[go: up one dir, main page]

DE2112935A1 - Verfahren zur Entfernung von Kohlendioxid und Schwefelwasserstoff - Google Patents

Verfahren zur Entfernung von Kohlendioxid und Schwefelwasserstoff

Info

Publication number
DE2112935A1
DE2112935A1 DE19712112935 DE2112935A DE2112935A1 DE 2112935 A1 DE2112935 A1 DE 2112935A1 DE 19712112935 DE19712112935 DE 19712112935 DE 2112935 A DE2112935 A DE 2112935A DE 2112935 A1 DE2112935 A1 DE 2112935A1
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
absorption liquid
carbon dioxide
hydrogen sulfide
solution
acid
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
DE19712112935
Other languages
English (en)
Inventor
Foster Raymond C
Lowrance Edgar G
Eames John P
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Stone and Webster Engineering Corp
Original Assignee
Stone and Webster Engineering Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Stone and Webster Engineering Corp filed Critical Stone and Webster Engineering Corp
Publication of DE2112935A1 publication Critical patent/DE2112935A1/de
Pending legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C10—PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
    • C10K—PURIFYING OR MODIFYING THE CHEMICAL COMPOSITION OF COMBUSTIBLE GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE
    • C10K1/00—Purifying combustible gases containing carbon monoxide
    • C10K1/08—Purifying combustible gases containing carbon monoxide by washing with liquids; Reviving the used wash liquors
    • C10K1/10—Purifying combustible gases containing carbon monoxide by washing with liquids; Reviving the used wash liquors with aqueous liquids
    • C10K1/12—Purifying combustible gases containing carbon monoxide by washing with liquids; Reviving the used wash liquors with aqueous liquids alkaline-reacting including the revival of the used wash liquors
    • C10K1/122—Purifying combustible gases containing carbon monoxide by washing with liquids; Reviving the used wash liquors with aqueous liquids alkaline-reacting including the revival of the used wash liquors containing only carbonates, bicarbonates, hydroxides or oxides of alkali-metals (including Mg)
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D53/00—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
    • 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
    • B01D53/1418—Recovery of products
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D53/00—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
    • 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
    • B01D53/1456—Removing acid components
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D53/00—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
    • 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
    • B01D53/1456—Removing acid components
    • B01D53/1462—Removing mixtures of hydrogen sulfide and carbon dioxide
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D53/00—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
    • 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
    • B01D53/1493—Selection of liquid materials for use as absorbents
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D53/00—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
    • B01D53/32—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 electrical effects other than those provided for in group B01D61/00
    • B01D53/326—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 electrical effects other than those provided for in group B01D61/00 in electrochemical cells
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D53/00—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
    • B01D53/34—Chemical or biological purification of waste gases
    • B01D53/46—Removing components of defined structure
    • B01D53/48—Sulfur compounds
    • B01D53/52—Hydrogen sulfide
    • B01D53/526—Mixtures of hydrogen sulfide and carbon dioxide
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C07—ORGANIC CHEMISTRY
    • C07C—ACYCLIC OR CARBOCYCLIC COMPOUNDS
    • C07C7/00—Purification; Separation; Use of additives
    • C07C7/148—Purification; Separation; Use of additives by treatment giving rise to a chemical modification of at least one compound
    • C07C7/14833—Purification; Separation; Use of additives by treatment giving rise to a chemical modification of at least one compound with metals or their inorganic compounds
    • C07C7/1485—Purification; Separation; Use of additives by treatment giving rise to a chemical modification of at least one compound with metals or their inorganic compounds oxides; hydroxides; salts
    • 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
    • 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
    • Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
    • Y02P20/00—Technologies relating to chemical industry
    • Y02P20/151—Reduction of greenhouse gas [GHG] emissions, e.g. CO2

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Oil, Petroleum & Natural Gas (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Analytical Chemistry (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Water Supply & Treatment (AREA)
  • Inorganic Chemistry (AREA)
  • Electrochemistry (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Biomedical Technology (AREA)
  • Environmental & Geological Engineering (AREA)
  • Electrolytic Production Of Non-Metals, Compounds, Apparatuses Therefor (AREA)
  • Treating Waste Gases (AREA)
  • Gas Separation By Absorption (AREA)

Description

DR.-ING. EUGEN MAIER
PATENTANWALT t I I t Ϊ) «J J
TELEFON! (0711)343761/a ORESDNER BANK AQ
TELEeR „EntOr 7 £»££££
A 11 172 6O Mära 1971 a «=■ me
Stone & Webster Engineering Corporation 225 franklin Street, BOSTON, State of Massachusetts o217
Verfahren zur Entfernung von Kohlendioxid und Schwefelwasserstoff
Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Entfernung von Kohlendioxid und/oder Schwefelwasserstoff sowie gegebenenfalls anderen sauren Bestandteilen aus einem Gas, insbesondere aus Kohlenwasserstoffen, bei welchem das Gas in eine als Absorptionsflüssigkeit dienende, mit dem Kohlendioxid, dem Schwefelwasserstoff und den ande»«uV, gegebenenfalls vorhandenen sauren Bestand«
BAD ORiGtNM.
1Ü984S/1611 9
.. ·— t '■=
A 11 172 6. Mars 1971
teilen sich umsetzende wäßrige Alkalihydroxid lösung eingeleitet wird.
In der Brennstoffchemie spielt die Entfernung saurer Gase wie beispielsweise Kohlendioxid und Schwefelwasserstoff aus gaefureigen Kohlenwasserstoffen, die diese sauren Bestandteile im allgemeinen in ziemlich kleinen Mengen enthalten, eine große Roller. Gasförmige Kohlenwasserstoffe, welche die vorgenannten sauren Gase sehr oft als Verunreinigungen enthalten, sind beispielsweise Gase, die beim Kracken von Kohlenwasserstoffen erhalten worden sind, wie Gasöl, Naphtha, Butan, Propan, Äthan und dergleichen Vielfach enthalten auch natürlich vorkommende Kohlenwasserstoffe wie Naturgas, diese unerwünschten Produkte, Die genannten Verunreinigungen sind u,a, deshalb unerwünscht, weil ihre sauren Eigenschaften unter der Einwirkung von Feuchtigkeit oder Wasser besonders in Erscheinung treten. Diese sauren Eigenschaften können bei der Verwendung der Kohfenwasserstoffe auf einem bestimmten Anwendungsgebiet sebx schädlich sein- Beispielsweise können die Kohlenwasserstoffe korrodierende und, im Falle von Schwefelwasserstoff, sogar toxische Eigenschaften haben. In vielen anderen Fällen beeinträchtigen oder verhindern diese
10 9846/1611 ,
BAD ORIGINAL
A 11 172 6o lure 1971
a ~ «e
Gase den fabrikationsnäßigen Einsatz der Kohlenwasser-» stoffe oder ihre ttasetsang eu anderen chemischen Erzeugnissen^
Bislang wurden diese unerwünschten Verunreinigungen aus den gasförmigen Kohlenwasserstoffen in der Regel da« durch entfernt, daß der Kohlenwasserstoff in einem geeigneten Hure alt der wäßrigen Lösung einer Verbindung gewaschen wurde, die eur Umsetssuwg «it den sauren Gasen fähig war * Zu diesen Zweck wurde häufig Kaliumcarbonat ▼erwendet, das Bit Kohlendioxid in Lösung zu Kalluabicarbonat reagiert und das dadurch zurückgewonnen werden kann, daß das überschüssige Kohlendioxid ausgetrieben und das Produkt entweder belüftet oder aur weiteren Verwendung gesammelt wird» Die Verwendung von Kaliumcarbonat hat jedoch den Nachteil, daß es eur Entfernung τοπ Schwefelwasserstoff nur in Speeialfällen geeignet ist;
Als Waschflüssigkeit zur Entfernung der sauren Oase wird häufig auch eine Nonoäthanolavlnlösung verwendet, die ebenfalls regenerelert werden kann« Eine solche Lösung hat jedoch drei groß« Nachteile, nämlich einen hohen Daepfdruck, die Eigenschaft, sich mit Carbonylsulfid,
109846/1611
A 11 172 60 Hare 1971 a - TO
einem üblichen Seetandteil von Krackgasen, nahezu irreversibel unter beachtlichem Verlust des Amins umzuseteeπ und der Umstand, daß im allgemeinen eine weitgehende Entfernung sämtlicher saurer Gase undurchführbar ist»
Als besonders wirksam für die Entfernung saurer Oase sind wäßrige Natrlumhydroxidlösungen bekannt, die alle sauren Bestandteile aus Krackgasen und Naturgasen na« hezu vollständig entferneno Die Verwendung von Natriumhydroxidlösungen au diesem Zweck war bislang jedoch unwirtschaftlich, da üas teuere Natriumhydroxid verbraucht wurde und nicht zurückgewonnen werdet) konnte „ Darüber hinaus stellen die bei dem Wasehprozeß mit verdünnter Natronlauge entstehenden Abfallprodukte einen potentiellen, ernst zu nehmenden Paktor auf dem Oebiet der Was* serversohmutzung dar.
Der Erfindung liegt file Aufgabe zugrunde, ein Verfahren
zum im wesentlichen vollständigen Entfernen von Kohlen-
Schwefeldioxid and/wasserstoff sowie gegebenenfalls anderen sauren Bestandteilen aus Oasen unter Verwendung von Alkalihydroxid lösungen als Absorptionsflüssigkeit zu ent-
109846/1611
A 11 172 6, Mär« 1971 a - me
wickeln, das die vorgenannten Nachteile nicht aufweist und bei dem die relativ teueren Alkalihydoxide sowie andere, bei der Durchführung des Verfahrene notwendigen Chemikalien aurückgewonnen und dem Verfahren direkt, ohne irgendwelche Vorbehandlung, wieder zugeführt werden können,,
Diese Aufgabe ist erfindungsgemäß dadurch gelöst worden, daß aus der Absorptionsflüssigkeit nach dem Einleiten des Gases durch Zusatz von Säure Kohlendioxid und/oder Schwefelwasserstoff wieder in Freiheit gesetzt und abgesogen werden und die Absorptionsflüssigkeit anschließend aur Wiedergewinnung der Chemikalien elektrolysiert wird, wobei die an der Kathode gebildete verdünnte Alkalihy·= droxidlösung bewo die an der Anode gebildete verdünnte Säure dem Verfahren im Kreisprozeß als Absorptionsflüssigkeit bzw zum Ansäuern der Absorptionsflüssigkeit wieder zugeführt wird»
Bei der Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens hat es sich als sweoknäßig erwiesen, während der Elektrolyse an der Kathode eine verdünnte, wäBrige Lösung aus Alkali-
109846/1611
BAD ORIGINAL
6ί_ 1 <
A 11 172 6. Hare 1971 a - oe
hydroxid und dee Alkallsalz der sun Ansäuern der Absorptionsflüssigkeit verwendeten Säure zu bilden und diese Lösung dann direkt ale Absorptionsflüssigkeit im Kreisprozeß wieder zu verwendenο
fe Desgleichen ist es vorteilhaft, an der Anode eine verdünnte, wäßrige Lösung der sum Ansäuern der Absorptionsflüssigkeit verwendeten Säure und dea Alkalisalz dieser Säure zu bilden und diese Lösung beim Ansäuern im Kreisprozeß direkt wieder zu verwenden»
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform wird zum Ansäuern der Absorptionsflüssigkeit Schwefelsäure verwendet«
Als Absorptionsflüssigkeit wird alt Torteil wäßrige Na= trlumhydr oxid lösung eingesetzt,, Besondere zweckmäßig hat es sich erwiesen, als Absorptionsflüssigkeit eine wäßrige, Natriumsulfat enthaltende Hatriumhydroxidlösung zu verwenden.
Gemäß einer weiteren vorteilhaften Aueführungsform des erfind unga gemäßen Verfahrens wird zur Abtrennung von In der Absorptionsflüssigkeit gegebenenfalls noch vorhandenen Kohlenwasserstoffen, insbesondere schweren Kohlenwasserstoffen
109846/161 1
.=> 7 <=■ BAD ORJGiNAL
A 11 172
6β Mär» 1971
Λ - M
oder anderen verunreinigenden organischen Bestandteilen dl·
Absorptionsflüssigkeit βtehengelassen und anschließend der
und Kohlenwasserstoff von der wäßrigen Phase getrennt/oder die Absorptionsflüssigkeit Tor Ihrer Weiterbehandlung Bit einen organischen, «it Yasser nloht aischbareo LBsungsaittel extrahiert« Die vorgenannten schweren Kohlenwasserstoff können teilweise oder vollständig polymerisiert vorliegen oder potentiell polyaerisierbar sein. In jede« PmIIe ist es Ib Hinblick auf die zur Extraktion aufzuwendenden Lusungaaittelaenge von Vorteil, wenn ein Teil der schweren Kohlenwasserstoffe schon durch Stehenlassen aus der Absorptionsflüssigkeit abgetrennt wird. Die Extraktion alt den organischen LBeungBBlttel wird vorzugsweise vor den Abziehen des duroh Ansäuern in Freiheit gesetzten Kohlendioxids und Schwefelwasserstoffe vorgenoBsen. Die Extraktion alt den organischen LBsungsalttel erfolgt hauptsächlich deshalb, üb Produkte su entfernen, die der Elektrolysezelle sohadeno Besonders sweokBäBig 1st es, die Extraktion Ib sauren Bereioh, bei einea pH von weniger als 7, vorzunehaen, weil daduroh die Extraktion wirkeaaer durchgeführt werden kann und die unerwünschten Bestandteile einfacher entfernt werden können,
Aas des zur Extraktion verwendeten LöeungsBlttel kann darin noch enthaltene Absorptionsflüssigkeit entfernt and die vll-
109146/1811
BAD ORIGINAL
A 11 172 6. MKr* 1971
rige Phase ie Ireisproeeß dtr Extraktionsstufe erneat eugeftthrt werden. Die Abtrennung der wäßrigen Phase aus dee Extraktionaelttel erfolgt Ια allgemeinen duroh Stehenlaeeen und Trennung der beiden eich dabei bildenden Phasen. Sie Phasentrennung kann in jeder üblichen Weise ext> Igen.
Sie eich während der Extraktion gegebenenfalls bildenden DäBpfe werden bei der Durchführung dee erfindungegeeAßen Verfahrens in die Absiehkamer entlüftet, in welober dme Abziehen des freigesetzten Kohlendioxids sowie des freigesetzten Schwefelwasserstoffs darohgeführt wird. Sie Entlüftung erfolgt ait Hilfe einer Leitung odejc eine· Rohres, welche die Extraktionekaroer «it der Ibsiehvorriohtang verbindet, wobei die leitung oder das Rohr in die Extraktionekamer von oben und in die Abziehvorrichtung an der Stelle oder BU eindost in de« Bereich einmündet, wo die Absorptionsflüssigkeit nach der Extraktion eintritt.
Zur Entfernung weiterer Verunreinigungen kann die Abaorptionsflttseigkeit auch noch alt eine« Adsorptionsmittel behandelt werden·
BAD ORIGINAL
109846/1611 _ 9 ., - .'<
A 11 172 6. Märe 1971 a - me
Zu einer besondere wirksamen Entfernung der sauren Bestandteile aus dem zu behandelnden Gas wird dieses der wäßrigen Alkalihydroxidlöaung -vorzugsweise im Gegenstrom zugeführt«
Schließlich hat es sich noch als vorteilhaft erwiesen, die Absorptionsflüssigkeit zur Entfernung gegebenenfalls darin enthaltener fester Partikel zu filtrieren, die den Gesaartablauf des Verfahrens beeinträchtigen würden» Derartige Festbestandteile können als Verunreinigung in dem rohen Alkalihydroxid auftreten und beispielsweise aus Sand, Spänen oder dergleichen bestehen» Die Filtration wird in üblicher Weise, beispielsweise mittels Sieben, Filtern oder dergleichen durchgeführtο Die Fütterung oder Siebung wird im allgemeinen im Anschluß an die Behandlung des Gases mit der Absorptionsflüssigkeit, vorzugsweise in Kombination mit dem Stehenlassen der wäßrigen Alkalihydroxidlösung vor der Extraktionsstufe vorgenommen O
Die zur Durchführung des orfindungsgemäßen Verfahrens entwickelte Vorrichtung weist neben, einem eine Alkalihydroxidlösung enthaltenden Reaktionegefäß zur Weiterbehandlung der
10 9846/1611 ift
«" ι ο
BAD WAL
- Io -
▲ 11 172 6. MMrs 1971
Absorptionslöeang erfindatxgßgßm&B eine weitere, «it einer Zuleitung für Sftur® versehene lamer, eine Abslehvorriohtung für die aus der Absorptionslttsung in Freiheit geseteten Gase sowie eine Elektrolysezelle zur Regenerierung der ρ angesäuerten, τοη Kohlendioxid und Schwefelwasserstoff befreiten Absorptionsflüssigkeit auf.
Die Elektrolysezelle beisteht vorzugsweise aus β Is?,® a Anodenraum, einen Kathodenraun sowie eine diese beiden Bluse trennende Mitte !seile, wobei der Kathodenraum von dssr Mittelzelle durch eine für die Kationen durchlässige Membran und der Anodenrau« von der Mittelzelle durch ein durchlässiges Diaphragma getrennt ist.
Vorzugsweise ist vor der Elektrolyseselle eine Filter· vorrichtung tut die Absorptionsflüssigkeit vorgesehen»
Zur Abtrennung der in der Absorptionsflüssigkeit gegebenenfalls vorhandenen schweren Kohlenwasserstoffe sowie anderer organischer Verunreinigungen kann die erfindungsgemäße Vorrichtung noch eine oder zwei weitere Kammern aufweisen, in deren eine die Absorptionsflüssigkeit zum Zwecke der PbA-sentrennung stehengelassen wird, während die zweite Kaanser
109846/1611
- 11 -
BAD ORIGINAL
2112335
A 11 172 6. MSrs 1971
a - me
für die Extraktion der Absorptionsflüssigkeit mit einem organischen Lösungsmittel vorgesehen ist«,
Bei der Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens hat es sich als vorteilhaft erwiesen, einen kleinen Anteil der bei der Elektrolyse entstehenden Säure der Alkalihydroxidlösung nach dem Auswaschen der Oase zuzusetzen u« dadurch zu erreichen, daß die Absorptionsflüssigkeit beim Stehenlassen zum Zwecke der Phasentrennung einen pH-Wert von weniger als 7 aufweist«· Dadurch wird die Tendenz zur Emulgierung der Kohlenwasserstoffe, die besondere im al« kaiischen Bereich begünstigt wird, zurückgedrängt und die Phasentrennung erleichtert«
Das erfindungagenäße Verfahren ist besondere zur Entfernung saubrer Oase wie Kohlendioxid, Schwefelwasserstoff, und das in Wasser zu Schwefelwasserstoff und Kohlendioxid eich, zersetzende Carbonylsulfid, niedermolekulare Mercaptane oder Mischungen dieser Komponenten geeignet, die hau» fig in gasförmigen Kohlenwasserstoffen wie Raffineriegasen, Katurgasen und Krackgasen auftreteηo Das erfindungsgemäße Verfahren zur Entfernung der vorgenannten sauren Bestandteile kann auf jeden gasförmigen Kohlenwasserstoff ange-
109846/1611
-t 12 -
A 11 172
6, Mttr· 1971
ft - M
wandt werden» Mit besonderen Erfolg warden öäsö1? Bapfcti», XtMn, Propen, Butan und natürlich vorkosnende Kohlenwasserstoffe erfindungegetaäS behandelt.
^ Die erste Verfahrenestufe, das Väschen der zu behandelnden Gase, wird unter den für diesen Zweck üblichen Bedingungen vorgenoveen. So wird beispielsweise ein Gas, welches durch Kracken von GasBl erhalten wurde und auf etwa 15 atü koa» priaiert worden ist, durch einen die wäßrige Alkalioetallhydroxidlösung enthaltenden Turn geleitet. Unter der Bezeichnung wäßrig© Alkalitastallhydroxidlueung werden lsi folgenden Hatrius·» und SeliasaSaydroxIÖlösungen gemeint, wobei wäßrige HatrluiSihydroxidl&eungeQ bevorzugt werden.
W Ms Torsugswsls® Im 3^g®netrois mit der wäßrigen Alkalis@<» tallhydrozidl^suiag behandelt® Gas ist fast quantitativ von Kohlendio^id und Sehwf©!wasseretoff befreit. Die Menge der cur Absorption verwendeten Alkalisetallhydroxidlösung ist nicht kritisch, sie maß our grofl genug sein, uns alt dem ins· gesaat vorhandenen sauren Gasen reagieren sau können. Bei dieser Reaktioa werden Kohlendioxid und Schwefelwasserstoff bei Verwendung von Natriumhydroxidlösungen in Hatriuacarbo« oat und N&triumsulfid sowie möglicherweise teilweise auch iß
1-09846/161 1
- 13 -
BAD ORIGINAL
A 11 172 6. März 1971
Iatrlunbisulfld and Hatriuebicarbooat umgesetzt. Bei Verwendung Ton bliuahydroxid-statt NatriuahydroxidlBaung entstehen selbstverständlich die entsprechenden laliueverbindungen» Bei Anwesenheit τοη Mercaptan/nit niedrige« Molekulargewicht setzen sich diese in die entsprechenden Natrium- oder Kallummercaptide uv. Es ist natürlich «öglich, das Natrium- oder Kaliumhydroxid besagen auf das zu behandelnde Gas in Überschuß anzuwenden· Io Hinblick darauf, daß ein Überschuß an Alkalimetallhydroxid Mehrkosten erfordert und sich außerdem auf die Menge der in Anschluß an die Absorptionsstufe erforderlichen Chemikalien auswirkt, ist ein Überschuß nicht wünschenswert« Außerdem wird dadurch auch noch die Elektrolyse aufwendiger· Aus diesen Gründen ist es zweckmäßig, die eingesetzte Alkallhydroxidoenge nur so hoch zu halten, daß sie zur Entfernung τοη Schwefelwasserstoff und Kohlendloxid gerade nooh ausreicht. Bei der praktischen Durchführung wird es vorteilhaft sein, einen kleinen Überschuß an Natrium- oder Kaliuahydroxld einzusetzen»
Ein kleiner Überschuß an Alkalihydroxid begünstigt die Verhinderung einer Bildung von Alkalibisulfid und Alkalibicarbonate Würde, beispielsweise bei der Verwendung einer Ma-
109846/1611
-U-
BAD ORIGINAL
-H-
1 11 172 6. Mar« 1971
triomhjrdroxidlöettng, kein Batriunhydroxidttbersoha· vorhandtn sein» würde eich neben Hatriaeealfid and natriumcarbonat Hatriuebisulfid and Batriunbioarbonat naoh den folgenden eieiohjingen bilden
H2S 4 2 VaQH Ba2Sf 2 H2O CO2 + 2 BaOH Ha2CO5 + H2O
Ba2S + H2S > 2 BaHS
Ba2CO, + CO2 + H2O 2 ITaHCO5 H2S + BaOH BaHS + H2O CO2 + BaOH HaHOO5 CH5SH -I- BaOH > CH5SBa + H2O Dieselben @leiohungen gelten analog auch für Xaliuahydroxid,
Bei der hi@r beschriebenen Verfahrenastufe liegt eine wäßrige Lösung vor, die neben Natriumcarbonat und Hatriueealfid gegebenenfalls noch Hatriumblsulfid und Hatriuabicarbonat enthälts wobei diese Substanzen in wäßriger lüeung of· fensiohtlioh vorwiegend in ?orm ihrer Ionen νei legen.
Di® so erhaltene Löeuag wird nun in einen «weiten reneschritt wsiterbehandelt, der darin beutel» SmS d@,s ^ tFiumaislfii imd auoh das gegebeneofalla wowhBwäe
109846/1611
BAD ORfGiNAL - 15 -
A 11 172
6. Märe 1971
a - ae
biaulfid in Natriumsulfat aod Schwefelwasserstoff überführt wird· Der dabei in situ gebildete Schwefelwasserstoff kann aas der LCβαng in einfacher Weise durch Abei·- hen entfern werden. Barch den Ensat* τοη Schwefelsäure in der zweiten Terfahrensstufe werden gleichseitig auoh Natriumcarbonat und gegebenenfalls vorhandenes Natrlumbicarbonat in Natriumsulfat und Kohlendioxid überführt, wobei das gasförmige Kohlendioxid genauso wie/der Schwefelwasserstoff sich leicht durch Abziehen entfernen läßt. Gegebenenfalls in der IBeung enthaltene Natriummercaptide niedrigen Molekulargewichts werden dabei ebenfalls in Natriumsulfat und das entsprechende Mercaptan überführt, welches infolge seines niedrigen Molekulargewichts ebenfalls leicht durch Abziehen entfernt werden kann. Das Abziehen erfolg! in einer dafür vorgesehenen Kammer, in welcher Kohlendioxid und Schwefelwasserstoff unter reminderten oder niedrige« Druck abgezogen werden. Gemäß einer bevorsugten Ausführungsform wird der aus der Lösung abgesogene Schwefelwasserstoff in elementaren Schwefel überführt, welcher ein wertvolles chemisches Rohprodukt darstellte
Die in dieser Yerfahrensetufe ablaufenden chemischen Umsetzungen sollen anhand der folgenden Gleichungen näher erläutert werden:
109846/1611 - 16 -
BAD
I 11 172 6. MSfS 1971
a - toe
2 BaHS 4-
H2S
« » Ka2SO4 + HgO + 0O2
2 KaHOO3 + H2SO4 —— > »a2S04 + 2 HgO ^ 2
H2SO4-— 2 OH3SH +
Bei der sieh as diese Verfa&renestufe gegebenenfalls an« sohlieSesden Extraktion der Absorptionsf lüseigkeit warden als EztraktiosSSE3itt©2 vorzugsweise solche mit Wasser aiclat <3iachbarea oi?ga»ieüli@n Lösungsmittel verwendet, deren Siedepunkte laicht höher liegen als diejenigen von öasöl, Z0Bo öasül und Haphtha«f jp*»Xill@unge«iittelo natürlich können auch andere Lgsiungsraittel eisigesetst werden, deren Siedepunkt® über oder unteräalb dets obengenannten Bereich liegen»
Xa letsteo ¥©rfahrenäs^toitt wird die wäSrige fat lös uog j aus welcher di@ eauren Bestandteile abgeisogen worden sind und w©l©fe© gegebenenfalls suvor filtriert wur» de, der BXelrteoljs© unterworfen« Dabei wird die wäßrige Jia
in das .entsprechende Hydroxid, nätolioh und die entsprechende Säure, näalieh Sohws feleäure Überführt» Sas dabei angewandte Slektrolyeeverfah ren kann its wesentlichen deta in der ÜS-Patentac ift
109846/1611 _ 17
-^A/ c,BAD ORfGINAL
A 11 172 6. Mt*· 1971
3 135 673 von Tire11 beschriebenen !erfahren gleichen, bei «•lohe« ein· in drei Abteilungen unterteilte Zelle verwendet wird. Diese Zelle weist eine selektiv für Kationen durchläseige Xonenauatausohaevbran auf, welche den Kathodenrau« bildet und ein davon entferntes, säurebeständiges, hydraulisch durchlässiges Diaphragm, durch das der Anodenrau« gebildet wird. In die «ittlere Abteilung wird die SaIslOsung gegeben. Nachdem der Kathodenrau« «it deionlsierte« Wasser oder anderen Lösungen gefüllt ist, wird an die Elektrolyse Zelle ein elektrischer Strom angelegt, weloher die Wanderung von Kationen des Elektrolyten duroh die selektiv Kationen durchläseige Meabran in den Kathodenrau« bewirkt. Als folge der elektrolytischen Waseerserseteung entstehen an der Kathode Hydroxylionen, so daß la fethodenrau« dae de« Kation entsprechende Metallhydroxid gebildet wird. Duroh das hydraulisch durchlässige Diaphragma dringen Anlonen und In geringere« Auevae auch Kationen des Elektrolyten in den Anodenrau« ein und ergeben in Verbindung alt den bei der elektrolytisch^ Wassersersetsung an der Anode gebildeten WasserstoffIonen die entsprechende Säure, welche 1« Qeaieoh «it de« SaIs vorliegt, «it de« diese Zelle gefüllt worden 1st.
Statt einer Elektrolysezelle «1t drei Abteilungen kann bei
109846/1611
- 18 -
BAOORiO)NAL
λ 11 172
6, März 1971
a -me
der Durchführung des erfindungegemäßen Verfahrene neben vielen anderen bekannten Elektrolysesellen auch eine in zwei Abteilungen unterteilte Elektrolysezelle gemäß der US-Patentschrift 3 485 743 verwendet werden o Es ist für den Fachmann klar, daß dabei Bestandteile und Zusammensetzung der verschiedenen Zirkulationsströiae von den Eigenschaften der speziellen elektrolytischen Zelle und von den verwendeten Reagenzien abhängig sind und daß auch andere Abweichungen im zyklischen Fluß der Strove auf die spezielle Beschaffenheit der Zelle zurückzuführen sind.
Die^beigefügten Zeichnungen sollen dazu dienen, die Erfindung anhand einiger besonders bevorzugter Ausführungsorgan näher zu @rläut®rn<, Es neigen
Fig. 1 und 2 Fließbilder? dl© Sie einzelnen aufeinanäerfol« geraden Stufen d©@ Kreisprozesses darstellen und
3 ©in© söfeaisätlsöho Darstellung der
seile is ä@T erfinäiisgegemäien
Die la Figa 1 wl@äa2?gsg©1b®is<e T©^s?ieMsag tiasfsBt ©is© E
suv weites
BADORIGfNAL 109846/1611 -19
▲ 11 in
6. «τι 1971
4·α Intfernun* organischer Verunreinigungen «as dtr Absorptionsflüssigkeit nach des Darchleiten der ia behandelnden Oase, ein Reaktionsgefäfi, das Io seiner einfachstes for« ein Teil eines Xeittingsrohree sein tonn, eine laMsr im Absiehen der sauren Gase and eine Elektrolyse«βIX«. Aas Gründen der Vereinfachung werden V&roeaaetaasehvorriohtangen und Poepen weder beschrieben noch in den fig«, 1 and 2 dargestellt. Sie Anwendung derartiger Torrichtang an gegebener Stelle liegt für den faohaann jedoch auf der Band·
In fig. 1 wird das eu behandelnde Gas 1 de« Absorber richtung 2 βageführt. Torsagsweise wird für diesen Sweok ein Wasohtar« verwendet, in welchen die wifirige,Satrieeealfat enthaltende Yatriuohjdroxidlueung ait de· sajire Bestandteile enthaltenden Gas ie Gegenetro« in Berührung gebracht wird. Dadurch ist"eine innige Teraischang des sa be-, handelnden Gases «it der Absorptionslueung gewährleistet· Bas gewaschene oder in anderer Weise behandelte Gas 5» das Ton sauren Gasen fast vollständig befreit ist, wird sua weiteren Iransport oder sur weiteren Behandlung aas des Absorber geleitet.
Die verbrauchte Absorptionsflüssigkeit 4 aas de« Absorber
109846/1611 -2o -
BAD ORlGiNAL
X 11 1?2 6. Are 1971
wird «η d*setn Boden geearn»·It and über eine Leitung der Extraktion«- oder Adsorptionskammer 5 sugeführt. Iq dieser Verfahrenestufe wird die Natriumsulfid und natriumcarbonat sowie gegebenenfalls Natriuebisulfid und Natrinmbicarbcnat enthaltende Ibeorptionelösung entweder einer Extraktion unterworfen oder »it einem Adsorptionsmittel behandelt, um dadurch alle organlachen Verunreinigungen, die gegebenenfalls vorhanden sind, zu entfernen. Bei Anwendung des Extraktiοneverfahrens wird ein mit Wasser nicht mischbares organisches Lösungsmittel mit der Absorptionsflüssigkeit in einen Extraktor innig vermischt und die Hlsohung zum Zwecke der Trennung anschließend stehengelassen.
Bas organische Lösungsmittel mit den darin enthaltenen Verge trennt unreinigungen kann dann von der wäßrigen Phase/werden. Als Lösungsmittel bei der Extraktion werden vorzugsweise Vaphtha und Oasöl verwendet·
Die Entfernung der organischen Verunreinigungen kann aber auch durch Behandlung der Absorptionsflüssigkeit alt eine« Adsorptionsmittel erfolgen. In diesem Falle wird die Absorptionsflüssigkeit beispielsweise durch eine Adsorptionssohicht, s.B· Kohle, Holekohle, Ton oder Siliciumdioxid geleitet«
BAD ORIGINAL
1PS846/ 1G1 1
- 21 ~
A 11 172 6ο Mars 1971
a - me
Sie so bebandelte Flüssigkeit kann nun mit einer Säure, vorzugsweise Schwefelsäure in einer Reaktionskammer 6 oder in
das
einem Rohrstück,zwischen dar Stelle, an der sich die beiden
vorgesehen sein kann
Flüssigkeitsstrume vermischen und der Gasabziehvorrichtung7 umgesetzt werden* Die dazu erforderliche Schwefelsäure 7 (vermischt mit natriumsulfat) wird durch ein® Leitung von der Elektrolysezelle bis an ©ine Stelle geleitet, die gera=
für die Absorptionsflüssigkeit vorgesehenen de vor dem/Einlaß der Reaktionskaasmer liegt» Der Reaktionswird sowohl verdünnte, etwas Natriumsulfat enthalten» de Schwefelsäure als auch, äie Absorptionsflüssigkeit zugeleitet, welche Natriutasulfid, Natriumcarbonat und gegebenenfalls Natrlumbisulfid und Natriumcarbonat enthält«
Auf die Umsetzung in öer Reaktionskammer,bei eier aus dem Natriumsulfid und Natriumbisulfid Schwefelwasserstoff und aus dem Natriumcarbonat sand Natriumcarbonat Kohlendioxid in Freiheit gesetzt werden, ist schon früher eingegangen worden. Während der Reaktion werden beide Sasa in situ g©~ bilää-, Die bei dieses Unsstzimg erMltene Mischung wivä über eins Leitung in öle Abzieükammer 8 füY die sauren Cfase geleitet, in welcher unter goeiguoiseiQ Bedingungen wie verringertem oder niedrigem Brück and/oder ErwUrm&n äa& gasförmige Kohlendioxid unrl der gaafbriaige Sciiwefe-!was»erstoff 9 aus der Lösung abgessof.eti unö in Uta Atmosxjl5.lt«©
: 09846/1611
- 22 o.
BAD ORIGINAL
A 11 172 6. Mir» 1971
a - »e
worden können. Geaäß einer bevorzugten Aueführungeform werden die abgezogenen sauren Gase jedoch anschließend weiterbehandelt» ti« den Schwefelwasserstoff in ein begehrtes Rohprodukt, n&Blich Schwefel 11 zu überführen«
™ Die nach dem Abziehen der sauren Gase ζurüokbleibende wäßrige Lösung ist Ib wesentlichen eine Hatriumsulfatlueang, die am Boden der Gasabziehvorrichtung gesammelt wird und über eine Leitung in die Elektrolysezelle 13 gelangt, in welcher der letzte Schritt des Kreisprozesses durchgeführt wird· Tor der Elektrolyse kann dl© STatriumsulfatlSaung mit einer milßhmn Füller vorrichtung 12 filtriert werden. In vielen Fällen kann sich eine Filtrierung erübrigen, um jedoch die Elektrolysezelle so wenig wie möglich zu verunrei-
b nigen, wird sich eine filtrieriing las allgemeinen empfehlen»
Pig= 2 zeigt ein Flleßbild einer weiteren bevorzugten Ausführungshorn des erfiadußgsgetnäßen Verfahrens»
Im allgemeinen besteht die Vorrichtung aus einem Absorber für dl® sauren Gase, aus Einrichtungen zur nahezu vollständigen Entfernung dar Kohlenwasserstoffe aus der vom Absorber aiisf ließseiden flüssigkeit (öi°»W&ss®r-Separator) 9 aiie einer I®®kfl@®stesis3r9 ;6£@ ia ©isfisoher Weise ein Rohrstück
109846/ISI1
- 23 -
BAD ORIGINAL
A 11 172
6. Mr« 1971
sein kann, einer Extraiktionskaaner sun Vaschen der flüssigkeit ait eine« Lösungsmittel, einer Gaeabeiehvorriohtung und einer Elektrolyse«eile.
In Jigο 2 wird das «u behandelnde Gas 1 einen Absorber 2 der bereite beschriebenen Art zugeführt. Die verbrauchte Absorptionsflüssigkeit 4 aus dee Absorber wird an dessen Boden gesaneelt und über eine Leitung einer Abset»vorrichtung oder dea Öl-Wasser-Separator 5 «ugeftthrt, in welchen die Hatriunsulfid und natriumcarbonat und gegebenenfalls Hatrlunbisulfid und Natriunbicarbonat enthaltende Lösung stehengelassen wird· Dabei trennen eich die in der AbsorptionsflüBsigkeit suspendierten Kohlenwasserstoffe von der wäßrigen Phase und bilden eine separate Schicht, welche abgetrennt werden kann. Vor dieser Öl-Wasser-Trennung wird sur Entfernung irgendwelcher fester Partikel die naoh der Hatriunhjdroxidbehandlung erhaltene Lösung entweder durch ein Sieb oder einen Filter 5a filtriert«, Der Öl-Wasser-Separator ist nit einen EntlUftungsrohr 5b versehen, aus welchen Gase, die aus der Flüssigkeit als PoIge der Druckverninderung entbunden werden, aus den Separator entfernt werden kunnen.
BAD ORtGtNAL
- 24 -
109846/1611
A 11 172 6. Mir» 1971 a - at
Die abfließende flüssigkeit kann nun «it einer Säure, vorzugsweise alt Schwefelsäure, In der Reaktlonskammer 6 oder eine« Röhretück, das zwischen der Stelle, an welcher die beiden fluesigkeiteetröae sich vermischen und der Kammer 7b sub Waschen alt einen Lösungsmittel vorgesehen sein kann, umgesetzt werden» Zu dieses: Zweck wird die Schwefelsäure 7 (gemlsoht alt Natriumsulfat) über eine Leitung aus der Elektrolysezelle an eine Stelle geleitet, die gerade vor den für die Absorptionsflüssigkeit vorgesehenen Einlaß in die Reaktionskamaer liegt» Der Reaktionskanrajer werden somit eine wäßrige Lueung von Schwefelsäure, in welcher etwas Natriumsulfat enthalten ist, und die Absorptionsflüssigkeit, welche Ha« trlumsulfld, Natriumcarbonat und gegebenenfalls Natriumbisulfid und Hatriumbioarbonat in wäßriger Lösung enthält, zugeführt. Ein Teil der Schwefelsäure kann über die Leitung 7a der Absorptionsflüssigkeit zugeführt werden, ehe diese den Öl-Wasser-Separator erreichte
Die in der Reaktionskammer ablaufenden Umsetzungen sind bereits erläutert worden und betreffen die Bildung von Sohwefe!wasserstoff aus Natriumsulfid und Natriumblsulfld und die Bildung von Kohlendioxid aus Natriumcarbonat und Hatriuabioarbonato Beide Case werden während der Umsetzung in situ gebildet. BAD ORfGINAU
^ 100846/161 1 - 25 -
A 11 172 6. Hare 1971
a - «β
Die Absorptionsflüssigkeit gelangt dann in die Extraktion·- kanner Tb, in weloher eine innige Vermischung der Absorptionsflüssigkeit »it den Lösungsmittel bewirkt wird· Pie innige Yernisohung kann nooh durch Rühren unterstützt werden» Das Lösungsnittel (die organische Sohloht), weloheβ aus de« System entfernt werden soll, wird abgetrennt und Über eine Leitung einen zweiten Separator 7ο zugeführt, in welchen diese Phase erneut stehengelassen wird, un alles in dieser Phase eingeschlossene Wasser abzutrennen und über die Leitung 7d der Extraktion erneut zuzuführen. Hach der Abtrennung wird die zurückbleibende organische flüssigkeit verworfen.
Dasselbe Ziel kann auch erreicht werden, wenn statt des Haschens nit einen Lusungsvittel eine Behandlung alt ein·« Adsorptionsmittel erfolgt» Dazu wird die Absorptionsflüssigkeit durch ein Adsorptionsnittel wie Kohle, Hol»kohle, Ion oder Siliciumdioxid geleitet.
Vaoh der Extraktion wird die wäßrige Phaee über eine Leitung ■ur Oasabsiehkanner 8 gebracht, in welcher unter geeigneten Bedingungen wie geminderten oder niedrigen Druck und/ oder Wärmeeinwirkung die Gase Kohlendioxid und Schwefelwasserstoff 9 aus der Lttsung angesogen und in die Atmosphäre 1o
109848/1811 ^0 0RieiNAL
.. 26 .
A 11 172
6. Harz 1971
geleitet werden könneπo Gemäß einer bevorzugten Ausführungs-. fona werden die abgeeogenen sauren Gase sur Überführung des Schwefelwasserstoffs in ein begehrtes Rohprodukt, näalioh Sohwefel 11,weiterbehandelt·
Sie nach de« Abziehen der Gase verbleibende wäßrige Lösung ist in wesentlichen eine UTatriumsulfatlBeung. Sie wird ata
Boden der Abziehvorrichtung für saure Gase aufgefangen und
eine Über/Leitung der Elektrolysezelle 13 für den letzten Schritt des Kreisprozesses zugeführt. Vor der Elektrolyse kann die Natriumsulfatlösung mit einer üblichen Filtriervorrichtung 12 filtriert werden» In vielen Fällen erübrigt sich eine Filtrierung. Ua jedoch die Elektrolysezelle so wenig als möglich zu verunreinigen, wird sich eine Filtrierung la allgemeinen empfehlen. .
Die Hatriuesulfatlösung 14» die nach einen der in den Fig· 1 und 2 dargestellten Verfahren erhalten w&rden ist, wird durch eine Leitung in die mittlere Zelle einer in drei Zellen unterteilten Elektrolysekammer eingefüllt. Fig. 3 stellt eine sur Durchführung dea erfindungßgemäßen Verfahrens geeignete Elektrolysezelle dar, deren Wirkungsweise bereits erläutert was«!®. Die Zelle weist eine Bäarebestlstlg® d® 16 eof sspd-iet alt @iß©r AiulaeOfZBung 17 für die i
109846/1811
- 27 -
BAD ORIGINAL
A 11 172
6. NHrB 1971
denraua befindliche flüssigkeit, einer Lösung τοη Schwefelsäure und Natriumsulfat sowie alt einen Auslaß 18 für den an der Anode gebildeten elementaren Sauerstoff versehen. Der Anodenraun 15 ist von dem Hittelteil über ein Diaphragma 19 getrennt, das säurebeständig, hydraulisch durchlässig, nicht selektiv durchlässig (non-permselective) ist. Der Hittelraum 2o weist einen Einlaß 21 auf, in welche« die Natriumsulfatlusung eingeführt wird. Der Kathodenraum 22 ist von den Mittelrauo 2o über die Kationenaustauschraenbran 23f welche für Kationen selektiv durchlässig ist, getrennt. Der Kathodenraum 22, in welchen sich die Kathode 24 befindet, hat einen Einlaß 251 durch welchen ein (Ceil der Natrlumsulfatlösung zugesetzt wird. Anstelle des Natriunsulfats kann auch Wasser allein verwendet werden. Un jedoch eine Verdünnung der zirkulierenden Lösungen zu vermeiden, 1st die Verwendung von Natriumsulfat vorzuziehen. Es ist offensichtlich, daß bei Zusatz von Natriumsulfat in den Kathodenraum dae sich dort ansammelnde Natriumhydroxid nit einer NatrlumsulfatlBsung vermischt ist« Ein Auslaß In Kathodenraum dient zur Entfernung des hier gebildeten Natriumhydroxid 26. Ein zweiter Auslaß 27 auf der Oberseite des Kathodenraums 22 dient als Ableitung zur Entfernung des an der Kathode gebildeten gasförmigen elementaren WasserstoffS0
109848/1611 - 28 -
A 11 172
6« Nttr* 1971
Vghrend der Elektrolyse wird eine konzentriert· KatriumsulfatlBsung durch die Einlaßöffnung 21 in den Mittelraum mit einer ausreichenden Geschwindigkeit und eines ausreichenden Druck eingeleitet, daß der Durchgang der HatriumsαIfatlOsung durch das poröse Diaphragma schnell genug ist, ua einer Migration von Wasserstoffionen von der Anode sur Kathode stark entgegenzuwirken«,
Gleichseitig wird eine Natriumsulfatlösung oder Wasser in den Kathodenraum ait einer Geschwindigkeit eingerührt, welche der gewünschten Konzentration an Natriumhydroxid in der den Kathodenrauo Terlassenden flüssigkeit entspricht und an die Elektrolysezelle ein direkter elektrischer Strom angelegte Die katlonisohea Bestandteile, beispielweise Natriumionen, wandern durch die Kationen-Austausch-Membran in den Kathodenraum, wo sie in Verbindung alt den bei. der Elektrolyse von Wasser an der Kathode gebildeten Bydroxylionen Natriumhydroxid bilden, das aus dem Kathodenrau« entfernt werden kann. Das Natriumsulfat im Mittelraum der.Zelle, das nur teilweise seiner Hatriumionen beraubt ist, tritt durch das Diaphragma in den Anodenraum, in welohem die Sulfationen in Verbindung mit den bei der elektrolytisohen Waseersereet» ■nng an der Anode gebildeten Wasserstoffionen Schwefelsäure
109846/1811 "29 "
BAD ORIGINAL
a 11 m
6. Kttre 1971
a - β·
bilden» die susamven ait nicht uagesetstea Natriumsulfat an der dafür vorgesehenen AuslaBbteHe entfernt wird« Im allgemeinen wird die eohwefeleaure Lösung gleiche Konsentrationen an Schwefelsäure und natriumsulfat aufweisen»
Sie «ur Durchführung des erfindungsgemäßeη Verfahrene in früheren Stufen des Kreisprozesses erforderlichen Chemikalien sind nun wiedergewonnen und können über Zuleitungen den entsprechenden Stufen des Kreisprozesses wieder zugeführt werden. So wird beispielsweise das Natriumhydroxid, welches etwas Natriumsulfat enthalten kann, den Absorber als Absorptionsflüssigkeit zur Behandlung der saure Bestandteile enthaltenden Gase wieder zugeleitete Desgleichen wird die natriumsulfat enthaltende Sohwefelaäurelösung wieder mit der vom Absorber kommenden, durch entsprechende Behandlung von organischen Verunreinigungen befreiten Absorptionslösung vermischt und umgesetat, wobei sie entweder direkt in die Reaktionskammer eingeleitet oder der Absorptionsflüssigkeit sohon vorher zugeführt wird«,
BAD
109846/1611 -3o-

Claims (1)

  1. 7 1 1 ^ . ι.
    A 11 172 6, Märe 1971
    & - me
    Patentansprüche
    ■ J !»■_■ ι—I Jill IHJ I I I Il ■ M1Wl IH I IMU- Ij I
    1» Verfahren zur Entfernung von Kohlendioxid und/oder Schwefelwasserstoff sowie gegebenenfalls anderen sauren Bestandteilen aus einem Gas, insbesondere aus Kohlenwasserstoffen, bei welchem das Gas in eine als Ab·= Sorptionsflüssigkeit dienende, mit dem Kohlendioxid, den Schwefelwasserstoff und den anderen gegebenenfalls vorhandenen sauren Bestandteilen sich umsetzende wäßrige Alkalihydroxidlösung eingeleitet wird, dadurch gekennzeichnet, daß aus der Absorptionsflüssigkeit nach dem Einleiten des Gases durch Zusatz von Säur© Kohlendioxid und/oder Schwefelwasserstoff wieder in Freiheit gesetzt und abgezogen werden und die Absorptionsflüssigkeit anschliefiend zur Wiedergewinnung der Chemikalien elektrolysiert wird, wobei die an der Kathode gebildete verdünnte Alkalihydroxidlösung bzw. die an der Anode gebildete verdünn» te Säure dem Verfahren im Kreisprozeß als Absorptionsflüssigkeit bzw. zum Ansäuern der Absorptionsflüssigkeit wieder zugeführt wird«
    BAD ORiGINAL
    109846/1611 ~ 5V*
    A 11 172
    6, MÖr» 1971
    Verfahren nach Anspruch 1, dadurch g e -
    kennseiohnet, daß an der Kathode eine verdünnte wäßrige Lösung aus Alkalihydroxid und den Alkalisalz der so« Ansäuern der Absorptionsflüssigkeit verwendeten Säure gebildet und diese Lösung dem Kreisprozeß als Absorptionsflüssigkeit wieder zugeführt wird,
    3· Terfehren nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet , daß an der Anode eine ▼erdünnte wäßrige Lösung der zum Ansäuern verwendeten Säure und de« Alkalisals dieser Säure gebildet und diese Lösung de« Kreisprozeß zum Ansäuern der Absorptions«=· flüssigkeit wieder zugeführt wird«
    β Verfahren nach den Ansprüchen 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet , daß die Absorptionsflüssigkeit «it Schwefelsäure angesäuert wird ο
    5ο Verfahren nach eine« der vorhergehenden Ansprüche, d a durch gekennzeichnet, daß als Absorptionsflttssigkeit eine wäßrige Natriumhydroxidlösung eingesetzt wird»
    109846/161 1
    A 11 172 6. Märe 1971
    6· Verfahren nach den Ansprüchen 4 und 5» dadurch gekennzeichnet, da6 die Natriumhydroxidlöaung Natriumsulfat enthältο
    7. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüchen, dadurch gekennse lehnet, daß die Absorptionsflüssigkeit nach der Aufnahme von COg und H2S eur Abtrennung von in der Lesung enthaltenen Kohlenwasserstoffen stehengelassen und die beiden Phasen getrennt werden.
    8. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekenneelchnet, dafi die das Kohlendioxid und/oder den Schwefelwasserstoff gebunden enthaltende Absorptionsflüssigkeit von organischen Verunreinigungen befreit wird«
    Verfahren nach Anspruch Θ, dadurch ge~ kennnee lehnet, daß die Absorptionsflüssigkeit alt einem mit Wasser nicht mischbaren organischen Lösungsmittel extrahiert wird.
    1o. Verfahren nach Anspruch 9, dadurch ge»
    BAD OBiGiNAL
    A 11 172 6. Ms« 1971
    kennzeichnet, daß die Extraktion alt dea organischen Lusungsaittel vor dea Abelehen des durch Ansäuern In Freiheit gesetzten Kohlendloxids und/oder Schwefelwasserstoffs erfolgt«
    11. Verfahren naoh Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet , daß die Extraktion der Absorptionsflüssigkeit naoh den Abziehen des durch Ansäuern In Freiheit gesetsten Kohlendioxide bzw. Sohwefe!wasserstoffs erfolgt.
    12. Verfahren naoh Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet , daß die Absorptionsflüssigkeit alt eineo Absorptionsmittel behandelt wird.
    13. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, daduroh gekennzeichnet, daß bei der Absorption von Kohlendioxid und/oder Schwefelwasserstoff der Gasstrom der Absorptionsflüssigkeit la
    Oegenstro« zugeführt wirdο
    14· Verfahren naoh eines der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der
    109846/1611
    - 34 -
    A 11 U2
    6. Märt 1071
    aas der Absorptionsflüssigkeit freigesetzt· Schwefelwasserstoff nach dem Abziehen In elementaren Schwefel Überfuhrt wird.
    15* Verfahren nach einem der Torhergehenden Ansprüche, dadaroh gekennzeichnet, daß die Absorptionsflüssigkeit filtriert wird.
    16. Yorriohtang eur Durchführung des Verfahrens nach eine« odor mehreren der vorhergehenden Ansprüche, bei welcher das in einem Qas, insbesondere in eine« Kohlenwasserstoff enthaltene Kohlendioxid und/oder Schwefelwasserstoff in einem eine Alkalihydroxidlösung enthaltenden leaktionsgefte absorbiert wird, dadurch gekennzeichnet , daß die Vorrichtung sur Weiterbehandlung der mit dem Kohlendioxid und/oder de« Schwefelwasserstoff umgesetsten AlkallhjdroxidltSeung eine weitere, mit einer Zuleitung für Säure versehene
    I&wmeri eine Abziehvorrichtung/für die aus der Absorptions IBs ung in Freiheit gesetsten Gase sowl® eine Biete·* / Regenerierung der angesäuerten, too
    kohlendioxid und Schwefelwasserstoff befreiten Absorf tionsflüss'igkelt aufweist.
    y - 35
    BAD ORIGINAL
    109846/1611
    211/-935
    « 35 «·
    A 11 172 6, Mar« 1971 a - «a
    17« Vorrichtung oach Aosprach Ht dadurch g e -kennseichaet, daß die Elektrolysezelle einen Anodenraua, einen Kathodenrau* sowie eine diese beiden Räuee trennenden Hittelseile aufweist, wobei der lathodenrau» von der Mittelwelle durch eine für Kationen durchlässige Membran und der Anodenrauin von der Mittelteile durch ein durchlässiges Diaphragma getrennt 1st.
    18. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß vor der Elektrolyseselle eine Filtervorrichtung für die Absorptionsflüssigkeit vorgesehen ist*
    19» Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß sie eine Kamner zur Trennung der in der Absorptionsflüssigkeit vorhandenen Kohlenwasserstoffe von der wäßrigen Phase aufweist.
    2Oo Torsichtung naoh einen der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß sie eine Einrichtung sur Extraktion der Absorptionsflüssigkeit «it eine» Löaungsnittel aufweist,,
    109846/1611
    BAD
    Leerseite
DE19712112935 1970-03-20 1971-03-17 Verfahren zur Entfernung von Kohlendioxid und Schwefelwasserstoff Pending DE2112935A1 (de)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US2138370A 1970-03-20 1970-03-20
US10705671A 1971-01-18 1971-01-18

Publications (1)

Publication Number Publication Date
DE2112935A1 true DE2112935A1 (de) 1971-11-11

Family

ID=26694634

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DE19712112935 Pending DE2112935A1 (de) 1970-03-20 1971-03-17 Verfahren zur Entfernung von Kohlendioxid und Schwefelwasserstoff

Country Status (9)

Country Link
BE (1) BE764453A (de)
CA (2) CA947474A (de)
DE (1) DE2112935A1 (de)
DK (1) DK133788B (de)
ES (1) ES389352A1 (de)
FR (1) FR2084491A5 (de)
GB (1) GB1353248A (de)
NL (1) NL7102382A (de)
SE (1) SE392728B (de)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN112973398A (zh) * 2019-12-13 2021-06-18 中国科学院大连化学物理研究所 一种带有剩余离子的电极在co2电化学还原反应中的应用

Families Citing this family (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4113837A (en) * 1977-09-26 1978-09-12 Union Carbide Corporation Process for separating polymeric contaminants from aqueous absorbent solutions used to treat organic gas-containing gas streams
DE102006036228A1 (de) * 2006-08-03 2008-02-07 Universität Dortmund Verfahren zum Abtrennen von CO2 aus Gasgemischen
US7772449B2 (en) 2007-08-01 2010-08-10 Stone & Webster Process Technology, Inc. Removal of acid gases and sulfur compounds from hydrocarbon gas streams in a caustic tower

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN112973398A (zh) * 2019-12-13 2021-06-18 中国科学院大连化学物理研究所 一种带有剩余离子的电极在co2电化学还原反应中的应用

Also Published As

Publication number Publication date
CA947474A (en) 1974-05-21
FR2084491A5 (de) 1971-12-17
GB1353248A (en) 1974-05-15
CA947475A (en) 1974-05-21
SE392728B (sv) 1977-04-18
DK133788B (da) 1976-07-19
BE764453A (fr) 1971-08-16
NL7102382A (de) 1971-09-22
DK133788C (de) 1976-12-06
ES389352A1 (es) 1974-03-01

Similar Documents

Publication Publication Date Title
DE2334994A1 (de) Verfahren zur oxidation sulfidhaltigen abwassers
EP2430213A1 (de) Verfahren zur elektrolytischen spaltung von schwefelwasserstoff
DE2404019C3 (de) Verfahren zur Rückgewinnung des Quecksilbers aus metallurgischen Abgasen
DD278134A5 (de) Kontinuierliches verfahren zur behandlung eines merkaptane enthaltenden sauren kohlenwasserstoffstromes zum zwecke der erzeugung eines im wesentlichen disolfid- und merkaptanfreien produktkohlenwasserstoffstromes
DE2260392A1 (de) Verfahren zur behandlung einer schwefelwasserstoffhaltigen salzloesung
DE2613639A1 (de) Verfahren zum ausscheiden von flugasche aus rauchgas in einem geschlossenen system mit nasskrubber
WO2019015919A1 (de) Co2-elektrolyseur
WO2012062353A1 (de) Verfahren zur nutzung von bei der erzeugung lignozellulosischer faserstoffe anfallendem abwasser
DE3620502A1 (de) Verfahren zum entziehen von schwermetallen aus abwaessern
DE3219701A1 (de) Behandlung von gaskondensaten
EP1480733B1 (de) Verfahren zur entfernung von merkaptan aus rohgas
DE2112935A1 (de) Verfahren zur Entfernung von Kohlendioxid und Schwefelwasserstoff
DE3734189A1 (de) Verfahren zur abtrennung und wiedergewinnung von naphthalinsulfonsaeuren aus waessrigen loesungen
DE2041359A1 (de) Verfahren zur Entfernung von Schwefelwasserstoff und Sulfiden aus Gasen
DE3218599A1 (de) Verfahren zum entfernen von cadmium aus sauren, insbesondere p(pfeil abwaerts)2(pfeil abwaerts)0(pfeil abwaerts)5(pfeil abwaerts)-haltigen loesungen
DE2210759A1 (de) Verfahren zur Wiedergewinnung von Quecksilber
CH509946A (de) Verfahren zur Behandlung von Abwässern
DE102019004689B4 (de) Verfahren zur Gewinnung von geschmolzenem Schwefel aus einem schwefelwasserstoffhaltigen Gasstrom
DE68913811T2 (de) Rückgewinnung und Konzentration von wässerigen Säuren und Basen.
DE1110814B (de) Verfahren zur Reinigung der schwefelwasserstoffhaltigen Abluft von Viskose verarbeitenden Fabriken
DE958233C (de) Verfahren zum Entfernen von Merkaptanen aus einem sauren Kohlenwasserstoffdestillat, das hoeher siedet als Benzin
DE2218769A1 (de) Verfahren zur Behandlung von mit Gerüchen behafteten Abwasserströmen
DE936088C (de) Verfahren zum Vermindern des Natriumsulfid- und Mercaptangehaltes von waessrigen Alkalilaugen
DE1517685B2 (de) Verfahren zur reinigung von abwaessern
DE2337364A1 (de) Verfahren zur behandlung eines schwefelwasserstoff enthaltenden gases

Legal Events

Date Code Title Description
OHA Expiration of time for request for examination