DD209182A1 - Verfahren zur trocknung von chlorkohlenwasserstoffen - Google Patents

Abstract

Die Erfindung beinhaltet ein Verfahren zur adsorptiven Trocknung von Chlorkohlenwasserstoffen des Siedebereiches 40 bis 150 Grad C mit zeolithischen Molekularsieben nach dem Temperaturwechselprinzip. Erfindungsgenaess wird die derAdsorptionsphase folgend Spuel- bzw. Desorptionsphase in 3 Teilschritten durchgefuehrt, wobei im ersten Teilschritt eine Spuelung mit einem Spuelgas bei Umgebungstemperatur, im zweiten Teilschritt eine Spuelung mit einem Spuelgas unter Aufheizung des Adsorptionsmittelbettes auf 75-90 Grad C bei einer Temperaturanstiegsrate von 1,0 bis 1,5 Grad/Min. erfolgt, wobei saemtliche am Adsorbens haftengebliebenen Reste an Chlorkohlenwasserstoff entfernt werden. Im dritten Teilschritt erfolgt unter Spuelung mit einem Spuelgas eine Aufheizung des Adsorptionsmittelbettes auf 220 bis 270 Grad C bei einer Temperaturanstiegsrate von 0,8 bis 1,25 Grad/Min., wobei die Desorption des adsorbierten Wassers eintritt. Als Spuelgas wird bevorzugt Stickstoff eingesetzt. Als besonders wirtschaftlich hat es sich herausgestellt, wenn die Teilschritte 1 u.2 der Spuel- bzw. Desorptionsphase in einem Zeitverhaeltnis von 1:4 oder hoeher durchgefuehrt werden und im zweiten Teilschritt eine durchschnittliche Abstroemgeschwindigkeit zwischen 1,8 u.2,0x10 hoch minus 2 kg Chlorkohlenwasserstoff/kg Spuelgas x Min. eingehalten wird.

Description

OZ-Nr. 2266 Verfahren zur Trocknung yon Chlorkohlenwasserstoffen

Anwendungsgebiet der Erfindung

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Trocknung von Chlorkohlenwasserstoffen, wie z.B. !Tetrachlorkohlenstoff, Chloroform, Dichlorethan u.a. "bzw. Gemischen davon, mit seolithischen Molekularsieben, bei dem das Einsatzprodukt durch Adsorber geleitet wird, in denen, im Wechsel Adsorptions-, Spülbzw. Desorptions— sowie Kühlphasen nach dem Temperaturwechselprinzip durchgeführt werden.

Charakteristik der bekannten technischen Lösungen

Es ist allgemein bekannt, daß zur trocknung von Gasen Adsorptionsverfahren auf der Basis von Adsorbentien wie Aluminiumoxid, Kieselgel oder zeolithischer Molekularsieben technisch in vielfältiger Weise Anwendung finden.

Dagegen sind in der Literatur nur wenige Verfahren beschrieben, in denen organische flüssigkeiten oder Flüssiggase adsorptiv getrocknet werden.

In der DD-PS 85072 ist ein Verfahren sur Trocknung und Reinigung, von !Flüssigkeiten bzw. Flüssiggasen mit Adsorbentien, z. B. zeolithischen Molekularsieben, beschrieben, die zur Polymerisation neigen. Zur vollständigen Entfernung der Produktflüssigkeit vom Adsorptionsmittel nach der Adsörptionsstufe.mit dem Ziel, die Polymerisation auf dem Adsorbens ver-

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bliebener Reste an Produktflüssigkeit während der Desorption zu verhindern, wird diese Verfahrensstufe in folgenden Teilsehritten durchgeführt: ·

1. Herausdrücken der verbliebenen !flüssigkeit mit Inertgas

2. Spülen mit einer Flüssigkeit, die 'selbst nicht polymerisiert und die Produktflüssigkeit vom Adsorbens gut löst

3« thermische Regenerierung des Adsorbens,

Die DD-PS 104550 behandelt die Heinigang.und Trocknung technischer Kohlenwasserstoff-Fraktionen in flüssiger Phase durch Adsorption an Molekularsieben. Verfahrensgemäß werden 2 Adsorptionseinheiten, die mit unterschiedlichen Molekularsiebtypen beschickt sind, hintereinandergesehaltet. In der 1. Adsprptionseinheit, die mit Molekularsieb 3A oder 4A gefüllt ist, erfolgt die Trocknung der Kohlenwasserstofffraktion, in der 2. Adsorptionseinheit, die weitporige Molekularsiebtypen wie 5A oder 13X enthält, erfolgt die Abtrennung von Verunreinigungen, wie z.B.. Aminen,. 'Mercaptane.n und lösungsmitteln. Als technische Kohlenwasserstoff-Fraktionen werden Olefinfraktionen mit- 2. bis 8 C-Atomen, Diolefinfraktionen und technisches Butadien bzw. Isopren genannt. Die Desorption erfolgt in den Teilschritten:

1. Ablassen des flüssigen Ee st es...

2» getrennte Spülung der 2 Adsorptionseinheiten mit einem Inertgas bei ca..4O⁰C

3. Desorption der mit Wasser beladenen 1. Adsorptionseinheit durch ein trockenes Inertgas bei ca. 3QO⁰C und anschließendes Hindurchleiten desselben noch heißen und nunmehr feuchten Desorptionsgases durch die 2. Adsorptionseinheit zur Entfernung der. Verunreinigungen, wie z.B. Aminen, lercaptanen und organischer lösungsmittel.

Die DS-OS 2356551 beinhaltet die Entfernung von fasser und Schwefelverbindungen aus Olefinen enthaltenden .Kohlenwas-

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serstoffen durch Adsorption an Molekularsieben. Die entscheidende 33e s or pt ions stuf e wird in folgenden Teilschritten durchgeführt:

1. Alblassen der.im Adsorber verbliebenen flüssigkeit

2. Spülung im Gleichstrom mit einem nicht sorbierbaren, höchstens 250 ppm Wasser enthaltenden Terdrängungsgas in einer Menge von 2 bis 20 kg Verdrängungsgas pro Molam Adsorbens verbliebenen Kohlenwasserstoffs bei -18⁰C bis 149⁰Oj vorzugsweise 0 bis 21⁰O

3. Spülung mit einem sorbierbaren heißen Verdrängungsgas im Gleichstrom. Beendigung der Spülung erst dann, wenn die Temperaturdifferenz zwischen Si-η- und Ausgang des Adsorbensbettes kleiner 50°0, vorzugsweise 28⁰O, beträgt.

Ziel der Erfindung

Ziel der Erfindung ist ein einfaches Verfahren zur Trocknung von Chlorkohlenwasserstoffen, wie z.B. tetrachlorkohlenstoff, Chloroform, Dichlorethan u.a. bzw. Gemischen davon, mit zeolithischen Molekularsieben nach dem Temperaturwechselprinzip, das sich durch Erreichen einer hohen Arbeitskapazität des zeolithischen lolekularsiebes und durch eine äußerst geringe Zersetzung des Chlorkohlenwasserstoffes auszeichnet.

Darlegung des Wesens der Erfindung .

Es wurde ein Verfahren der Temperaturwechseladsorption aur Trocknung von Chlorkohlenwasserstoffen, die im Bereich von 40 bis 15O⁰O sieden, wie z.B. Tetrachlorkohlenstoff, Chloroform, Dichlorethan u.a. bzw. Gemischen davon, gefunden, das sieh durch Zuverlässigkeit und einfache Durchführung auszeichnet und das in Anlagen mit 2 oder mehr Adsorptionsmittelbetten, die sich zyklisch wechselseitig in Adsorptions-, Spül- bzw. Desorptions- sowie Kühlphasen befinden, zur Anwendung kommen kann.

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Erfindungsgemäß wird dabei die SpUl- "bzw. Desorptionsphase nach der Adsorptions- und vor der Kühlphase in drei Teilschritten durchgeführt. Im ersten Teilschritt wird eine Spülung mit einem Spülgas, "bevorzugt Stickstoff, im Gegenstrom zur Adsorptionsrichtung durchgeführt, ohne daß dabei Wärme zugeführt wird. Die Zeitdauer dieses Teilschrittes, bei dem ein Teil der sich im Zwischenkornvolumen und der Sekundärporenstruktur des zeolithischen Molekularsiebes befindlichen Chlorkohlenwasserstoffe entfernt wird, soll 25 % der Zeitdauer des zweiten Teilschrittes nicht übersteigen, Die Spüimittelmenge in der Zeiteinheit entspricht dabei zweckmäJSigerwelse der Spülmittelmenge pro Zeiteinheit im zweiten Teilschritt.

Im zweiten Teilschritt wird die Spülung mit einem Spülgas, bevorzugt Stickstoff, im Gegenstrom zur Adsorptionsrichtung bei einem Temperaturanstieg des Adsorptionsmittelbettes auf 75 bis 9O⁰C, einer Temperaturanstiegsrate von 1,0 bis 1,5-Grad/Min, und einer durchschnittlichen Abströmgeschwin-

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digkeit von mehr als 1,8«10 kg Chlorkohlenwasserstoff/kg Spülgas«Min. fortgesetzt. Als besonders wirtschaftlich wurde gefunden, wenn eine durchschnittliche Abströmgeschwindigkeit von 1,8·.10~² kg bis 2,0·Ί0~² kg Chlorkohlenwasserstoff/kg Spülgas*Mn* eingehalten wird. Dabei wird eine vollständige Entfernung der Chlorkohlenwasserstoffe aus der Adsorptionsmittelschicht erreicht bei einem mittleren Spülmittelverbrauch und in einer solchen Zeitdauer, die den berechneten zyklischen; Ablauf nicht gefährdet. Zwar könnten Spülmittelverbrauch oder Spüldauer noch vermindert werden, die Effektivität des Verfahrens, die sich in der größten Abströmgesehwindigkeit darstellt, wäre dann jedoch nicht gegeben, da mit steigender. Spülmittelmenge pro Zeiteinheit die Spüldauer sich bis zur vollständigen Entfernung der Chlorkohlenwasserstoffe nicht gleichermaßen verringert. Eine zu hohe Spülmittelmenge mit zwar kürzerer

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Spüldauer ist dabei nicht nur im ökonomischen Sinne unvorteilhaft, sondern würde auch das Auffangen der aus dem Ad— sorptionsmittelbett entfernten Chlorkohlenwasserstoffe komplizieren· Ein sehr geringer Spülmitteldurchsatz wäre zwar in diesem Fall günstig, doch wurden dann die Spülschritte mehr Zeit als im verfahrensmäßigen Ablauf zur Terfügung steht beanspruchen.

Im dritten Teilschritt der Spül- bzw. Desorptionsphase nach der vollständigen Entfernung der Chlorkohlenwasserstoffe aus dem Adsorptionsmittelbett setzt die Desorption des in der Adsorptionsphase adsorbierten Wassers ein, indem eine Aufheizung des Adsorptionsmittelbettes auf 220 bis 270⁰C mit einem Desorptionsgas,- vorzugsweise Stickstoff, das im G-egenstrom. strömt, vorgenommen wird. Die Temperaturanstiegsrate soll dabei 0,8 bis t,25 G-rad/Min« betragen.

Ausführungsbeispiel

800 g aktives Molekularsieb vom Typ 4A wurden in einen Adsorber gefüllt und anschließend mit ί,2-Dichlorethan (durchschnititIieher Wassergehalt ea. 0,2 Manseprozent) bis zum Durchbruch beaufschlagt. Die lineare Strömungsgeschwindigkeit bei dem Versuch betrug 6,5 cm/min. Das getrocknete, abfließende 1,2-Dichiorethan hatte eine Hestfeuchte von kleiner als 20 ppm und die erzielte Beladungskapazität des Molekularsiebes 4A betrug 15 g HgO/IOO g aktives Molekularsieb 4A, Die sich anschließende Regenerierung des Molekularsiebes wurde in. folgenden Teilsehritten durchgeführt:

1. Ablassen des sich im Adsorber befindliehen 1,2-Dichlor- ' ethan

2. Spülung mit trockenem Stickstoff unter Uormalbedingusgen im Gegenstrom» Spüldauer 15 Minuten; Spülgasmenge 320 l/h

3. Spülung mit trockenem Stickstoff im Gegenstroni -unter gleichzeitiger Aufheizung des Molekularsiebes auf ca. 9O⁰C

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(Aufheizrate 1,25 Grad/min.). lach. Erreichen der vorgegebenen Temperatur wurde eine solche Spülgasmenge durch den Adsorber geschickt, daß eine AbstrSmgeschwindigkeit von 2,0·10" kg Chlorkohlenwasserstoff/kg Stickstoff. Es, erzielt wurde. Die Zeitdauer für Aufheizung und Abspülung betrug 105 Min., die Spülgasmenge 320 l/h.

4. Desorption des adsorbierten Wassers mit trockenem Stickstoff bei 25O⁰O (Aufheiarate 1,25 Grad/Min.) und einer Spülgasmenge von 320 l/h für eine Dauer von 5h.

Haeh Mihlung des Molekularsiebes mit trockenem Stickstoff auf Raumtemperatur (Spülgasmenge 320 l/h, Dauer 3 h) folgte der nächste Adsorptionsschritt.

Bei Einhaltung des vorgegebenen lahrregimes konnte selbst nach mehr als 30 Zyklen kein Kapaaitätsabfall oder eine Verschlechterung des Hestfeuchtegehaltes nach höheren Werten im austretendes 1,2-Dichiorethas festgestellt werden.

Claims (4)

1. - 7 - OZ-Ir. 2266

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   1. Yerfahren zum Trocknen von Chlorkohlenwasserstoffen, die im Bereich 40 bis 15O⁰C sieden, mit zeolithisch^ Molekularsieben nach.dem Temperattirwechselprinzip, bei dem das Einsatzprodukt durch Adsorber geleitet wird, die im Wechsel Adsorptions-, Spül- bzw, Desorptions- sowie ' Euhlphasen unterworfen werden, gekennzeichnet dadurch, daß die Spül- bzw. Besorptionsphasen aus 3 Teilschritten zusammengesetzt sind, wobei im ersten !Teilschritt eine Spülung mit einem Spülgas im G-egenstrom zur Adsorptionsrichtung bei Umgebungstemperatur, im zweiten Teilschritt eine Spülung mit einem Spülgas im Gegenstrom zur Adsorp-

   . ti.onsrich.tung bei einer Temperatur des Adsorptionsmittelbettes von 75 bis 9O⁰C und einer Temperaturanstiegsrate von 1,0 bis 1,5 Grad/Min« sowie im dritten Teilschritt zur Desorption des während der Adsorptionsphase adsorbierten Wassers eine Spülung mit Spülgas im Gegenstrom zur Adsorptionsriehtung bei einer Temperatur des Adsorptionsmittelbettes von 220 bis 27O⁰C und einer Temperaturanstiegsrate von 0,8 bis 1,25 Grad/Ms«, vorgenommen wird.
2. 2. Yerfahren nach Punkt 1, gekennzeichnet dadurch, daß als Spülgas Stickstoff eingesetzt wird«
3. 3. Yerfahren nach den Punkten 1 und 2, gekennzeichnet dadurch, daß im zweiten Teilschritt der Spül- bzw. Besorptionsphase eine durchschnittliche Abströmgeschwindigkeit zwischen 1,8·10~² und 2,0.10~² kg Chlorkohlenwasserstoff/kg Spülgas »Min. eingehalten wird.
4. 4.. Yerfahren nach den Punkten 1 bis 3, gekennzeichnet dadurch, daß die Teilschritte 1 und 2 der Spül- bzw. üesorptionsp'hase in einem Ze it verhältnis von. 1:4 oder höher durchgeführt werden.