DE1544141B2

DE1544141B2 - Verfahren zum Entfernen von Gasoder Flüssigkeitsresten aus angereicherten Lösungsmitteln

Info

Publication number: DE1544141B2
Application number: DE19661544141
Authority: DE
Inventors: Jacob Den Haag Korving (Niederlande)
Original assignee: Shell Internationale Research Maatschappij BV
Current assignee: Shell Internationale Research Maatschappij BV
Priority date: 1965-12-24
Filing date: 1966-12-22
Publication date: 1976-01-08
Also published as: NL146061B; NL6516902A; FR1505994A; GB1131989A; DE1544141A1

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zum Entfernen von Gas- oder Flüssigkeitsresten aus angereicherten Lösungsmitteln, die mit den betreffenden Gasen oder Flüssigkeiten in einer ersten Zone in Berührung gestanden haben. In der Beschreibung und in den Ansprüchen bedeutet der Ausdruck »Gase« sowohl echte Gase als auch Dämpfe.

Bekanntermaßen enthalten Gase, wie Erdgas, Luft, durch partielle oder vollständige Verbrennung von Öl oder Kohle erhaltene Gase, Raffineriegase, Stadtgas, Kokereigas, Wassergas, Propan und Propylen, häufig als Verunreinigungen anzusehende, z. B. sauer reagierende Verbindungen, wie Schwefelwasserstoff, Schwefeldioxyd, Kohlendioxyd und/oder Kohlenoxysulfid und außerdem eine oder mehrere zusätzliche Komponenten, wie Wasserstoff, Kohlenmonoxyd, leichte Kohlenwasserstoffe, Stickstoff, Sauerstoff und Wasserdampf.

Auch Flüssigkeiten enthalten häufig z. B. eine oder mehrere der vorgenannten Verunreinigungen, wie eine oder mehrere der vorbeschriebenen sauer reagierenden Verbindungen und eine oder mehrere andere Komponenten, wie Kohlenwasserstoffe.

Für viele Verwendungszwecke ist es erforderlich, diese Verunreinigungen, bei denen es sich neben sauren auch um alkalisch reagierende Verbindungen, wie Ammoniak, und ein oder mehrere Amine, handeln kann, aus den betreffenden Gasen oder Flüssigkeiten bzw. solche Verunreinigungen enthaltenden Gemischen von Gasen und Flüssigkeiten zu entfernen.

Herkömmlicherweise werden derartige Verunreinigungen mittels flüssiger Lösungsmittel entfernt. Einige dieser Lösungsmittel führen zum Entfernen der Verunreinigungen, indem sie mit diesen chemisch reagieren. Andere Lösungsmittel lösen die Verunreinigungen rein physikalisch.

Das Herauslösen sauer reagierender Verbindungen aus Gasen oder Flüssigkeiten mittels flüssiger Lösungsmittel beruht zum größten Teil auf der Bildung von Salzen solcher Verbindungen und/oder einer gewissen physikalischen Löslichkeit dieser Verbindungen im verwendeten Lösungsmittel.

Die Abtrennung der Verunreinigungen erfolgt, indem man das flüssige Lösungsmittel in einer ersten Berührungszone mit den zu behandelnden Gasen oder Flüssigkeiten innig kontaktiert, wobei sich ein »angereichertes Lösungsmittel« bildet, d. h. ein Lösungsmittel, welches mit den Verunreinigungen beladen ist. Üblicherweise besteht die erste Berührungszone aus einer senkrecht angeordneten Säule, in der das die Verunreinigung(en) enthaltende Gas und/oder die betreffende Flüssigkeit mit dem flüssigen Lösungsmittel vorzugsweise im Gegenstrom kontaktiert wird (werden). Das behandelte Gas verläßt die Säule am oder in der Nähe des Kopfes, während das angereicherte Lösungsmittel, in welchem die absorbierten Verunreinigungen enthalten sind, am Boden der Säule oder in der Nähe des Bodens abgezogen wird. j

Die Säule weist meistens Fraktionierböden, Prallplatten oder andere, einen innigen Kontakt fördernde Einbauten auf. Der Ausdruck »Absorptionssäule« wird verwendet, wenn man Gase mit dem Lösungsmittel in Berührung bringt, während der Ausdruck »Extraktionssäule« Verwendung findet, wenn Flüssigkeiten in entsprechender Weise behandelt werden.

Das angereicherte Lösungsmittel enthält jedoch auch noch Reste der behandelten Gase oder Flüssigkeiten, j ζ. B. eine gewisse Menge des ursprünglich in einem zu j behandelnden Gasgemisch vorhandenen Wasserstoffs, ■ Kohlenmonoxyds, Stickstoffs, Sauerstoffs und/oder i Kohlenwasserstoffs. Das angereicherte Lösungsmittel i kann diese Reste in gelöstem oder dispergiertem Zustand enthalten. Der dispergierte Rest kann selbstverständlich noch gasförmig und/oder flüssig sein.

Bei einem bekannten Verfahren zum Entfernen solcher Gas- oder Flüssigkeitsreste wird das angereicherte Lösungsmittel vom unteren Teil einer Absorptions- oder Extraktionssäule aus zu einem Expansionsbehälter geführt, in welchem verminderter Druck herrscht, so daß praktisch alle Gas- oder Flüssigkeitsreste durch Verdampfen entfernt werden (vgl. »gas purification processes« von G. Nonhebel, London 1964, George Newnes Ltd., S. 264). Diese Arbeitsweise weist die Nachteile auf, daß erstens ein Expansionsbehälter erforderlich ist und daß zweitens die wiedergewonnenen Gas- oder Flüssigkeitsreste, welche nach der Durchführung der Expansion vollständig im gasförmigen Zustand vorliegen, immer noch geringe Mengen an sauer reagierenden Verbindungen enthalten. Sofern sie Schwefelwasserstoff enthalten, sind die expandierten Gase ohne eine nochmalige Nachbehandlung für viele weitere Anwendungszwecke, wie als Brennstoff, ungeeignet. In solchen Fällen ist noch eine weitere Absorptionssäule erforderlich, um diese kleine Schwefelwasserstoffmenge aus den expandierten Gasen in einer gesonderten Lösungsmittelmenge zu absorbieren.

Es wurde nunmehr gefunden, daß eine beträchtliche Vereinfachung unter Fortfall des Expansionsbehälters und der zusätzlichen Absorptionssäule möglich wird, wenn man das angereicherte Lösungsmittel in eine zweite Behandlungszone einspeist, in welcher ein niedrigerer Druck als in der ersten Berührungszone herrscht, und in der eine weitere Menge von Gasen oder Flüssigkeiten mit einem Lösungsmittel in Berührung gebracht wird. Auf diese Weise läßt sich eine kombinierte Hochdruck/Niederdruckbehandlung der Gase und Flüssigkeiten erreichen.

In der ersten Berührungszone herrscht daher ein höherer Druck als in der zweiten Behandlungszone. Die Gasreste, welche in dem Lösungsmittel der ersten Zone gelöst oder dispergiert sind, entweichen in der

erfindungsgemäßen zweiten Behandlungszone aus dem angereicherten Lösungsmittel und vermischen sich mit den dort behandelten Gasen oder Flüssigkeiten. Ist das in der ersten Berührungszone behandelte Material eine Flüssigkeit, so entweichen die in dem angereicherten Lösungsmittel dispergierten Flüssigkeitsreste aus letzterem nur dann, wenn diese Flüssigkeiten bei dem in der zweiten Behandlungszone vorherrschenden niedrigen Druck in den gasförmigen Zustand übergehen. Es ist selbstverständlich auch denkbar, daß die dispergiert vorliegenden Flüssigkeitsreste in der zweiten Behandlungszone nur zum Teil in den gasförmigen Zustand übergehen.

Das in der zweiten Behandlungszone eingeführte Lösungsmittel, welches mit den in der ersten Beruhrungszone absorbierten Verunreinigungen angereichert ist, setzt bei dem in der zweiten Behandlungszone vorherrschenden Druck, der selbstverständlich niedriger als der Druck in der ersten Berührungszone ist, auch eine kleine Menge der absorbierten Verunreinigungen frei. Dies ist jedoch insbesondere dann von geringer Bedeutung, wenn die Verunreinigungen chemisch vom Lösungsmittel gebunden werden.

Die Erfindung betrifft demgemäß ein Verfahren zum Entfernen von Gas- oder Flüssigkeitsresten aus angereicherten Lösungsmitteln, welche in einer ersten Behandlungszone mit den betreffenden Gasen oder Flüssigkeiten in Berührung gestanden haben, das dadurch gekennzeichnet ist, daß das angereicherte Lösungsmittel in eine zweite Behandlungszone eingeführt wird, in welcher ein niedrigerer Druck als in der ersten Berührungszone vorherrscht und in der eine weitere Menge von Gasen oder Flüssigkeiten mit einem Lösungsmittel in Berührung gebracht wird, welches durch Regenerieren der aus dieser zweiten Behändlungszone ablaufenden Lösungsmittel erhalten wird.

Da die noch Gas- oder Flüssigkeitsreste enthaltenden angereicherten Lösungsmittel in der zweiten Behandlungszone unter einem niedrigeren Druck als in der ersten Berührungszone stehen, vermischen sich diese Reste im gasförmigen Zustand mit der weiteren Menge an Gasen oder Flüssigkeiten, welche in der zweiten Behandlungszone mit einer weiteren Lösungsmittelmenge in Berührung stehen. Auch für die Absorption oder Extraktion in der zweiten Behandlungszone verwendet man üblicherweise eine mit Fraktionierböden, Prallplatten oder anderen Kontaktmitteln ausgestattete Säule. Es ist selbstverständlich auch möglich, das in der ersten Berührungszone verwendete angereicherte Lösungsmittel am Boden einer solchen zweiten Säule, z. B. unterhalb der Kontaktmittel, einzuleiten und es dort mit der weiteren Menge eines Lösungsmittels zu vermischen. Dies bedeutet jedoch, daß das angereicherte Lösungsmittel nicht der Wirkung der in dieser zweiten Säule vorhandenen Kontaktmittel ausgesetzt ist. Das noch Gas- oder Flüssigkeitsreste enthaltende Lösungsmittel aus der ersten Berührungszone wird daher vorzugsweise einem (einer) oder mehreren Fraktionierböden, Prallplatten oder anderen Kontaktmitteln der zweiten Behandlungszone zugeführt

Bei dieser Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens durchfließen das erste und das zweite Lösungsmittel zusammen von oben nach unten die vorgenannten Kontaktmittel, so daß die Gas- oder Flüssigkeitsreste in den gasförmigen Zustand übergehen und sich mit den weiteren Anteilen an Gasen oder Flüssigkeiten vermischen können.

Erfindungsgemäß kann daher auf den herkömmlicherweise benutzten Expansionsbehälter und die zusätzliche Absorptionssäule vollständig verzichtet werden.

Beim erfindungsgemäßen Verfahren erhält man daher schließlich ein Gemisch aus angereicherten Lösungsmitteln, von denen ein Teil auch in der ersten Berührungszone, der restliche Teil hingegen nur in der zweiten Behandlungszone, mit den zu reinigenden Gasen oder Flüssigkeiten kontaktiert worden ist. Um das angereicherte Lösungsmittel für den Wiedergebrauch aufzuarbeiten und/oder die absorbierten Verunreinigungen vom Lösungsmittel abzutrennen, was von besonderer Bedeutung ist, wenn z. B. eine Schwefelwasserstoffverunreinigung als Rohmaterial für die Schwefelerzeugung verwendet werden soll, befreit man die beiden verwendeten Lösungsmittel vorzugsweise durch Regenerieren von den absorbierten Verunreinigungen, nachdem diese Lösungsmittel die zweite Behandlungszone durchlaufen haben. Nach der Regenerierung ist es möglich, das eine Lösungsmittel für die Kontaktierungsbehandlung in der ersten Berührungszone und das andere Lösungsmittel für die Kontaktierungsbehandlung in der zweiten Behandlungszone wiederzuverwenden. Die Regenerierung erfolgt in den meisten Fällen durch fraktioniertes Verdampfen in einer Abstreifsäule, wobei der Druck wesentlich niedriger ist als bei der Absorption der Verunreinigungen in dem Lösungsmittel. Es wird dabei eine für ein möglichst vollständiges Abdampfen der Verunreinigungen aus dem angereicherten Lösungsmittel ausreichende Temperatur angewendet, und das abgetrennte Material wird aus der Abstreifsäule am oder in der Nähe des Kopfes abgezogen. Die fraktionierte Verdampfung wird im allgemeinen mittels Dampf durchgeführt, obwohl es selbstverständlich auch möglich ist, dafür Stickstoff zu verwenden.

Das erfindungsgemäße Verfahren kommt vorzugsweise zur Anwendung, wenn das angereicherte Lösungsmittel mit Schwefelwasserstoff beladen ist und die Gas- oder Flüssigkeitsreste Kohlenwasserstoffe enthalten. Dies trifft insbesondere zu, wenn Schwefelwasserstoff nach seiner Freisetzung bei der Regenerierung des Lösungsmittels einer Claus-Anlage zugespeist und zu elementarem Schwefel verarbeitet werden soll. Da bekanntlich bei der Herstellung von Schwefel mittels des Claus-Verfahrens schon sehr geringe und insbesondere schwankende Kohlenwasserstoffmengen in dem partiell zu Schwefel zu verbrennenden Schwefelwasserstoff zu einer unerwünschten Schwarzfärbung des Schwefelprodukts führen und da insbesondere bei der Extraktion von Flüssigkeiten mittels flüssiger Lösungsmittel Reste der extrahierten Flüssigkeit und damit auch Reste von Kohlenwasserstoffen in das angereicherte Lösungsmittel gelangen, ist es äußerst ratsam, diese Gas- und Flüssigkeitsreste zusammen mit den Kohlenwasserstoffresten nach der Extraktion in einer ersten Berührungszone und vor der Freisetzung des Schwefelwasserstoffes bei der Regenerierung des angereicherten Lösungsmittels in einer erfindungsgemäßen zweiten Behandlungszone abzutrennen. Dies gilt um so mehr, als dispergierte Reste extrahierter Flüssigkeit im angereicherten Lösungsmittel eine wesentlich größere Materialmenge als gleiche Volumina dispergierter Gase darstellen. Infolge des in der zweiten Behandlungszone herrschenden Druckes, der niedriger als in der ersten Berührungszone ist, enthält das angereicherte Lösungsmittel nach der erfindungsgemäßen Behandlung geringere Mengen an Kohlenwasserstoffresten, und demge-

maß weist auch das während der anschließenden Regenerierungsbehandlung aus dem angereicherten Lösungsmittel freigesetzte schwefelwasserstoffhaltige Gas eine niedrigere Schwefelwasserstoffkonzentration auf als bei direkt nach dem Abziehen des angereicherten Lösungsmittels aus der ersten Behandlungszone durchgeführtem Regenerieren. Das während der Regenerierung freigesetzte Schwefelwasserstoff enthaltende Gas eignet sich daher besonders zur Teilverbrennung mit einem sauerstoffhaltigen Gas zu elementarem Schwefel, ι ο

In der ersten Berührungszone werden vorzugsweise Drücke von 7 bis 70 kg/cm² angewendet, da alle praktisch angewendeten Drücke in diesem Bereich liegen. Selbstverständlich kann jedoch in der ersten Berührungszone auch ein Druck oberhalb 70 kg/cm² angewendet werden. Der Druck in der zweiten Behandlungszone ist insoweit beschränkt, als er niedriger liegen muß als der Druck in der ersten Berührungszone.

So ist es beispielsweise möglich, ein flüssiges Gemisch aus leichten Kohlenwasserstoffen, welches hauptsächlich aus Propan und Propylen besteht, zwecks Entfernung von Schwefelwasserstoff in einer ersten Berührungszone mit einem Lösungsmittel bei einer Temperatur zwischen 30 und 40° C und einem Druck zwischen 20 und 25 kg/cm² abs. zu behandeln. Weiterhin kann in einer zweiten Behandlungszone ein hauptsächlich aus Methan und Äthan bestehendes Gasgemisch zwecks Entfernung von Schwefelwasserstoff mit einem Lösungsmittel mit einer Temperatur zwischen 30 und 40⁰C und einem Druck zwischen 7 und 15 kg/cm² behandelt werden. Wenn man das angereicherte Lösungsmittel aus der ersten Berührungszone in die zweite Behandlungszone einleitet, werden die hauptsächlich aus Propan und Propylen bestehenden Kohlenwasserstoffreste bei den vorstehenden Bedingungen in den gasförmigen Zustand übergehen und sich mit den leichten Kohlenwasserstoffen vermischen, die in der zweiten Behandlungszone absorbiert bzw. extrahiert werden.

In der ersten Berührungszone und in der zweiten Behandlungszone werden üblicherweise Temperaturen von 25 bis 135° C und insbesondere von 30 bis 8O⁰C angewendet.

Erfindungsgemäß kann jedes die betreffenden Verunreinigungen lösende Lösungsmittel verwendet werden. Zum Lösen von sauer reagierenden Verunreinigungen verwendet man vorzugsweise eine wäßrige Lösung, welche ein oder mehrere schwach basische Amine enthält. Lösungen dieses Typs weisen den Vorteil leichter Regenerierbarkeit auf. Beispiele für derartige Amine werden in der GB-PS 9 72 140 beschrieben.

Besonders ist Diisopropanolamin als Lösungsmittel für diesen Zweck geeignet, da dieses Amin allgemein in einem hohen Reinheitsgrad erhältlich ist Dieses Absorptionsmittel wird vorzugsweise in Form einer wäßrigen Lösung eingesetzt, welche 5 bis 60 Gewichtsprozent Diisopropanolamin enthält. Für die großtechnische Anwendung werden vorzugsweise im Handel erhältliche Dipropanolamingemische verwendet, wie sie z. B. als Nebenprodukt bei der Herstellung von Diäthanolamin anfallen. Diese Handelsprodukte bestehen zu mehr als 90 Gewichtsprozent aus Diisopropanolamin und bis zu 10 Gewichtsprozent aus Mono- und Tripropanolaminen, und sie können zusätzlich auch noch eine gewisse Diäthanolaminmenge enthalten.

Für die Entfernung von Kohlendioxyd und Kohlenoxysulfid eignen sich Alkanolalkylamineund Morpholine.

Vorstehend wurde das erfindungsgemäße Verfahren unter Verwendung von Amine enthaltenden Lösungsmitteln erläutert, die mit den betreffenden sauren Verunreinigungen chemisch reagieren. Das erfindungsgemäße Verfahren kann jedoch auch unter Verwendung von Lösungsmitteln mit Erfolg durchgeführt werden, welche die sauer reagierenden Verbindungen rein physikalisch lösen. Gemäß einer vorzugsweise verwendeten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens wird ein Lösungsmittel verwendet, das ein oder mehrere Sulfone der nachstehenden allgemeinen Formel enthält

-C

R₄

C C

/■ \

O O

in welcher wenigstens vier der Reste R Wasserstoff bedeuten und die restlichen Substituenten R Alkylgruppen mit jeweils 1 bis 4 Kohlenstoffatomen darstellen. Sulfone dieses Typs werden in den GB-PS 9 97 169, 9 57 260 und 9 72 140 beschrieben. Erfindungsgemäß wird vorzugsweise Cyclotetrahydromethylensulfon als diesbezügliches Lösungsmittel verwendet.

Die mit einem solchen Sulfon behandelten Gase können gegebenenfalls eine geringe Menge des gasförmigen Sulfons enthalten. Da dies für manche Anwendungszwecke unerwünscht ist, kann es in solchen Fällen zweckmäßig sein, die Sulfone praktisch vollständig aus den behandelten Gasen zu entfernen, indem man letztere mit Wasser in Berührung bringt, oder die Sulfone mittels eines Adsorptionsmittels, wie Aktivkohle, aus den Gasen zu adsorbieren.

Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens enthält das Lösungsmittel ein aliphatisches Säureamid. Die Anwendung solcher Säureamide wird in der GB-PS 9 80 751 beschrieben. Erfindungsgemäß besonders ist Dimethylformamid geeignet

Ein Problem, das insbesondere bei der Behandlung von solchen Gasen auftritt, in welchen die sauer reagierenden Verbindungen einen hohen Partialdruck aufweisen, besteht in der wirksamen und vollständigen Entfernung dieser Verbindungen. Gase, welche praktisch frei von solchen sauer reagierenden Verbindungen sind, lassen sich durch Behandlung mit einem Lösungsmittel gewinnen, welches außer einem oder mehreren schwach basischen Aminen auch noch ein rein physikalisches Lösungsmittel enthält. In diesem Fall werden die sauer reagierenden Verbindungen zum Teil physikalisch gelöst und zum Teil chemisch gebunden. Nach dem Kontaktieren in der ersten Berührungszone wird eine gewisse Menge der physikalisch gelösten, sauer reagierenden Gase neben den bereits erwähnten Gas- oder Flüssigkeitsresten beim Vermindern des Druckes des angereicherten Lösungsmittels in der zweiten Behandlungszone in Gasform freigesetzt, doch werden dann diese Gase durch das zweite Lösungsmit-

tel absorbiert. Ein vorzugsweise verwendetes Lösungsmittel, welches eine Kombination aus einem physikalischen und einem chemischen Lösungsmittel darstellt, enthält 1 bis 15 Gewichtsprozent Wasser, 15 bis 35 Gewichtsprozent Diisopropanolamin und 50 bis 84 Gewichtsprozent Cyclotetrahydromethylensulfon. Für andere Behandlungen kann ein solches Lösungsmittel beispielsweise Monoisopropanolamin, Cyclotetrahydromethylensulfon und Wasser oder ein Alkanolalkylamin, Cyclotetrahydromethylensulfon und Wasser enthalten. Für diesen Zweck geeignete Alkanolalkylamine sind z. B. Methylaminoäthanol und Äthylaminoäthanol. Es können auch Gemische aus einem Morpholin, Cyclotetrahydromethylensulfon und Wasser verwendet werden. Hierfür eignet sich Morpholin selbst und 2,6-Dimethylmorpholin.

Für das erfindungsgemäße Verfahren können vorteilhafterweise auch Lösungsmittel verwendet werden, welche ein N-alkyliertes Pyrrolidon und/oder ein N-alkyliertes Piperidon enthalten. So enthält ein besonders geeignetes Lösungsmittel 30 bis 60 Gewichtsprozent Diisopropanolamin und N-Methylpyrrolidon. Ein Lösungsmittel welches außer N-Methylpyrrolidon noch ein Alkanolalkylamin und/oder ein Morpholin enthält, kann gleichfalls mit Vorteil verwendet werden.

Die Erfindung wird unter Bezug auf die schematischen Zeichnungen näher erläutert, in welchen Hilfsvorrichtungen, wie Ventile, Pumpen und Kontrollgeräte, nicht dargestellt sind.

Fig. 1 zeigt das übliche Verfahren zur Entfernung von Gas- oder Flüssigkeitsresten aus angereicherten Lösungsmitteln. Danach wird das zu behandelnde Gut dem unteren Teil einer Säule 2 über eine Leitung 1 zugeführt. Das Behandlungsgut kann aus Gasen, Flüssigkeiten oder einem Gas-Flüssigkeits-Gemisch bestehen. Ein nicht mit sauer reagierenden Verbindungen beladenes Lösungsmittel wird dem oberen Teil der Säule 2 über Leitung 3 zugeführt. Bei dieser Säule 2 handelt es sich um die vorstehend erwähnte erste Berührungszone. Das über Leitung 3 zugeführte Lösungsmittel wird in dieser ersten Berührungszone mit den über Leitung 1 zugeführten Gasen oder Flüssigkeiten kontaktiert. Die an sauer reagierenden Verbindungen abgereicherten Gase und Flüssigkeiten verlassen die Säule 2 über eine Leitung 4, während das mit sauer reagierenden Verbindungen angereicherte Lösungsmittel die Säule 2 über Leitung 5 verläßt. Sofern nur Gase in der Säule 2 mit einem Lösungsmittel in Berührung gebracht werden, ist die Säule mit Fraktionierböden, Prallplatten oder anderen Kontaktmitteln ausgestattet, so daß man dann von einer Absorptionssäule sprechen kann. Wenn in dieser Säule 2 Flüssigkeiten oder Gemische aus Gasen und Flüssigkeiten behandelt werden, kann die Säule Füllkörperschichten enthalten, welche als Kontaktmittel dienen. In diesen Fällen wird die Säule 2 als Extraktionssäule bezeichnet.

In der Säule 2 werden in den meisten Fällen Drücke von 7 bis 70 kg/cm² abs. angewendet, da die Drücke in der Praxis üblicherweise in diesem Bereich liegen. Es können jedoch auch Drücke oberhalb 70 kg/cm² abs. ^o bzw. unterhalb 7 kg/cm² abs. angewendet werden.

Es kann erfindungsgemäß jedes zur Absorption der sauer reagierenden Verbindungen geeignete Lösungsmittel verwendet werden, so daß hier auf die vorstehend angeführten Lösungsmittel Bezug genommen werden kann, beispielsweise eignen sich Lösungsmittel, welche Cyclotetrahydromethylensulfon, ein oder mehrere Amine und Wasser enthalten.

Das durch die Leitung 5 abfließende und mit sauer reagierenden Verbindungen angereicherte Lösungsmittel enthält noch Gas- oder Flüssigkeitsreste, welche von dem über Leitung 1 in die Säule 2 einströmenden Beschickungsgut stammen. Bei dem üblichen Verfahren wird das angereicherte Lösungsmittel über Leitung 5 in einen Expansionsbehälter 6 eingeleitet, in welchem ein niedrigerer Druck als in der Säule 2 von z. B. 1,5 bis 7 kg/cm² abs. herrscht, so daß die Gas- oder Flüssigkeitsreste praktisch vollständig im gasförmigen Zustand von dem angereicherten Lösungsmittel abgetrennt werden. Die so im Expansionsbehälter 6 gebildeten Gase enthalten aber auch noch eine kleine Menge der sauer reagierenden Verbindungen, welche, jedenfalls soweit es sich um Schwefelwasserstoff handelt, von diesen Gasen abgetrennt werden müssen, damit letztere weiterverwendet werden können. Zu diesem Zweck werden die Gase über Leitung 7 aus dem Expansionsbehälter 6 abgezogen und strömen anschließend in eine Absorptionssäule 8 ein, in welcher die Gase im Gegenstrom mit einem Lösungsmittel kontaktiert werden, welches nicht mit sauer reagierenden Verbindungen beladen ist und das über Leitung 9 eingespeist wird, sowie diese Säule 8 über Leitung 10 als angereichertes Lösungsmittel verläßt. Die so behandelten Gase werden aus der Säule 8 über Leitung 11 abgezogen.

Das die absorbierten sauer reagierenden Verbindungen enthaltende angereicherte Lösungsmittel wird aus dem Expansionsbehälter 6 am Boden über Leitung 12 abgezogen und fließt bei einem noch etwas niedrigeren Druck zu einer Abstreifsäule 13, welche mittels eines Wiedererhitzers 14 vorgewärmt wird. Die durch das Erhitzen abgetriebenen sauer reagierenden Verbindungen verlassen die Abstreifsäule 13 über Leitung 15. Das nunmehr eine geringere Menge an sauer reagierenden Verbindungen enthaltende Lösungsmittel wird aus der Abstreifsäule 13 über eine Leitung 16 abgezogen und fließt durch einen oder mehrere Wärmeaustauscher 17, in welchen es mit dem mit sauer reagierenden Verbindungen beladenen Lösungsmittel Wärme austauscht, das durch die Leitung 12 fließt, worauf das auf diese Weise abgekühlte Lösungsmittel zum Teil über Leitung 9 der Absorptionssäule 8, zum Teil über Leitung 3 der Säule 2 und zum Teil einer weiteren Säule 18 zugeleitet wird. Es ist selbstverständlich auch möglich, das durch Leitung 12 strömende angereicherte Lösungsmittel durch Wärmeaustausch mit Dampf oder unter Verwendung von zur Verfügung stehenden heißen Gasen zu erwärmen, die auf jeden Fall gekühlt werden müssen, beispielsweise mittels heißer Gemische, welche Kohlendioxyd, Wasserstoff und Dampf enthalten und die gegebenenfalls aus Gemischen von Kohlenmonoxyd und Wasser hergestellt worden sind, so daß dann das angereicherte Lösungsmittel auch unter Ausnutzung der Kondensationswärme von Wasser erhitzt werden kann. Ein Beschickungsgut, welches aus Gasen oder Flüssigkeiten oder aus einem Gas-Flüssigkeits-Gemisch bestehen kann, wird der Säule 18 über Leitung 19 zugeführt und in dieser im Gegenstrom bei einem niedrigeren Druck als in der ersten Berührungszone mit dem über Leitung 16 zuströmenden Lösungsmittel behandelt, welches nicht mit sauer reagierenden Verbindungen angereichert ist. Bei dieser Säule 18 handelt es sich um die vorstehend erwähnte zweite Behandlungszone. Die nicht mehr mit sauer reagierenden Verbindungen angereicherten Gase oder Flüssigkeiten verlassen die Säule 18 über Leitung 20. Das mit

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sauer reagierenden Verbindungen angereicherte Lösungsmittel wird aus der Säule 18 über Leitung 21 abgezogen und anschließend mit dem durch Leitung 12 strömenden angereicherten Lösungsmittel vereinigt.

In Fig.2 ist das erfindungsgemäße Verfahren zur Entfernung von Gas- oder Flüssigkeitsresten aus angereicherten Lösungsmitteln dargestellt. In dieser Figur haben die mit den gleichen Bezugszeichen wie in F i g. 1 versehenen Teile die entsprechenden Funktionen, wie sie für F i g. 1 erläutert wurden. Beim erfindungsgemäßen Verfahren entfallen jedoch der Expansionsbehälter 6, die Absorptionssäule 8 und die Leitungen 7,9,10 und 11, und demgemäß wird das über Leitung 5 aus der Säule 2 abgezogene angereicherte Lösungsmittel direkt der Säule 18 zugeführt, in welcher ein niedrigerer Druck als in der Säule 2 herrscht und in welcher sauer reagierende Verbindungen aus den über Leitung 19 zugeführten Gasen oder Flüssigkeiten entfernt werden. Infolge des niedrigeren Druckes, welcher in der Säule 18 im Vergleich zur Säule 2 herrscht, werden die in dem über Leitung 5 zugeführten angereicherten Lösungsmittel enthaltenen Gas- oder Flüssigkeitsreste durch die in der Säule 18 behandelten Gase oder Flüssigkeiten mitgerissen. Wie in der Zeichnung dargestellt, erfolgt das Vermischen des über Leitung 5 zuströmenden, Gas- oder Flüssigkeitsreste enthaltenden angereicherten Lösungsmittels auf einem der Fraktionierböden der Säule 18, obwohl diese Mischoperation selbstverständlich auch am Boden dieser Säule 18 durchgeführt werden könnte.

Das nachstehende Beispiel erläutert die Erfindung.

Ausführungsbeispiel

Eine Flüssigkeit mit einer Temperatur von 40⁰C wird am Boden einer Extraktionssäule eingeleitet. Diese Flüssigkeit weist die nachstehende Zusammensetzung auf:

Komponente Gewichtsprozent

H2S 0,0843

CH4 0,3

C2H6 7,8

CsHs 26,0

Butane 64,8

Pentane 1,0

In der Extraktionssäule herrscht ein Druck von 28 kg/cm² abs., und als Kontaktmittel werden Raschigringe verwendet.

Am Kopf der Extraktionssäule wird eine Diisopropanolamin enthaltende wäßrige Flüssigkeit zugeführt. Diese Flüssigkeit fließt über die Raschigringe nach unten und extrahiert dabei aus den nach oben strömenden Kohlenwasserstoffen den Schwefelwasserstoff. Das mit Schwefelwasserstoff beladene Lösungsmittel, welches außerdem 0,05 bis 0,1 Gewichtsprozent gelöster und dispergierter Kohlenwasserstoffe enthält, wird am Boden der Extraktionssäule abgezogen, fließt dann durch ein Kontrollventil für die Regelung des Flüssigkeitsspiegels in der Extraktionssäule und wird schließlich dem fünften Boden von unten einer Absorptionssäule zugeführt. Am Boden dieser Absorptionssäule wird ein Schwefelwasserstoff enthaltendes Gas mit einer Temperatur von 40° C eingeleitet, welches die nachstehende Zusammensetzung aufweist:

Komponente Gewichtsprozent

H2 7,9

H2S 5,4

CH4 16,1

C2H6 19,1

CaHs 22,2

Butane 20,6

Pentane 4,9

Hexane 3,4

H2O.

0,4

Am Kopf dieser Absorptionssäule wird eine wäßrige Diisopropanolamin enthaltende Lösung eingespeist, welche nach unten fließt und dabei aus den nach oben strömenden Gasen Schwefelwasserstoff absorbiert. In dieser Absorptionssäule herrscht ein Druck von 5,0 kg/cm² abs., so daß die in dem aus der Extraktionssäule zugeführten angereicherten Lösungsmittel dispergieren und gelösten Verunreinigungen in den gasförmigen Zustand übergehen und sich mit den in der Absorptionssäule nach oben strömenden Gasen vereinigen. Dieser Übergang in den gasförmigen Zustand findet auf den unteren fünf Böden der Absorptionssäule statt. Nach dem Einströmen des angereicherten Lösungsmittels in die Absorptionssäule vermischt es sich mit der in dieser Säule bereits vorhandenen Absorptionsflüssigkeit, und beide Lösungsmittel fließen zusammen nach unten und verlassen die Absorptionssäule als vereinigtes Gemisch. Die beiden Lösungsmittel werden dann in einer mit Böden ausgestatteten Säule bei einer Bodentemperatur von 113° C und einem Druck von 1,45 kg/cm² abs. regeneriert, worauf die regenerierten Lösungsmittel zum Teil der Extraktionssäule und zum Teil der Absorptionssäule wieder zugeführt werden.

Wenn bei diesem Ausführungsbeispiel die angereicherte Extraktionsflüssigkeit aus der Extraktionssäule, welche mit Kohlenwasserstoffen verunreinigt ist, nicht der Absorptionssäule zugeführt, sondern direkt in eine Regeneriersäule eingeleitet würde, so müßte zwischen der Extraktionssäule und der Regeneriersäule ein Expansionsbehälter mit gesonderter Absorptionssäule vorgesehen werden, um zu verhindern, daß die Schwefelwasserstoff enthaltenden Gase, welche die Regeneriersäule verlassen, mit Kohlenwasserstoffen verunreinigt sind.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Verfahren zum Entfernen von Gas- oder Flüssigkeitsresten aus angereicherten - Lösungsmitteln, die mit den betreffenden Gasen oder Flüssigkeiten in einer ersten Zone in Berührung gestanden haben, dadurch gekennzeichnet, daß man das angereicherte Lösungsmittel in eine zweite Behandlungszone einführt, in welcher ein niedrigerer Druck als in der ersten Berührungszone vorherrscht und in der eine weitere Menge von Gasen oder Flüssigkeiten mit einem Lösungsmittel in Berührung gebracht wird, welches durch Regenerieren der aus dieser zweiten Behandlungszone ablaufenden Lösungsmittel erhalten wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das angereicherte, die Gas- oder Flüssigkeitsreste enthaltende Lösungsmittel aus der ersten Zone einem (einer) oder mehreren Fraktionierböden, Prallplatten oder Kontaktmitteln der zweiten Behandlungszone zugeführt wird.