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Verfahren und Vorrichtung zur Entbenzinierung von Erdgasen.
In vielen Petroleumgruben treten mit dem Erdöl zusammen Erdgase zu Tage, die aus leichten Kohlenwasserstoffen - meist Methan, - Äthan und Propan-bestehen. Sie enthalten stets eine gewisse Menge niedrig siedender flüssiger Kohlenwasserstoffe-Butan bis Hexangelöst.
Man ist schon vielfach bemüht gewesen, diese flüssigen Kohlenwasserstoffe, die in ihrem Gemisch ein leichtes Benzin darstellenzu gewinnen, In der Regel verfährt man dabei so, dass man die Gase vermittelst kräftiger Kompressoren unter hohen Druck setzt und sie dabei zugleich abkühlt. Dabei scheidet sich das genannte Leichtbenzin aus.
Weit weniger kostspielig, sowohl in der Anlage wie auch im Betrieb, ist aber das Absorptionsverfahren, das daher auch in einem ähnlich gelagerten Falle, bei der Gewinnung von Benzol aus Kokereigasen, das Kompressionsverfahren vollkommen verdrängt hat. Bei ihm löst man in Rieseltürmen durch ein passendes Öl-bei Kokereigasen nimmt man zweckmässig Teeröl- die flüssigen Kohlenwasserstoffe aus dem Gas heraus, führt das gesättigte Öl in einen besonderen Destillierapparat, wo man mit Hilfe von direktem Wasserdampf das Benzol bzw. Benzin abtreibt und bringt dann das so wieder lösungsfähig gewordene Öl erneut in den Rieselturm zurück.
Die einfache Übertragung der für Benzolgewinnung bewährten Einrichtungen in die Erd- ölindustrie macht jedoch Schwierigkeiten. Denn die Benzolfabriken sind ausnahmslos so eingerichtet, dass bei ihnen die Rieseltürme unter ganz geringem Druck stehen, der kaum jemals über 100 ein Wassersäule hinausgeht, meist aber weit darunter bleibt. Das ist bei der Benzolgewinnung ausführbar, weil die grossen Gasmengen, welche zur Auswaschung kommen, stets in der Nähe verbraucht werden, so dass man ohne Umstände mit grossen Querschnitten der Gasleitungen, daher mit geringem Gasdruck, arbeiten kann.
In der Erdölindustrie aber soll das Gas oft kilometerweit fortgeleitet werden, weil es in der Regel als Kraftquelle für Neubohrungen in ziemlicher Entfernung vom Gewinnungsort dient ; man muss es daher unter ziemlich hohen Druck setzen, damit die Gasleitungen eng gewählt werden können und nicht unwirtschaftlich teuer ausfallen.
In der Erdölindustrie muss man also mit Gasdrucken rechnen, die bis zu einer Atmosphäre Überdruck ansteigen können, Die Einrichtungen müssen ferner so beschaffen sein, dass sie störungslos weiter arbeiten, falls der Gasdruck aus irgendeinem Grunde, wie plötzlicher Verbrauch von sehr viel Gas an irgendeiner Stelle des Leitungsnetzes, zeitweilig geringer sein und sogar bis auf den normalen Luftdruck fallen sollte.
Eine dafür geeignete Einrichtung soll im folgenden beschrieben werden. Sie unterscheidet sich auch noch dadurch vorteilhaft von der in der Kokereiindustrie üblichen, dass bei ihr das Austreiben des Benzins aus dem Erdöl nicht mit Hilfe von direktem, sondern von indirektem Wasserdampf geschieht. Man vermeidet dadurch Verunreinigung sowohl des Benzins als auch des Waschöls mit Wasser und kommt mit kleineren Dampfmengen aus. Auch an Kühlwasser wird entsprechend gespart.
Das benzinhaltige Gas von den Petroleumquellen tritt zunächst unten in den Absorptionsturm 1, durchströmt die mit Waschöl-in der Regel Erdöl-berieselte Füllung aufwärts und tritt oben wieder aus, um von da seinem Verwendungsort zugeführt zu werden. Das mit Benzin angereicherte Erdöl fliesst durch das Rohr 2, das bis zu seinem tiefsten Punkt : 20 in Gefälle haben soll, aus, wendet sich in einem Rohr 3 mit 1 : 2 in Steigung wieder nach oben und tritt, durch einen
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Hahn 4 regulierbar, in den Gegenstromkühler 5, der in der Zeichnung nur schematisch dargestellt ist und in Wirklichkeit eine grosse Zahl von Kühlröhren enthält.
Hier wird es durch den Ablauf des Destillierapparates 7 auf etwa 1000 angewärmt und tritt dann durch das Rohr 6 in diesen Destillierapparat, der aus einer gusseisernen Pfanne mit dichtschliessendem Deckel besteht, die mit etwas Neigung aufgestellt wird und im Innern eine Anzahl von gegeneinander versetzten Rippen enthält, so dass das Öl diesen Apparat in langem Zickzackweg durchläuft. In diesem Apparat 7 wird es vermittelst zweier Dampfschlangen durch indirekten Dampf von 11 bis 12 Atm. Druck auf 150 bis 1600 erhitzt und gibt hier seinen Benzingehalt ab, der in Dampfform durch Rohr 8 nach dem Kühler 9 geht, wo er durch einen Wasserstrom niedergeschlagen wird, der in 17 eintritt und bei 18 abläuft.
Das flüssige Benzin fliesst bei 10 ab und wird von hier in beliebiger Weise fortgeleitet.
Das in 7 entbenzinierte heisse Erdöl läuft durch Rohr 11 in den Mantel des Vorwärmers J, durchströmt ihn nach unten, wobei es sich auf etwa 600 abkühlt und fliesst dann durch Rohr 12 in das Reservoir 13. 14 ist wieder ein Abschlusshahn, der in der Regel ganz geöffnet bleibt. Das noch mässig warme Erdöl (etwa 6cP) tritt durch ihn in die Pumpe 15. Diese drückt das Öl durch den Kühler 16, der mit dem Abwasser des Benzinkühlers 9 gespeist wird. Hierbei geht die Temperatur des Öls auf etwa 200 herunter, während das Kühlwasser auf seinem Weg 17, 18, 19, 20 etwa 300 warm werden dürfte. Das gekühlte Öl gelangt schliesslich durch die Leitung 21 in die Brause 22, wodurch es gleichmässig über die Füllung des Rieselturmes in 1 verteilt wird.
Damit ist der Kreislauf geschlossen.
Die Wirkungsweise der langen Rohre 2 und 3 erklärt sich folgendermassen :
Wenn das Gas in 1 nur den normalen Atmosphärendruck hat, so stellen sich Rohr 2 und-3
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einsetzt, wird die Flüssigkeitssäule a', c natürlich uriudie Länge der entwickelten Dampfblasen kürzer und das Gegengewicht auf der anderen Seite muss automatisch ebenfalls kleiner werden ; das Niveau rückt also von b noch etwas tiefer, etwa nach d. Niemals kann es jedoch bis c herab wandern ; da selbst für den äussersten Fall, dass der Innenraum von 5 sich ganz mit Dampfblasen füllen sollte, die Säule a', c sich nur um die Länge dieses Innenraumes, also um 71fit verkürzen kann, während b, - c'eine Länge von 8 1Jt hat.
Auf diese Weise ist Gewähr dafür gegeben, dass im regelmässigen Gang des Betriebes
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des Benzins aus dem Waschöl arbeitet stets nur unter-gewöhnlichem Druck.
PATENT-ANSPRÜCHE : i. Verfahren und Vorrichtung zur Entbenzinierung von Erdgasen, dadurch gekennzeichnet, dass das in einem Rieselturm, der unter Überdruck steht, abfliessende mit Benzin gesättigte Waschöl in die Entbenzinierung durch ein Fallrohr und nachher ein Steigrohr von solhhen Längen eintritt, dass die Flüssigkeitssäule im Steigrohr dem Überdruck im Rieselturm das Gleichgewicht hält, so dass der Apparat zum Austreiben des Benzins aus dem Waschöl stets nur unter gewöhnlichen Druck arbeitet.
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Method and device for removing gasoline from natural gases.
In many petroleum pits, natural gases come to light together with crude oil, which consist of light hydrocarbons - mostly methane, ethane and propane. They always contain a certain amount of low-boiling liquid hydrocarbons - from butane to hexane dissolved.
Many efforts have been made to obtain these liquid hydrocarbons, which in their mixture represent a light gasoline. As a rule, the procedure is to put the gases under high pressure using powerful compressors and to cool them down at the same time. The mentioned light gasoline is eliminated.
Far less expensive, both in the plant and in operation, is the absorption process, which has therefore completely replaced the compression process in a similar case, in the production of benzene from coke oven gases. With it, you dissolve the liquid hydrocarbons in trickle towers with a suitable oil - in the case of coke oven gases, tar oil - the liquid hydrocarbons are removed from the gas, the saturated oil is fed into a special still, where the benzene or gasoline is driven off and brought with the help of direct steam then the oil, which has become soluble again, is returned to the trickle tower.
However, the simple transfer of the established facilities for benzene production to the petroleum industry creates difficulties. Because without exception, the benzene factories are set up in such a way that the trickle towers are under very little pressure, which hardly ever exceeds 100 a water column, but usually remains far below. This can be done with benzene production because the large amounts of gas that are washed out are always consumed in the vicinity, so that one can easily work with large cross-sections of the gas lines, and therefore with low gas pressure.
In the oil industry, however, the gas should often be transported for miles because it usually serves as a power source for new boreholes at a considerable distance from the extraction location; it must therefore be put under fairly high pressure so that the gas lines can be selected to be narrow and not be uneconomically expensive.
In the oil industry one must therefore reckon with gas pressures that can rise up to one atmosphere overpressure.The equipment must also be designed in such a way that they continue to work without interference if the gas pressure for any reason, such as sudden consumption of a great deal of gas at any point of the pipeline network, should be temporarily lower and even drop to normal air pressure.
A suitable device will be described below. It also differs advantageously from that customary in the coking industry in that the gasoline is expelled from the oil not with the help of direct, but rather indirect water vapor. This avoids contamination of both the gasoline and the washing oil with water and makes do with smaller amounts of steam. There is also a corresponding saving in cooling water.
The gas containing petrol from the petroleum sources first enters the absorption tower 1 at the bottom, flows through the filling, which is sprinkled with washing oil - usually petroleum, upwards and exits again at the top in order to be fed from there to its place of use. The petroleum enriched with petrol flows through the pipe 2, which should have a gradient to its lowest point: 20, turns up in a pipe 3 with a 1: 2 gradient again and passes through one
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Cock 4 controllable, in the counterflow cooler 5, which is only shown schematically in the drawing and in reality contains a large number of cooling tubes.
Here it is warmed up to about 1000 by the outlet of the still 7 and then passes through the pipe 6 into this still, which consists of a cast-iron pan with a tight-fitting lid, which is set up at a slight angle and inside contains a number of mutually offset ribs so that the oil runs through this apparatus in a long zigzag path. In this apparatus 7 it is generated by means of two steam coils by indirect steam of 11 to 12 atm. Pressure heated to 150 to 1600 and here gives off its gasoline content, which goes in vapor form through pipe 8 to the cooler 9, where it is precipitated by a stream of water that enters 17 and runs off at 18.
The liquid gasoline flows off at 10 and is carried away from here in any way.
The hot oil removed in 7 runs through pipe 11 into the jacket of the preheater J, flows through it downwards, where it cools down to about 600 and then flows through pipe 12 into the reservoir 13. 14 is again a shut-off valve, which is usually remains fully open. The still moderately warm petroleum (about 6cP) passes through it into the pump 15. This pushes the oil through the cooler 16, which is fed with the waste water from the gasoline cooler 9. Here, the temperature of the oil goes down to about 200, while the cooling water on its way 17, 18, 19, 20 should be about 300 warm. The cooled oil finally reaches the shower 22 through the line 21, whereby it is evenly distributed over the filling of the trickle tower in FIG.
This completes the cycle.
The way the long pipes 2 and 3 work is explained as follows:
If the gas in 1 is only at normal atmospheric pressure, pipes 2 and -3 will appear
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begins, the liquid column a ', c naturally becomes shorter and the length of the vapor bubbles developed, and the counterweight on the other hand must also automatically become smaller; the level moves a little lower from b, for example to d. However, it can never migrate down to c; since even in the extreme case that the interior of 5 should be completely filled with vapor bubbles, the column a ', c can only be shortened by the length of this interior, i.e. by 71 fit, while b, - c' has a length of 8 1Jt Has.
In this way there is a guarantee that the regular operation of the operation
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of the gasoline from the washing oil always only works under normal pressure.
PATENT CLAIMS: i. Method and device for removing gasoline from natural gases, characterized in that the washing oil saturated with gasoline flowing off in a trickle tower which is under excess pressure enters the gasoline removal system through a downpipe and then a riser pipe of such lengths that the liquid column in the riser pipe corresponds to the excess pressure The trickle tower keeps the equilibrium, so that the apparatus for driving the gasoline out of the washing oil always works only under normal pressure.