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Yertahren zur Feinreinigung in üblicher Weise vorgereinigten Koblendestillationsgases von Naphthalin.
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Reinigung von Kohlendestillationsgas, insbesondere von solchem, das zum Ferntransport unter erhöhtem Druck bestimmt ist.
An solches sogenanntes"Ferngas''müssen besonders hohe Anforderungen hinsichtlich Reinheit von Teer, Ammoniak, Benzol, Schwefelwasserstoff usw. gestellt werden, um die langen Rohrleitungen vor Verstopfungen zu bewahren und sonstige, nur schwer zu beseitigende Störungen zu vermeiden.
In erster Linie ist es das Naphthalin, das beim Arbeiten unter erhöhtem Druck zu Störungen nicht nur am Anfang der Leitungsrohre, sondern auch in den Kühlern Anlass gibt, die hinter den Kompressoren eingeschaltet werden und dem Gas die Kompressionswärme entziehen sollen, nachdem es in den Kompressoren auf erhöhten Druck gebracht worden ist.
Ausser solchen Störungen durch Querschnittverengungen oder Verstopfungen müssen aber auch mögliche Angriffe auf die Leitungsrohre und somit deren Korrosionen verhindert werden. Ursache für solche Korrosionen sind jedoch nur Sauerstoff, Ammoniak, Schwefel-und Zyanverbindungen im Gas, wenn Wasser zugegen ist und als Vermittler der Korrosionsreaktion auftritt. Somit ist auch eine weitgehende Trocknung des Gases angezeigt.
Durch die Erfindung soll also ein Gas, das in üblicher Weise von Teer, Ammoniak, Benzol, Schwefelwasserstoff usw. weitgehend vorgereinigt ist, von Naphthalinspuren vollkommen befreit werden.
Die Erfindung besteht darin, dass das vorgereinigte Kohlendestillationsgas bei gewöhnlichem oder aber erhöhtem Druck einer Ölwäsche unterzogen wird in der Weise, dass in einer Verfahrensstufe das Gas mit einem organischen Waschöl (Lösungsmittel) für Naphthalin in Berührung gebracht wird, das aus einer Mischung von niedrig-und hochsiedenden Ölen besteht (Öle, die zwischen 1600 bis über 250 sieden) und zulässt, dass sich das Gas hiebei zumindest mit einem Teil dieser Lösungsmittel belädt, worauf in einer darauffolgenden Verfahrensstufe dieses Lösungsmittel durch Kühlung unter restloser Auswaschung des Naphthalins verflüssigt und ausgeschieden wird, bevor das Gas weiteren Abkühlungen
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Das Mischungsverhältnis der beiden Öle ist, wie dem Fachmann selbstverständlich, der Art der ausgewählten Öle, insbesondere ihrer Siedegrenze entsprechend, zu wählen, wobei gleichzeitig dem Gas-
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weise in einer Tauchstufe, bei der man das Gas durch das Waschöl hindurchtreten lässt bei Temperaturen, die über 300 liegen. Das Verflüssigen und Ausscheiden des Öles erfolgt durch darauffolgende Kühlung des Gases in einer zweiten Verfahrensstufe. Die in der Kühlstufe niedergeschlagenen Lösungsmittelanteile werden vom Gasstrom getrennt und können hierauf in die Waschstufe zurückgeführt werden.
Das mit Naphthalin beladene Lösungsmittel kann vor dieser Rückführung in die Tauchstufe durch Kühlen oder Abtreiben zumindest von einem Teil des aufgenommenen Naphthalins befreit werden.
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Sonach unterscheidet sich die Erfindung wesentlich von älteren Vorschlägen, die das aus der Kokerei kommende Rohgas einer Waschung mit ausschliesslich bzw. überwiegend hochsiedenden Wasch-
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für Gasbeleuchtung und Wasserversorgung, 1905, S. 1139), in welchem das warme Rohgas abgekühlt und hiebei aus ihm gleichzeitig Teer und Naphthalin ausgeschieden werden.
Die dabei ausfallenden Teeröle nehmen sofort das gleichzeitig ausfallende Naphthalin in Lösung und vermögen darum, zum Waschen des frisch- zuströmenden Rohgases weiter benutzt, nicht mehr irgend erhebliche Mengen neuen Naphthalins aus dem Gas herauszunehmen. Vor allem aber wird durch diese und ähnliche Verfahren nicht ein bereits in üblicher Weise vorgereinigtes Gas mit aufnahmefähigen Waschölen für Naphthalin
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dass solche Gase mit Spuren von Naphthalin beladen, die Reinigungsapparatur verlassen, welche Spuren zu Verstopfungen oder Verengungen der Leitung im Laufe der Zeit Anlass geben.
Ausserdem sind diese Verfahrensweisen nicht zweistufige wie die Erfindung und schliesslich ist bei ihnen nirgends die Stufenfolge-Bearbeiten und Beladen des bereits vorgereinigten Gases mit einem Lösungsmittel für Naphthalin in der Wärme und darauffolgendes Kühlen-vorgeschlagen.
Für den Ferntransport bestimmtes Gas (Ferngas) muss, wie eingangs erwähnt, auf erhöhten Druck gebracht werden ; durch die Kompression wird jedoch seine Temperatur erhöht, anderseits muss das komprimierte Gas wieder abgekühlt werden, damit es seinen normalen Rauminhalt wiederum annimmt. Wenn man nun das durch die Kompressionswärme erhitzte, also auf erhöhter Temperatur und unter Druck befindliche Gas mit dem Waschöl in Berührung bringt, so wird es sich mit Waschöldämpfen beladen. Kühlt man das Gas hierauf, damit es seinen normalen Rauminhalt wieder annimmt, so werden hiedurch die aufgenommenen Waschöldämpfe niedergeschlagen und fallen wie ein feiner Regen oder Nebel aus dem Gas heraus, wobei auch die letzten Reste von Naphthalin gelöst und aus dem Gas herausgenommen werden.
Sonach wird besonders bei Reinigung von Ferngas die Erfindung durchgeführt, ohne dass ein besonderer Energieaufwand zur Erwärmung des Gases bzw. des Waschöles und zur darauffolgenden Kühlung des Gases notwendig wäre, abgesehen von jenem Energieaufwand, der ohnedies unter allen Umständen zwecks Durchführung des Ferntransportes an der Ausgangsstelle aufgewendet werden müsste.
Ebenso kann aber auch das organische Waschöl oder seine Dämpfe, mit denen man eine Beladung des Gases vornimmt, entweder in der Gasphase oder aber bei Kondensation in der Kühlstufe ausser Naphthalinspuren auch solche von Benzol und andern Verunreinigungen aufnehmen, welche, somit im Waschöl gelöst, mit diesem letzteren niedergeschlagen und entfernt werden können.
Schliesslich wird durch Kühlung in Gegenwart des Waschöles das im Gas enthaltene Wasser gleichfalls niedergeschlagen und somit eine überaus wirkungsvolle Trocknung des Gases erreicht.
Es hat sich nun gezeigt, dass gewisse Olgemische mit besonderem Vorteil zum Waschen der Kohlendestillationsgase verwendet werden können. Diese Ölgemische bestehen zum überwiegenden Teil aus hochsiedenden Ölen, wie z. B. über 2500 abgetriebenes Benzolwaschöl, Anthracenöl u. dgl., dem niedrigsiedende Öle mit einem Siedebereich von etwa 160-220 , wie z. B. Solvent-Naphtha II, Naphthalin- ölvorlauf, abgetropftes Rückstandsöl der Rohdestillation von Leichtöl und ähnliche zugegeben werden.
Die Grundzüge der Erfindung seien nunmehr an Hand der schematischen Darstellung der Zeichnung in einer beispielsweisen Durchführung erläutert.
Man führt das in üblicher Weise vorgereinigte Gas durch eine Leitung 1 der Tauchstufe a zu und lässt es in dieser durch eine geeignete Ölmischung bei erhöhter Temperatur hindurchperlen. Strömt das Gas unter erhöhtem Druck, etwa 1-5-6 oder mehr at absolut (Atmosphären absolut über Null), dann wird diese Temperatur über 30 gewählt. Strömt das Gas aber unter gewöhnlichem oder mässig erhöhtem Druck zu (bis zu 1'5 at absolut), dann wird die Temperatur über 70-800 eingestellt. Handelt es sich umFerngas, das mit absoluten Drucken über 1. 5 at, z. B. von 5-10 at, zuströmt, dann wird dieses Gas Temperaturen über 100 C besitzen, bei denen sich die erfindungsgemässe Verfahrensweise erst recht mit bestem Erfolg durchführen lässt.
Beim Durchperlen durch diese Tauehstufe wird dem vorgereinigten Gas bereits ein Teil des in ihm noch immer enthaltenen Napthalins, Benzols usw. entnommen, ausserdem belädt es sich mit Wasehöldämpfen, in der Hauptsache mit solchen der leicht (niedrig) siedenden Öle und strömt nunmehr den Kühlern b und c zu, in denen die Wasehöldämpfe kondensiert werden, hiebei einen feinen Ölregen ergeben und im Gas noch vorhandene letzte Reste von Naphthalin lösen und herausnehmen. Das nunmehr von Naphthalin freie Gas verlässt die Anlage durch die Leitung 2.
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Kondensat fliesst durch die Leitung. 3 in den Scheidebehälter d. Hier setzt sich das Wasser von dem leicht siedenden Öl ab und wird kontinuierlich durch die Leitung 4 abgeführt.
Das leichtsiedende Öl selbst, das sich in den Kühlern b und c mit Naphthalin beladen hat, fliesst durch die Leitung 5 der Tauchstufe a wieder zu. Hier vermischt es sich mit den dort befindlichen, vor allem höher siedenden Ölen und gibt an diese Naphthalin ab. Tritt es erneut dampfförmig in das zu reinigende Gas in der Tauchstufe ein, um neue Gasmengen in den Kühlern bund c restlos von Naphthalin zu befreien, so geschieht dies
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von der Tauchstufe a zu den Kühlern hund ('über den Scheidebehälter d zurück zur Tauchstufe a aus, während die höher siedenden Ölanteile einen Naphthalinspeieher in der Tauchstufe a bilden, der nur allmählich mit Naphthalin angereichert wird.
Die höher siedenden, das Naphthalin speichernden Öle werden, wie ersichtlich, in ihrer Eignung für das vorliegende Verfahren durch die Zugabe der leichter siedenden Öle ausserordentlich verbessert, insbesondere weil auf Grund des Vorhandenseins der leichter siedenden Anteile in der Ölmisehung eine bessere Verdampfung von Lösemittelanteilen in das Gas stattfindet, ohne dass die Temperatur in der Beladungsstufe unnötig hoch gesteigert werden muss : eine unnötig hohe Temperatur wurde die naphthalinspeichernd Wirkung der hochsiedenden Öle wieder herabsetzen, da bei der höheren Temperatur naturgemäss Naphthalin wiederum aus dem hochsiedenden Öl herausgetrieben würde.
In dem erfindungsgemässen Ölgemisch liegt daher eine besondere vorteilhafte Ölmischung vor, wodurch eine Erneuerung bzw. Regenerierung nur alle 3-4 Wochen nötig wird. Bei ungeeigneten Ölen, wie z. B. hochsiedenden Ölen allein oder auch verhältnismässig naphthalinreiehen Mittelölen u. dgl. ist eine viel öftere Aus- weehselung erforderlich. Dass selbstverständlich ein solches Ölgemisch nicht eine unendliche Benutzung ohne Regenerierung zulässt, braucht nicht betont zu werden.
Das Aufnahmevermögen des Ölgemisehes für Naphthalin ist hiebei bedeutend höher als dasjenige der hochsiedenden Öle allein für sich, während anderseits der Dampfdruck der Mischung und damit die möglichen Ölverluste geringer sind als diejenigen bei Anwendung von niedrigsiedenden Ölen allein für sich. Eine Regenerierung des Ölgemisches ist erst nach einiger Zeit notwendig. Es muss also nicht, wie bei alleiniger Anwendung höher siedender Öle, nach jedesmaliger Kondensation das Naphthalin auskristallisiert werden, bevor das Waschöl in die Tauchstufe zurückgeführt wird.
Wenn aber das Ölgemisch mit Naphthalin so weit angereichert ist, dass eine vollkommene Reinigung des (, ases nicht mehr erzielbar ist, dann wird es auf den Abtreiber aufgegeben. Hiebei wird zunächst das leichtsiedende Öl abdestilliert und aus dem Blasenrüekstand nach Abkühlung auf Raumtemperatur das auskristallisierte Naphthalin ausgeschleudert. Durch scharfes Abtreiben über 2500 erhält man hierauf die hochsiedenden Anteile des Waschöls naphthalinfrei wieder. Diese kann man nun dem Blasenrüekstand des Leichtöles in gewünschtem Mischungsverhältnis wieder zufügen, wodurch man wieder ein gebrauchsfertiges Waschölgemiseh erhält.
Bei Einstellung der Wasserkühler derart, dass das gereinigte Gas mit Temperaturen von etwa 25-45'abströmt, hat sich eine weitere Tiefkühlung des Gases mit gekühltem Wasser von etwa 5 C als vorteilhaft erwiesen. Da das Gas hiebei schon vollständig von Naphthalin befreit ist, hat diese Tiefkühlung nichts mit einer Reinigung von Naphthalin zu tun. Vielmehr soll durch diese Tiefkühlung ausschliesslich eine weitgehende Trocknung des Gases und der Niederschlag etwa mitgerissener Wasehöldämpfe erreicht werden. Verlässt dann das Gas mit etwa 120 die Tiefkühlung, so wird es vollständig kondensatfrei und trocken in das Rohrleitungsnetz entlassen.
Im übrigen ist nicht wesentlich, dass etwa nur in der Tauchstufe allein Naphthalin durch das Wasehöl aufgenommen wird oder aber ausschliesslich in der Kühlstufe durch die niedergeschlagenen Waschöldämpfe die Feinreinigung stattfindet. Welche Vorgänge sich in der Tauchstufe sowie in der Kühlstufe abspielen, ob z.
B. in der Tauchstufe die Hauptmenge des Naphthalins aus dem Gas herausgenommen wird und eine Nachreinigung des Gases mit Hilfe der aus der Tauchstufe mitgenommenen Lösungsmittelmenge in der Kühlstufe erfolgt oder ob in der Tauchstufe von dem Gas gar kein Naphthalin abgegeben wird, sondern sich das Gas nur mit Lösungsmitteldämpfen belädt und die Gesamtreinigung in der Kühlstufe erfolgt oder ob schliesslich in gewissen Perioden des Reinigungsvorgangs bei äusserst hoher Beladung des Öles mit Naphthalin ein Teil des Naphthalins aus dem Öl der Tauchstufe mit in die
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Kreislauf in die Tauehstufe zurückkehrt, ist für die Erfindung ohne Bedeutung.
Wichtig ist, dass durch das Verfahren stets ermöglicht wird, ein mit Naphthalin beladenes Gas einschliesslich der letzten Spuren
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nung des Gases durch weitere Kühlung bis auf einen geringen Rest von etwa 2-3 g pro Kubikmeter niedergeschlagen. Um zu verhindern, dass dieser Waschölanteil, so gering er auch ist, fortgetragen wird, kann man das Gas in einem Schlusskühler oder in einer nachgeschalteten kalten Stufe mit einem hochsiedenden, absolut naphthalinfreien Öl behandeln, z. B. berieseln, und derart aus dem naphthalinfreien Gas sowohl alle Waschölreste als auch Benzolreste herausnehmen, welch letztere in der normalen Benzolwäsche im allgemeinen nicht aus dem Gas entfernt werden können. Somit werden bei dieser Behandlung Ballaststoffe (Waschölreste, auch Wasser) und Wertstoffe (Benzolreste) aus dem Gas herausgenommen.
Ein geeignetes, absolut naphthalinfreies Waschöl bereitet man zweckmässig dadurch, dass man das Öl bei erhöhter Temperatur von Luft oder aber von sauerstoffreien Gasen (Rauchgas, Kokereigas) durchströmen lässt ; bei dieser Behandlung wird alles Naphthalin aus dem Öl herausgetragen, ohne dass merkliche Mengen des Öles in die Reinigungsgas übergehen.