Simultaneous Absorption of Hydrogen Sulfide and Carbon Dioxide into di-isopropanolamine Solution

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Abstract

The simultaneous absorption of hydrogen sulfide and carbon dioxide into di-isopropanolamine (DIPA) solution was investigated in a 183 cm long, 2.72 cm OD wetted-wall column at atmospheric pressure. The influence of liquid flow rate, gas flow rate, temperature and liquid concentration on the absorption rate, overall gas-phase mass transfer coefficient and selectivity factor were studied at a constant gas feed ratio. The results show that the absorption rate of CO2 increases rapidly with increasing liquid flow rate (the Reynolds number of the turbulent liquid film ranges from 2600 to 4350) but increases moderately with increasing gas flow rate (G = 18-91 L/min), indicating that it is liquid-phase mass transfer controlled. In contrast, the absorption rate of H2S increases very slowly with increasing liquid flow rate but increases rapidly with increasing gas flow rate, indicating that it is gas-phase mass transfer controlled. The absorption rate of CO2 also increases with increasing temperature (26-80°C) but H2S absorption rate decreases with increasing temperature. When the concentration of DIPA solution increases from 0.2 to 2.6 mol/L, the absorption rate of both CO2 and H2S increases but with a larger rate of increase for CO2 For selective H2S removal, it is preferable to operate at low liquid and high gas flow rates, low temperatures and low DIPA concentrations.

Abstract

On a étudié l'absorption simultanée d'hydrogène sulfuré et de dioxyde de carbone dans une solution de di-isopropanolamine (DIPA) dans une colonne à paroi humide de 183 cm de long et de 2,72 cm de diamètre extérieur à pression atmosphérique. On a examiné l'influence du débit de liquide, du débit de gaz, de la température et de la concentration du liquide sur la vitesse d'absorption, le coefficient global de transfert de matière en phase gazeuse et le facteur de sélectivité pour un rapport d'alimentation en gaz constant. Les résultats montrent que la vitesse d'absorption du CO2 augmente rapidement avec le débit de liquide (le nombre de Reynolds du film liquide turbulent se situe entre 2600 et 4350), mais augmente modérement avec le débit de gaz (G = 18-91 L/min), ce qui indique que le transfert de matière dans la phase liquide est le facteur limitant. En revanche, la vitesse d'absorption de H2S augmente très lentement avec le débit de liquide mais rapidement avec le débit de gaz, ce qui indique que c'est le transfert de matière dans la phase gazeuse qui est le facteur limitant. La vitesse d'absorption du CO2 augmente également avec la température (26-80°C) mais la vitesse d'absorption de H2S diminue avec une augmentation de la température. Quand la concentration de la solution de DIPA augmente de 0,2 à 2,6 mol/L, les vitesses d'absorption de CO2 et de H2S augmentent, celle du CO2 augmentant toutefois de manière plus importante. II est préférable d'utiliser un faible débit de liquide et un débit élevé de gaz, de basses températures et de faibles concentrations en DIPA pour effectuer une élimination sélective de H2S.

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