<Desc/Clms Page number 1>
Verfahren und Vorrichtungen zum 1'rennen von Gasgemischen oder Gasdampf- gemischen durch Absorption.
Bei der Trennung von Gasgemischen oder Abscheidung der Dämpfe flüchtiger Flüssigkeiten aus
Gasen auf Grund ihrer verschiedenen Löslichkeit in Flüssigkeiten wird die Sättigung der Absorptionsflüssigkeit gewöhnlich unter erhöhtem Druck vorgenommen, während das Wiederaustreiben der gelösten
Bestandteile dadurch erfolgt, dass man die Lösung beim Durchgang durch ein Drosselventil vom Absorptionsdruek auf atmosphärischen Druck überströmen lässt. Dadurch entweichen die von der Absorptionsflüssigkeit unter Druck aufgenommenen gasförmigen Lösungsbestandteile stürmisch bis auf einen kleinen
Rest, welcher durch Erwärmen ausgetrieben werden muss.
Im Gegensatz hiezu wird bei dem nachfolgend beschriebenen neuen Verfahren das Wiederaustreiben der Lösungsbestandteile nicht durch Druckentlastung der Lösung, sondern durch rektifizierendes Abdestillieren unter Druck vorgenommen. Die Vorteile dieses Verfahrens liegen unter anderem darin, dass :
1. in allen Apparateteilen der gleiche Druck herrscht, so dass die Absorptionsflüssigkeit ohne Überwindung eines Gegendruckes darin in Umlauf erhalten werden kann,
2. Lösungsbestandteile und Absorptionsflüssigkeit durch das rektifizierende Austreiben unter Druck weit schärfer voneinander getrennt werden können,
3. mehrere Lösungsbestandteile durch stufenweises rektifizierendes Austreiben im gleichen Arbeitsgange voneinander getrennt werden können,
4.
Lösungsbestandteile, deren kritischer Druck bei atmosphärischer Temperatur bei oder unterhalb des Arbeitsdrucks liegt, nach dem Austreiben unter Druck unmittelbar durch Wasserkühlung wieder verflüssigt und flüssig aus dem Trennungsapparat in die Versandbehälter abgezogen werden können.
Soll z. B. nach diesem Verfahren aus Koksofengasen die darin enthaltene Kohlensäure gewonnen werden, so wird das vorgereinigte Gasgemisch auf 10 oder 20 Atm. verdichtet und nach Wasserkühlung durch Leitung 1 (Fig. 1) in den Absorber A eingeführt. Dort wird aus dem aufsteigenden Gasgemisch von der von oben in angemessener Menge herabfliessenden Absorptionsflüssigkeit, wie z. B. Wasser, die gesamte Kohlensäure mit einer geringen Menge der im Gemisch enthaltenen, schwerer löslichen Gase (N2, CO) in Lösung genommen, während der nicht gelöste Rest der letzteren sieh über der Flüssigkeit ausscheidet und durch die Leitung 2 abgeführt wird. Die gesättigte Lösung kann dann in bekannter Weise, z.
B. nach dem britischen Patent Nr. 18468 oder durch rektifizierende Nachbehandlung beim Durchgang durch den unteren Kolonnenfortsatz B von den in der Lösung nicht gewünschten schwerer löslichen Gasen befreit werden, worauf sie ohne weitere Änderung ihres Sättigungsdruckes durch Leitung 3 in die unten beheizte und oben gekühlte Kolonne C, Cl eintritt. Dort erfährt die Lösung beim Abwärtsfliessen eine fortschreitende graduelle Erwärmung bis schliesslich zum Siedepunkt des reinen Wassers bei dem auf ihm lastenden Arbeitsdruck.
Im Unterteil der Kolonne angelangt, ist dann das Wasser frei von Kohlensäure und fliesst durch Steigrohr 6 und Übergangsleitung 7 zum Kühler E, von wo es durch Leitung 8 von der Pumpe F angesaugt und durch Leitung 9 in den Oberteil des Absorbers J. zurück- gefördert wird, um den beschriebenen Kreislauf fortzusetzen.
Die im Unterteil von C ausgetriebene Kohlensäure steigt mit Wasserdampf beladen nach oben durch die herabfliessenden kühleren Schichten der Lösung und tritt dabei mit letzterer in Wärmeaustausch, wodurch sich der Wasserdampf mehr und mehr wieder kondensiert, während durch die dabei frei werdende
<Desc/Clms Page number 2>
EMI2.1
in der Kolonne aufsteigende Kohlensäure im oberen Fortsatz Cl schliesslich auf Kühlwassertemperatur gebracht wird, bei welcher z. B. die Tension, des Wasserdampfes nur noch 12,79 mm (bei 15 C) beträgt, so sinkt der Wasserdampfgehalt derselben ei 20 Äiin. auf 12,79. 100 : (760.20) = 0,0841 Volumprozent, wogegen er beim Austreiben durch Druckentlastung : der Lösung nach den älteren Verfahren im Gase noch mit (12,79. 100) : 760 = 1, 67 Volumprozent verbleiben würde.
Die Kohlensäure verlässt den Oberteil der Kolonne Cl durch Leitung 4 und .
EMI2.2
Wiederverdampfung, die aufsteigenden Dämpfe der Absorptionsflüssigkeit vollständig niederschlägt. Ebenso kann in diesem Falle das aus Cl durch Leitung'4 entweichende Gas im Wasserkühler E verflüssigt und durch Leitung 5 flüssig in die Versandbehälter abgezogen werden. Im Gegensatz hiezu werden beim Austreiben durch Druckentlastung nach dem älteren Verfahren die Dämpfe der Absorptionsflüssigkeit
EMI2.3
aus dem Austreiber in einen Gasbehälter übergeführt und von dort durch einen Kompressor angesaugt, auf seinen Verflüssigungsdruck verdichtet und durch Wasserkühlung verflüssigt werden.
Sollen die Bestandteile eines Gasgemisches, wie z. B. Naturgas, in mehr. als zwei Komponenten bzw. Fraktionen zerlegt werden, wie etwa in das Methan, die kondensationsfähigen gasförmigen Kohlenwasserstoffe (Äthan, Propan, Butan) und in Benzin, so wird in folgender Weise verfahren :
Sind z. B. die kondensationsfähigen, gasförmigen Kohlenwasserstoffe im Rohgas in einem solchen Verhältnis enthalten, dass zu ihrer Verflüssigung im abgetrennten Zustand bei atmosphärischer Temperatur etwa 20 Atm. genügen, so wird das Rohgas vorteilhaft auf einen noch etwas höheren Druck (z. B. 25 Atm.) verdichtet und nach Wasserkühlung durch Leitung 1 (Fig. 2) in den Absorber A eingeführt.
Die Menge der von oben herabfliessenden Absorptionsflüssigkeit wird so bemessen, dass sich alle kondensationsfähigen Kohlenwasserstoffe, also sowohl die dampfförmigen als die gasförmigen, darin lösen, während das Methan nur in entsprechend geringerer Menge in Lösung geht. Die Lösung erfährt dann in dem Kolonnenfortsatz B eine rektifizierende Nachbehandlung zwecks Austreibens des gelösten Methans. Letzteres steigt nach oben und wird mit dem von vornherein nicht gelösten und über der Flüssigkeit ausgeschiedenen Teil durch Leitung 2 abgeführt. Die alle kondensationsfähigen Bestandteile des Gases enthaltende Lösung wird aus dem Unterteil von B ohne Änderung ihres Druckes durch Leitung 3 in die Kolonne C, Cl übergeführt, wo die Bestandteile des flüssigen Leuchtgases rektifizierend abgetrieben werden.
Letztere gelangen durch Leitung 4 zum Wasserkühler B, werden dort verflüssigt und durch Leitung 5 in die Versandbehälter abgelassen. Die Absorptionsflüssigkeit tritt dann aus C mit den noch darin gelösten Benzinkohlenwasserstoffen durch Steigrohr 6 und Übergangsleitung'1 in die zweite Kolonne D, Du, po das Benzin ebenfalls rektifizierend innerhalb entsprechend höherer Temperaturgrenzen als in a, Cl abgetrieben und durch die Leitungen 8 und 9 nach Kühlung in E abgelassen wird. Bei hohen Austreiberdrucken wäre jedoch auch eine sehr hohe Austreibertemperatur im unteren Ende von D erforderlich, um sämtliche Benzinkohlenwasserstoffe abzudestillieren.
Es empfiehlt sich daher in diesen Fällen die Temperatur im Unterteil der Kolonne D nur mässig hoch zu halten und einen den hochsiedenden Benzinkohlenwasserstoffen entsprechenden Anteil der Flüssigkeit nach der Kühlung in E durch eine Zweigleitung 14, welche
EMI2.4
abzulassen. Darnach dient ein Teil der aus dem Gas gewonnenen höchstsiedenden Benzinkohlenwasserstoffe selbst als Ersatz für die Verluste an Absorptionsflüssigkeit, so dass letztere schliesslich nur noch aus solchen besteht. Nach dem eben beschriebenen Verfahren wird ein Gasgemisch bei einmaliger Druckverdichtung und in einem Arbeitsgang in drei Fraktionen, u. zw. in Methan, flüssiges Leuchtgas und Benzin getrennt und die kondensationsfähigen Gase gleichzeitig flüssig in die Versandbehälter abgezogen.
Bei entsprechender Vermehrung der Austreiberkolonnen kann die Trennung aber ebensowohl in mehr als drei Fraktionen vorgenommen werden. Demgegenüber gestaltet sich diese Aufgabe bei Anwendung der bisher üblichen Verfahren, bei welchen das Austreiben der Lösungsbestandteile unter atmosphärischem Druck erfolgt, weit verwickelter und kostspieliger, da mit dem Austreiben keine rektifizierende Trennung der Lösungsbestandteile verbunden werden kann. Es ist selbstverständlich, dass das beschriebene Verfahren die gleichen Vorteile bietet, wenn dabei aus irgend einem Grunde an Stelle der Wasserkühlung künstliche Kühlung Anwendung findet.
PATENT-ANSPRUCHE :
1. Verfahren zur Trennung von Gasgemischen oder Gasdampfgemischen durch Absorption unter Sättigung der Absorptionsflüssigkeit mit den Gasen bei erhöhtem Druck, dadurch gekennzeichnet, dass man das endgültige Wiederaustreiben der gelösten Bestandteile aus der Absorptionsflüssigkeit ebenfalls bei erhöhtem Druck und in oben gekühlten und unten beheizten Rektifikationskolonnen vornimmt.