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

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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

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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

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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

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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

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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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Seminarvortrag: Reaktive Absorption

Sulfinol-Verfahren

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Vergleich der Verfahren

Seminarvortrag: Reaktive Absorption

Physikalische Wäsche

Chemische Wäsche

Physikal.-Chem. Wäsche

Regenerierbarkeit

Selektivität gegenüber

Produktgaskomponente

Selektivität H2S

gegenüber CO2

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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

Diskussion

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