PROCESS FOR REGENERATING THE LIQUID ABSORBENT USED IN DRYING A TECHNICAL GAS

Abstract: 1. A method of regenerating the fluid absorption agent which is used in drying a technical gas, by distillation of the absorption agent, recycling the distillation sump product from which at least a part of the water has been removed by way of an intermediate container to the operation of drying the technical gas, and feeding the gas which is separated from the absorption agent and which originates from the operation of drying the technical gas to a burner apparatus as fuel, wherein at least a part of the gas dissolved in the absorption agent is removed therefrom between the operation of drying the technical gas and the distillation operation by expansion, characterized in that the gas which is liberated from the absorption agent by expansion is passed as a stripping gas through the intermediate container, after first having been heated, at least a part of the water contained in said gas is then removed therefrom before it is passed into the burner apparatus, and the water which is separated off is passed to the distillation operation.

Description: Verfahren zur Regenerierung des bei der Trocknung eines technischen Gases verwendeten flüssigen Absorptionsmittel Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Regenerierung des bei der Trocknung eines technischen Gases verwendeten flüssigen Absorptionsmittels durch Destillation des Absorptionsmittels, Rückführung des im wesentlichen von Wasser befreiten Destillations-Sumpfproduktes über einen Zwischenbehälter zu der Trocknung des technischen Gases und Zuführung des von dem Absorptionsmittel abgetrennten, aus der Trocknung des technischen Gases stammenden Gases als Brennstoff zu einer Brennereinrichtung. Ein solches Verfahren ist aus der DE-PS 1 769 990 bekannt. Das dort beschriebene Verfahren hat aber verschiedene wesentliche Nachteile. Wenn in dem Zwischenbehälter ein zusätzliches Strippen des Absorptionsmittels erfolgen soll, um dieses zusätzlich von Wasser zu befreien, muss nach dem vorbeschriebenen Verfahren entweder eine gesonderte Stripperkolonne oder ein Teil des getrockneten technischen Gases verwendet werden, so dass im letzteren Fall die Ausbeute an getrocknetem Gas abnimmt, da das Strippgas anschliessend verbrannt wird. Ein weiterer Nachteil des vorbeschriebenen Verfahrens besteht darin, dass eine hohe Dampfbelastung in der Destillationskolonne auftritt, da die gesamten im Absorptionsmittel während der Gastrocknung gelösten gasförmigen Bestandteile die Destillationskolonne mit durchströmen. Aus diesem Grund ist bei dem bekannten Verfahren eine Destillationskolonne mit grossem Querschnitt erforderlich. Schliesslich besteht ein wesentlicher Nachteil des vorbekannten Verfahrens noch darin, dass die der Brennereinrichtung zugeführten Gase zu einem grossen Teil aus Wasserdampf bestehen, welcher etwa 90 % des der Brennereinrichtung zugeführten Brennstoffes ausmachen kann. Im Regelfall sind Brenner, insbesondere selbstansaugende Brenner und Gebläsebrenner nicht in der Lage, solche grösstenteils aus Wasserdampf bestehenden Brenngase zu verarbeiten, zumal häufig gleichzeitig noch die Zusammensetzung der darin enthaltenen brennbaren Gase stark schwankt. Ausserdem birgt der hohe Wasserdampfgehalt in dem der Brennereinrichtung zugeführten Gasgemisch die Gefahr von Kondensatbildung und im Winter von Leitungsverstopfung durch Eisbildung in sich. Die der Erfindung zugrunde liegende Aufgabe bestand nun darin, ein Verfahren der eingangs geschilderten Art zu bekommen, das die diskutierten Nachteile des Standes der Technik vermeidet und eine Verfahrensführung ergibt, die kein zusätzliches Strippgas erfordert, die Dampfbelastung der Destillationskolonne vermindert und zu einem weitgehend trockenen Heizgas führt, das in selbstansaugenden Brennern und Gebläsebrennern verbrannt werden kann. Diese Effekte sollen mit einer vereinfachten und in sich geschlossenen Verfahrensführung erreicht werden. Das erfindungsgemässe Verfahren ist dadurch gekennzeichnet, dass man das Absorptionsmittel zwischen der Gastrocknung und der Destillation durch Entspannung im wesentlichen von darin gelöstem Gas befreit, dieses Gas nach vorherigem Erwärmen als Strippgas durch den Zwischenbehälter leitet, es danach vor dem Einführen in die Brennereinrichtung im wesentlichen von Wasser befreit und das so abgetrennte Wasser der Destillation zuführt. Dieses Verfahren hat den Vorteil, dass das im Absorptionsmittel, welches die Trocknung des technischen Gases verlässt, gelöste Gas, das sogenannte Lösungsgas, doppelt genutzt wird, und zwar zunächst als Strippgas zur zusätzlichen Aufkonzentrierung des Absorptionsmittels bzw. Entfernung von zusätzlichem Wasser aus diesem und sodann als Brenngas in einer Brennereinrichtung. Der weitere Vorteil des Verfahrens nach der Erfindung besteht darin, dass dieses Brenngas, wenn es der Brennereinrichtung zugeführt wird, weitgehend getrocknet und gekühlt ist, so dass übliche Brenner, wie selbstansaugende Brenner und Gebläsebrenner, dieses Brenngas auch bei stark schwankender Zusammensetzung, wie sie bei solchen Verfahren üblich ist, leicht verkraften. Ein weiterer Vorteil des erfindungsgemässen Verfahrens besteht darin, dass die Investitionskosten gesenkt werden, indem der Querschnitt der Destillationskolonne wegen geringerer Dampfbelastung vermindert werden kann. Schliesslich besteht noch ein weiterer Vorteil darin, dass die Sicherheit der Anlage erhöht wird, indem Störungen im Brenner durch die vorherige Trocknung des Heizgases vermieden werden und die Destillation von brennbaren Gases freigehalten wird. Dies ist von besonderer Bedeutung, da nach dem Stand der Technik durch die hohe Dampfbelastung der Destillationskolonne in dieser Gasstaus auftreten konnten, die gelegentlich zu Bränden führten, da diese Gasstaus von brennbaren Gasen verursacht wurden. Das in dem erfindungsgemässen Verfahren verwendete flüssige Absorptionsmittel ist von bekannter chemischer Natur und besteht gewöhnlich aus Glycolen, wie Mono-, Dioder Triäthylenglycol. Diese Absorptionsmittel haben die Eigenschaft, dass sie bei derTrocknung des technischen Gases nicht nur Wasser aus diesem absorbieren, sondern auch gasförmige Bestandteile des zu trocknenden technischen Gases lösen. Wenn das zu trocknende technische Gas beispielsweise H2S, CO2 oder Mercaptane enthält, werden auch diese wenigstens teilweise von dem Absorptionsmittel absorbiert. Erfindungsgemäss wird nun das Lösungsgas und Wasser enthaltende Absorptionsmittel einer nahezu drucklos betriebenen Regenerierung zugeführt und kontinuierlich von Lösungsgas und Wasser befreit, um in dieser regenerierten Form erneut für die Trocknung des technischen Gases eingesetzt zu werden. Das durch Entspannung freigesetzte Gas, das auch als "Entlösungsgas" bezeichnet wird, wird erfindungsgemäss nacheinander als Strippgas und Brenngas verwendet. Zwischen seiner Funktion als Strippgas und seiner Funktion als Brenngas wird es im wesentlichen von Wasser befreit. Dies kann auf unterschiedliche Weise erfolgen. Beispielsweise kann es vor dem Einführen in die Brennereinrichtung durch Kondensation des darin enthaltenen Wassers in einem Kühler von diesem Wasser befreit werden. Stattdessen kann es vor dem Einführen in die Brennereinrichtung durch Kontakt mit flüssigem Absorptionsmittel ganz oder teilweise von Wasser befreit werden. Zweckmässig ist es, beide Trocknungsmethoden nacheinander anzuwenden und insbesondere zunächst durch Kühlung Wasser auszukondensieren und anschliessend weiteres Wasser durch Kontakt mit Absorptionsmittel aus dem danach als Brenngas verwendeten Strippgas zu entfernen. Als Absorptionsmittel wird dabei zweckmässig jenes verwendet, das auch zur Trocknung des technischen Gases benutzt wird. Besonders zweckmässig ist es dabei, wenn man für den Kontakt mit dem Strippgas zu dessen Trocknung einen Seitenstrom des von der Trocknung des technischen Gases kommenden Absorptionsmittels verwendet und diesen Seitenstrom nach dem Kontakt mit dem Strippgas der Destillation zuführt. Dieser Seitenstrom wird günstigerweise von dem Hauptstrom abgenommen, bevor dieser zur Abgabe von darin gelöstem Gas entspannt wird. Erfindungsgemäss wird das bei der Entspannung freigesetzte Gas vor der Verwendung als Strippgas erwärmt, um die Strippwirkung zu erhöhen. Dieses Erwärmen kann auf unterschiedliche Weise erfolgen, etwa mit Hilfe eines zusätzlichen Erhitzers. Zweckmässig ist es jedoch, diese Erwärmung so durchzuführen, dass man das durch Entspannung freigesetzte Gas vor der Einführung in den Zwischenbehälter durch Wärmeaustausch mit dem Sumpf der Destillationseinrichtung erwärmt. Das durch die Trocknung je nach Bedarf mehr oder weniger stark von Wasser befreite Strippgas wird nunmehr als Brennstoff für eine Brennereinrichtung verwendet. Diese Brennereinrichtung kann von der für das erfin dungsgemässe Verfahren verwendeten Apparatur getrennt und irgendeine beliebige Brennereinrichtung sein. Um einen in sich geschlossenen Verfahrensablauf zu bekommen und um einen Transport des gewonnenen Heizgases zu vermeiden, ist es jedoch zweckmässig, das mehr oder weniger stark getrocknete Strippgas als Brennstoff für den Reboiler der Destillationseinrichtung erfindungsgemäss zu verwenden. Der verwendete Zwischenbehälter dient einerseits als Pufferbehälter für das zur Trocknung des technischen Gases zurückgeführte Absorptionsmittel und andererseits zur weiteren Aufkonzentrierung dieses Absorptionsmittels mit Hilfe des Strippgases. Hierzu ist der Zwischenbehälter zweckmässig über ein aufsteigendes Rohr mit dem Sumpf der Destillationseinrichtung verbunden, so dass Destillations-Sumpfprodukt über einen Uberlauf im Sumpf der Destillationseinrichtung von dem Sumpf der Destillationseinrichtung in den Zwischenbehälter fliesst. Im Gegenstrom zu dem in den Zwischenbehälter ablaufenden Destillations-Sumpfprodukt steigt Strippgas aus dem Zwischenbehälter durch das Steigrohr auf und wird vom oberen Ende des Steigrohres abgenommen und der Trocknung, wie einem Kühler und/oder Kontaktor, zugeführt. Damit das Strippgas nicht vom oberen Ende des Steigrohres in die Destillationskolonne gelangt, ist am oberen Ende des Steigrohres zweckmässig ein in den Sumpf der Destillationseinrichtung eintauchendes Tauchrohr vorgesehen, über welches das aufsteigende Strippgas aus dem Sumpf der Destillationseinrichtung zu den Trocknungseinrichtungen, wie einem Kühler und/oder einem Kontaktor, gelangt. Anhand der Zeichnung wird die Erfindung weiter erläutert. Die Zeichnung zeigt in schematischer Weise ein Fliessbild einer bevorzugten Ausführungsform des Verfahrens. Bei der in der Zeichnung dargestellten Ausführungsform tritt das zu trocknende technische Gas unter Druck durch die Leitung 1 in den Gas-Glycol-Kontaktor 2 ein, wo das Gas in innigen Kontakt mit dem Absorptionsmittel Glycol tritt. Das getrocknete technische Gas verlässt den Kontaktor 2 über die Leitung 3 und wird von dort seinem Verwendungszweck zugeführt. Das mit Wasser und gelösten Anteilen des technischen Gases angereicherte Glycol wird über die Leitung 3 vom unteren Teil des Kontaktors 2 abgezogen und tritt bei 11 in indirekten Wärmeaustausch mit dem Kopfprodukt der Destillationskolonne 6. Vor diesem Wärmeaustausch wird bei 10 ein Seitenstrom abgenommen, der in den Gas-Glycol-Kontaktor 8 eingeführt wird, was nachfolgend noch im einzelnen erläutert wird. Die Hauptmenge des mit Wasser und gelöstem Gas angereicherten Absorptionsmittels gelangt nach dem Erwärmen durch Wärmeaustausch bei 11 in die Trennvorrichtung 5. Teilweise bereits in einer Ausschleusevorrichtung am Boden des Kontaktors 2 und teilweise in der Trennvorrichtung 5 wird das Absorptionsmittel entspannt, wobei darin gelöste gasförmige Bestandteile freigesetzt werden. In der Trennvorrichtung 5 trennt sich die aus diesen freigesetzten Gasen bestehende Gasphase von der flüssigen Phase, die aus Absorptionsmittel und Wasser besteht. Die flüssige Phase geht von der Trennvorrichtung 5 über Leitung 12 in den Wärmeaustauscher 14, wo sie im Wärmeaustausch mit dem regenerierten Absorptionsmittel in dem Zwischenbehälter 13 erwärmt wird und sodann über Leitung 15 an einem mittleren Punkt in die Destilla tionskolonne 6 eintritt. In der Destillationskolonne 6 trennt sich Wasser von dem Absorptionsmittel Glycol, wobei der Wasserdampf die Destillationskolonne über Kopf verlässt und an die Atmosphäre abgegeben wird. Das Destillations-Sumpfprodukt, das aus dem Absorptionsmittel Glycol mit stark herabgesetztem Wassergehalt besteht, gelangt von dem Sumpf 25 über den Uberlauf 28 und das Fallrohr 19 in den Zwischenbehälter 13 und von dort in einer mit Hilfe der Pumpe 27 gesteuerten Menge über die Leitung 9 zurück zu dem Kontaktor 2. Die Gasphase aus der Trennvorrichtung 5 gelangt über die Leitung 16 in den Wärmeaustauscher 17, wo sie im Wärmeaustausch mit dem Destillations-Sumpfprodukt erwärmt wird. Von dort gelangt das Gas über die Leitung 18 in den Zwischenbehälter 13, von dort im Gegenstrom zu dem Destillations-Sumpfprodukt der Destillationskolonne durch die Falleitung 19 in das Tauchrohr 20 und von dort über die Leitung 21 zunächst in den Kühler 7 und dann über die Leitung 22 in den Gas-Glycol-Kontaktor 8. Beim Durchgang durch den Zwischenbehälter 13 und das Fallrohr 19 wirkt das vorher bei 17 erwärmte Gas als Strippgas, dessen Strippwirkung durch das vorherige Erwärmen erhöht wird. Das Tauchrohr 20 verhindert, dass das Strippgas am oberen Ende des Fallrohres 19 in den Sumpf 25 der Destillationskolonne 6 eintritt, sondern stattdessen zu dem Kühler 7 gelangt. Dort kondensiert ein Teil des Wassers aus dem Strippgas. In dem Kontaktor 8 tritt das teilweise getrocknete Strippgas mit dem flüssigen Seitenstrom 10 aus Leitung 4 in Kontakt, wobei eine weitere Trocknung des Strippgases erfolgt. Die wasserhaltige flüssige Absorptions mittelphase aus dem Kontaktor 8 geht über die Leitung 23 in die Destillationskolonne 6. Das getrocknete Strippgas geht über Kopf aus dem Kontaktor durch Leitung 23 in den Reboiler und wird dort als Brennstoff des Reboilers verwendet. Die Rauchgase des Reboilers werden über den Kamin 26 ins Freie entlassen. Bei dieser Verfahrensführung verlassen die Regeneriereinrichtungen lediglich Wasserdampf und Rauchgase. Das in der Trennvorrichtung 5 freigesetzte "Entlösungsgas" wird zunächst in dem Zwischenbehälter 13 und dem Fallrohr 19 als Strippgas und dann im Reboiler 24 als Heizgas verwendet. Diese gesamte Gasmenge geht nicht durch die Destillationskolonne 6, so dass diese wesentlich kleiner ausgelegt werden kann als bei bekannten Verfahren und keine Gefahr eines Gasstaues mit damit verbundener Gefahr einer Gasentzündung auftritt. Beispiel In der in der Zeichnung dargestellten Anlage wurde Erdgas unter einem Druck von 35 bar getrocknet. Die Trocknung erfolgte mit Glycol. Zur Regenerierung der Glycolumlauf 3 menge wurde eine Gasmenge von 12 m n ih bei Hu 9900 3 3 kcal/m n und eine Strippgasmenge von 10 m n /h benötigt. Durch die Druckreduzierung in der Ausschleuseinrichtung 3 entstand eine Entlösungsgasmenge von 10 m n/h mit Hu = 3 12 000 kcal/m n Der in einer Menge von 76 kg/h entstehende Wasserdampf konnte ohne Umweltbelästigung direkt an die Atmospähre abgegeben oder als Kondensat aufgefangen werden.

Claims: Patentansprüche 1. Verfahren zur Regenerierung des bei der Trocknung eines technischen Gases verwendeten flüssigen Absorptionsmit tels durch Destillation des Absorptionsmittels, Rück führung des von wenigstens einem Teil des Wassers be freiten Destillations-Sumpfproduktes über einen Zwi schenbehälter zu der Trocknung des technischen Gases und Zuführung des von dem Absorptionsmittel abgetrenn ten, aus der Trocknung des technischen Gases stammenden Gases als Brennstoff zu einer Brennereinrichtung, da durch gekennzeichnet, dass man das Absorptionsmittel zwischen der Trocknung des technischen Gases und der Destillation durch Entspannung von wenigstens einem Teil des darin gelösten Gases befreit, dieses Gas nach vorherigem Erwärmen als Strippgas durch den Zwischen behälter leitet, es danach vor dem Einführen in die Brennereinrichtung von wenigstens einem Teil des darin enthaltenen Wassers befreit und das abgetrennte Wasser der Destillation zuführt. 2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass man das Strippgas vor dem Einführen in die Brennerein richtung durch Kondensation von darin enthaltenem Was ser in einem Kühler von diesem Wasser befreit. 3. Verfahren nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, dass man das Strippgas vor dem Einführung in die Brenner einrichtung durch Kontakt mit flüssigem Absorptionsmit tel von wenigstens einem Teil des im Strippgas enthal tenen Wassers befreit. 4. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass man für den Kontakt mit dem Strippgas einen Seitenstrom des von der Trocknung des technischen Gases kommenden Absorptionsmittels verwendet und diesen Seitenstrom nach dem Kontakt mit dem Strippgas der Destillation zuführt. 5. Verfahren nach Anspruch 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass man das durch Entspannung freigesetzte Gas vor der Einführung in den Zwischenbehälter durch Wärmeaustausch mit dem Sumpf der Destillationseinrichtung erwärmt. 6. Verfahren nach Anspruch 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass man das von wenigstens einem Teil des enthaltenen Wassers befreite Strippgas als Brennstoff für den Re boiler der Destillationseinrichtung verwendet. 7. Verfahren nach Anspruch 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass man das Destillations-Sumpfprodukt über einen über lauf im Sumpf der Destillationseinrichtung im Gegen strom zu dem Strippgas in den Zwischenbehälter ablau fen lässt und das Strippgas über ein in den Sumpf der Destillationseinrichtung eingetauchtes Tauchrohr am obe ren Ende des Destillations-Sumpfproduktablaufes der Strippgastrocknung zuführt.

Inventors: FUNK, WERNER, OFFERMANN, ROLF, ING. GRAD.
Applicants: UOP INC GMBH
Application year: 1980
Main classification: B01D53
IPC codes: B01D53