JPH0659378B2 - Ｈ▲下２▼ｓおよびｃｏ▲下２▼を含むガス流からｈ▲下２▼ｓを選択吸収する方法 - Google Patents
Ｈ▲下２▼ｓおよびｃｏ▲下２▼を含むガス流からｈ▲下２▼ｓを選択吸収する方法Info
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Description
【発明の詳細な説明】 （発明の分野） 本発明は吸収プロセスの選択性の改良に関する。特に本
発明はサワー天然ガス、精油所ガス、コークス炉ガスあ
るいは酸性ガスを溶媒と接触させてガスから硫化水素を
選択的に吸収する方法と装置に関する。
発明はサワー天然ガス、精油所ガス、コークス炉ガスあ
るいは酸性ガスを溶媒と接触させてガスから硫化水素を
選択的に吸収する方法と装置に関する。
（発明の背景） 多くの燃料ガス源は、天然であれ合成であれ、H2Sを含
む。例えば、天然ガス、精油所ガスおよびコークス炉ガ
スはガスを燃やすか化学的プロセスへ供給して使う前に
除去しなければならないH2Sを含むことがある。
む。例えば、天然ガス、精油所ガスおよびコークス炉ガ
スはガスを燃やすか化学的プロセスへ供給して使う前に
除去しなければならないH2Sを含むことがある。
H2Sは腐食性でしかも非常に毒性のある物質である。そ
れゆえそれはガスからできるだけ早く除かれる、すなわ
ちガス製造設備で合成ガスから、あるいはサワー天然ガ
スからそれを供給するガス井に近く設けた処理設備にお
いて除去される。H2Sのないガスはスイートガスあるい
はスイートニングされたガスと呼ばれる。もしH2Sが大
量に存在するならばそれは通常アルカリ性の溶媒中での
吸収により、最も普通にはアミン溶媒によつて除去され
る。H2Sは次に比較的低い圧力下で溶媒を加熱すること
によつて脱離される。脱離器を出たガスは酸性ガスと呼
ばれて通常クラウスプラントにおいて処理されてH2Sは
空気との不足当量的によつて単体イオウに変換される。
れゆえそれはガスからできるだけ早く除かれる、すなわ
ちガス製造設備で合成ガスから、あるいはサワー天然ガ
スからそれを供給するガス井に近く設けた処理設備にお
いて除去される。H2Sのないガスはスイートガスあるい
はスイートニングされたガスと呼ばれる。もしH2Sが大
量に存在するならばそれは通常アルカリ性の溶媒中での
吸収により、最も普通にはアミン溶媒によつて除去され
る。H2Sは次に比較的低い圧力下で溶媒を加熱すること
によつて脱離される。脱離器を出たガスは酸性ガスと呼
ばれて通常クラウスプラントにおいて処理されてH2Sは
空気との不足当量的によつて単体イオウに変換される。
クラウス法の発熱性を利用して蒸気を発生させることが
通常のやり方である。この蒸気は脱離器で使用して溶媒
から酸性ガスをストリツプする。
通常のやり方である。この蒸気は脱離器で使用して溶媒
から酸性ガスをストリツプする。
実際にH2Sを含むすべての燃料ガスはCO2も含有してい
る。CO2はH2Sよりも多量に存在することがごく普通であ
るが、これはいつもそうであるとは限らない。そのよう
なガスをアルカリ溶液で単純に洗浄するとCO2がH2Sと一
緒に吸収される。これは通常望ましい。CO2はH2Sほど有
毒でも腐食性でもないが、それは一種のバラスト（ball
ast）であつてそれが存在すると燃料ガスの発熱量が減
少する。
る。CO2はH2Sよりも多量に存在することがごく普通であ
るが、これはいつもそうであるとは限らない。そのよう
なガスをアルカリ溶液で単純に洗浄するとCO2がH2Sと一
緒に吸収される。これは通常望ましい。CO2はH2Sほど有
毒でも腐食性でもないが、それは一種のバラスト（ball
ast）であつてそれが存在すると燃料ガスの発熱量が減
少する。
しかしながらCO2を除去するといくつか不都合なことが
あり、従つてある状況においてはそれをH2Sと一緒に吸
収しない方が好ましい。
あり、従つてある状況においてはそれをH2Sと一緒に吸
収しない方が好ましい。
もし燃料ガス中のCO2のH2Sに対する比が大きいならその
ときは両方のガスを完全に除去するとH2Sの少ない酸性
ガスが生成する。これはクラウスプラントにおいては困
難を生じる。バラスト効果により、クラウスプラントか
らの最終出熱が下がり、操作はもっと困難である。極端
な場合、酸性ガス中のH2S含量が１０％より少ないと、
通常のクラウスプラントの操業は不可能であり特別の手
段を施してH2Sを単体イオウに変更しなければならな
い。
ときは両方のガスを完全に除去するとH2Sの少ない酸性
ガスが生成する。これはクラウスプラントにおいては困
難を生じる。バラスト効果により、クラウスプラントか
らの最終出熱が下がり、操作はもっと困難である。極端
な場合、酸性ガス中のH2S含量が１０％より少ないと、
通常のクラウスプラントの操業は不可能であり特別の手
段を施してH2Sを単体イオウに変更しなければならな
い。
同時吸収はまた追加の溶媒が必要であるという欠点があ
る。この追加の液体は吸収器カラムを通過させ、加熱
し、脱離器でストリツプし、次に冷却して吸収器に戻さ
なければならない。離脱器はより大きいものとなりもつ
と多くの蒸気が必要であり、その蒸気も弱酸性ガスを燃
やすクラウスプラントからは入手し難いものである。
る。この追加の液体は吸収器カラムを通過させ、加熱
し、脱離器でストリツプし、次に冷却して吸収器に戻さ
なければならない。離脱器はより大きいものとなりもつ
と多くの蒸気が必要であり、その蒸気も弱酸性ガスを燃
やすクラウスプラントからは入手し難いものである。
加えてクラウスプラントの物理的大きさはより大きいも
のとなる。そのようなプラントの大きさはイオウの製造
速度によるよりも取り扱う酸性ガスの全容積によつて決
定される。
のとなる。そのようなプラントの大きさはイオウの製造
速度によるよりも取り扱う酸性ガスの全容積によつて決
定される。
いくつかの場合これらの問題は燃料ガスからCO2を除去
するどんな利益よりも重要でありしかもH2Sのみを除去
するには選択的な技術が要求される。
するどんな利益よりも重要でありしかもH2Sのみを除去
するには選択的な技術が要求される。
他の場合には燃料ガスからH2SとCO2の両方を除去するこ
とが本質的であるかもしれないが得られる酸性ガスは薄
すぎてクラウスプラントで使えない。そのときは選択吸
収技術を用いて酸性ガスを濃縮することができる。酸性
ガスからH2Sを選択的に吸収して濃縮溶液をストリツピ
ングすることによつて２つのガスが製造される。
とが本質的であるかもしれないが得られる酸性ガスは薄
すぎてクラウスプラントで使えない。そのときは選択吸
収技術を用いて酸性ガスを濃縮することができる。酸性
ガスからH2Sを選択的に吸収して濃縮溶液をストリツピ
ングすることによつて２つのガスが製造される。
吸収器を通つたガスはスイートCO2となる。これは灰化
の後に煙突に通してどんな痕跡量のH2SもSO2に変換す
る。脱離器を出るガスは主にH2Sを含む濃縮された酸性
ガスとなり単純で小型のクラウスプラントに適当であ
る。
の後に煙突に通してどんな痕跡量のH2SもSO2に変換す
る。脱離器を出るガスは主にH2Sを含む濃縮された酸性
ガスとなり単純で小型のクラウスプラントに適当であ
る。
この方法によるスイートCO2流の発生は特に有用となり
える。クラウスプラントを出るCO2を含む流れとは異な
り、それは窒素を含まない。そのようなガス流は油の回
収を増すことに最も効果的に使用できる。
える。クラウスプラントを出るCO2を含む流れとは異な
り、それは窒素を含まない。そのようなガス流は油の回
収を増すことに最も効果的に使用できる。
（従来技術） 大半のガススイートニングの応用においてH2SとCO2の両
方を除去することが必要であり従来のガススイートニン
グ溶媒、すなわちアミンあるいはアルカノールアミンが
用いられる。
方を除去することが必要であり従来のガススイートニン
グ溶媒、すなわちアミンあるいはアルカノールアミンが
用いられる。
H2Sを選択的に吸収（吸着）すべきである上記の場合に
おいては、特別の技術が用いられる。共通の試みはMEA
、DEA などのような化学溶媒よりもむしろ物理溶媒、
例えばセレクソール（Selexol）を用いることである。
これらの物理溶媒のいくつかはCO2に勝つてH2Sを吸収す
る。例えばセレクソールは同じ分圧条件下ではCO2の８
倍のH2Sを吸収すると特許請求されている。
おいては、特別の技術が用いられる。共通の試みはMEA
、DEA などのような化学溶媒よりもむしろ物理溶媒、
例えばセレクソール（Selexol）を用いることである。
これらの物理溶媒のいくつかはCO2に勝つてH2Sを吸収す
る。例えばセレクソールは同じ分圧条件下ではCO2の８
倍のH2Sを吸収すると特許請求されている。
これらの溶媒の欠点はそれを特徴づける吸収機構から生
じている。物理吸収剤（物理吸着剤）に関する平衡は化
学吸収剤（化学吸着剤）に関するよりも温度変化によつ
てあまり変化しない。それゆえ吸収されたガスの物理吸
収剤からの脱離には化学吸収剤の場合におけるよりも大
きな圧力減少が必要となる。このことは与えられた仕事
に関しては有効な吸収容量が化学吸収剤よりも物理吸収
剤の方が低いことを意味する。
じている。物理吸収剤（物理吸着剤）に関する平衡は化
学吸収剤（化学吸着剤）に関するよりも温度変化によつ
てあまり変化しない。それゆえ吸収されたガスの物理吸
収剤からの脱離には化学吸収剤の場合におけるよりも大
きな圧力減少が必要となる。このことは与えられた仕事
に関しては有効な吸収容量が化学吸収剤よりも物理吸収
剤の方が低いことを意味する。
酸性ガスの濃縮の場合には、吸収器と脱離器の間にほと
んど圧力差が得られない。酸性ガスの圧縮を行うとすれ
ばそれは意味のある物理溶媒吸収を生じるには非常に高
価なやり方である。
んど圧力差が得られない。酸性ガスの圧縮を行うとすれ
ばそれは意味のある物理溶媒吸収を生じるには非常に高
価なやり方である。
他の一つの試みは一群の化学溶媒、アルカノールアミ
ン、好ましくはメチルジエタノールアミン（MDEA）を用
いしかも吸収器の大きさを調節してCO2の同時吸収を最
小にする。このことは吸収器内のトレーの数を最小にし
しかも、もし必要なら、溶媒の循環速度を増すことによ
つて行うことができる。H2Sはアルカノールアミン中で
はCO2よりも速く吸収されるので、この技術を用いて吸
収されるCO2の量を減らすことができる。アルカノール
アミンは化学溶媒の群に属するので、同様な圧力レベル
で吸収器と脱離器を操業できる。
ン、好ましくはメチルジエタノールアミン（MDEA）を用
いしかも吸収器の大きさを調節してCO2の同時吸収を最
小にする。このことは吸収器内のトレーの数を最小にし
しかも、もし必要なら、溶媒の循環速度を増すことによ
つて行うことができる。H2Sはアルカノールアミン中で
はCO2よりも速く吸収されるので、この技術を用いて吸
収されるCO2の量を減らすことができる。アルカノール
アミンは化学溶媒の群に属するので、同様な圧力レベル
で吸収器と脱離器を操業できる。
この技術は容易に応用されるが大して効率的ではない。
吸収器のトレーの数を最適にすることによつて、もしMD
EA（メチルジエタノールアミン）を溶媒として使うな
ら、４〜５の分離係数を得ることは可能かもしれない。
このことが実際意味するところは、もし吸収器を出るガ
ス中にわずかにppmのH2Sしか残さないのが望ましいなら
ば大量のCO2がまだ一緒に吸収されるということであ
る。
吸収器のトレーの数を最適にすることによつて、もしMD
EA（メチルジエタノールアミン）を溶媒として使うな
ら、４〜５の分離係数を得ることは可能かもしれない。
このことが実際意味するところは、もし吸収器を出るガ
ス中にわずかにppmのH2Sしか残さないのが望ましいなら
ば大量のCO2がまだ一緒に吸収されるということであ
る。
数人の発明者は選択的な吸収仕事に関して特別なトレー
設計を提案した。例えば米国特許第４，２７８，６２１
号明細書および第４，２９７，３２９号明細書は孔の部
分の面積が小さくてしかも得られるガス速度の大きい新
規な多孔板塔（sieve tray）を開示している。そのよう
なトレー（多孔板塔）は従来の多孔板塔よりも性能上わ
ずかに良いけれど、都合の悪いことに対応する圧力損失
がもつと大きい。そのようなトレーを備えたカラムを溶
媒が通り落ちていくためにはそれゆえ従来のカラムにお
けるよりもトレーをもつと離して設置する必要がある。
このことは性能上ほんのわずかの利益を得るためにその
ような吸収器のコストを明らかに増加させる。
設計を提案した。例えば米国特許第４，２７８，６２１
号明細書および第４，２９７，３２９号明細書は孔の部
分の面積が小さくてしかも得られるガス速度の大きい新
規な多孔板塔（sieve tray）を開示している。そのよう
なトレー（多孔板塔）は従来の多孔板塔よりも性能上わ
ずかに良いけれど、都合の悪いことに対応する圧力損失
がもつと大きい。そのようなトレーを備えたカラムを溶
媒が通り落ちていくためにはそれゆえ従来のカラムにお
けるよりもトレーをもつと離して設置する必要がある。
このことは性能上ほんのわずかの利益を得るためにその
ような吸収器のコストを明らかに増加させる。
米国特許第４，１９８，３８６号明細書および米国特許
第４，１９８，３８７号明細書に記載のもう一つの提案
は、種々のガス流量がある場合に直面して必要な吸収容
量を多数の吸収カラムの間に分割することにより、また
それらのおのおのに溶媒を制御して流すことにより選択
性を保つことである。明らかにそのようなシステムは複
雑であり配管と弁をつなぐコストはそのシステムを不経
済にする。
第４，１９８，３８７号明細書に記載のもう一つの提案
は、種々のガス流量がある場合に直面して必要な吸収容
量を多数の吸収カラムの間に分割することにより、また
それらのおのおのに溶媒を制御して流すことにより選択
性を保つことである。明らかにそのようなシステムは複
雑であり配管と弁をつなぐコストはそのシステムを不経
済にする。
米国特許第４，０９３，７０１号明細書にはH2Sを選択
的に吸収するもう一つの方法が開示されている。従来の
トレーカラムが多くの領域に分割されており、おのおの
が脱離器から来るアミンの少ない新鮮な溶媒を供給され
る。性能上わずかの改良をするにはここでも実質的に多
数のパイプと弁を追加することが必要である。
的に吸収するもう一つの方法が開示されている。従来の
トレーカラムが多くの領域に分割されており、おのおの
が脱離器から来るアミンの少ない新鮮な溶媒を供給され
る。性能上わずかの改良をするにはここでも実質的に多
数のパイプと弁を追加することが必要である。
（目的） 本発明の目的は既知のプロセスの欠点を持たないプロセ
スを提供することである。このことはそれがもつと効率
的な化学吸収剤を利用すべきでありその結果酸性ガスが
低圧での吸収を用いて濃縮されうることを意味する。こ
れらの吸収剤を用いると、それは最高の可能性のある選
択性を実現すべきであり、その結果はほとんど完全にH2
Sを除去しながらもごく最小量のCO2が同時に吸収される
だけである。小型でしかも費用の少ない装置を用いてプ
ロセスを操業することが可能となるべきである。プロセ
スは単純であるべきであり、しかも必要な配管や弁の追
加は最小量に保たれるべきである。これらの要求は特許
請求の範囲第１項の特徴によつて明示したように本発明
によつて満足される。追加の特許請求の範囲は本発明に
対する有益な改変に関するものである。
スを提供することである。このことはそれがもつと効率
的な化学吸収剤を利用すべきでありその結果酸性ガスが
低圧での吸収を用いて濃縮されうることを意味する。こ
れらの吸収剤を用いると、それは最高の可能性のある選
択性を実現すべきであり、その結果はほとんど完全にH2
Sを除去しながらもごく最小量のCO2が同時に吸収される
だけである。小型でしかも費用の少ない装置を用いてプ
ロセスを操業することが可能となるべきである。プロセ
スは単純であるべきであり、しかも必要な配管や弁の追
加は最小量に保たれるべきである。これらの要求は特許
請求の範囲第１項の特徴によつて明示したように本発明
によつて満足される。追加の特許請求の範囲は本発明に
対する有益な改変に関するものである。
特許請求の範囲第１項に定義した公知の構造の充てんの
型を持つ吸収カラムを用いるとアルカノールアミン溶液
中のCO2の吸収速度が他の充てん物を使用する吸収カラ
ムを用いた実験から期待されるよりもずつと小さいとい
う驚くべき発見に本発明は基づいている。この現象は次
の実施例によつて例示する。表１には２モルのメチル−
ジエタノールアミン溶液中の硫化水素と二酸化炭素の吸
収に関する試験結果を示す。２．５４ｃｍ（１インチ）
のポール（Pall）リングからなる２．４４ｍ（８フイー
ト）の深い床で充てんした１６０mm直径のカラム中で
１．８ＭＰａ（２６０psia）で５１０標準ｍ３時間（１
８，０００SCFH）のガスを１１グラムのMDEA溶液と向流
接触させた。
型を持つ吸収カラムを用いるとアルカノールアミン溶液
中のCO2の吸収速度が他の充てん物を使用する吸収カラ
ムを用いた実験から期待されるよりもずつと小さいとい
う驚くべき発見に本発明は基づいている。この現象は次
の実施例によつて例示する。表１には２モルのメチル−
ジエタノールアミン溶液中の硫化水素と二酸化炭素の吸
収に関する試験結果を示す。２．５４ｃｍ（１インチ）
のポール（Pall）リングからなる２．４４ｍ（８フイー
ト）の深い床で充てんした１６０mm直径のカラム中で
１．８ＭＰａ（２６０psia）で５１０標準ｍ３時間（１
８，０００SCFH）のガスを１１グラムのMDEA溶液と向流
接触させた。
予想されるように、CO2の吸収速度はH2Sの吸収速度より
４〜５倍小さいことが結果から示される。もちろん１５
０ppmのH2S含量に達するためには、供給ガスのCO2含量
がより多いためにH2Sよりも約７倍多くのCO2が吸収され
る。吸収させた吸収剤のストリツピングによつて１２％
の硫化水素を含有する弱酸性ガスが生じる。
４〜５倍小さいことが結果から示される。もちろん１５
０ppmのH2S含量に達するためには、供給ガスのCO2含量
がより多いためにH2Sよりも約７倍多くのCO2が吸収され
る。吸収させた吸収剤のストリツピングによつて１２％
の硫化水素を含有する弱酸性ガスが生じる。
特許請求の範囲に定義したような構造的充填剤（硫化水
素と二酸化炭素の両方を含むガスから硫化水素を選択的
に吸収する方法における、該ガスの主流方向に置いた多
数の波板からなる充填剤）での試験から全く予期しない
結果が得られた。引用した構造的充填物は多くの垂直に
積層したモジユールからなり、各モジユールはカラム
（ガスの主流方向）に対して角度のある波形の多数の垂
直板からなり隣接する板の波形に対して十字形に交叉す
る関係にある。波形とカラム軸（ガスの主流方向）との
間の角度は２０゜〜７０゜の間にあることが好ましい。
一つおきのモジユールをそれらの板を正しい角度で積み
重ねた。スイス国特許第ＰＳ３９８，５０３号明細書に
そのような充てん物の説明がある。波形の壁にはスイス
国特許第ＰＳ６１７，４５７号明細書（米国特許第４，
２９６，０５０号明細書）に説明しているように今度は
細かい溝をつくることがある。ここで用いた「溝（flut
ing）」という言葉は溝切りあるいは模様の型穴（impre
ssion）によつて板の表面を粗にすることを指すものと
理解できる。他の充てん物の型、例えばリングは積層し
ようと山積みしようと本発明には使用できない。そのよ
うな充てん物は必要な選択性を生じない。そのような充
てん物の欠点は各構成要素の間の接触点で液膜が途切れ
ることであつて、このことがCO2の吸収に都合がよいこ
とであるかもしれない。ふるいトレーを備えた吸収カラ
ムもまた除外する。充てん物は連続した液体落下膜を生
じなければならない。充てん物は金属あるいはプラスチ
ツクのような種種の材料から作り、またシート、膜ある
いは織り物のような種々の形態に作ることができる。充
てん物内の不連続によつて液体膜が破れる際に同じ問題
が発生するので、編んだ線あるいは羊毛状のもの（flee
ce）の充てん物を使うことは益がない。
素と二酸化炭素の両方を含むガスから硫化水素を選択的
に吸収する方法における、該ガスの主流方向に置いた多
数の波板からなる充填剤）での試験から全く予期しない
結果が得られた。引用した構造的充填物は多くの垂直に
積層したモジユールからなり、各モジユールはカラム
（ガスの主流方向）に対して角度のある波形の多数の垂
直板からなり隣接する板の波形に対して十字形に交叉す
る関係にある。波形とカラム軸（ガスの主流方向）との
間の角度は２０゜〜７０゜の間にあることが好ましい。
一つおきのモジユールをそれらの板を正しい角度で積み
重ねた。スイス国特許第ＰＳ３９８，５０３号明細書に
そのような充てん物の説明がある。波形の壁にはスイス
国特許第ＰＳ６１７，４５７号明細書（米国特許第４，
２９６，０５０号明細書）に説明しているように今度は
細かい溝をつくることがある。ここで用いた「溝（flut
ing）」という言葉は溝切りあるいは模様の型穴（impre
ssion）によつて板の表面を粗にすることを指すものと
理解できる。他の充てん物の型、例えばリングは積層し
ようと山積みしようと本発明には使用できない。そのよ
うな充てん物は必要な選択性を生じない。そのような充
てん物の欠点は各構成要素の間の接触点で液膜が途切れ
ることであつて、このことがCO2の吸収に都合がよいこ
とであるかもしれない。ふるいトレーを備えた吸収カラ
ムもまた除外する。充てん物は連続した液体落下膜を生
じなければならない。充てん物は金属あるいはプラスチ
ツクのような種種の材料から作り、またシート、膜ある
いは織り物のような種々の形態に作ることができる。充
てん物内の不連続によつて液体膜が破れる際に同じ問題
が発生するので、編んだ線あるいは羊毛状のもの（flee
ce）の充てん物を使うことは益がない。
そのような構造的充填物は一般にポール（Pall）リング
よりも吸収効率が良いことがよく知られている。この理
由から、わずかに１．５２ｍ（５フイート）の構造的充
填物を用いてポールリング試験に関して同様な分離性能
を得た。
よりも吸収効率が良いことがよく知られている。この理
由から、わずかに１．５２ｍ（５フイート）の構造的充
填物を用いてポールリング試験に関して同様な分離性能
を得た。
表２はポールリングに対して用いたのと同じ試験条件で
の構造的充填物の試験結果を示す。
の構造的充填物の試験結果を示す。
最大の驚きは、H2Sの吸収がよりよいにもかかわらず、C
O2の吸収速度が初めの試験のわずかに半分であることで
ある。移動単位（transfer unit）の計算数値からCO2の
吸収はH2Sの吸収より約１０倍遅いことがわかる。吸収
した溶媒をストリツピングすると、２０％のH2Sを含ん
だ酸性ガスが発生する。
O2の吸収速度が初めの試験のわずかに半分であることで
ある。移動単位（transfer unit）の計算数値からCO2の
吸収はH2Sの吸収より約１０倍遅いことがわかる。吸収
した溶媒をストリツピングすると、２０％のH2Sを含ん
だ酸性ガスが発生する。
カラムの並流操業でも同様な違いが認められた。構造的
充填物を用いると、CO2の吸収速度はH2Sの吸収速度より
約１０倍小さい。しかしながらポールリングを用いる
と、比率は約４〜５に留まる。
充填物を用いると、CO2の吸収速度はH2Sの吸収速度より
約１０倍小さい。しかしながらポールリングを用いる
と、比率は約４〜５に留まる。
並流の吸収ではH2Sをppmのレベルまで除去することは困
難である。それにもかかわらず並流操業の大部分のH2S
を選択的に吸収するには大変有用でありうる、というの
は操業のパラメータを何ら溢れる制約（flood limitati
on）なしに選ぶことができるからである。比較的大きな
加工量を用いても、比較的大きい物質移動速度に達する
ことが可能でありその結果比較的短かくて小さな直径の
カラムを用いて操業できる可能性がある。
難である。それにもかかわらず並流操業の大部分のH2S
を選択的に吸収するには大変有用でありうる、というの
は操業のパラメータを何ら溢れる制約（flood limitati
on）なしに選ぶことができるからである。比較的大きな
加工量を用いても、比較的大きい物質移動速度に達する
ことが可能でありその結果比較的短かくて小さな直径の
カラムを用いて操業できる可能性がある。
両方の流れ様式の利点を用いて、CO2を含有する供給ガ
スから大量のH2Sをppmレベルまで選択的に吸収すること
ができる。
スから大量のH2Sをppmレベルまで選択的に吸収すること
ができる。
次の実施例はこの課題を満足させるのに本発明をいかに
用いることができるかを示し、本発明の特定の実施態様
を添付の図面において示している。
用いることができるかを示し、本発明の特定の実施態様
を添付の図面において示している。
本プロセスを行うのに用いる構造は垂直の並流吸収カラ
ム１と垂直の向流吸収カラム２を含む。両吸収器１およ
び２は共通の容器３の上に設ける。
ム１と垂直の向流吸収カラム２を含む。両吸収器１およ
び２は共通の容器３の上に設ける。
吸収器１は吸収器２よりも直径が小さくそれゆえガス速
度と質量移動速度はより大きい。吸収器１は頂部５にパ
イプ６により処理すべきガス、すなわち硫化水素および
二酸化炭素を含む天然ガスを入れる。アルカノールアミ
ン、好ましくはメチル−ジエタノールアミン（MDEA）の
水溶液をH2S用の溶媒として使用し、カラム１の頂部５
にパイプ１０を通して入れ、カラム２の頂部９にパイプ
１１を通して供給する。
度と質量移動速度はより大きい。吸収器１は頂部５にパ
イプ６により処理すべきガス、すなわち硫化水素および
二酸化炭素を含む天然ガスを入れる。アルカノールアミ
ン、好ましくはメチル−ジエタノールアミン（MDEA）の
水溶液をH2S用の溶媒として使用し、カラム１の頂部５
にパイプ１０を通して入れ、カラム２の頂部９にパイプ
１１を通して供給する。
両方の吸収器１および２は、上記定義したように、構造
的充填物１ａ及び２ａを含む。
的充填物１ａ及び２ａを含む。
吸収器１を通過した後で、硫化水素を吸収した溶媒とガ
スは容器３において分離される。溶媒は容器底部の液溜
め１３に集まる。吸収溶媒は抜き出してパイプ１５を経
て再循環する。大部分の硫化水素が吸収されたガスは次
に吸収器２において溶媒と向流接触して残留硫化水素を
除去する。この吸収器から吸収した溶媒もまた液溜め１
３に集まる。硫化水素のないガスでまだ初めの二酸化炭
素の大部分を含むガスはパイプ１４を経て放出される。
スは容器３において分離される。溶媒は容器底部の液溜
め１３に集まる。吸収溶媒は抜き出してパイプ１５を経
て再循環する。大部分の硫化水素が吸収されたガスは次
に吸収器２において溶媒と向流接触して残留硫化水素を
除去する。この吸収器から吸収した溶媒もまた液溜め１
３に集まる。硫化水素のないガスでまだ初めの二酸化炭
素の大部分を含むガスはパイプ１４を経て放出される。
上記の構造の改変によりもつと経済的な操業ができる。
もしカラムがそれ自身の液溜めを備えしかも向流吸収器
２の液溜めから出た吸収した溶媒を並流吸収器１に供給
するならば、その場合溶媒の速度の減少とより大きな溶
媒吸収が達成できる。
もしカラムがそれ自身の液溜めを備えしかも向流吸収器
２の液溜めから出た吸収した溶媒を並流吸収器１に供給
するならば、その場合溶媒の速度の減少とより大きな溶
媒吸収が達成できる。
上述の構造には２つの吸収器が含まれる。しかしながら
本プロセスは単一の吸収器で行うことができる。単一の
吸収器は並流あるいは向流のいずれかで操業できる。流
れの様式はガス精製の要求度に従つて選ぶ。アルカノー
ルアミンの供給がごく限られている場合やアルカノール
アミンの再生コストが重要である状況では、より大きな
H2Sの除去は向流の流れで達成できる。向流吸収の場合
には質量移動はより速いけれども、この流れの方式では
完全な硫化水素の除去はより困難である。
本プロセスは単一の吸収器で行うことができる。単一の
吸収器は並流あるいは向流のいずれかで操業できる。流
れの様式はガス精製の要求度に従つて選ぶ。アルカノー
ルアミンの供給がごく限られている場合やアルカノール
アミンの再生コストが重要である状況では、より大きな
H2Sの除去は向流の流れで達成できる。向流吸収の場合
には質量移動はより速いけれども、この流れの方式では
完全な硫化水素の除去はより困難である。
上で詳細に述べた構造は両方の流れ方式の利点を利用す
るものである。
るものである。
図は吸収装置を示す。 １……並流吸収カラム、吸収器、 ２……向流吸収カラム、吸収器、 ３……共通容器、 ５，９……頂部、 ６，１０，１１，１４，１５……パイプ、 １２……ガス空間、 １３……液溜め、 １ａ……構造的充填物、 ２ｂ……構造的充填物。
Claims (10)
- 【請求項１】硫化水素と二酸化炭素の両方を含むガスか
ら硫化水素を選択的に吸収する方法において、該ガスの
主流方向に平行に置いた多数の波板からなる充填物を含
むカラム中でアルカノールアミンの水溶液を含む溶媒に
該ガスを接触させ、そうすることによって、波形は該ガ
ス主流方向に対して２０゜〜７０゜の角度を成し、しか
も隣接の板では反対向きである、上記方法。 - 【請求項２】前記ガスと溶媒とを吸収カラム中で向流に
流す、特許請求の範囲第１項に記載の方法。 - 【請求項３】前記カラムの断面積Ａを、ガス負荷因子Ｇ
が０．３〜４．０であるように選び、ただし Ｇ＝（Ｖ／Ａ）・ρ1/2 Ｖ＝ガス流量，ｍ３／秒 Ａ＝カラム断面積，ｍ２ ρ＝ガス密度，ｋｇ／ｍ３ であり、しかも、板の形とそれらの設置を因子Ｒが０．
３〜７．５であるように選び、ただし Ｒ＝Ｌ／（Ａ・Ｆ） Ｌ＝溶媒の流量，リットル／分 Ｆ＝充填物の単位体積当りの充填物表面積，ｍ２／ｍ３ Ａ＝カラム断面積，ｍ２ である、特許請求の範囲第２項に記載の方法。 - 【請求項４】ガスと液体とを吸収カラムを通して並流で
流す、特許請求の範囲第１項に記載の方法。 - 【請求項５】見掛けのガス速度Ｗが３〜３０ｍ／秒であ
るようにカラム断面積を選び、ただし Ｗ＝Ｖ／Ａ，ｍ／秒 Ｖ＝ガス流量，ｍ３／秒 Ａ＝カラム断面積，ｍ２ であり、しかも、因子Ｒが５〜８７であるように板の形
及び板の設置を選び、ただし Ｒ＝Ｌ／（Ａ・Ｆ） Ｌ＝溶媒の流量，リットル／分 Ｆ＝充填物単位体積当りの充填物表面積，ｍ２／ｍ３ Ａ＝カラム断面積，ｍ２ である、特許請求の範囲第４項に記載の方法。 - 【請求項６】前記溶媒がメチル−ジエタノールアミンの
水溶液を８〜６０重量％の濃度で含む、特許請求の範囲
第１項から第５項のいずれか１項に記載の方法。 - 【請求項７】前記吸収カラムにおいて２〜１０ＭＰａの
圧力でサワー天然ガスを処理する、特許請求の範囲第１
項から第６項のいずれか１項に記載の方法。 - 【請求項８】前記吸収カラムにおいて０．１〜０．２Ｍ
Ｐａの圧力でサワー天然ガスを処理する、特許請求の範
囲第１項から第７項のいずれか１項に記載の方法。 - 【請求項９】硫化水素と二酸化炭素の両方を含むガスか
ら硫化水素を選択的に吸収する方法において該ガスの主
流方向に平行に置いた多数の波板からなる充填物を含む
カラム中でアルカノールアミンの水溶液を含む溶媒に該
ガスを接触させ、そうすることによって、波形は該ガス
主流方向に対して２０゜〜７０゜の角度を成し、しかも
隣接の板では反対向きである方法を実施する装置におい
て、２つの吸収カラム(1),(2) が液溜め(3) の上部のガ
ス空間(12)により底部で一続きになり、両カラムがカラ
ム軸に平行に配置した多くの波板からなる充填物（１
ａ，２ａ）を含み、それにより波形が該ガス主流方向に
対して２０゜〜７０゜の角度を成し、しかも隣接の板で
は反対向きになっている装置。 - 【請求項１０】前記ガスが最初に供給される前記吸収カ
ラム(1) が並流で操業し、しかも第２の吸収カラム(2)
が向流で操業する、特許請求の範囲第９項に記載の装
置。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CH823/85-7 | 1985-02-22 | ||
| CH823/85A CH667398A5 (de) | 1985-02-22 | 1985-02-22 | Verfahren zur selektiven absorption von schwefelwasserstoff aus einem schwefelwasserstoff und kohlendioxyd enthaltenden gas und vorrichtung zum durchfuehren des verfahrens. |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS62129125A JPS62129125A (ja) | 1987-06-11 |
| JPH0659378B2 true JPH0659378B2 (ja) | 1994-08-10 |
Family
ID=4196028
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP61037156A Expired - Fee Related JPH0659378B2 (ja) | 1985-02-22 | 1986-02-21 | Ｈ▲下２▼ｓおよびｃｏ▲下２▼を含むガス流からｈ▲下２▼ｓを選択吸収する方法 |
Country Status (6)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US4678648A (ja) |
| EP (1) | EP0204847B2 (ja) |
| JP (1) | JPH0659378B2 (ja) |
| CA (1) | CA1252608A (ja) |
| CH (1) | CH667398A5 (ja) |
| DE (1) | DE3583340D1 (ja) |
Families Citing this family (44)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| FR2757147B1 (fr) * | 1996-12-12 | 1999-01-29 | Inst Francais Du Petrole | Procede et dispositif d'epuration d'un gaz contenant de l'hydrogene sulfure et du dioxyde de soufre |
| KR100516498B1 (ko) * | 2001-12-10 | 2005-09-23 | 주식회사 포스코 | 안수와 ｍｄｅａ를 이용한 코크스오븐가스중의 황화수소흡수효율 향상방법 |
| GB2383276B (en) * | 2001-12-21 | 2005-06-08 | Statoil Asa | Acid gas removal |
| TWI351306B (en) * | 2003-05-16 | 2011-11-01 | Sulzer Chemtech Ag | Method of mass transfer of a material or heat |
| RU2245897C1 (ru) * | 2003-10-10 | 2005-02-10 | Чучалин Лев Климентьевич | Способ очистки технологических газов от сероводорода |
| WO2005075056A1 (en) * | 2004-01-20 | 2005-08-18 | Fluor Technologies Corporation | Methods and configurations for acid gas enrichment |
| WO2006023743A2 (en) * | 2004-08-20 | 2006-03-02 | The Trustees Of Columbia University In The City Of New York | Laminar scrubber apparatus for capturing carbon dioxide from air and methods of use |
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| AR096078A1 (es) | 2013-05-09 | 2015-12-02 | Exxonmobil Upstream Res Co | Separación de impurezas de una corriente de gas usando un sistema de contacto en equicorriente orientado verticalmente |
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| CA2972815C (en) | 2015-02-17 | 2020-04-07 | Exxonmobil Upstream Research Company | Inner surface features for co-current contactors |
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