DD295558A5

DD295558A5 - Verwendung spezifischer adsorptionsmittel fuer verfahren der gastrocknung

Info

Publication number: DD295558A5
Application number: DD29177286A
Authority: DD
Inventors: Udo Haedicke; Uwe Harms; Peter Schmidt; Herbert Knoll; Werner Hoese; Helmut Fuertig
Original assignee: Chemie Ag Bitterfeld-Wolfen,De
Priority date: 1986-06-27
Filing date: 1986-06-27
Publication date: 1991-11-07

Abstract

Die Erfindung betrifft die Verwendung von kugel- und strangfoermigen Zeolithgranulaten mit groszer Festigkeit und erhoehter Adsorptionskapazitaet in Prozessen der Hochdrucktrocknung von Gasen, z. B. Erdgasen. Erfindungsgemaesz wird ein nach Verformung und Kalzinierung durch Natronlaugebehandlung erzeugter Zeolith mit spezieller Sekundaerporositaet eingesetzt.

Description

Beispiel 1

Bestimmung der Gleichgewichtsadsorptionskapazität für Wasserdampf In einer statischen Adsorptionsapparatur wurden die o. g. zwei Zeolithchargen auf ihre Adsorptionskapazität für Wasserdampf bei einem Wasserdampfpartialdruck von 80Pa und einer Temperatur von 293,15K ermittelt (TGL 22309, Bl.7).

Ergebnisse:

Zeolithcharge Gleichgewichtsadsorptions

kapazität für Wasserdampf

(g H₂OZIOOg Zeolith)

Charge I 18,2

Chargell 19,5

Das Wasserdampfadsorptionsvermögen unter statischen Bedingunijon war von Charge Il somit erheblich höher als das von Charge I.

Beispiel 2

Bestimmung der dynamischen Adsorptionskapazität für Wasserdampf In einer Versuchsapparatur wurden nacheinander je 1000 g der Chargen I und Il auf ihre Wasserdampfdurchbruchskapazität untersucht.

Bedingungen:

Temperatur 298,15K Druck 10MPa Gasdurchsatz (N₂) 1,2m³/h P₀ H₂O 3,2 KPa

Ergebnis:

Zeolithcharge Dynamisch!) Adsorptions

kapazität für Wasserdampf (gH₂O/100cjZeolith)

Charge I 15,6

Chargell 18,3

Charge Il erreichte somit eine erheblich höhere dynamische Adsorptionskapazität für Wasserdampf als Charge

Beispiel 3

Bestimmung der Kugeldruckfestigkeit Je 25 Kugeln der Chargen I und Il wurden in einer Druckfestigkeitsprüfmaschine vom Typ FDP 40 auf ihre Druckfestigkeit untersucht. Dabei wurden folg^r ide Durchschnittswerte ermittelt:

Zeolithcharge Druckfestigkeit (N)

Charge I Chargell

Charge Il weist somit eine erheblich höhere Festigkeit als Charge I auf.

Beispiel 4

Bestimmung der Abriebfestigkeit (Mahlabrieb) In einer Kugolmühle wurden jeweils 20g der Chargen I und Il gemäß TGL 22309, Bl. 6, auf ihre Abriebfestigkeit untersucht. Dabei wurde folgendes Ergebnis eizielt:

Zeolithcharge Mahlabrieb (Ma,-%)

Charge I

Chargell 1,4

Der bei der Charge Il ermittelte Mahlabrieb war somit deutlich geringer als bei der Charge

Claims

Verwendung spezifischer Adsorptionsmittel für Vorfahren der Gastrocknung, besonders dar Hochdrucktrocknung bei Adsorptions- und Desorptionsdrücken höher 2 MPa, mit hoher dynamischer Wasserdampfadsorptionskapazität, großer Abrieb-und Druckfestigkeit auf der Grundlage von mit Ton granuliertem und kalziniertem Zeolith, gekennzeichnet dadurch, daß je nach Zusammensetzung des zu trocknenden Gases ein nach der Kalzinierung durch Hydratisierung auf mindestens 16Ma.-% H2O, Natrqnlaugebehandlung und Nachaktivierung erzeugter Zeolith NaA, NaKA oder NaCaA mit einem häufigsten Porenraaius im Zwischenkornbereich von 200 bis 800 A⁰ verwendet wird.

Anwendungsgebiet der Erfindung

Die Erfindung betrifft die Verwendung von kugel- und strangförmigen Zeolithgranulaten für Prozesse der Hochdrucktrocknung von Gasen, z. B. Erdgasen.

Charakteristik der bekannten technischen Lösungen

Für adsorptive Gastrocknungsprozesso, bei denen sehr niedrige Taupunkte erreicht werden sollen, werden vor allem NaA-Zeolithe in der Kugel- und Strangform eingesetzt. Die Herstellung der Granulate erfolgte durch Verformung von Zeolithpulver mit 10 bis 30Ma.-%Ton (DE-AS 1040005 und DE-AS 1055515) und anschließende thermische Behandlung bei 823,15 bis 923.15K. Nachteilig dabei sind die für Hochdruckprozesse unzureichende Festigkeit sowie die Begrenzung der Kinetik vor allem in der Desorptionsphase, die aus energetischen Gründen möglichst bei erhöhtem Druck durchgeführt werden muß. Erhöhte Tongehalte (DE-OS 3208672), erhöhter Verformungspraßdruck sowie die Oberflächenbehandlung mit Natriumsilikat (DE-OS 1186448), Kieselsol (DD-PS 119199) und mit anderen Stoffen erhöhen zwar die Festigkeit, verschlechtern aber durch Einengung der Sekundärporenstruktur die Ad- und Desorptionskinetik und somit die dynamische Adsorptionskapazität. Die gleichzeitige Verbesserung adsorptiver und mechanischer Eigenschaften wird durch diese technischen Lösungen somit nicht gewährleistet.

Ziel der Erfindung

Ziel der Erfindung ist es, ein spezifisches und hochwirksames Adsorptionsmittel für Wasserdampf in Verfahren der Hochdrucktrocknung von Gasen, besonders bei Adsorptions- und Desorptionsdrücken oberhalb 2 MPa zu verwenden, das neben einer erhöhten Wasserdampfadsorptionskapazität eine größere Abrieb- und Druckfestigkeit besitzt.

Darlegung des Wesens der Erfindung

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein hochwirksames Adsorptionsmittel auf der Grundlage von mit Ton verformten! und kalziniertem Zeolith in Hochdrucktrocknungsprozessen von Gasen einzusetzen, besonders bei Adsorptions- und Desorptionsdrücken über 2 MPa, das neben einer hohen Adsorptionskapazität eine vergrößerte Abrieb- und Druckfestigkeit aufweist.

Die Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß je nach Zusammensetzung des zu trocknenden Gases und eventuell zu entfernender Ballaststoffe (z.B. CH₃OH, CO₂ u.a.) ein nach der Kalzinierung durch Hydratisierung auf mindestens 16Ma.-% Wasser bei einer Hydratisierungsgeschwindigkeit von höchstens 0,8g H₂OZIOOg Zeolith (entwässert) und Stunde, 12- bis 24stündige Behandlung in 10- bis 20%iger Natronlauge bei 343,15 bis 373,15K und Nachaktivierung bei 623,15 bis 723,15K erzeugter Zeolith NaA, NaKA oder NaCaA mit einem häufigsten Porenradius im Zwischenkornbereich von 200 bis 800A" verwendet wird. Das Granulat kann dabei Kugel- oder Strangform besitzen. Untersuchungen zur Hochdrucktrocknung von Erdgas zeigten bei der erfindungsgemäßen Verwendung dieser zeolithischen Adsorptionsmittel sowohl eine gesteigerte Wasserdampfadsorptionskapazität als auch eine größere Abrieb- und Druckfestigkeit als die nach herkömmlicher Rezeptur hergestellten A-Typ-Molekularsiebe. Damit wird erkennbar, daß diese erfindungsgemäß zu verwendenden Zeolithe eine hervorragende Eignung für Gastrocknungsprozesse, besonders für Prozesse der Hochdrucktrocknung besitzen, bei denen sowohl eine hohe Adsorptionskapazität als auch eine sehr große Festigkeit der Granulate erforderlich ist.

Ausführungsbeispiel

Ein NaA-Zeoiith, hergestellt durch Verformung von Zeolith NaA-Pulver mit 20% Brandiser Ton zu Kugelgranulat der Größe 1,6 bis 3,15mm und fünfstündige Kalzinierung bei 823,15 K, mit einem häufigsten Porendurchmesser im Zwischenkornbereich von 3100A⁰ (Charge I-nicht erfindungsgemäß) und ein NaA-Zeolith, erhalten aus Charge I durch 48stündige Hydratisierung über einer Wasserdampfatmosphäre auf einen Gehalt von 16,8Ma.-% H₂0,12stündige Behandlung mit 10%iger Natronlauge bei 353,15K, Waschen und Nachaktivierung bei 723,15 K für 3 Stunden, mit einem häufigsten Porenradius im Zwischenkornbereich von 5?.OA⁰ (Charge Il - erfindungsgernä ß) wurden nachfolgenden Untersuchungen unterzogen: