.
  • the amine detergent used which is supplied to the laundry unloaded, accumulates with carbon dioxide and is subsequently continued in the coarse wash.
  • the amine detergent is loaded in the delicates far enough that it contains bound as much carbon dioxide per unit weight as the preloaded from Wäsch2 supplied amine detergent.
  • the two detergent streams are combined in the coarse wash and mix up to the outlet from the laundry to a loaded detergent stream with a homogeneous composition, which can be fed directly - and without a further mixing step - the regeneration.
  • an expedient embodiment of the method according to the invention therefore provides that the laden amine detergent from the laundry 2 is cooled before being introduced into the coarse laundry of the laundry. The cooling takes place against an externally supplied coolant and / or against one or more process streams to be heated.
  • any amine detergent is suitable for use in the process according to the invention.
  • aqueous solutions of the primary amines monoethanolamine (MEA) or diethanolamine (DEA) or triethanolamine (TEA) or diglycolamine (DGA) can be used as detergent.
  • particularly suitable are aqueous solutions of secondary and tertiary amines, as these have a much greater dependence of their carbon dioxide absorption capacity of Have carbon dioxide partial pressure.
  • Particularly preferred variants of the process according to the invention therefore provide that an aqueous solution of methyldiethanolamine (MDEA) or activated methyldiethanolamine be used as the amine detergent.
  • MDEA methyldiethanolamine
  • activated methyldiethanolamine be used as the amine detergent.
  • the invention relates to a device for the parallel separation of carbon dioxide from two raw gases with different levels of carbon dioxide partial pressures, comprising a first and a second washing device, in each of which one of the raw gases of an acid gas scrubbing with a chemically acting
  • Detergent (amine detergent) is awakeziehbar, wherein the higher carbon dioxide partial pressure having first crude gas (Rohgasi) in the first washing device and the second raw gas (Rohgas2) in the second washing device can be introduced, and a regenerating device, in which the resulting in the two washing facilities , are loaded with carbon dioxide-laden detergent streams together after their merger.
  • the first washing device comprises a coarse and a delicates and is connected to a transfer device with the second washing device, via which loaded in the second washing device amine detergent as scatteredes detergent in the coarse wash of the first washing device introduced is.
  • the transfer device expediently comprises a throttle body for the position-controlled transfer of the entire detergent stream, the controlled variable of the
  • Liquid level in the bottom of the second washing device is. If the pressure gradient is too small or even negative, then the device according to the invention for conveying the preloaded amine detergent provides a pump as part of the transfer device.
  • a preferred embodiment of the device according to the invention provides a heat exchanger as part of the transfer device, in which the preloaded amine detergent can be cooled.
  • the first washing device is designed as a washing column
  • the upper part is designed as a fine wash
  • its lower part as coarse laundry.
  • Another embodiment of the device according to the invention provides that fine and coarse wash are each designed as independent washing columns.
  • Detergent streams loaded detergent the number of necessary steps and required equipment can be significantly reduced.
  • the merging and homogeneous mixing of the loaded detergent streams is achieved in a simple manner, since the washing devices used for amine washing i.Allg. are designed so that they provide an intensive mixing of the media flowing through them.
  • the main advantage of the invention is, however, that for the amine scrubbing of the first raw gas, a significantly smaller amount of regenerated amine detergent is required than has hitherto been the case. Since this leads at the same time to a reduction of the amount of detergent to be regenerated, the detergent regeneration with much smaller apparatus and with considerable lower consumption of equipment (pump energy, cooling water, steam) are carried out.
  • the figure shows a section of a synthesis gas plant, generated in the two raw gas streams with different levels of carbon dioxide contents and are freed in parallel by amine scrubbing of acid gases, in particular of carbon dioxide.
  • the first raw gas 1 is generated by a water gas shift and subsequent cooling and water separation (not shown) from a hydrogen, carbon monoxide and carbon dioxide and other acid gases containing synthesis crude, while the second raw gas 2 is obtained from the remaining synthesis gas only by cooling and separation of water , Despite the pressure loss in the water gas shift, the first raw gas 1 has a higher carbon dioxide partial pressure than the second raw gas. 2
  • the first crude gas 1 is introduced to separate the acid gases contained in it in the washing column T1 and there with chemically acting amine detergent 7 and 3, which is preferably an aqueous solution of activated methyldiethanolamine, a coarse G and a subsequent delicates F subjected. From the top of the scrubbing column T1, raw hydrogen 4, which has no product quality, is withdrawn. Parallel to this, the second raw gas 2 is introduced into the scrubbing column T2 and there guided by the counter-current
  • Amine detergent 5 freed from acid gases, so that an almost exclusively of hydrogen and carbon monoxide existing oxo gas 6 can be removed from the top of the scrubbing column T2.
  • laden laden amine detergent whose absorption capacity for carbon dioxide under the prevailing conditions is largely exhausted, but which is still able to take in the coarse wash G of the scrubbing column T1 due to the prevailing there higher carbon dioxide partial pressure carbon dioxide.
  • the laden amine detergent is therefore withdrawn by means of the pump P1 from the bottom of the wash column T2 and introduced via line 7 into the coarse wash G of the wash column T1, where it is used as a pre-loaded detergent and where, due to the column internals, it mixes intensively with the amine detergent preloaded in the fine wash F.
  • the condensate is withdrawn via line 1 1 from the separator D and returned by the pump P2 to the head of the stripping column T3, where it serves as a reflux.
  • regenerated amine detergent is conveyed via line 12 from the bottom of the stripping column T3, which, after cooling in the heat exchangers E1 and E4, divided into the two detergent streams 3 and 5 and returned to the two washing columns T1 and T2.

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Abstract

Die Erfindung betrifft Verfahren und eine Vorrichtung zur parallelen Abtrennung von Kohlendioxid aus zwei Rohgasen (1,2) mit unterschiedlich hohen Kohlendioxid- Partialdrücken, wobei das einen höheren Kohlendioxid-Partialdruck aufweisende erste Rohgas (1) in einer ersten Aminwäsche (T1) und das zweite Rohgas (2) in einer zweiten Aminwäsche (T2) jeweils einer chemischen Sauergaswäsche mit einem Amin enthaltenden Waschmittel (3,5,7) unterzogen wird und die in den beiden Aminwäschen (T1,T2) anfallenden, mit Kohlendioxid beladenen Waschmittelströme zusammengeführt und gemeinsam (8) einer Regenerierung zugeleitet werden. Die erste Aminwäsche (T1) wird in zwei aufeinander folgenden Schritten als Grob- (G) und Feinwäsche (F) durchgeführt, wobei das gesamte in der zweiten Aminwäsche (12) mit Kohlendioxid beladene Aminwaschmittel (7) in der Grobwäsche (G) als vorbeladenes Waschmittel eingesetzt wird.

Description

Beschreibung
Aminwäsche
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur parallelen Abtrennung von Kohlendioxid aus zwei Rohgasen mit unterschiedlich hohen Kohlendioxid-Partialdrücken, wobei das einen höheren Kohlendioxid-Partialdruck aufweisende erste Rohgas (Rohgasi) in einer ersten Aminwäsche (Wäschel) und das zweite Rohgas (Rohgas2) in einer zweiten Aminwäsche (Wäsche2) jeweils einer chemischen Sauergaswäsche mit einem Amin enthaltenden Waschmittel (Aminwaschmittel) unterzogen wird und die in den beiden Aminwäschen anfallenden, mit Kohlendioxid beladenen Waschmittelströme zusammengeführt und gemeinsam einer Regenerierung zugeleitet werden.
Weiterhin betrifft die Erfindung eine Vorrichtung zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens.
Aminwäschen sind seit langem Stand der Technik und werden in der Industrie in vielen Anwendungen, insbesondere zur Abtrennung von Sauergasen (CO2, H2S, COS, HCN) aus Gasgemischen eingesetzt. Bei den in Aminwäschen eingesetzten Waschmitteln (Aminwaschmittel) handelt es sich um wässrige Lösungen von Aminen, aus denen sich mit den im Aminwaschmittel gelösten Sauergasen Ionen bilden. Die Aminwaschmittel können durch Druckentspannung und/oder Strippen regeneriert werden, wobei die ionischen Spezies zu Sauergasen und Aminen zerfallen. Die Sauergase gehen aufgrund des verminderten Drucks aus dem Aminwaschmittel in die Gasphase über und/oder werden mit Hilfe von Dampf abgestrippt. Nach der Regenerierung kann das Aminwaschmittel wiederverwendet werden. Als Aminwaschmittel haben sich insbesondere die wässrigen Lösungen von Monoethanolamin (MEA), Diethanolamin (DEA), Triethanolamin (TEA), Diglykolamin (DGA), Methyldiethanolamin (MDEA), sowie aktiviertem Methyldiethanolamin (z. B. aMDEA®) technisch bewährt.
Ein typisches Einsatzgebiet für Aminwäschen sind Synthesegasanlagen, in denen sie zur Entfernung sauerer Komponenten aus Syntheserohgasen verwendet werden. Oft werden in solchen Anlagen zwei Rohgasströme mit unterschiedlichen Sauergasgehalten erzeugt, wobei ein Teil des erzeugten Syntheserohgases durch Wassergas-Shift konvertiert und der verbleibende Rest ohne Konvertierung weiter geführt wird. Nach dem Stand der Technik wird jeder der beiden Rohgasströme - nach Abkühlung und Abscheidung von mitgeführtem Wasser - in einer eigenen Aminwäsche gereinigt, die jeweils mit einer eigenständigen Waschmittelregenerierung ausgestattet ist. Der finanzielle Aufwand für eine derartige Lösung ist jedoch beträchtlich, da bereits eine Aminwäsche in der Regel zwischen 15 und 20 Apparate umfasst.
Ebenfalls Stand der Technik ist es, die beladenen Aminwaschmittelströme nach den beiden Gaswäschen zusammenzuführen und gemeinsam einer Regenerierung zuzuleiten. Jeder der beladenen Waschmittelströme wird nach Anwärmung über ein eigenes Ventil zur Regenerierung entspannt. Mit dem Entspannungsventil wird der Flüssigkeitsstand im Sumpf der jeweiligen Waschkolonne gehalten. Nachteilig ist hierbei jedoch, dass für die beiden beladenen Waschmittelströme getrennte Anwärmeinrichtungen und Entspannungsventile benötigt werden, da die Drücke beider Ströme sich in der Regel nur geringfügig unterscheiden. Trotzdem verringert sich der apparative Aufwand gegenüber dem oben beschriebenen Konzept beträchtlich. Alternativ ist ein zusätzlicher Mischbehälter zur Zusammenführung der beiden Waschmittelströme üblich.
Der vorliegenden Erfindung liegt daher die Aufgebe zugrunde, ein Verfahren der eingangs beschriebenen Art und eine Vorrichtung zu dessen Durchführung anzugeben, die es ermöglichen, Kohlendioxid aus konvertiertem und unkonvertiertem Syntheserohgas auf einfachere und wirtschaftlichere Weise abzutrennen, als es nach dem Stand der Technik möglich ist.
Die gestellte Aufgabe wird verfahrensseitig erfindungsgemäß dadurch gelöst, dass die Wäschel in zwei aufeinander folgenden Schritten als Grob- und Feinwäsche durchgeführt wird, wobei das gesamte in der Wäsche2 mit Kohlendioxid beladene Aminwaschmittel in der Grobwäsche als vorbeladenes Waschmittel eingesetzt wird.
Ausgangspunkt der Erfindung ist die Abhängigkeit des Kohlendioxid- Aufnahmevermögens eines Aminwaschmittels in Abhängigkeit vom dem in einem zu trennenden Gasstrom herrschenden Kohlendioxid-Partialdruck. Je höher der Kohlendioxid-Partialdruck ist, desto weiter verschiebt sich das Gleichgewicht der bei der Kohlendioxid-Absorption stattfindenden chemischen Reaktion auf die Seite der Produkte und desto höher ist das Kohlendioxid-Aufnahmevermögen des Aminwaschmittels. Hieraus ergibt sich, dass das in der Wäsche2 eingesetzte Aminwaschmittel je Gewichtseinheit weniger Kohlendioxid aufnehmen kann als das in der Wäschel eingesetzte Aminwaschmittel. Das mit Kohlendioxid vorbeladene Aminwaschmittel aus der Wäsche2 ist somit geeignet, in der Grobwäsche von Wäschel als Waschmittel zur Kohlendioxidabtrennung eingesetzt zu werden.
In der Feinwäsche von Wäschel wird die Kohlendioxidkonzentration in dem zu reinigenden Gas bis auf einen geforderten Grenzwert reduziert. Das eingesetzte Aminwaschmittel, das der Wäschel unbeladen zugeführt wird, reichert sich dabei mit Kohlendioxid an und wird nachfolgend in die Grobwäsche weitergeführt.
Zweckmäßigerweise wird das Aminwaschmittel in der Feinwäsche soweit beladen, dass es genauso viel Kohlendioxid je Gewichtseinheit gebunden enthält, wie das vorbeladen aus Wäsche2 zugeführten Aminwaschmittel. Die beiden Waschmittelströme werden in der Grobwäsche zusammengeführt und vermischen sich bis zum Austritt aus der Wäschel zu einem beladenen Waschmittelstrom mit homogener Zusammensetzung, der direkt - und ohne einen weiteren Vermischungsschritt - der Regenerierung zugeführt werden kann.
Bei der Absorption von Sauergasen wird Reaktionsenergie frei gesetzt, die zu einer Erwärmung des Aminwaschmittels während einer Sauergaswäsche führt. Da die
Dampfdrücke der bei der Sauergasabsorption gebildeten Verbindungen mit steigender Temperatur rasch anwachsen, führt diese Erwärmung zu einer Abnahme des Sauergas-Aufnahmevermögens des Aminwaschmittels. Um sein Kohlendioxid- Aufnahmevermögen zu steigern, sieht eine zweckmäßige Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens daher vor, dass das beladene Aminwaschmittel aus der Wäsche2 vor seiner Einleitung in die Grobwäsche der Wäschel gekühlt wird. Die Kühlung erfolgt dabei gegen ein von außen zugeführtes Kühlmittel oder/und gegen einen oder mehrere anzuwärmende Verfahrensströme.
Prinzipiell eignet sich jedes Aminwaschmittel für den Einsatz in dem erfindungsgemäßen Verfahren. So können wässrige Lösungen der primären Amine Monoethanolamin (MEA) oder Diethanolamin (DEA) oder Triethanolamin (TEA) oder Diglykolamin (DGA) als Waschmittel verwendet werden. Besonders geeignet sind jedoch wässrige Lösungen von sekundären und tertiären Aminen, da diese eine wesentlich stärkere Abhängigkeit ihres Kohlendioxid-Aufnahmevermögens vom Kohlendioxid-Partialdruck aufweisen. Besonders bevorzugte Varianten des erfindungsgemäßen Verfahrens sehen daher vor, dass eine wässrige Lösung von Methyldiethanolamin (MDEA) oder aktiviertem Methyldiethanolamin als Aminwaschmittel eingesetzt werden.
Wie bereits im einleitenden Teil dieser Beschreibung ausgeführt, besteht in Synthesegasanlagen häufig die Notwendigkeit einen kohlendioxidreicheren und einen kohlendioxidärmeren Gasstrom parallel von Sauergasen zu reinigen, wobei der kohlendioxidreichere Gasstrom durch Wassergas-Shift aus einem Syntheserohgas erzeugt wird. Eine andere bevorzugte Variante des erfindungsgemäßen Verfahrens sieht daher vor, dass die beiden Rohgase aus einem Wasserstoff, Kohlenmonoxid und Kohlendioxid enthaltenden Syntheserohgas gewonnen werden, wobei das Rohgasi aus einem Teil des Syntheserohgases durch Wassergas-Shift erzeugt wird, während das Rohgas2 aus dem restlichen, keiner Wassergas-Shift unterzogenen Syntheserohgas gebildet wird.
Weiterhin betrifft die Erfindung eine Vorrichtung zur parallelen Abtrennung von Kohlendioxid aus zwei Rohgasen mit unterschiedlich hohen Kohlendioxid- Partialdrücken, aufweisend eine erste und eine zweite Wascheinrichtung, in denen jeweils eines der Rohgase einer Sauergaswäsche mit einem chemisch wirkenden
Waschmittel (Aminwaschmittel) unterziehbar ist, wobei das den höheren Kohlendioxid- Partialdruck aufweisende erste Rohgas (Rohgasi) in die erste Wascheinrichtung und das zweite Rohgas (Rohgas2) in die zweite Wascheinrichtung einleitbar ist, sowie eine Regeneriereinrichtung, in welche die in den beiden Wascheinrichtungen anfallenden, mit Kohlendioxid beladenen Waschmittelströme nach ihrer Zusammenführung gemeinsam weiterleitbar sind.
Die gestellte Aufgabe wird vorrichtungsseitig erfindungsgemäß dadurch gelöst, dass die erste Wascheinrichtung eine Grob- und eine Feinwäsche umfasst und mit einer Überführeinrichtung mit der zweiten Wascheinrichtung verbunden ist, über die das in der zweiten Wascheinrichtung beladene Aminwaschmittel als vorbeladenes Waschmittel in die Grobwäsche der ersten Wascheinrichtung einleitbar ist.
Herrscht zwischen der Entnahmestelle des beladenen Aminwaschmittels aus der zweiten Wascheinrichtung und der Einleitungsstelle des beladenen Aminwaschmittels in die Grobwäsche der ersten Wascheinrichtung ein Druckgefälle, das ausreichend hoch ist, um allein mit seiner Hilfe das gesamte beladen Aminwaschmittel aus der ersten Wascheinrichtung in die Grobwäsche zu überführen, so umfasst die Überführungseinrichtung zweckmäßigerweise ein Drosselorgan zur standgeregelten Überleitung des gesamten Waschmittelstromes, wobei die Regelgröße der
Flüssigkeitsstand im Sumpf der zweiten Wascheinrichtung ist. Ist das Druckgefälle zu klein oder sogar negativ, so sieht die erfindungsgemäße Vorrichtung zur Förderung des vorbeladenen Aminwaschmittels eine Pumpe als Bestandteil der Überführungseinrichtung vor.
Um das Kohlendioxid-Aufnahmevermögen des vorbeladenen Aminwaschmittels vor seiner Einleitung in die Grobwäsche zu steigern, sieht eine bevorzugte Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Vorrichtung einen Wärmetauscher als Bestandteil der Überführungseinrichtung vor, in dem das vorbeladene Aminwaschmittel abkühlbar ist.
Eine andere bevorzugte Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Vorrichtung sieht vor, dass die erste Wascheinrichtung als Waschkolonne ausgeführt ist, deren oberer Teil als Feinwäsche und deren unterer Teil als Grobwäsche ausgebildet ist.
Eine andere Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Vorrichtung sieht vor, dass Fein- und Grobwäsche jeweils als eigenständige Waschkolonnen ausgeführt sind.
Durch die Erfindung werden im Vergleich zum Stand der Technik sowohl die Investitions- als auch die Betriebskosten einer gattungsgemäßen Aminwäsche reduziert. Durch die gemeinsame Regenerierung der in den beiden
Wascheinrichtungen beladenen Waschmittelströme kann die Anzahl der notwendigen Verfahrensschritte und der dazu erforderlichen Apparate deutlich verringert werden. Die Zusammenführung und homogene Vermischung der beladenen Waschmittelströme wird auf einfache Weise erreicht, da die zur Aminwäsche eingesetzten Wascheinrichtungen i.Allg. so ausgeführt sind, dass sie für eine intensive Vermischung der sie durchströmenden Medien sorgen. Der Hauptvorteil der Erfindung liegt aber drin, dass für die Aminwäsche des ersten Rohgases eine deutlich geringere Menge an regeneriertem Aminwaschmittel benötigt wird, als es bisher der Fall ist. Da dies gleichzeitig zu einer Reduktion der zu regenerierenden Waschmittelmenge führt, kann die Waschmittelregenerierung mit deutlich kleineren Apparaten und mit erheblich geringeren Verbrauchen an Betriebsmitteln (Pumpenenergie, Kühlwasser, Dampf) ausgeführt werden.
Im Folgenden soll die Erfindung anhand eines in der Figur schematisch dargestellten Ausführungsbeispiels näher erläutert werden.
Die Figur zeigt einen Ausschnitt aus einer Synthesegasanlage, in der zwei Rohgasströme mit unterschiedlich hohen Kohlendioxidgehalten erzeugt und parallel durch Aminwäsche von Sauergasen, insbesondere von Kohlendioxid, befreit werden.
Das erste Rohgas 1 wird durch Wassergas-Shift und anschließende Kühlung und Wasserabscheidung (nicht dargestellt) aus einem Wasserstoff, Kohlenmonoxid sowie Kohlendioxid und andere Sauergase enthaltenden Syntheserohgas erzeugt, während das zweite Rohgas 2 aus dem verbleibenden Syntheserohgas nur durch Kühlung und Abtrennung von Wasser gewonnen wird. Trotz des Druckverlustes in der Wassergas- Shift, weist das erste Rohgas 1 einen höheren Kohlendioxid-Partialdruck auf als das zweite Rohgas 2.
Das erste Rohgas 1 wird zur Abtrennung der in ihm enthaltenen Sauergase in die Waschkolonne T1 eingeleitet und dort mit chemisch wirkendem Aminwaschmittel 7 und 3, bei dem es sich vorzugsweise jeweils um eine wässrige Lösung von aktiviertem Methyldiethanolamin handelt, einer Grobwäsche G und einer nachfolgenden Feinwäsche F unterzogen. Vom Kopf der Waschkolonne T1 wird Rohwasserstoff 4, der keine Produktqualität aufweist, abgezogen. Parallel hierzu wird das zweite Rohgas 2 in die Waschkolonne T2 eingeleitet und dort durch das im Gegenstrom geführte
Aminwaschmittel 5 von Sauergasen befreit, sodass vom Kopf der Waschkolonne T2 ein nahezu ausschließlich aus Wasserstoff und Kohlenmonoxid bestehendes Oxogas 6 abgeführt werden kann. Im Sumpfraum der Waschkolonne T2 sammelt sich beladenes Aminwaschmittel, dessen Aufnahmefähigkeit für Kohlendioxid unter den hier herrschenden Bedingungen weitgehend ausgeschöpft ist, das jedoch noch in der Lage ist, in der Grobwäsche G der Waschkolonne T1 aufgrund des dort herrschenden höheren Kohlendioxid-Partialdrucks Kohlendioxid aufzunehmen. Das beladene Aminwaschmittel wird daher mit Hilfe der Pumpe P1 aus dem Sumpf der Waschkolonne T2 abgezogen und über Leitung 7 in die Grobwäsche G der Waschkolonne T1 eingeleitet, wo es als vorbeladenes Waschmittel genutzt wird und wo es sich - bedingt durch die Kolonneneinbauten - intensiv mit dem in der Feinwäsche F vorbeladenen Aminwaschmittel vermischt.
Über Leitung 8 wird aus dem Sumpf der Waschkolonne T1 das gesamte in den beiden Waschkolonnen T1 und T2 mit Sauergasen beladene Aminwaschmittel abgezogen, im Wärmetauscher E1 angewärmt, über das Drosselorgan a entspannt und an ihrem Kopf der Strippkolonne T3 zur Regenerierung aufgegeben. Der zur Stripping benötigte Dampf wird über den Reboiler E2 erzeugt. Gemeinsam mit dem Strippdampf werden die abgestrippten Sauergase über Leitung 9 vom Kopf der Strippkolonne T3 abgezogen, im Wärmetauscher E3 abgekühlt und in den Abscheider D eingeleitet. Im Abscheider D trennen sich die Sauergase von dem durch die Abkühlung in E3 auskondensierten Strippdampf und werden über Leitung 10 einer Entsorgung oder auch einer wirtschaftlichen Verwertung zugeführt. Das Kondensat wird über Leitung 1 1 aus dem Abscheider D abgezogen und durch die Pumpe P2 zum Kopf der Strippkolonne T3 zurückgeleitet, wo es als Rücklauf dient. Mit Hilfe der Pumpe P3 wird über Leitung 12 regeneriertes Aminwaschmittel aus dem Sumpf der Strippkolonne T3 gefördert, das, nach Abkühlung in den Wärmetauschern E1 und E4, in die beiden Waschmittelströme 3 und 5 aufgeteilt und zu den beiden Waschkolonnen T1 und T2 zurückgeführt wird.

Claims

Patentansprüche
1. Verfahren zur parallelen Abtrennung von Kohlendioxid aus zwei Rohgasen mit unterschiedlich hohen Kohlendioxid-Partialdrücken, wobei das einen höheren Kohlendioxid-Partialdruck aufweisende erste Rohgas (Rohgasi) in einer ersten Aminwäsche (Wäschel) und das zweite Rohgas (Rohgas2) in einer zweiten
Aminwäsche (Wäsche2) jeweils einer chemischen Sauergaswäsche mit einem Amin enthaltenden Waschmittel (Aminwaschmittel) unterzogen wird und die in den beiden Aminwäschen anfallenden, mit Kohlendioxid beladenen Waschmittelströme zusammengeführt und gemeinsam einer Regenerierung zugeleitet werden, dadurch gekennzeichnet, dass die Wäschel in zwei aufeinander folgenden
Schritten als Grob- und Feinwäsche durchgeführt wird, wobei das gesamte in der Wäsche2 mit Kohlendioxid beladene Aminwaschmittel in der Grobwäsche als vorbeladenes Waschmittel eingesetzt wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass das in der Wäsche2 beladene Aminwaschmittel abgekühlt wird, bevor es der Grobwäsche zugeführt wird.
3. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass als Waschmittel in den beiden Aminwäschen eine wässrige Lösung von Monoethanolamin (MEA) oder Diethanolamin (DEA) oder Triethanolamin (TEA) oder Diglykolamin (DGA) oder Methyldiethanolamin (MDEA) eingesetzt wird.
4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass als Waschmittel in den beiden Aminwäschen eine wässrige Lösung von aktiviertem Methyldiethanolamin eingesetzt wird.
5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die beiden Rohgase aus einem Wasserstoff, Kohlenmonoxid und Kohlendioxid enthaltenden Syntheserohgas gewonnen werden, wobei das Rohgasi aus einem Teil des Syntheserohgas durch Wassergas-Shift erzeugt wird, während das Rohgas2 aus dem verbleibenden Rest des Syntheserohgases gebildet wird.
6. Vorrichtung zur parallelen Abtrennung von Kohlendioxid aus zwei Rohgasen mit unterschiedlich hohen Kohlendioxid-Partialdrücken, aufweisend eine erste und eine zweite Wascheinrichtung, in denen jeweils eines der Rohgase einer Sauergaswäsche mit einem chemisch wirkenden Waschmittel (Aminwaschmittel) unterziehbar ist, wobei das den höheren Kohlendioxid-Partialdruck aufweisende erste Rohgas (Rohgasi) in die erste Wascheinrichtung und das zweite Rohgas (Rohgas2) in die zweite Wascheinrichtung einleitbar ist, sowie eine Regeneriereinrichtung, in welche die in den beiden Wascheinrichtungen anfallenden, mit Kohlendioxid beladenen Waschmittelströme nach ihrer Zusammenführung gemeinsam weiterleitbar sind, dadurch gekennzeichnet, dass die erste Wascheinrichtung eine Grob- und eine Feinwäsche umfasst und mit einer Überführeinrichtung mit der zweiten Wascheinrichtung verbunden ist, über die das in der zweiten Wascheinrichtung mit Kohlendioxid beladene Aminwaschmittel als vorbeladenes Waschmittel in die Grobwäsche der ersten Wascheinrichtung einleitbar ist.
7. Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Überführeinrichtung eine Pumpe zur Förderung des in der zweiten Wascheinrichtung vorbeladenen Aminwaschmittels umfasst.
8. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Überführeinrichtung einen Wärmetauscher aufweist, in dem das vorbeladene Aminwaschmittel vor seiner Einleitung in die Grobwäsche der ersten Wascheinrichtung abkühlbar ist.
9. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 6 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass die erste Wascheinrichtung als Waschkolonne ausgeführt ist, deren oberer Teil als Feinwäsche und deren unterer Teil als Grobwäsche ausgebildet ist.
10. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 6 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass Fein- und Grobwäsche jeweils als eigenständige Waschkolonnen ausgeführt sind.
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