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DD271894A5 - METHOD FOR THE DRY DRYING OF SULFUR DIOXIDE - Google Patents

METHOD FOR THE DRY DRYING OF SULFUR DIOXIDE Download PDF

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DD271894A5
DD271894A5 DD88317933A DD31793388A DD271894A5 DD 271894 A5 DD271894 A5 DD 271894A5 DD 88317933 A DD88317933 A DD 88317933A DD 31793388 A DD31793388 A DD 31793388A DD 271894 A5 DD271894 A5 DD 271894A5
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DD
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drying
water
hydrocarbons
separated
mol
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DD88317933A
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Inventor
Hans Becker
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�����@������������������k��
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    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D3/00—Distillation or related exchange processes in which liquids are contacted with gaseous media, e.g. stripping
    • B01D3/14—Fractional distillation or use of a fractionation or rectification column
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C01—INORGANIC CHEMISTRY
    • C01B—NON-METALLIC ELEMENTS; COMPOUNDS THEREOF; METALLOIDS OR COMPOUNDS THEREOF NOT COVERED BY SUBCLASS C01C
    • C01B17/00—Sulfur; Compounds thereof
    • C01B17/48—Sulfur dioxide; Sulfurous acid
    • C01B17/50—Preparation of sulfur dioxide
    • C01B17/56—Separation; Purification

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  • Treatment Of Liquids With Adsorbents In General (AREA)
  • Solid-Sorbent Or Filter-Aiding Compositions (AREA)
  • Vaporization, Distillation, Condensation, Sublimation, And Cold Traps (AREA)

Abstract

In order to simplify the procedure of a process for the final drying of sulphur dioxide which may contain hydrocarbons and to avoid a possible slurry formation of dry acid or damage to the adsorbent by the hydrocarbons, the water is separated off from the SO2 by distillation, during which the heavy hydrocarbons which may also be present in the SO2 are also separated off. <IMAGE>

Description

Hierzu.1 Seite ZeichnungDazu.1 page drawing

Anwendungsgebiet der ErfindungField of application of the invention Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Feintrocknung von gegebenenfalls Kohlenwasserstoffe enthaltendem SO2,The invention relates to a process for the fine drying of optionally hydrocarbons containing SO 2 , Charakteristik des bekannten Standes der TechnikCharacteristic of the known state of the art

Bei bestimmten Verfahren zur Entschwefelung von Rauch- oder Röstgasen oder auch .zur Aufarbeitung von Altsäure fällt als Nebenprodukt primär ein hochkonzentriertes SO2 an, das z. B. ent1 /ader direkt zu Schwefelsäure weiterverarbeitet oder nach Feinreinigung verflüssigt und zur weiteren Verarbeitung, z. B. in der Lebensmittel- oder Zellstoffindustrie, abtransportiert wird. Da etwaiges, in dem Schwefeldioxid enthaltenes Wasser so mit dem Schwefeldioxid reagiert, daß sich schwefelige Säure bildet, welche äußerst korrosiv wirkt, ist es vor jeder Verflüssigung notwendig, das SO2 zu trocknen. Bisher wurde entweder durch Wäsche mit konzentrierter Schwefelsäure oder adsorptiv, ζ. B. mit Silicagel (LINDE Berichte aus Technik und Wissenschalt, Nr. [1985], Seite 3 ff.) getrocknet.In certain processes for the desulfurization of smoke or roasted gases or .zur Aufarbeitung of waste acid falls as a by-product primarily a highly concentrated SO 2 , the z. B. ent 1 / ader processed directly to sulfuric acid or liquefied after fine cleaning and for further processing, eg. B. in the food or pulp industry, is transported away. Since any water contained in the sulfur dioxide reacts with the sulfur dioxide to form sulfuric acid which is extremely corrosive, it is necessary to dry the SO 2 before any liquefaction. So far, either by washing with concentrated sulfuric acid or adsorptive, ζ. B. with silica gel (LINDE reports from technology and Wissenschalt, No. [1985], page 3 et seq.) Dried.

Die genannten Trocknungsverfahren eignen sich vor allem zur Trocknung von reinem SO2, bedingen jedoch jeweils einen eigenen Verfahrensschritt. Enthält das SO2 zusätzlich Spuren von Kohlenwasserstoff, ergibt sich der Nachteil, daß bei der Trocknung mit H2SO4 die Trockensäure nach kurzer Laufzeit verworfen werden muß, da sie verschlammt. Bei der adsorptiven Trocknung führen die Kohlenwasserstoffe zu einer bleibenden Schädigung des Adsorbens, so daß es nach kurzer Laufzeit erneuert werden muß.The drying methods mentioned are particularly suitable for drying pure SO 2 , but each require its own process step. If the SO 2 additionally contains traces of hydrocarbon, there is the disadvantage that during drying with H 2 SO 4, the dry acid must be discarded after a short running time because it is sludge. In the adsorptive drying, the hydrocarbons lead to a permanent damage to the adsorbent, so that it must be renewed after a short period of time.

Ziel der ErfindungObject of the invention

Ziel der Erfindung ist die Bereitstellung eines verbesserten Verfahrens zur Feintrocknung von gegebenenfalls Kohlenwasserstoffe enthaltendem SO2.The aim of the invention is to provide an improved process for the fine drying of optionally containing hydrocarbons SO 2 .

Darlegung des Wesens der ErfindungExplanation of the essence of the invention Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zur Feintrocknung von gegebenenfalls KohlenwasserstoffeThe invention is based on the object, a process for the fine drying of optionally hydrocarbons

enthaltendem SQ2 so auszugestalten, daß es von den Nachteilen der bekannten Verfahren frei ist und den Verfahrensablauf vereinfacht.containing SQ 2 in such a way that it is free of the disadvantages of the known methods and simplifies the process flow.

Diene Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß das Wasser destillativ vom SO2 abgetrennt wird.Dien task is inventively achieved in that the water is separated by distillation of SO 2 . Die Erfindung ermöglich', es, die destillative Trocknung in eine nachfolgende Destillation zur Reinigung von SOj zu integrieren,The invention makes it possible to integrate the distillative drying in a subsequent distillation for the purification of SOj,

wobei sich der wesentliche Vorteil ergibt, daß ein eigener Verfahrensschritt zur Trocknung nun nicht mehr nötig ist.with the significant advantage that a separate process step for drying is no longer necessary.

Ferner liegt es im Rahmen der Erfindung, die im SO2 gegebenenfalls enthaltenden schweren Kohlenwasserstoffe zusammen mitFurthermore, it is within the scope of the invention, the SO 2 optionally containing heavy hydrocarbons together with

dem Waster abzutrennen.to separate the Waster.

Dies bedeutet Einsparung von Apparaten und Betriebsmitteln und damit eine erhebliche Senkung der Betrjoskosten. DieThis means savings on equipment and resources and thus a significant reduction in Betrjoskosten. The Tatsache daß nunmehr ein Verfahrensschritt weniger ausgeführt werden muß, bewirkt de η zusätzlichen Vorteil, daß dabei auchThe fact that now one process step must be carried out less causes de η additional advantage that thereby also

die Betriebssicherheit erhöht wird.the operational safety is increased.

In einer weiteren Ausbildung des Erfindungsgedankens ist es möglich, vor der destillativen Trocknung von gasförmigem SO2 In a further embodiment of the inventive concept, it is possible, before the distillative drying of gaseous SO 2

eine große Vortrocknung durch Kondensation des Wassers und anschließende Abscheidung vorzunehmen.to carry out a large predrying by condensation of the water and subsequent deposition.

Falls feuchtes SO2 bei einer Temperatur über 12,10C bzw. bei einem SO2-Partialdruck über 2,6bar verflüssigt wird, kannIf moist SO 2 is liquefied at a temperature above 12.1 0 C or at an SO 2 partial pressure above 2.6 bar, can

erfindungsgemäß vo* der destillation Feintrocknung eine grobe Vortrocknung durch Dekantieren des Wassers erfolgen, da in flüssigem SO2 unter c iese η Bedingungen nur etwa 4-5 Mol-% Wasser löslich sind.According to the invention, a preliminary predrying by decantation of the water takes place from the distillation of fine drying, since only about 4-5 mol% of water is soluble in liquid SO 2 under these conditions.

Bei der im Zuge des E'findungsverfahrens notwendigen Abkühlung kann es, wenn die Verfahrensdrücke niedrig sind, bei sehrIn the cooling necessary in the course of the E'findungsverfahrens it can, if the process pressures are low, at very

feuchten Gasen schon bei Temperaturen weit über O0C zur Abscheidung fester SO2-Gashydrate kommen, die die nachfolgendemoist gases at temperatures well above 0 0 C for deposition of solid SO 2 gas hydrates come, the following

Destillation stören wü -den, Nach elnor besonderen Ausgestaltungsform der Erfindung kann die Bildung von SO2-GashydraU;nDistillation may disturb, According to a particular embodiment of the invention, the formation of SO 2 -GasydraU; n

bei niedrigen Verfahrensdrücken durch Zugabe eines Hydratinhibitors unterdrückt werden.be suppressed at low process pressures by adding a hydrate inhibitor.

Als Hydratinhibitor ist >3s möglich, einen Alkohol, ein Glykol oder einen Glykolether zu verwenden. Hierbei genügt eine relativAs a hydrate inhibitor, it is possible to use an alcohol, a glycol or a glycol ether. Here is enough a relative

kleine Menge des Zusaizmittels, um die Hydratbildung zu verhindern. Den Verlauf der Destillation stört das Zusatzmittel nicht, da es problemlos zusammen mit dem Sumpfprodukt weiterverarbeitet werden kann.small amount of the additive to prevent hydrate formation. The course of the distillation does not interfere with the additive, since it can be easily processed together with the bottom product.

Mit besonderem Vorteil wird bei dem erfindungsgemäßen Verfahren Methanol zur Hydratunterdrückung verwendet. MethanolWith particular advantage, methanol is used for hydrate suppression in the inventive method. methanol

ist preiswert, leicht verfügbar und besitzt eine günstige Viskosität. Ferner kann es Dei der Destillation ohne Schwierigkeiten zusammen mit den Kohlenwasserstoffen abgetrennt werden.is inexpensive, readily available and has a favorable viscosity. Further, it can be separated from the distillation without difficulty together with the hydrocarbons.

Ausführungsbeispielembodiment Die Erfindung wird nachstehend an einem Beispiel näher erläutert.The invention will be explained in more detail below by way of example. Die beiliegende Zeichnung zeigt in schematischer Darstellung eine Anlage zur Ausführung des erfindungsgemäßenThe accompanying drawing shows a schematic representation of a system for carrying out the invention Verfahrens.Process. SO2-Rohgas (1,9 bar, 120"G; 11,2 mol/s; bei 55°C wassergesättigt) tritt durch Leitung 1 in die Anlage ein. Das Rohgas hat folgendeSO 2 crude gas (1.9 bar, 120 "G, 11.2 mol / s, water saturated at 55 ° C) enters the plant through line 1. The raw gas has the following Zusammensetzung:Composition:

SO2 86,74 Mol-%SO 2 86.74 mol%

• CO2 3,31 Mol-%CO 2 3.31 mol%

N2 1,04 Mol-%N 2 1.04 mol%

O2 0,39 Moi-%O 2 0.39 Moi%

H2 8.42 Mol-%H 2 8.42 mol%

schwere Kohlenwasserstoffe 1000,00 ppm.heavy hydrocarbons 1000.00 ppm.

Im Kühler 2 wird das Gas aul 20cC abgekühlt. Dabei kondensiert Wasser aus. Durch Druckabfall im Kühler erniedrigt sich der Druck auf 1,7 bar. Das Gas-Wtisser-Gemisch gelangt durch Leitung 3 in einen Abscheider 4, aus dem das abgeschiedene Wasser (0,8 mol/s) durch Leitung 5 entnommen wird. Über Leitung 6 wird das Rohgas vom Kopf des Abscheiders 4 abgezogen und nach Zufügung von Methanol (0,15 mol/s) (bei 7) dem unteren Abschnitt einer Rektifikationssäule 8 zugeführt. Im oberen Abschnitt dieser Säule 8 wird das Rohgi s durch eine Kühlschlange 9 teilweise verflüssigt. Die verflüssigten Anteile dienen in der Rektifikationssäule 8 als Rückhuf, durch dessen rektifizierende Wirkung das Wasser und die schweren Kohlenwasserstoffe aus dem in der Kolonne aufsteigende Gas nahezu vollständig entfernt werden, so daß das die Rektifikationssäule 8 über Leitung 10 mit einer Temperatur von etwa 10C verlassende, gereinigte SO2 (8,78 mol/s) praktisch trocken ist (20 ppm H2O). Am Sumpf verläßt die Rektifikationssäule H durch Leitung 11 mit einer Temperatur von etwa 5°C 1,54 mol/s eine Flüssigkeit folgender Zusammensetzung:In the cooler 2, the gas is cooled to 20 c C. This condenses water. Pressure drop in the cooler lowers the pressure to 1.7 bar. The gas-Wtisser mixture passes through line 3 into a separator 4, from which the separated water (0.8 mol / s) is withdrawn through line 5. Via line 6, the raw gas is withdrawn from the head of the separator 4 and fed after addition of methanol (0.15 mol / s) (at 7) to the lower portion of a rectification column 8. In the upper portion of this column 8 Rohgi is partially liquefied by a cooling coil 9. The liquefied components are used in the rectification column 8 as a return, by the rectifying effect of the water and the heavy hydrocarbons from the rising in the column gas are almost completely removed, so that the rectification column 8 via line 10 with a temperature of about 1 0 C. leaving, purified SO 2 (8.78 mol / s) is practically dry (20 ppm H 2 O). At the bottom of the rectification column H leaves through line 11 at a temperature of about 5 ° C 1.54 mol / s, a liquid of the following composition:

SO2 SO 2 80,52 Mol-%80.52 mol% H2OH 2 O 9,09 Mol-%9.09 mol% CH3OHCH 3 OH 9,74 Mol-%9.74 mol% Kohlenwasserstoffehydrocarbons 0,65 Mol-%0.65 mole%

Claims (7)

1. Verfahren zur Feintrocknung von gegebenenfalls Kohlenwasserstoffe enthaltendem SO2, dadurch gekennzeichnet, daß das Wasser destillativ vom SO2 abgetrennt wird.1. A process for the fine drying of optionally hydrocarbons containing SO 2 , characterized in that the water is separated by distillation from the SO 2 . 2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß im SO2 gegebenenfalls enthaltene schwere Kohlenwasserstoffe zusammen mit dem Wasser abgetrennt werden.2. The method according to claim 1, characterized in that in SO 2 optionally contained heavy hydrocarbons are separated together with the water. 3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß vor der destillativen Trocknung von gasförmigem SO2 eine grobe Vortrocknung durch Kondensation des Wassers und anschließende Abscheidung erfolgt.3. The method according to claim 1 or 2, characterized in that before the distillative drying of gaseous SO 2, a rough pre-drying by condensation of the water and subsequent deposition. 4. Verfahren nach Anspruch 1 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß vor der destillativen Trocknung von bereits verflüssigtem SO2 eine grobe Vortrocknung durch Dekantieren des Wassers erfolgt.4. The method according to claim 1 or 3, characterized in that prior to the distillative drying of already liquefied SO 2, a rough pre-drying by decantation of the water. 5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß bei niedrigen Verfahrensdrücken die Bildung von SO2-Gashydraten durch Zugabe eines Hydratinhibitors unterdrückt wird.5. The method according to any one of claims 1 to 4, characterized in that at low process pressures, the formation of SO 2 gas hydrates is suppressed by adding a hydrate inhibitor. 6. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß zur Hydi atunterdrückung ein Alkohol, ein Glykol oder ein Glykolether verwendet wird.6. The method according to claim 5, characterized in that for Hydi atunterdrückung an alcohol, a glycol or a glycol ether is used. 7. Verfahren nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, daß zur Hydratunterdrückung Methanol verwendet wird.7. The method according to claim 5 or 6, characterized in that methanol is used for hydrate suppression.
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