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Seminarvortrag:
Reaktive Absorption
Chemisch-Physikalische Absorptionsverfahren
Pierre Schulze Wierling
Universität Dortmund
Lehrstuhl Technische Chemie B
Lehrstuhl Universität Dortmund
Technische Chemie B
Seminarvortrag: Reaktive Absorption
Gliederung des VortragesGliederung des Vortrages
1. Grundlagen der Absorption
2. Physikalische Absorption
3. Chemische Absorption
4. Sulfinolverfahren
5. Vergleich der Verfahren
Gliederung
Lehrstuhl Universität Dortmund
Technische Chemie B
Seminarvortrag: Reaktive Absorption
Grundlagen der Absorption
Absorption: die (teilweise) Aufnahme von Gasen durch Flüssigkeiten
Absorbens: - organ. Lösungsmittel, Wasser, Gemische- wird aus Kostengründen meist wiederverwendet
Absorbend: CO2, H2S, Mercaptane, COS , HCN
Anforderungen an Absorbens: - hohes (und selektives) Lösungsvermögen - niedriger Dampfdruck - leichte Regenerierbarkeit - geringer korr. Angriff der Apparatur
Anwendungsgebiete: - Reinigung von Gasen unter erhöhtem Druck - Erdgase, Synthesegas
Universität Dortmund
Lehrstuhl Technische Chemie B
Rohgas
Reingas
Absorber
Grundlagen der Absorption
Seminarvortrag: Reaktive Absorption
Abgas
Desorber
Universität Dortmund
Lehrstuhl Technische Chemie B
Rohgas
Reingas
Absorber
Grundlagen der Absorption
Seminarvortrag: Reaktive Absorption
Abgas
Desorber
Universität Dortmund
Lehrstuhl Technische Chemie B
Grundlagen der Absorption
Seminarvortrag: Reaktive Absorption
Absorption der Verunreinigungen
Desorber
Rohgas
Reingas
Absorber
Abgas
Universität Dortmund
Lehrstuhl Technische Chemie B
Grundlagen der Absorption
Seminarvortrag: Reaktive Absorption
Desorption des Waschmittels
Desorber
Rohgas
Reingas
Absorber
Abgas
Universität Dortmund
Lehrstuhl Technische Chemie B
Grundlagen der Absorption
Seminarvortrag: Reaktive Absorption
Desorption des Waschmittels
p1
p2Desorption durch:a) Entspannen (p1 > p2)
Desorber
Rohgas
Reingas
Absorber
Abgas
Universität Dortmund
Lehrstuhl Technische Chemie B
Grundlagen der Absorption
Seminarvortrag: Reaktive Absorption
Desorption durch:a) Entspannen (p1 > p2)b) Strippen mit Inertgas
Strippgas
Desorber
Rohgas
Reingas
Absorber
Abgas
Desorption des Waschmittels
Universität Dortmund
Lehrstuhl Technische Chemie B
Grundlagen der Absorption
Seminarvortrag: Reaktive Absorption
Desorption durch:a) Entspannen (p1 > p2)b) Strippen mit Inertgasc) Auskochen
Rohgas
Reingas
Absorber
Abgas
Desorber
Desorption des Waschmittels
Universität Dortmund
Lehrstuhl Technische Chemie B
Physikalische Absorption
Seminarvortrag: Reaktive Absorption
a) ideale Lösungb) reale Lösungc) chem. Absorption
Absorptionsggw.:Thermodynamik: ideale Lsg Henry:
reale Lsg Korrekturen
Regenerierbarkeit: durch - Entspannen (Flashen)
- Strippen
Selektivität: - Verunreinigung - Produktgas
- H2S - CO2
pi = Hi * ci
Physikal. Absorption: Molekularattraktion
Universität Dortmund
Lehrstuhl Technische Chemie B
Physikalische Absorption
Seminarvortrag: Reaktive Absorption
Lösungsmittel, Verfahren und Anwendung:
- Wasserwäsche
- Rectisol-Verfahren: Entfernung von CO2 und H2S aus Synthesegas
Methanol, bis -75°C gute Eigenschaften
- Purisol-Verfahren: CO2-Entfernung aus Konvertgas unter hohem Druck
N-Methylpyrrolidon (NMP)
- Selexol-Verfahren: H2S-Wäschen bei Heißgenerierung
Polyethylenglykol-dimethylether (DMPEG)
meist organische (hochsiedende) Lösungsmittel verwendet
Universität Dortmund
Lehrstuhl Technische Chemie B
Chemische Absorption
Seminarvortrag: Reaktive Absorption
Chem. Bindung: - CO2 + R1R2NH R1R2NCOOH
- CO2 + K2CO3 + H2O 2 KHCO3
Regenerierbarkeit: Bindung thermisch dissoziierbar
nur durch Auskochen
Selektivität: - Verunreinigung - Produktgas
- H2S - CO2
Chem. Absorption: chem. Bindung mit sauren Gaskomponenten
Absorptionsggw.pi
p1,p2: CO2-Partialdruckc1,c2: CO2-Beladung der Waschfl.keit
Universität Dortmund
Lehrstuhl Technische Chemie B
Chemische Absorption
Seminarvortrag: Reaktive Absorption
Lösungsmittel, Verfahren und Anwendung:
Chem. Bindende Komponente auf wässriger Basis
- Ethanolamin-Wäschen: Monoethanolamin in Wasser
Reinigung nasser Erdgase
Diethanolamin in Wasser
Erdgasaufbereitung und Raffineriegasreinigung
- Heißpottasche-Wäsche: Kaliumcarbonat in Wasser
Aufarbeitung von Synthesegas
- Natronlauge-Wäsche: Absorption ohne Regenerierung
Feinwäsche bei Ethylenerzeugung
Universität Dortmund
Lehrstuhl Technische Chemie B
Chem.-Physikalische Absorption
Seminarvortrag: Reaktive Absorption
Bindung: organisches Lösungsmittel bindet physikalisch Großteil der Verunreinigungen
Chemisch bindende Komponente zur Feinwäsche
Regenerierbarkeit: Entspannen regeneriert Großteil
Auskochen den Rest
Selektivität: - Verunreinigung - Produktgas
- H2S - CO2
Physikal.-Chem. Absorption: Kombination von Grenzfällen der Absorption
Universität Dortmund
Lehrstuhl Technische Chemie B
Sulfinol-Verfahren
Seminarvortrag: Reaktive Absorption
MEA: MonoethanolaminSulfolane: Tetrahydrothiophenedioxid
Sulfinol-Verfahren:
Lösungsmittel: Methyldiethanolamin (MDEA) Diisopropanolamin (DIPA) Sulfolane Wasser
Anwendung: Aufarbeitung von Erdgasen, Raffinerie- und Synthesegasen
Reinheiten: CO2 bis zu 50 ppm
H2S-Löslichkeiten:
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Lehrstuhl Technische Chemie B
Seminarvortrag: Reaktive Absorption
Sulfinol-Verfahren
Universität Dortmund
Lehrstuhl Technische Chemie B
Vergleich der Verfahren
Seminarvortrag: Reaktive Absorption
Physikalische Wäsche
Chemische Wäsche
Physikal.-Chem. Wäsche
Regenerierbarkeit
Selektivität gegenüber
Produktgaskomponente
Selektivität H2S
gegenüber CO2
Universität Dortmund
Lehrstuhl Technische Chemie B
Seminarvortrag: Reaktive Absorption
Vergleich der Verfahren
Auswahl eines Verfahrens:
Physikal.Wäsche
Physikal.Grobwäscheund chem.Feinwäsche
Physikal.-chem.Wäsche
ChemischeWäsche mittherm. Regener.
Gasdurchsatz: groß
klein
Gasdruck: hoch
niedrig
viel zu absorbieren
wenig zu absorbieren
Stromverbrauch
Wärmebedarf
Chemikalienbedarf
++ (+)
+
(+)
++
++
++
++
++ ++
++
++
+
++(+)
- -
--+
+
(+)(+)
(+)
++ günstig- ungünstig zunehmend in Pfeilrichtung
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Seminarvortrag: Reaktive Absorption
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