DD290817A5

DD290817A5 - Verfahren zur entfernung von schwefelwasserstoff aus partialoxidationsgas

Info

Publication number: DD290817A5
Application number: DD89335560A
Authority: DD
Inventors: Manfred Gross; Ulrich Meisl
Original assignee: ��@��@��k��
Priority date: 1988-12-14
Filing date: 1989-12-12
Publication date: 1991-06-13
Also published as: ZA898263B; PL162958B1; CN1023713C; DE3842005C2; CN1043334A; US4973340A; ES2018953A6; DE3842005A1

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Entfernung von Schwefelwasserstoff aus Partialoxydationsgas. Bei diesem Verfahren wird das Gas zum Zweck der H2S-Entfernung mit einer hierfuer geeigneten Absorptionsloesung behandelt, wobei das Gas vor dem Eintritt in die Absorptionskolonne stufenweise im indirekten Waermeaustausch mit der beladenen Absorptionsloesung abgekuehlt wird.{Schwefelwasserstoffentfernung aus Partialoxydationsgas; Absorptionsloesung, beladen; kuehlt Gas, energiesparend}

Description

Hierzu 1 Seite Zeichnung

Anwendungsgebiet der Erfindung

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Entfernung von Schwefelwasserstoff aus einem durch Partieloxydation (Vergasung) von kohlenstoffhaltigem Material gewonnenen Rohgas, bei dem das Gas bei einer Temperatur zwischen 10 und 60^eC mit einer hierfür geeigneten Absorptionslösung behandelt und daran anschließend die beladene Absorptionslösung durch Erhitzen regeneriert wird.

Charakteristik des bekannten Standes der Technik

Es ist bekannt, Schwefelwasserstoff aus einem sogenannten Partialoxydationsgas oder anderen Gasen durch Behandlung des Gases mit einer hierfür geeigneten Absorptionslösung zu entfernen. Hierbei wird das Gas mit einer hohen Temperatur zwischen 10 und 6O⁰C von unten in eine mit geeigneten Einbauten versehene Absorptionskolonne eingeleitet, auf deren Kopf die Absorptionslösung aufgegeben wird, so daß diese im Gegenstrc τι zum Gas von oben nach unten durch die Absorptionskolonne fließt. Die verwendeten Absorptionslösungen können dabei als wirksame Substanzen unterschiedliche Verbindungen enthalten. Als besonders geeignet für den genannten Zweck haben sich hierbei beispielsweis 3 verschiedene Amine, Glykole aber auch N-Methylpyrrolidon und Propylencarbonat erwiesen. Der Schwefelwasserstoff des Gases wird dabei während des Waschvorganges in der Absorptionskolonne in der verwendeten Absorptionslösur g physikalisch gelöst oder chemisch gebunden. Anschließend wird die beladene Absorptionslösung einer Desorptionskolonne zugeführt, in der der Schwefelwasserstoff durch Erhitzen aus der Lösung bei Normaldruck oder bei erniedrigtem Druck wieder abgetrieben wird. Daran anschließend kann die regenerierte Lösung ihrer Wiederverwendung zugeführt werden.

Soweit diese Arbeitsweise zur Behandlung von Partialoxydationsrohgas eingesetzt wurde, war es bisher üblich, dieses Rohgas zwischen dem Vergaser und der Absorptionskolonne in einer Reihe von Verfahrensschritten zu kühlen und zu reinigen, so daß dieses Gas anschließend mit einer Temperatur zwischen 10 und 6O⁰C in die Absorptionskolonne eingeleitet werden konnte. So wird beispielsweise in der Zeitschrift „gwf-gas/erdgas", 121 (1980) Heft 12, Seite 545, Bild 3, ein Fließschema für eine derartige Gasbehandlung dargestellt, bei dem das rohe Partialoxydationsgas zunächst im Abhitzekessel des Vergasers gekühlt und danach durch einen sogenannten Kühlwa«<*"- '·ιβη mechanischen Wascher und einen Elektrofilter geleitet wird. Anschließend erfolgt dann die Einleitung des gekühlten und vorgereinigten Gases in die Absorptionskolonne. Bei einer derartigen Arbeitsweise ist es jedoch erforderlich, daß die Beheizung der Desorptionskolonne, in der die Regenerierung der beladenen Absorptionslösung vorgenommen wird, mit Fremddampf erfolgt. Es liegt aber auf der Hand, daß dies für das Verfahren einen zusätzlichen Kostenfaktor darstellt, den man nach Möglichkeit vermeiden sollte.

Ziel der Erfindung

Mit der Erfindung wird ein wirtschaftliches, energiesparendes Verfahren zur Schwefelwasserstoffentfornung aus Partialoxydationsrohgas zur Verfügung gestellt.

Darlegung des Wesens der Erfindung

Der Erfindung liegt die Aufgebe zugrunde, das Verfahren dahingehend zu verbessern, daß die Wärmemenge, die aus dem Rohgas zwischen dem Vergaser und der Absorptionskolonne abgeführt werden muß, besser genutzt wird. Diese Aufgabe wird gelöst durch ein Verfahren der eingangs genannten Art, das dadurch gekennzeichnet ist, daß das vorgereinigte und bis auf eine Temperatur von 110 bis 16O⁰C vorgekühlte Rohgas vor dem Eintritt in die Absorptionskolonne stufenweise Im indirekten wärmeaustausch mit der beladenon Absorptionslösung abgekühlt wird, wobei das Gas zunächst durch den Reboiler der Desorptionskolonne und daran anschließend durch einen der Vorwärmung der beladenen Absorptionslösung dienenden Wärmetauscher geleitet wird.

Das heißt, beim erfindungsgemäßen Verfahren wird die Abkühlung des Rohgases vor der H₂S-Absorptlon so mit der Regeneration des beladenen Absorptionsmittels gekoppelt, daß für die Beheizung der Desorptionskolonne nur noch beim Anfahren der Anlage bzw. bei Abweichungen von den vorgegebenen Standard-Rohgasbedingungen Fremddampf benötigt wird. Weitere Einzelheiten des erfindungsgemäßen Verfahrens sollen nachfolgend an Hand des in der Abbildung dargestellten Fließschemas erläutert werden.

Bei der Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens wird das in den vorgeschalteten Kühl· und Reinigungsstufer, bis auf eine Temperatur von 110 bis 16O⁰C vorgekühlte und vorgereinigte Partialoxydationsrohgas über die Leitung 1 in den Roboiler 4 der Desorptionskolonne 3 eingeleitet. Hler gibt das Gas einen Teil seines Wärmeinhaltcs im indirekten Wärmeaustausch an die dort umlaufende beladene Absorptioiislösung ab. Anschließend gelangt das Gas mit einer Temperatur von ca. 100⁰C über die Leitung 5 in den Wärmetauscher 6, in dem das Gas im indirekten Wärmeaustausch mit der von der Absorptionskolonne 2 kommenden beladenen Absorptionslösung eine weitere Abkühlung erfährt. Aus dem Wärmetauscher 6 wird das Gas über die Leitung 7 in den Kühler 8 geführt, der mit Kühlwasser beaufschlagt wird und in dem das Gas bis auf eine Temperatur zwischen 10 bis 60°C im indirekten Wärmeaustausch abgekühlt wird. Mit dieser Temperatur wird das Gas über die Leitung 9 in den Unterteil der Absorptionskolonne 2 eingeleitet. Die Anordnung des Kühlers 8 zwischen dem Wärmetauscher 6 und der Absorptionskolonne 2 ist allerdings nicht in jedem Falle erforderlich. Dieser Kühler kann entfallen, wenn Jas Gas bereits beim Austritt aus dem Wärmetauscher β eine im Bereich zwischen 10 und 6O⁰C liegende Temperatur aufweist und deshalb ohne weitere Kühlung in die Absorptionskc.onne 2 eingeleitet werden kann. In dieser Kolonne wird das Gas mit der von oben über die Leitung 10 aufgegebenen Absorptionslösung behandelt, durch die der Schwefelwasserstoff aus dem Gas entfernt wird. Für diese Behandlung können die weiter oben beschriebenen, zum Stande der Technik gehörenden Absorptionslösungen verwendet werden. Das H₂S-freie Gas tritt über Kopf aus der Absorptionskolonne 2 aus und kann über die Leitung 11 seiner Weiterverarbeitung zugeführt werden. Sowohl die Absorptionskolonne 2 als auch die Desorptionskolonne 3 sind mit hierfür geeigneten Einbauten versehen.

Die beladene Absorptionslösung wird über die Leitung 12 aus dem Sumpf der Absorptionskolonne 2 zum Wärmetauscher 6 abgezogen, in dem sie eine Vorwärmung bis auf eine Temperatur von 50 bis 8O⁰C erfährt. Mit dieser Temperatur wird die Lösung über die Leitung 13 inden Oberteil der Desorptionskolonne 3 eingeleitet. Hier wird der aufgenommene Schwefelwasserstoff aus der Absorptionslösung durch Erhitzen abgetrieben. Der HjS-Abtrieb kann dabei verbessert werden, wenn die Desorptionskolonne 'J bei Unterdruck von 0,3 bis 0,8 bar beirieben wird. Das aus der Absorptionslösung abgetriebene H₂S-reicho Souergas wird über Kopf aus der Desorptionskolonne 3 abgezogen und gelangt über die Leitung 14 in den Kühler 15, in dem die kondensierbaren Bestandteile aus dem Sauergas abgeschieden werden. Anschließend wird das Gas über die Leitung 16 der im Fließschema nicht dargestellten Schwefelrückgewinnungsanlage zugeführt. Das im Kühler 15 anfallende Kondensat wird über die Leitung 17 abgezogen und auf den Kopf der Desorptionskolonne 3 aufgegeben.

Der durch das Partialoxydationsrohgas beheizte Reboiler 4 dient, wie bereits weiter oben erwähnt wurde, dor erforderlichen Erhitzung der beladenen Absorptionslösung in der Desorptionskolonne 3. Zusätzlich ist niese Kolonne noch mit dem Reboiler 18 ausgerüstet, der mit Fremddampf beheizt wird und der lediglich beim Anfahren der Anlage oder oei einer Abweichung von den Standard-Rohgasbedingungen in Betrieb genommen wird. Die Leitungen 19 und 20 dienen dem für die Erhitzung der Absorptionslösung erforderlichen Flüssigkeitsumlauf zwischen dem Sumpf der Desorptionskolonne 3 und den Reboilern4und18.

Die regenerierte, H^ö-freie Absorptionslösung wird du. ch die Pumpe 22, die ig der Leitung 21 angeordnet ist, von der Desorptionskolonne 3zum Kühler 23 gefördert. In diesem wird die Lösung durch Wasserkühlung bis auf eine Temperatur von ca. 3O⁰C abgekühlt und danach über die Leitung 10 auf die Absorptionskolonne 2 wiederaufgegeben. Anfallendes Gaskondensat wird über die Leitung 24 aus dem Reboiler 4 abgezogen. In diese Leitung münden auch die Leitungen 25 und 26, durch die das Gaskondensat aus dem Wärmetauscher 6 und dem Kühler 8 abgezogen wird.

Ausführungebeispiel

Die Wirkungsweise des erfindungsgemäßen Verfahrens wird durch das nachfolgende Ausführungsbeispiel belegt. Hierbei wurden 10000OmVh vorgereinigtes Partialoxydationsrohgas, das aus einer nach dem sogen. Prenflo-Verfahren arbeitenden Kohledruckvergasungsanlage stammt, mit einer Temperatur von 13O⁰C und einem Druck von 24bar über die Leitung 1 in die vorstehend beschriebene Anlage eingeführt. Die H₂S-Entfernung aus dem Gas in der Absorptionskolonne 3 erfolgte dabei durch eine Wäsche mit einer methyldiethanolaminhaltigen Absorptionslösung. Dadurch, daß der Reboiler 18 lediglich beim Anfahren der Anlage benutzt wurde, während im übrigen die Beheizung der Desorptionskolonne 3 ausschließlich durch den mit Partialoxydationsrohgas beaufschlagten Reboiler 4 erfolgte, ergab sich gegenüber der bisher üblichen Arbeitsweise bei annähernd gleichen Investitionskosten eine Energieeinsparung von 1,6MW.

Claims

1. Verfahren zur Entfernung von Schwefelwasserstoff aus einem durch Partialoxydation von kohlenstoffhaltigem Material gewonnenen Rohgas, bei dem das Gas bei einer Temperatur zwischen 10 und 6O⁰C mit einer hierfür geeigneten Absorptionslösung behandelt und daran anschließend die beladene Absorptionslösung durch Erhitzen regeneriert wird, dadurch gekennzeichnet, daß das vorgereinigte und bis auf eine Temperatur von 110 bis 15O⁰C vorgekühlte Rohgas vor dem Eintritt in die Absorptionskolonne stufenweise im indirekten Wärmeaustausch mit der beladenen Absorptionslösung abgekühlt wird, wobei das Gas zunächst durch den Reboiler der Desorptionskolonne und daran anschließend durch einen der Vorwärmung der beladenen Absorptionslösung dienenden Wärmetauscher geleitet wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Gas nach Passieren des der Vorwärmung der beladenen Waschlösung dienenden Wärmetauschers zusätzlich noch durch einen mit Kühlwasser beaufschlagten Kühler geleitet wird.

3. Verfahren nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Desorptionskolonne bei Unterdruck von 0,3 bis 0,8 bar betrieben wird.

4. Verfahren nach den Ansprüchen 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Rohgas im Reboiler der Desorptionskolonne bis auf eine Temperatur von 100⁰C gekühlt wird.

5. Verfahren nach den Ansprüchen 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß beim Anfahren der Anlage oder bei einer Abweichung von den Standard-Rohgasbedingungen die Beheizung der Desorptionskolonne durch einen zusätzlichen, mit Fremddampf beaufschlagten Reboiler erfolgt.