DE539317C

DE539317C - Process for the desulphurisation of gases containing hydrogen sulphide

Info

Publication number: DE539317C
Application number: DEI29933D
Authority: DE
Inventors: Dr Christian Hansen
Original assignee: IG Farbenindustrie AG
Current assignee: IG Farbenindustrie AG
Priority date: 1927-01-05
Filing date: 1927-01-05
Publication date: 1931-11-24

Description

Verfahren zum Entschwefeln von schwefelwasserstoffhaltigen Gasen Es sind verschiedene Verfahren bekannt, um schwefelwasserstoffhaltige Gase mit Hilfe von -schwefliger Säure, die aus dem im Verlauf des Verfahrens anfallenden Schwefel erzeugt werden kann, und die im allgemeinen für ammoniakhaltige Gase zur Anwendung gelangen bzw. unter Zuhilfenahme anderen Ouellen entstammenden Ammoniaks ausgeführt werden, von Schwefelwasserstoff zu befreien.Process for the desulphurisation of gases containing hydrogen sulphide Es Various methods are known to help with hydrogen sulfide-containing gases of -sulphurous acid resulting from the sulfur produced in the course of the process can be generated, and generally used for gases containing ammonia or carried out with the aid of other sources of ammonia to get rid of hydrogen sulfide.

Eines dieser Verfahren besteht darin, daß der Schwefelwasserstoff zusammen mit etwa vorhandenem Ammoniak durch Lösungen von Polvtliionaten ausgewaschen wird, wobei Thiosulfat und Schwefel entstehen, von denen ersteres durch gesonderte Behandlung mit schwefliger Säure wieder in Polythionate übergeführt wird.One of these methods is that the hydrogen sulfide washed out together with any ammonia present by solutions of Polvtliionaten is, whereby thiosulphate and sulfur arise, of which the former by separate Treatment with sulphurous acid is converted back into polythionates.

Das Verfahren ist wegen des zu langsamen Verlaufes der sich dabei abspielenden Reaktionen technisch undurchführbar geblieben.The procedure is because of the slow process the replaying reactions remained technically impracticable.

Von diesem unterscheidet sich durch dieganz wesentlich größere Reaktionsgeschwindigkeit der dabei benutzten Reaktionen ein Verfahren, bei dem Lösungen von Ammoniumsulfit-Bisulfit zur Verwendung gelangen und das zii Ammoniumthiosulfat neben Ammoniumpolythionaten führt. Insbesondere in Verbindung mit dem zuerst genannten kommt diesem Verfahren eine außerordentliche technische Bedeutung zu. Auch Bisulfite lassen sich zur Entfernung von Schwefelwasserstoff aus Gasen verwenden; infolge ihrer erheblichen SO.-Tension gehen dabei jedoch größere Mengen davon in das Gas über.It differs from this in that it is much more responsive The reactions used in this process involve solutions of ammonium sulfite-bisulfite come to use and the zii ammonium thiosulphate in addition to ammonium polythionates leads. This procedure comes in particular in connection with the first mentioned an extraordinary technical importance. Bisulfites can also be used for removal use of hydrogen sulfide from gases; due to their considerable SO tension however, larger amounts of it pass into the gas.

Alle diese Verfahren sind bisher nur bei gewöhnlichem Druck ausgeführt worden. Sie lassen sich jedoch, wie gefunden wurde, mit besonderem Vorteil bei höheren Drücken ausführen, wozu die immer mehr zunehmende Verwendung letzterer in der Gasverarbeitung Gelegenheit bietet.All of these processes have so far only been carried out under normal pressure been. However, as has been found, they can be used with particular advantage at higher Perform pressures, including the ever increasing use of the latter in gas processing Opportunity.

Führt man beispielsweise das an erster Stelle genannte Verfahren bei Drücken von etwa 5 bis to Atmosphären und darüber aus, dann ist es möglich, das Gas in kurzer Zeit damit praktisch vollkommen zu entschwefeln, während es bei gewöhnlichem Druck kaum möglich ist, die Entschwefelung des Gases damit weiter als bis auf r bis 2 g im Kubikmeter zu treiben. Während beim Arbeiten unter gewöhnlichem Druck eine Erhöhung der Arbeitstemperatur trotz der dadurch bedingten Erhöhung der Reaktionsgeschwindigkeit eine nennenswerte Steigerung der Reinigungswirkung nicht hervorruft, da diese Wirkung durch die mit steigender Temperatur abnehmende Löslichkeit des Schwefelwasserstoffes in der Waschflüssigkeit mehr oder weniger aufgehoben wird, tritt dieser '-#, achteil bei Verwendung höherer Drücke nicht auf. Es ist daher beim Arbeiten unter höheren Drücken möglich, die durch Temperatursteigerung hervorgerufene Erhöhung der Reaktionsgeschwindigkeit auszunutzen, worin ein weiterer Vorteil des Arbeitens bei höheren Drücken besteht.For example, if the procedure mentioned in the first place is used Pressing from about 5 to to atmospheres and above, then it is possible to do that To virtually completely desulfurize gas in a short time, while it is normal Pressure is hardly possible, the desulphurisation of the gas is further than r to propel up to 2 g per cubic meter. While working under ordinary pressure an increase in the working temperature despite the resulting increase in the reaction rate does not cause a significant increase in the cleaning effect, since this effect due to the decreasing solubility of hydrogen sulfide with increasing temperature is more or less canceled in the washing liquid, this occurs' - #, disadvantage do not open when using higher pressures. It is therefore when working under higher To press possible, the increase in the reaction rate caused by the increase in temperature take advantage of what is another advantage of working at higher pressures.

Bei dem Verfahren unter Verwendung von Polythionatlösungen wird eine weitere Steigerung der Waschwirkung durch Erhöhung der Temperatur erzielt, die bei gewöhnlichem Druck ebenfalls praktisch wirkungslos ist; dabei kann die Rückbildung des bei dem Waschprozeß unter der Wirkung des Schwefelwasserstoffes gebildeten Thiosulfates zu-Polythionaten vermittels schwefliger Säure durch Arbeiten bei erhöhtem Druck ebenfalls wesentlich erleichtert werden, da dann die mangelhafte Absorptionsfähigkeit der Thiosulfatlösungen für schweflige Säure nicht mehr ins Gewicht fällt. Beim Arbeiten unter erhöhtem Druck ist es auch nicht mehr erforderlich, die- vollständige Rückbildung des Polythionates abzuwarten, sondern es kann die genügend mit schwefliger Säure angereicherte Lösung sofort wieder mit dem Gase in Berührung gebracht werden.In the method using polythionate solutions, a further increase the washing effect achieved by increasing the temperature, which at ordinary pressure is also practically ineffective; thereby the regression the thiosulphate formed during the washing process under the action of hydrogen sulphide to polythionates by means of sulphurous acid by working under increased pressure can also be made much easier, since then the poor absorption capacity the thiosulphate solutions for sulphurous acid are no longer relevant. At work under increased pressure it is also no longer necessary for complete regression of the polythionate to be seen, but it can suffice with sulphurous acid enriched solution can be brought into contact with the gases immediately.

Im Gegensatz zu den beschriebenen ist das mit Gemischen von Sulfiten und Bisulfiten arbeitende Verfahren bereits bei gew7hnlichem Druck infolge der großen Umsetzungsgeschwindigkeit der Sulfit-Bisulfit-Lösungen mit Schwefelwasserstoff technisch ohne weiteres ausführbar. Trotzdem bietet auch hier das Arbeiten bei erhöhten Drücken erhebliche Vorteile. Denn es ist dadurch möglich, die Entfernung des Schwefelwasserstoffes bereits in einer Stufe mit verhältnismäßig sauren Sulfit-Bisulfit-, ja sogar direkt mit Bisulfit-Lösungen ohne weitere nachfolgende Reinigung des Gases mit sulfithaltigen Lösungen zur Entfernung der vom Gase aufgenommenen geringen Menge schwefliger Säure durchzuführen, da diese mit zunehmenden Drücken im Verhältnis zur gesamten verarbeiteten Gasmenge immer geringer wird. In gleicher Weise wächst der Vorteil des Verfahrens beim Arbeiten mit Sulfit-'Bisulfit-Lösungen in mehreren Stufen, da in den letzten Lösungen mit Sulfitgehalten von mehr als etwa 1,75 Mol NH3 auf r Mol SO@, ja sogar reine Sulfitiösungen zur Anwendung gelangen können. Denn mit steigenden Arbeitsdrücken werden hier die an das Gas abgegebenen Ammoniakmengen im Verhältnis zur verarbeitenden Gasmenge immer geringer und bei hohen Drücken praktisch bedeutungslos. Dabei wird jedoch eine als absolut zu bezeichnende Schwefelfreiheit des Gases erreicht, so daß das Gas nach der Reinigung ohne weiteres für die empfindlichsten Kontaktprozesse verwendbar wird.In contrast to those described, this is with mixtures of sulphites and bisulfites working processes already at ordinary pressure due to the large Conversion rate of sulfite-bisulfite solutions with hydrogen sulfide technically easily executable. Nevertheless, working at elevated pressures is also possible here significant benefits. Because it is thereby possible to remove the hydrogen sulfide already in a stage with relatively acidic sulfite-bisulfite, yes even directly with bisulfite solutions without further subsequent cleaning of the gas with sulfite-containing Solutions for removing the small amount of sulphurous acid absorbed by the gas as these processed with increasing pressures in relation to the total The amount of gas is getting smaller and smaller. The advantage of the process increases in the same way when working with sulphite-bisulphite solutions in several stages, as in the last Solutions with sulfite contents of more than about 1.75 moles of NH3 to r moles of SO @, yes even pure sulphite solutions can be used. Because with increasing working pressures Here, the ammonia quantities released into the gas are shown in relation to the amount of ammonia to be processed The amount of gas is always smaller and practically insignificant at high pressures. It will however, a sulfur-free gas that can be described as absolute is achieved, so that the gas after cleaning is readily available for the most sensitive contact processes becomes usable.

Es ist unter Umständen vön Vorteil, die Hauptreinigung des Gases nach einem dieser Verfahren bei gewöhnlichem oder noch noch nicht bis beabsichtigten Höchstdruck gesteigertem Druck vorzunehmen und erst die Endreinigung bei dem letzteren Druck zu bewirken.It may be advantageous to do the main cleaning of the gas one of these procedures at ordinary or not yet to intended To carry out maximum pressure increased pressure and only the final cleaning with the latter To effect pressure.

Der Anwendungsbereich der verschiedenen Verfahren bei erhöhten Drücken soll sich dabei nicht allein auf ammoniakfreie Gase beschränken, sondern auch auf ammoniakhaltige Gase ausgedehnt werden, wobei das im Gase vorhandene Ammoniak entweder in seiner ganzen Menge im Gase verbleiben oder teilweise oder auch ganz vor dem Reinigungsprozeß abgeschieden und nach Bedarf an einer geeigneten Stelle dem Verfahren wieder zugeführt werden kann.The scope of the various procedures at elevated pressures should not be limited to ammonia-free gases, but also to ammonia-containing gases are expanded, with the ammonia present in the gases either remain in its entire amount in the gas or partially or completely before the Separated cleaning process and, if necessary, at a suitable point in the process can be fed back.

Bei allen diesen Verfahren findet im Verlauf des Prozesses infolge der Anwesenheit von Polythionaten eine mehr oder weniger starke Selbstzersetzung der Lösungen unter Sulfatbildung statt, so daß also dabei ein entsprechender Verbrauch an Ammoniak eintritt, der entweder durch den Ammoniakgehalt des Gases selbst gedeckt oder bei ammoniakfreiem Gase durch Zufuhr aus anderweitigen Quellen stammenden Ammoniaks ausgeglichen werden muß.All of these procedures take place in the course of the process as a result the presence of polythionates a more or less pronounced self-decomposition of the solutions with sulfate formation instead, so that a corresponding consumption of ammonia occurs, which is either covered by the ammonia content of the gas itself or in the case of ammonia-free gases by adding ammonia from other sources must be balanced.

In letzterem Falle können jedoch an Stelle von Ammonsalzlösungen auch Lösungen der Alkalimetalle, des Zinks, des Magnesiums oder Gemische dieser Salze verwendet werden oder verschiedene Salzlösungen in den einzelnen Stufen des Verfahrens zur Verwendung gelangen, wobei also der Ausfall an Basen infolge der Selbstzersetzung der Lösungen unter Sulfatbildung durch Zufuhr von Alkali, Magnesia oder Zinkoxyd, etwa in Form ihrer Bisulfitlösungen, ausgeglichen werden kann.In the latter case, however, ammonium salt solutions can also be used instead Solutions of alkali metals, zinc, magnesium or mixtures of these salts can be used or different salt solutions in each step of the process come to use, so the failure of bases as a result of self-decomposition the solutions with sulphate formation through the addition of alkali, magnesia or zinc oxide, in the form of their bisulfite solutions, for example, can be compensated.

In diesem Falle sind die Verfahren also nicht an die Verwendung von Ammoniak gebunden.In this case, the procedures do not adhere to the use of Bound ammonia.

Die verschiedenen Verfahren können sowohl bei gewöhnlicher wie bei erhöhter Temperatur ausgeführt werden; auch können beim Arbeiten in mehreren Stufen verschiedene dieser Verfahren in den einzelnen Stufen getrennt zur Ausführung gelangen, indem beispielsweise mit Polythionatlösungen vorgewaschen und mit Sulfit-Bisulfit-Lösungen nachgewaschen wird. Es kann weiterhin auch so gearbeitet werden, daß der Schwefelwasserstoff, gegebenenfalls zusammen mit etwa im Gase vorhandenem Ammoniak, in bekannter Weise mit Wasser unter Druck entfernt und diese Waschlösung ebenfalls unter Druck oder nach teilweiser oder vollständiger Entspannung auf die Waschflüssigkeiten zur Einwirkung gebracht wird. Auch kann die wässerige Schwefelwasserstofflösung entspannt und der erhaltene angereicherteSchwefelwasserstoffgegebenenfalls nach erneuter Kompression mit den Waschflüssigkeiten zur Umsetzung gelangen.The various procedures can be used for both ordinary and run at elevated temperature; can also be used when working in several stages various of these processes are carried out separately in the individual stages, for example by prewashing with polythionate solutions and with sulfite-bisulfite solutions is rewashed. It is also possible to work in such a way that the hydrogen sulfide, optionally together with any ammonia present in the gas, in a known manner removed with water under pressure and this washing solution also under pressure or after partial or complete relaxation on the washing liquids to act is brought. The aqueous hydrogen sulfide solution can also be used relaxed and the enriched hydrogen sulfide obtained, optionally after recompression get implemented with the washing liquids.

Claims

PATENT CLAIMS: i. Process for removing hydrogen sulfide from ammonia-containing or ammonia-free gases, characterized in that the Gases with po15 thionate solutions or bisulphite or sulphite-bisulphite solutions with ordinary ones or elevated temperature and pressures substantially above atmospheric pressure can be dealt with in one or more stages.

2. The method according to claim i, characterized characterized that the washing solutions from salts of ammonia, the alkali metals, of zinc or magnesium.

3. The method according to claim i and Z, characterized characterized in that when working in several stages, different washing liquids come into use. 4 ..

Method according to claim 3, characterized in that as the washing liquid of the last stage, a sulfite-bisulfite solution with a content of more than 75 ° (o sulphite or a sulphite solution is used.

procedure according to claim i to characterized in that, without the complete formation of the To wait for polythionate from the thiosulphate solution treated with sulphurous acid, the thiosulphate solution enriched with sufficient sulfuric acid immediately dem Washing process is fed back under pressure.

6. The method according to claim i to characterized in that the hydrogen sulfide, optionally together with ammonia present in the gas, in a manner known per se with water under increased Pressure washed out of the gases and the resulting solution without relaxation on the Brought washing liquid to act or after partial or complete Relaxation of the aqueous solution obtained enriched hydrogen sulfide in gaseous state after previous recompression with the washing liquid is brought into contact.

7. The method according to claim 1 to 6, characterized in that that the high pressure cleaning process a cleaning according to one of the described Ordinary pressure cleaning procedure precedes.