In der Schrift WO 97/26069 wird ein Verfahren zur Reinigung von Kohlendioxid und schwefelhaltigen Gasen beschrieben, bei dem schwefelbehaftete Verunreinigungen in Form von Merkaptanen und H2S vorliegen. In einer ersten Absorption werden die schwefelbehafteten Verunreinigungen aus dem Gas entfernt, um einen Reingasstrom und einen Sauergasstrom zu erzeugen, wobei das Sauergas hydriert wird um einen größeren Anteil an Merkaptanen zu H2S umzuwandeln. Das hydrierte Sauergas wird in eine zweite Absorptions-/Regenerationsanlage eingeleitet, in dem das Sauergas in einen H2S-reichen ersten Gasstrom separiert wird, der in eine Claus-Anlage eingeleitet wird, und einen zweiten H2S-armen Gasstrom, welcher zur Nachverbrennung geführt wird. Der Claus-Anlage folgt eine Tailgas-Nachbehandlung, in der das H2S weiter reduziert wird und ein H2S-reiches Gas abgezogen wird.

Eine weitere unveröffentlichte Anmeldung beschreibt ein Verfahren, um die unerwünschten schwefelhaltigen Stoffe in der Form von H2S und Merkaptan aus Rohgas zu entfernen. Dabei wird Rohgas in eine Absorptions-und Regenerationskolonne geleitet und dort gewaschen, wobei aus dieser Absorptions-und Regenerationskolonne drei Gasströme abgezogen werden.

Ein erster Abgasstrom wird in eine Claus-Anlage geleitet wird, ein zweiter Sauergasstrom mit niedriger H2S-Konzentration in eine weitere Absorptionsanlage geleitet und ein dritter Gasstrom, das Wertgas mit den Merkaptanen, wird gekühlt und einer Adsorptionsanlage zugeführt. Aus dieser Adsorptionsanlage wird ein gereinigtes Wertgas abgezogen und ein merkaptanhaltiger Gasstrom einer Wäsche unterzogen wird, der danach der Claus-Anlage zugeführt wird.

Nachteilig an diesen Verfahren ist der erhebliche Aufwand, um den H2S-Gehalt des Abgases der bei hohem Druck arbeitenden ersten Wäsche, die sowohl das im Einsatzgas enthaltene H2S aber auch das gesamte COs entfernt, so anzuheben, dass eine problemlose und ökonomisch sinnvolle Schwefelerzeugung in der Claus-Anlage möglich ist. Es ist eine zweite Absorptionsanlage notwendig, deren Betrieb zur Wiederaufbereitung des eingesetzten Lösungsmittels sehr viel Energie verbraucht. Der Betrieb dieser Absorptionsanlage und insbesondere die Abstimmung mit den anderen Anlagenkomponenten ist sehr aufwendig und kompliziert.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein verbessertes Verfahren zur Reinigung von kohlenwasserstoffhaltigem Gas zu schaffen, bei dem der Energieaufwand und damit die Kosten für die Erzeugung eines möglichst H2S-reichen Einsatzgases für die Clausanlage deutlich gesenkt werden kann.

Erfindungsgemäß wird die Aufgabe dadurch gelöst, dass vor die bei einem Druck des Einsatzgases von 20-80 bar abs. betriebene Absorptions-und Regenerationsanlage eine weitere Absorptionsanlage geschaltet wird, die bei dem gleichen Druck von 20-80 bar abs. mit einem selektiven Lösungsmittel arbeitet und die das Einsatzgas auf 100-10 000 ppmV H2S grob entschwefelt, wobei aus dieser vorgeschalteten Absorptionsanlage ein mit Schwefelwasserstoff beladener Lösungsmittelstrom abgezogen und einer nachfolgenden Regeneration zugeführt wird, dass aus der vorgeschalteten Absorptionsanlage ein dritter Gasstrom, das grobentschwefelte Rohgas der Absorptions-und Regenerationsanlage zugeführt wird, und aus dieser Absorptions-und Regenerationsanlage das Wertgas abgezogen wird, welches einer weiteren Verwertung zugeführt wird.

Aufgrund der groben Vorentschwefelung durch die vorgeschaltete Absorptionsanlage besteht der erste kleine Gasstrom, der aus der Regenerationsanlage in die Clausanlage geleitet wird, aus bis zu 95 Vol.-% Kohlenwasserstoff und aus bis zu 30 Vol.-% Kohlendioxid. Der zweite Gasstrom, der von der Regenerationsanlage in die Claus-Anlage geleitet wird, besteht aus 20 bis 90 Vol.-% Schwefelwasserstoff, maximal 80 Vol.-% Kohlendioxid und geringen Anteilen Merkaptan.

Dadurch, dass aus der vorgeschalteten Absorptionskolonne ein hoch mit H2S beladener Lösungsmittelstrom abgezogen und der Regenerationsanlage zugeführt wird, ist der Lösungsmittelstrom je nach Anlagenkonfiguration um 30-60 % kleiner ist als nach dem Stand der Technik. Damit ist der Energieverbrauch für die Regeneration ebenfalls um 30-60 % kleiner.

Das grobentschwefelte Rohgas wird als zweiter Gasstrom aus der vorgeschalteten Absorptionskolonne abgezogen, und einer zweiten Wäsche, bestehend aus Absorption und Regeneration, zugeführt. Da in dieser zweiten Wäsche neben dem CO2 nur noch eine sehr geringe Menge H2S ausgewaschen werden muss, ist die benötigte Menge Lösungsmittel auch hier deutlich geringer als beim Stand der Technik, nämlich 20-70 % geringer in Abhängigkeit vom H2S/C02-Verhältnis, so dass auch hier 45 % weniger Regenerationsenergie benötigt wird.

Als bevorzugtes Lösungsmittel der vorgeschalteten Absorptionsanlage wird typischerweise Methyl-Diethanolamin (MDEA) verwendet.

Die vorgeschaltete, selektive Absorptionsanlage wird derartig gestaltet, dass neben einer möglichst großen Menge H2S eine möglichst kleine Menge C02 absorbiert wird. Bekannter Weise ist bei dem Lösungsmittel MDEA die CO2-Absorption durch die Absorptionsgeschwindigkeit begrenzt, so dass sie minimiert werden kann, indem man das Einsatzgas nur kurzzeitig mit dem Lösungsmittel MDEA in Kontakt bringt. Die für die H2S- Absorption notwendige Kontaktzeit sinkt mit steigendem Druck des Einsatzgases und liegt z. B. bei 50 bar abs. im Bereich bis zu 20 Sekunden.

Ais Produkt fällt ein Gas an, dass arm an HzS (typischerweise 100-10000 ppmV) ist, aber noch ein Grossteil des im Einsatzgas enthaltenen CO2 enthält. Sowohl das C02 als auch die restliche kleine Menge an H2S werden dann in der nachfolgenden Hochdruckwäsche vollständig aus dem Wertgas entfernt und als Abgas zusammen mit einem Teil des im Einsatzgas enthaltenen Merkaptans abgeführt. Der Schwefelrückgewinnungsgrad der Gesamtanlage wird dadurch erhöht, dass dieses Abgas in die Hydrierung der Tailgasanlage geleitet wird, um Schwefelkomponenten in H2S umzuwandeln, und danach in die Absorptionsanlage der Tailgasanlage geleitet wird.

Da der für das Wertgas geforderte niedrige H2S-Gehalt erst nach dieser zweiten Hochdruckwäsche erreicht werden muss, kann in der vorgeschalteten Absorptionsanlage Lösungsmittel zum Einsatz kommen, das von der Tailgaswäsche der Clausanlage kommt und schon HaS und C02 enthält. Die Gesamtmenge der in einer Regeneration wiederaufzuarbeitenden MDEA-Lösung wird somit minimiert. Alternativ dazu kann auch unbeladenes Lösungsmittel eingesetzt werden. Die durch geeignete Gestaltung der Absorptionsanlage erreichbaren H2S Konzentrationen im Abgas aus der Regeneration, das der Clausanlage zugeführt wird, sind höher als diejenigen, die nach dem Stand der Technik erzielbar sind, so dass die Clausanlage entsprechend kleiner ausgeführt werden kann.

Ausgestaltungsmöglichkeiten des Verfahrens werden mit Hilfe der Zeichnung beispielhaft erläutert.

Rohgas wird über Leitung (1) in eine erste Absorptionskolonne (21) geleitet, in der der Grossteil des enthaltenen H2S ausgewaschen wird. Als Lösungsmittel wird der Absorptionskolonne (21) ein Lösungsmittelstrom (16) zugeführt, der in einer nachfolgenden Tailgasabsorptionsanlage (29) mit H2S und C02 vorbeladen wurde.

Aus der Absorptionskolonne (21) wird ein hoch mit H2S beladener Lösungsmittelstrom (17) abgezogen und einer Regenerationsanlage (22) zugeführt. Aus der Regenerationsanlage (22) wird ein erster kleiner Gastrom (3) direkt der Clausanlage (27) zugeführt. Dieser Abgasstrom (3) besteht hauptsächlich aus bis zu 95 Vol.-% Kohlenwasserstoff und bis zu 30 Vol.-% aus COs mit geringen Mengen an Merkaptan (bis zu 0,3 Vol.-%) und H2S (bis zu 5 Vol.-%).

Ein zweiter größerer Gasstrom (4), der zu 20-90 Vol.-% H2S, zu 10-80 Vol.-% C02 und bis zu 3000ppmV Merkaptan enthält, wird ebenfalls direkt der Clausanlage (27) zugeführt. Als weiterer Strom wird ein unbeladener Lösungsmittelstrom (18) abgezogen, der zur Tailgasabsorptionsanlage. (29) geleitet wird. Sollte die in der ersten Absorptionskolonne (21) benötigte Lösungsmittelmenge größer sein als die in der Tailgasabsorptionsanlage (29) eingesetzte, dann ist es auch möglich, dass über Leitung (19) direkt unbeladenes Lösungsmittel aus der Regenerationsanlage (22) in die Absorptionskolonne (21) geleitet wird. Sollte die in der ersten Absorptionskolonne (21) benötigte Lösungsmittelmenge geringer sein als die in der Tailgasabsorptionsanlage (29) eingesetzte, dann ist es auch möglich, dass über Leitung (20) direkt vorbeladenes Lösungsmittel aus der Tailgasabsorptionsanlage (29) in die Regenerationsanlage (22) geleitet wird.

Aus der Absorptionskolonne (21) wird ein zweiter Gasstrom (2), das grobentschwefelte Rohgas abgezogen, und einer zweiten Wäsche (23), bestehend aus Absorption und Regeneration, zugeführt. Das grobentschwefelte Rohgas (2) enthält noch einen Grossteil des im Rohgas enthaltenen Merkaptans, 100-10000 ppmV H2S und 50-95 % des im Rohgas enthaltenen C02.

Aus dieser zweiten Wäsche (23) wird ein erster Gasstrom (6) abgezogen, der in einer der anderen Teilanlagen (z. B. Clausanlage (27) oder Hydrierung (8) oder beispielsweise in einer nicht dargestellten Abgasnachverbrennung) als Brenngas genutzt oder über Leitung (30) nach außen abgegeben werden kann. Dieser Gasstrom (6) besteht hauptsächlich aus bis zu 80 Vol.- % Kohlenwasserstoff und bis zu 20 Vol.-% aus CO2 mit geringen Mengen an Merkaptan (bis zu 0,3 Vol.-%) und HzS (bis zu 5000 ppmV). Als zweiter Gasstrom (5) wird aus der zweiten Wäsche (23) über Leitung (5) das Wertgas mit dem größten Teil des Merkaptans abgezogen und dann z. B. gekühlt (24) und zur Entfernung des Merkaptans über Leitung (8) einer Adsorption (25) zugeführt. Ein dritter Gasstrom aus der Absorptionsanlage (23), der bis zu 99,8 Vol.-% CO2, bis zu 10 Vol.-% HzS und 0,2 Vol.-% Merkaptan enthält, wird über Leitung (7) einer Hydrierung (28) zugeführt.

Bei der Claus-Anlage (27) handelt es sich um eine an sich bekannte Anlage, die aus einem Verbrennungsofen sowie mehreren katalytischen Reaktoren zur Durchführung der Reaktion besteht. Der anfallende flüssige Schwefel wird über Leitung (16) abgezogen und einer weiteren Verwertung zugeführt. In der Claus-Anlage (27) fällt immer ein sogenanntes Clausrestgas an, das neben nicht kondensiertem Elementarschwefel nicht umgesetztes Schwefeldioxid und H2S enthält. Dieses Restgas wird über Leitung (13) abgezogen und wird einer Nachbehandlung unterzogen, um den Schwefelrückgewinnungsgrad zu erhöhen. Das Claus-Restgas wird über Leitung (13) einer Hydrier-Anlage (28) zugeführt, die auch mit dem Gas über Leitung (7) aus der zweiten Wäsche (23) versorgt wird. In der Hydrierung (28) wird Merkaptan und SO2 zu HzS umgewandelt und über Leitung (14) einer Absorptionsanlage (29) zugeführt. Aus der Absorptionsanlage (29) wird ein mit H2S und CO2 beladenes Lösungsmittel über Leitung (16) in die erste Absorptionskolonne (21) zur weiteren Absorption von H2S gegeben, bevor es in der Regenerationsanlage (22) wie vorne beschrieben wiederaufgearbeitet und das gesamte enthaltene H2S der Clausanlage (27) zugeführt wird. Damit wird ein hoher Schwefelrückgewinnungsgrad erreicht.

Das verbleibende Gas enthält nur noch sehr wenig (bis zu 2000 ppmV) H2S und wird über Leitung (15) aus der Absorptionsanlage (29) abgezogen und beispielsweise einer Verbrennung zugeführt.

Beispiel : Die folgende Tabelle zeigt eine Analyse der Gasströme und der flüssigen Prozess-Ströme in den einzelnen Leitungen. Leitung Nr. : 1 2 3 Prozess Strom Rohgas Grobentschwefeltes Rohgas Erster Entspannungsgas- strom zur Clausanlage Phase gas gas gas Komponenten Nm/h kgMole/ppmV Vol % Nm3/h kgMole/ppmV Vol % Nm'/h KgMole ppmV Vol % h h/h C02 21680 967, 3 2, 59 18645 831, 85 2, 25 5, 24 0, 23 0, 98 N2 29102 1298, 43, 48 29093 1298, 03, 51 9, 03 0, 40 1, 68 CH4 705460 31474, 1 84, 26 704982 31453 85 00 461, 87 20, 61 86, 18 l l l l l _ C2H6 45661 2037, 1 5, 45 45629 2035, 7 5 50 29, 41 1, 31 5, 49 C3H8 18593 829, 5 2 22 18575 828, 7 2, 24 17, 17 0, 77 3, 20 i-C4 2981 133, 0 0, 36 2981 133, 0 0, 36 0, 57 0, 03 0, 11 n-C4 4333 193, 3 0, 52 4331 193, 2 0, 52 1, 89 0, 08 0, 35 i-C5 1203 53, 7 0, 14 1203 53, 7 0, 15 0, 21 0, 01 0, 04 n-C5 1040 46, 4 0, 12 1040 46, 4 0, 13 0, 21 0, 01 0, 04 .. l l l l C6 cut 751 33, 5 0, 09 751 33, 5 0, 09 0, 25 0, 01 0, 05 C7 cut 379 16, 9 0, 05 379 16, 9 0, 05 0, 03 0, 00 0, 01 C8 140 6, 2 0, 02 140 6, 2 0, 02 0, 01 0, 00 0, 00 C9 93 4, 1 0, 01 93 4, 1 0, 01 0, 05 0, 00 0, 01 H2S 5851 261, 03 0, 699 401, 4 17, 91 484 0, 05 5, 41 0, 24 1, 01 COS 2 5 0, 11 3 0, 00031, 7 0, 07 2 0, 0002 0, 01 0, 00 20 0, 00 0 CH3SH 21, 8 0, 97 26 0, 0026 19, 9 0, 89 24 0, 0024 0, 13 0, 01 250 0, 03 C2H5SH 117, 2 5, 23 140 0, 0140 99, 5 4, 44 120 0, 0120 0, 63 0, 03 1170 0, 12 C3H7SH 47, 7 2, 13 57 0, 0057 46, 4 2, 07 56 0, 0056 0, 29 0, 01 540 0, 05 C4H9SH 5, 0 0, 22 6 0, 0006 5, 0 0, 22 6 0, 0006 0, 05 0, 00 90 0, 01 CS2 S02 SX CO H2 02 H20 saturated ! 1019 45, 48 0, 12 3, 49 0, 16 0, 65 Flow Nm3/h 837240 100, 00 829433 100, 00 536 100, 0 Flow kg/h 723091 709163 449 Flow Kgmole/h 37353 37005 24 Flow MMSCFD 750, 00 743, 01 0, 480 Mole Wt. Kg/Kg 19, 36 19, 16 18, 77 mole Temp. c 10 42 29 I 2 Pressure bar 68, 0 67, 8 6, 0 (abs) Density K 3--- Vap. Frac 1, 0 1, 0 1, 0 Leitung Nr. : 4 5 6 Prozess Strom H29 ! reiches Abgas zur Wertgas zur Gaskühlung Zweiter Entspannungsgas- Oaus. aniageström Phase gas gas gas Komponenten Nm3/h kgMole/ppmV Vol % Nm3/h KgMole/h Ppm Vol % Nm'/h kgMole/ppmV Vol % h V h C02 5625, 8 250, 99 46, 01 41 1, 81 50 0, 005 72, 63 3, 24 18, 59 N2 29087 1297, 72 3, 59 5, 47 0, 24 1, 40 CH4 17, 12 0, 76 0, 14 704689 31439, 68 86, 94 266, 08 11, 87 68, 10 C2H6 2, 45 0, 11 0, 02 45600 2034, 46 5, 63 24, 22 1, 08 6, 20 C3H8 1, 22 0, 05 0, 01 18564 828, 25 2, 29 8, 60 0, 38 2, 20 i-C4 2979 132, 92 0, 37 1, 56 0, 07 0, 40 n-C4 4329 193, 13 0, 53 2, 03 0, 09 0, 52 i-C5 1202 53, 64 0, 15 0, 59 0, 03 0, 15 n-C5 1039 46, 36 0, 13 0, 51 0, 02 0, 13 C6 cut 750 33, 48 0, 09 0, 39 0, 02 0, 10 C7 cut 379 16, 91 0, 05 0, 16 0, 01 0, 04 C8 140 6, 23 0, 02 0, 08 0, 00 0, 02 C9 93 4, 14 0, 01 0, 04 0, 00 0, 01 l l l l H2S 6174, 5 275, 47 50, 50 2, 5 0, 11 3 0, 000 0, 39 0, 02 0, 10 COS 0, 8 0, 04 69 0, 01 0, 4 0, 019 1 0, 00 0, 01 0, 00 20 0, 00 CH3SH 1, 7 0, 08 141 0, 01 16, 5 0, 738 20 0, 00 0, 11 0, 00 280 0, 03 C2H5SH 17, 1 0, 76 1395 0, 14 82, 6 3, 686 102 0, 01 0, 59 0, 03 1500 0, 15 C3H7SH 1, 0 0, 04 81 0, 01 44, 6 1, 990 55 0, 01 0, 21 0, 01 540 0, 05 C4H9SH 0, 0 0, 00 0 0, 00 4, 7 0, 212 6 0, 00 0, 02 0, 00 60 0, 01 CS2 S02 SX CO H2 02 H20 385 17, 18 3, 15 1528 68, 17 0, 19 7, 05 0, 31 1, 80 Flow Nm3/h 12227 100, C 810572 100, 0 391 100, 0 Flow kg/h 20818 672080 414 Flow kgmole/h 545 36164 17 Flow MMSCFD 10, 953 726, 111 0, 350 Mole Wt. kg/kg 38, 16 18, 58 23, 74 mole Temp. c 35 50 47 Pressure bar 1, 8 66, 8 6, 0 (abs) Density kg/m' Vap. Fracl1, 0 1, 0 1, 0 Leitung Nr. : 7 8 9 Prozess Strom CO2 reiches Abgas zur gekühltes Wertgas zur Sweet Gas Hydrüerung Molsiebanlage Phase gas gas gas Komponenten Nm3/h kgMol ppmV Vol % Nm3/h kgMole/h ppmV Vol % Nm3/h kgMole/h ppmV Vol % I e/h l l l l l l l I e/h C02 18532 826, 80 90, 78 41 1, 81 0, 005 41 1, 81 50 0, 005 N2 29087 1297, 72 3, 59 29073 1297, 07 3, 60 CH4 26, 54 1, 18 0, 13 704689 31439, 68 87, 1 704337 31423, 96 87, 12 C2H6 4, 08 0, 18 0, 02 45600 2034, 46 5, 64 45578 2033, 44 5, 64 C3H8 2, 04 0, 09 0, 01 18564 828, 25 2, 29 18550 827, 63 2, 29 i-C4 2979 132, 92 0, 37 2978 132, 85 0, 37 n-C4 4329 193, 13 0, 53 4327 193, 03 0, 54 i-C5 1202 53, 64 0, 15 1202 53, 61 0, 15 n-C5 1039 46, 36 0, 13 1039 46, 34 0, 13 C6 cut 750 33, 48 0, 09 749 33, 42 0, 09 C7 cut 379 16, 91 0, 05 377 16, 82 0, 05 C8 140 6, 23 0, 02 138 6, 16 0, 02 C9 93 4, 14 0, 01 89 3, 95 0, 01 H2S 398, 6 17, 78 19525 1, 95 2 0, 11 3 0, 00 2, 5 0, 110 3 0, 00 COS 1, 22 0, 05 60 0, 01 0 0, 02 1 0, 00 0, 4 0, 019 1 0, 00 CH3SH 3, 27 0, 15 160 0, 02 17 0, 74 20 0, 002 0, 2 0, 011 0, 3 0, 00 C2H5SH 16, 33 0, 73 800 0, 08 83 3, 69 102 0, 01 1, 4 0, 063 1, 7 0, 0002 C3H7SH 1, 63 0, 07 80 0, 01 45 1, 99 55 0, 006 0, 7 0, 030 0, 8 0, 0001 C4H9SH 0, 20 0, 01 10 0, 00 5 0, 21 6 0, 001 0, 1 0, 004 0, 1 0, 000 CS2 S02 SX CO H2 02 H20 1428 63, 717, 00 144 6, 43 0, 02 1 0, 04 1, 0 0, 0001 Flow Nm3/h 20414 100, 0 809188 100, 0 808481 100, 0 Flow kg/h 38232 670968 670035 Flow kgmole/h 911 36102 36070 Flow MMSCF 18, 287 725 724, 237 D I I _ Mole Wt, kglkg 41, 98 19 18, 58 | mole l Temp. °C501025 Pressure Bar 1, 8 66, 5 65, 2 abs Density Ikg/m", Vap. 1, 0 1 1, 0 Frac. FVraaPc. | 1, 0| = = 1 == = 1, 0 = = _ Leitung Nr. : 10 11 12 Prozess Strom Merkalptanhaltiger Gasstrom Fuel Gas zur Angereichertes Anlaclengrenze Merkaptangas zur Clausanla ge Phase gas gas gas Komponenten Nm3/h kgMole ppmV Vol % Nm'/h kgMole/ppmV Vof % Nm'/h kgMole/ppmV Vol % /h l h | I | h l I /h h h C02 N2 7814, 5 348, 65 29, 27 7812, 2 348, 54 29, 55 2, 3 0, 10 0, 80 CH4 18552, 3 827, 71 69, 49 18447 822, 99 69, 78 105, 7 4, 72 36, 13 C2H6 22, 8 1, 02 0, 09 22, 3 1, 00 0, 08 0, 5 0, 02 0, 16 C3H8 13, 9 0, 62 0, 05 11, 9 0, 53 0, 05 2, 0 0, 09 0, 68 i-C4 1, 5 0, 07 0, 01 1, 0 0, 05 0, 00 0, 4 0, 02 0, 15 n-C4 2, 2 0, 10 0, 0 1, 8 0, 08 0, 01 0, 4 0, 02 0, 12 i-C5 0, 6 0, 03 0, 00 0, 3 0, 01 0, 00 0, 3 0, 02 0, 12 n-C5 0, 5 0, 02 0, 00 0, 2 0, 01 0, 00 0, 3 0, 01 0, 10 C6 cut 1, 3 0, 06 0, 00 1, 3 0, 06 0, 44 C7 cut 2, 1 0, 09 0, 01 2, 1 0, 09 0, 71 C8 1, 7 0, 08 0, 01 1, 7 0, 08 0, 60 C9 4, 3 0, 19 0, 02 4, 3 0, 19 1, 47 H2S COS CH3SH 16, 3 0, 73 610 0, 061 0, 2 0, 009 8 0, 001 16, 1 0, 72 5, 49 C2H5SH 81, 2 3, 62 3042 0, 30 0, 3 0, 014 12 0, 001 80, 9 3, 61 27, 64 C3H7SH 43, 9 1, 96 1645 0, 165 0, 9 0, 040 34 0, 003 43, 0 1, 92 14, 70 C4H9SH 4, 7 0, 21 174 0, 017 0, 7 0, 029 25 0, 003 4, 0 0, 18 1, 36 CS2 S02 SX CO H2 02 H20 135 6, 02 0, 51 135 6, 04 0, 51 27 1, 229, 31 l I I Flow Nm'/h 26699 100, 0 26434 100, 0 293 100, 0 Flow kg/h 23698 23142 578 Flow Kgmole/h 1191 1179 13 Flow MMSCFD 23, 917 23, 679 0, 262 I, _ l I I I Mole Wt. kg/kg 19, 89 19, 62 44, 27 moly Temp. °C 50 50 57 Pressure bar 24, 9 24, 6 1, 9 abs Density kg/m' Vap. Frac 1, 0 1 1, 0 Leitung Nr. : 13 14 15 Prozess Strom Clausrestgas zur Hydriertes Cliausrestgas zur Abgas zur Hydrierunz3 T, ailgasabsoription NachverbrennLIng Phase gas gas gas Komponenten Nm3/h kgMole/ppmV Vol % Nm'/h kgMole/ppmV Vol % Nm3/h kgMole/ppmV Vol % I h I f h I I f h l i h h h C02 6026 268, 84 17, 61 259581158, 10 42, 82 23362 1042, 29 43, 23 N2 17220 768, 27 50, 31 21420 955, 65 35, 34 21420 955, 65 39, 64 Cl4 40, 9 1, 83 0, 07 41 1, 83 0, 08 C2H6 18, 2 0, 81 0, 03 18 0, 81 0, 03 C3H83, 5 0, 160, 014 0, 160, 01 i-C4 n-C4 i-C5 n-C5 C6 cut C7 cut c8 c9 H2S 137 6, 09 0, 40 757, 7 33, 81 1, 25 27, 02 1, 21 500 0, 05 COS 60 2, 67 0, 17 3, 8 0, 17 0, 01 3, 76 0, 17 70 0, 01 CH3SH 0, 97 0, 04 0, 00 0, 97 0, 04 0, 00 C2H5SH 5, 15 0, 23 0 01 5 15 0, 23 95 0, 01 _ l l l l l C3H7SH 0, 42 0, 02 0, 00 0, 42 0, 02 8 0, 00 C4H9SH CS2 7 0, 33 0, 02 l l S02 71 3 16 0 21 l l _ SX 14 0, 61 0, 04 CO 634 28, 30 1, 85 99, 72 4, 45 0, 16 99, 72 4, 45 0, 18 H2 372 16, 61 1, 09 1156, 1 51, 58 1, 91 1156, 1 51, 58 2, 14 02 H20 9686 432, 15 28, 30 11154 497, 62 18, 407898 352, 35 14, 62 l l l l l l Flow Nm3/h 34227 100, 0 60618 100, 0 54035 100, 0 Flow kg/h 42578 88170 79345 Flow kgmole/h 1527 2704 2411 Flow MMSCFD 31 54, 301 48, 405 I I _ Mole Wt. Ikg/kg 27, 88 l 32, 60 32, 91 Mole Temp. °C 165 175 55 Pressure bar 1, 3 1, 2 1, 1 abs Density kg m 3 Vap.-1, 0 1, 0 1, 0 Frac. Leitung Nr. : 17 18 19 Prozess Strom Beladene MDEA Regenerierte MDEA Vorbeladene MDEA Phase flüssig flüssig flüssig Komponenten kg/h kgmole/h Wt. % kg/h kgmole/h Wt. % kg/h kgmole/h Wt. % C02 11177, 6 253, 98 2, 62 121, 1 2, 8 0, 03 5217, 9 118, 6 1, 26 N2 11, 3 0, 40 0, 00 CH4 342, 8 21, 37 0, 08 C2H6 42, 7 1, 42 0, 01 C3H8 36, 2 0, 82 0, 01 i-C4 1, 5 0, 03 0, 00 n-C4 4, 9 0, 08 0, 00 i-C5 0, 7 0, 01 0, 00 n-C5 0, 7 0, 01 0, 00 C6 cut 0, 9 0, 01 0, 00 C7 cut 0, 1 0, 00 0, 00 C8 0, 0 0, 00 0, 00 C9 0, 3 0, 00 0, 00 H2S 9490, 2 278, 47 2, 23 93, 8 2, 8 0, 02 1204, 8 35, 4 0, 29 COS 2, 3 0, 04 0, 00 CH3SH 4, 0 0, 08 0, 00 C2H5SH 49, 0 0, 79 0, 01 C3H7SH 4, 3 0, 06 0, 00 C4H9SH 0, 2 0, 00 0, 00 CS2 S02 SX CO H2 02 MDEA 121440 1019 28, 51 121440 1019 29, 98 121440 1019 29, 3 H20 283340 15727 66, 52 283360 15728 69, 96 286616 15909 69, 15 Flow m/h 416, 4 100, 0 400, 2 100, 0 409, 6 100, 0 Flow kg/h 425950 405015 414479 F) ow kgmofe/h 173041675317082 Flow MMSCFD Molar kg/kgmole 47, 9 48, 4 48, 0 M, T °C 32, 0 50, 0 40, 0 P (abs.) bar (abs) 68, 0 8, 0 9, 0 Density kg/m3 1023 1012 1012 Vap. 0, 0 0, 0 0, 0 Frac.

Entsprechend den in der Tabelle dargestellten Werten wird Rohgas über Leitung (1) in eine erste Absorptionskolonne (21) geleitet, in der das enthaltene H2S bis auf einen Restgehalt von 484 ppmV ausgewaschen wird. Hierfür ist der in der Tailgasabsorptionsanlage (29) mit H2S und C02 vorbeiadene Lösungsmittelstrom (16) ausreichend, so dass für die Wäsche in der Absorptionskolonne (21) kein Mehrbedarf an Lösungsmittel gegenüber der in der Tailgasanlage (29) benötigten Menge entsteht. Das grobentschwefelte Rohgas (2) enthält neben dem Restgehalt H2S noch einen Grossteil (84 %) des im Rohgas enthaltenen CO2 und auch einen Grossteil des im Rohgas enthaltenen Merkaptans.

Aus der Absorptionskolonne (21) wird ein hoch mit H2S beladener Lösungsmittelstrom (17) abgezogen und einer Regenerationsanlage (22) zugeführt. Da der Lösungsmittelstrom um 47 % kleiner ist als nach dem unveröffentlichten Stand der Technik beschriebenen Beispiel, ist der Energieverbrauch für die Regeneration ebenfalls um 47 % kleiner.

Aus der Regenerationsanlage (22) wird ein erster kleiner Gastrom (3), der zu 95 Vol.-% aus Kohlenwasserstoff und zu 1 Vol.-% aus C02 mit ca. 1 Vol.-% Schwefel und Merkaptan besteht, direkt der Clausanlage (27) zugeführt.

Ein zweiter, größerer Gasstrom (4), der zu 50,5 Vol.-% aus H2S, und zu 46 Vol. % C02 besteht, wird ebenfalls direkt der Clausanlage (27) zugeführt.

Das grobentschwefelte Rohgas wird als zweiter Gasstrom (2) aus der Absorptionskolonne (21) abgezogen, und einer zweiten Wäsche (23), bestehend aus Absorption und Regeneration, zugeführt. Da in dieser zweiten Wäsche (23) neben dem C02 nur noch eine sehr geringe Menge H2S ausgewaschen werden muss, ist die benötigte Menge Lösungsmittel auch hier deutlich geringer als im Zahlenbeispiel in dem unveröffentlichten Stand der Technik, nämlich 45 % geringer, so dass auch hier 45 % weniger Regenerationsenergie benötigt wird. Aus dieser zweiten Wäsche wird ein erster Gasstrom (6) abgezogen, der zu 77 Vol.-% aus Kohlenwasserstoff und zu 18,6 Vol.-% aus CO2 besteht, und der in der Clausanlage (27) als Brenngas genutzt wird. Ein zweiter Gasstrom aus der Absorptionsanlage (23), der 90,8 Vol.-% CO2, 1,95 VoL-% H2S und 0,1 Vol.-% Merkaptan enthält, wird über Leitung (7) einer Hydrierung (28) zugeführt. Als dritter Gasstrom (5) wird aus der zweiten Wäsche (23) das Wertgas mit dem grössten Teil des Merkaptans abgezogen, gekühlt (24) und über Leitung (8) einer Adsorption (25) zugeführt. Der merkaptanhaltige Gasstrom (10) wird einer physikalischen Wäsche (26) unterzogen, aus der über Leitung (11) das koadsorbierte Wertgas als Fuel-Gas zurückgewonnen wird, und über Leitung (12) das hoch konzentrierte Merkaptangas der Claus- Anlage (27) zugeführt wird. Der Merkaptanstrom wird in der Regeneration des Purisol- Lösungsmittels gewonnen. Die Menge ist zwar klein, aber mit einer sehr hohen Merkaptan- Konzentration von 49 Vol.-%. In der Claus-Anlage (27) wird das Merkaptan vollständig verbrannt. Das daraus entstehende SO2 wird mit dem HaS aus dem Sauergas der Leitung (4) zu Schwefel umgesetzt. Der anfallende flüssige Schwefel wird über Leitung (16) abgezogen und einer weiteren Verwertung zugeführt.

Das Restgas der Claus-Anlage besteht hauptsächlich aus den Bestandteilen CO2, N2 und H20 und wird über Leitung (15) abgezogen.