Chemisch-Physikalische Absorptionsverfahren Seminarvortrag: Reaktive Absorption Chemisch-Physikalische Absorptionsverfahren Pierre Schulze Wierling Universität Dortmund Lehrstuhl Technische Chemie B

Gliederung des Vortrages Seminarvortrag: Reaktive Absorption Gliederung 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

Anwendungsgebiete: - Reinigung von Gasen unter erhöhtem Druck Seminarvortrag: Reaktive Absorption Absorption: die (teilweise) Aufnahme von Gasen durch Flüssigkeiten Anwendungsgebiete: - Reinigung von Gasen unter erhöhtem Druck - Erdgase, Synthesegas Absorbend: CO2, H2S, Mercaptane, COS , HCN Absorbens: - organ. Lösungsmittel, Wasser, Gemische - wird aus Kostengründen meist wiederverwendet Anforderungen an Absorbens: - hohes (und selektives) Lösungsvermögen - niedriger Dampfdruck - leichte Regenerierbarkeit - geringer korr. Angriff der Apparatur Grundlagen der Absorption Lehrstuhl Universität Dortmund Technische Chemie B

Absorber Reingas Abgas Desorber Rohgas Seminarvortrag: Reaktive Absorption Reingas Abgas Absorber Desorber Rohgas Grundlagen der Absorption Universität Dortmund Lehrstuhl Technische Chemie B

Desorber Reingas Abgas Absorber Rohgas Seminarvortrag: Reaktive Absorption Reingas Abgas Desorber Absorber Rohgas Grundlagen der Absorption Universität Dortmund Lehrstuhl Technische Chemie B

Absorption der Verunreinigungen Seminarvortrag: Reaktive Absorption Absorption der Verunreinigungen Reingas Abgas Desorber Absorber Rohgas Grundlagen der Absorption Universität Dortmund Lehrstuhl Technische Chemie B

Desorption des Waschmittels Seminarvortrag: Reaktive Absorption Desorption des Waschmittels Reingas Abgas Desorber Absorber Rohgas Grundlagen der Absorption Universität Dortmund Lehrstuhl Technische Chemie B

Desorption des Waschmittels Seminarvortrag: Reaktive Absorption Desorption des Waschmittels Reingas Abgas Desorber Absorber p1 p2 Desorption durch: a) Entspannen (p1 > p2) Rohgas Grundlagen der Absorption Universität Dortmund Lehrstuhl Technische Chemie B

Desorption des Waschmittels Seminarvortrag: Reaktive Absorption Desorption des Waschmittels Reingas Abgas Desorber Absorber Desorption durch: a) Entspannen (p1 > p2) b) Strippen mit Inertgas Rohgas Strippgas Grundlagen der Absorption Universität Dortmund Lehrstuhl Technische Chemie B

Desorption des Waschmittels Seminarvortrag: Reaktive Absorption Desorption des Waschmittels Reingas Abgas Desorber Absorber Desorption durch: a) Entspannen (p1 > p2) b) Strippen mit Inertgas c) Auskochen Rohgas Grundlagen der Absorption Universität Dortmund Lehrstuhl Technische Chemie B

Absorptionsggw.: Physikal. Absorption: Molekularattraktion Seminarvortrag: Reaktive Absorption Physikal. Absorption: Molekularattraktion Thermodynamik: ideale Lsg Henry: reale Lsg Korrekturen pi = Hi * ci Absorptionsggw.: Regenerierbarkeit: durch - Entspannen (Flashen) - Strippen Selektivität: - Verunreinigung - Produktgas - H2S - CO2 a) ideale Lösung b) reale Lösung c) chem. Absorption Physikalische Absorption Universität Dortmund Lehrstuhl Technische Chemie B

Lösungsmittel, Verfahren und Anwendung: Seminarvortrag: Reaktive Absorption Lösungsmittel, Verfahren und Anwendung: meist organische (hochsiedende) Lösungsmittel verwendet - 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) Physikalische Absorption Universität Dortmund Lehrstuhl Technische Chemie B

Seminarvortrag: Reaktive Absorption Chem. Absorption: chem. Bindung mit sauren Gaskomponenten Absorptionsggw. Chem. Bindung: - CO2 + R1R2NH R1R2NCOOH - CO2 + K2CO3 + H2O 2 KHCO3 pi Regenerierbarkeit: Bindung thermisch dissoziierbar nur durch Auskochen Selektivität: - Verunreinigung - Produktgas - H2S - CO2 p1,p2: CO2-Partialdruck c1,c2: CO2-Beladung der Waschfl.keit Chemische Absorption Universität Dortmund Lehrstuhl Technische Chemie B

Lösungsmittel, Verfahren und Anwendung: 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 Chemische Absorption Universität Dortmund Lehrstuhl Technische Chemie B

Physikal.-Chem. Absorption: Kombination von Grenzfällen der Absorption Seminarvortrag: Reaktive Absorption Physikal.-Chem. Absorption: Kombination von Grenzfällen der 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 Chem.-Physikalische Absorption Universität Dortmund Lehrstuhl Technische Chemie B

Sulfinol-Verfahren: H2S-Löslichkeiten: Seminarvortrag: Reaktive Absorption H2S-Löslichkeiten: Sulfinol-Verfahren: Lösungsmittel: Methyldiethanolamin (MDEA) Diisopropanolamin (DIPA) Sulfolane Wasser Anwendung: Aufarbeitung von Erdgasen, Raffinerie- und Synthesegasen Reinheiten: CO2 bis zu 50 ppm MEA: Monoethanolamin Sulfolane: Tetrahydrothiophenedioxid Sulfinol-Verfahren Universität Dortmund Lehrstuhl Technische Chemie B

Seminarvortrag: Reaktive Absorption Sulfinol-Verfahren Universität Dortmund Lehrstuhl Technische Chemie B

Selektivität gegenüber Produktgaskomponente Seminarvortrag: Reaktive Absorption Physikalische Wäsche Chemische Wäsche Physikal.-Chem. Wäsche Regenerierbarkeit Selektivität gegenüber Produktgaskomponente Selektivität H2S gegenüber CO2 Vergleich der Verfahren Universität Dortmund Lehrstuhl Technische Chemie B

++ ++ + (+) - - + ++ ++ ++ ++ + - - (+) + ++ ++ ++ (+) (+) (+) (+) ++ Seminarvortrag: Reaktive Absorption Auswahl eines Verfahrens: ++ günstig - ungünstig zunehmend in Pfeilrichtung Physikal. Wäsche Physikal. Grobwäsche und chem. Feinwäsche Physikal.- chem. Wäsche Chemische Wäsche mit therm. Regener. Gasdurchsatz: groß klein Gasdruck: hoch niedrig viel zu absorbieren wenig zu absorbieren Stromverbrauch Wärmebedarf Chemikalienbedarf ++ ++ + (+) - - + ++ ++ ++ ++ + - - (+) + ++ ++ ++ (+) (+) (+) (+) ++ Vergleich der Verfahren Universität Dortmund Lehrstuhl Technische Chemie B

? Seminarvortrag: Reaktive Absorption Diskussion Universität Dortmund Lehrstuhl Technische Chemie B