DE1020310B

DE1020310B - Process for the separation of vaporous, condensable or finely divided substances from hot gases or / and steaming by washing with liquids

Info

Publication number: DE1020310B
Application number: DEB33641A
Authority: DE
Inventors: Dipl-Ing Robert Beck; Eduard Beck
Original assignee: BASF SE
Current assignee: BASF SE
Priority date: 1954-12-04
Filing date: 1954-12-04
Publication date: 1957-12-05

Description

Verfahren zur Abscheidung dampfförmiger, kondensierbarer oder feinverteilter Stoffe aus heißen Gasen oder bzw. und Dämpfen durch Waschung mit Flüssigkeiten In der Technik besteht häufig die Aufgabe, aus heißen Gasen oder bzw. und Dämpfen dampfförmige, kondensierbare oder feinverteilte nebelförmige Stoffe abzuscheiden. Das bequeme Austragen der zu gewinnenden Stoffe aus den Abscheideeinrichtungen, Vermeidung der Belästigung des Bedienungspersonals durch Staub, Nebel oder Dämpfe, einfache Lagermöglichkeit in Behältern, billiger Transport (z. B. mittels Pumpen) lassen es wünschenswert erscheinen, die zu gewinnenden Stoffe in jedem Falle, auch bei erstarrenden Stoffen, in flüssiger Form aus den Gasen oder Dämpfen auszuscheiden.Process for the separation of vaporous, condensable or finely divided Substances from hot gases or / and vapors from washing with liquids In technology often has the task of converting hot gases and / or vapors into vaporous, to separate condensable or finely divided mist-like substances. The comfortable one Discharge of the substances to be recovered from the separation devices, avoidance of Nuisance of the operating personnel due to dust, mist or vapors, simple storage possibility in containers, cheap transportation (e.g. by means of pumps) make it desirable appear, the substances to be obtained in any case, even in the case of solidifying substances, to be excreted in liquid form from the gases or vapors.

Es ist bekannt, kondensierbare Stoffe aus Gasen oder Dämpfen durch eine Behandlung mit Wasser in einem Trenngefäß abzuscheiden. Der abgeschiedene Stoff wird dabei in fester Form erhalten und muß durch anschließende Wärmezufuhr erst in eine andere Form gebracht werden, die seine Austragung aus dem Gefäß ermöglicht. Dabei ist es bei der Abkühlung der Gase oder Dämpfe auf wirtschaftlich tragbare Endtemperaturen nicht möglich, den in den abziehenden kalten Abgasen z. B. infolge ihrer Dampftension verbleibenden Rest der Stoffe zu gewinnen.It is known to carry condensable substances from gases or vapors a treatment with water to separate out in a separation vessel. The deposited substance is obtained in solid form and must first be supplied with heat be brought into another shape that enables its discharge from the vessel. Thereby it is in the case of the cooling of the gases or vapors to economically viable Final temperatures not possible, the z. B. as a result their vapor tension to gain the remainder of the substances.

Es ist ferner bekannt, Bicarbonsäuren aus Gasen oder Dämpfen, die diese Säuren enthalten, durch Behandlung mit anderen Waschmitteln abzuscheiden. Za den Anhydriden dieser Säuren in reiner Form kommt man bei diesen Verfahren jedoch nur durch Aufarbeitung der Säuren in einem weiteren aufwändigen Arbeitsgang. Man hat in gleichem Zusammenhang zur Abscheidung von Stoffen aus Gasen oder Dämpfen auch schon Waschmittel vorgeschlagen, die höher sieden als die abzutrennenden Stoffe. Derartige Verfahren und Einrichtungen erfordern eine besondere Apparatur zur anschließenden Trennung von Stoff und Waschmittel.It is also known to produce bicarboxylic acids from gases or vapors that these acids contain, precipitate by treatment with other detergents. In these processes, however, the anhydrides of these acids are obtained in pure form only by working up the acids in a further complex work step. Man has the same connection to the separation of substances from gases or vapors Detergents that boil higher than the substances to be separated have also been proposed. Such processes and facilities require special equipment for subsequent Separation of fabric and detergent.

Es wurde nun gefunden, daß man dampfförmige kondensierbare Stoffe aus heißen Gasen oder bzw. und Dämpfen in flüssiger Form unter Verwendung eines Waschmittels abscheiden kann, wenn man eine Verdampfungswaschung durchführt, bei der ein organisches Waschmittel, das niedriger als die abzuscheidenden Stoffe siedet, den oberen Böden einer Rektifiziersäule zugeführt wird, während in den unteren Teil der Säule die Gase oder Dämpfe eintreten, wobei das organische Waschmittel die hochsteigenden Gase oder. Dämpfe wäscht und durch teilweise Verdampfung kühlt, das herausgewaschene Gut mittels der aufsteigenden heißen Gase oder Dämpfe-in den unteren Böden (Waschmittelzone) durch Rektifikation vom verdampfenden Waschmittel getrennt und unten flüssig abgezogen wird und wobei mittels einer in bekannter Weise oberhalb derWaschmittelzone angeordneten-Kühlung die- Waschmitteldämpfe aus dem abziehenden Gas möglichst vollkommen kondensiert werden und das Kondensat im Gegenstrom zum Gas in die Waschmittelzone zurückläuft. Hierbei können zur Aufrechterhaltung der für störungsfreien Betrieb erforderlichen Waschmittelmenge in der Säule Waschmittelverluste durch stetigen oder absatzweisen Zusatz frischen Waschmittels ersetzt werden. Vorteilhaft wird verunreinigtes Waschmittel im fortlaufenden oder absatzweisen Arbeitsgang der Waschmittelzone entnommen, regeneriert und wieder in diese zurückgeleitet. Die Säule selbst wird zweckmäßig je nach den Erfordernissen in einzelnen Zonen geheizt oder gekühlt. Die Kühlung der abziehenden Gase (Kopf der Säule) erfolgt am besten durch umlaufendes, außerhalb der Säule gekühltes Waschmittel.It has now been found that vaporous condensable substances can be used from hot gases or or and vapors in liquid form using a Detergent can separate if you carry out an evaporative wash, at an organic detergent that has a lower boiling point than the substances to be separated, is fed to the upper trays of a rectification column, while in the lower part the column the gases or vapors enter, with the organic detergent rising up Gases or. Vapors washes and, through partial evaporation, cools the washed out Good by means of the rising hot gases or vapors - in the lower floors (detergent zone) separated from the evaporating detergent by rectification and drawn off in liquid form at the bottom is and wherein by means of a cooling arranged in a known manner above the detergent zone the detergent vapors from the withdrawing gas condensed as completely as possible and the condensate flows back into the detergent zone in countercurrent to the gas. This can be used to maintain the required for trouble-free operation Amount of detergent in the column Detergent losses due to continuous or intermittent The addition of fresh detergent. Contaminated detergent is advantageous Taken from the detergent zone in a continuous or intermittent operation, regenerated and fed back into it. The column itself will be appropriate depending on the Heated or cooled as required in individual zones. The cooling of the withdrawing Gases (top of the column) are best done by circulating gas that is cooled outside the column Laundry detergent.

An Hand der Zeichnung sei das neue Verfahren beispielsweise näher erläutert.For example, the new process can be seen in more detail using the drawing explained.

Die die abzuscheidenden Stoffe enthaltenden Gase oder Dämpfe werden unter bestimmten, jedoch nicht engbegrenzten Temperaturverhältnissen fortlaufend in den Unterteil einer gewöhnlichen Boden:rektifikationssäude 1 über Stutzen 2 eingeführt, deren Oberteil 7 mit einer Schicht geeigneter--Waschflüssigkeit gefüllt ist. Beim Durchtritt der stoffbeladenen Gase oder Dämpfe durch diese Waschmittelschicht werden die Stoffe mittels Waschmittel aus dem Gasstrom ausgewaschen, wobei sie in Lösung oder Suspension mit dem Waschmittel im Gegenstrom zu den heißen, stoffbeladenen Gasen die Säule=-herabrieseln. Dieses Gemisch wird hierbei nach den Gesetzen der Rektifikation in flüssigen Stoff und Waschmitteldampf getrennt. Der flüssige waschmittelfreie Stoff sammelt sich sodann im Sumpf der Säule, von wo er über Stutzen 5 abgezogen wird, während der Waschmitteldampf nach Durchtritt durch die Waschmittelschicht mit den abziehenden ausgewaschenen Rohgasen bei 4 über Kopf der Säule entweicht. Die aus der Waschmittelzone austretenden Abgase können durch einen Kühler geleitet werden, wobei die abziehenden Waschmitteldämpfe kondensieren und, vorteilhaft regeneriert, wieder in die Waschmittelzon:e zurückgeführt werden. Man kann aber auch die Kühlung der Abgase und die Kondensation der darin enthaltenen Waschmitteldämpfe dadurch erzielen, daß man heißes Waschmittel der Säule entnimmt, in einem außerhalb derselben befindlichen Kühler kühlt und die heißen Abgase am Kopf der Säule mit kaltem Waschmittel wäscht. Waschmittelverluste werden durch Zugabe einer entsprechenden Menge frischen Waschmittels über Stutzen 3 fortlaufend oder absatzweise ersetzt. In der Säule vollzieht sich somit ein Wasch- und Rektifikationsvorgang bei durch Vorhandensein unkondensierbarer Gase stark erniedrigten Partialdrücken und totalem Rücklauf der kondensierten Bestandteile mit einem mehr oder weniger breiten Gemischbereich wechselnder Konzentration von Waschmittel und zu gewinnendem Stoff in flüssiger und dampfförmiger Phase im Säulenmittelteil 8, stofffreiem Waschmittel am Kopf 7 und waschmittelfrei.em Stoff im Unterteil 6 und Sumpf der Säule. Die seitlich angeführte Diagrainmkurve zeigt den Temperaturverlauf te (Eingangstemperatur), t (Waschtemperatur) und ta (Ausgangstemperatur) in der Säule an. Bei 9 wird verunreinigtes Waschmittel entnommen, bei 10 gereinigt, gegebenenfalls gekühlt und am Kopf der Säule bei 3 wieder zugeführt. Beispiel 1 Ein Gas, das bei der Oxydation von Naphthalin erhalten wurde und je :cbm 29g Phthalsäureanhydrid in Dampfform enthält, wird in einem Wärmeaustauscher vorgekühlt und mit etwa 220° in den unteren Teil eineu Bodenrektifiziersäule eingeführt. Beim Durchtritt durch die mit flüssigem Phthalsäureanhydrid gefüllten unteren Böden sinkt die Temperatur der Gase auf etwa 160°. Sie sättigen sich dabei mit Phthalsäu.reanhy.drid.dämpfen.The gases or vapors containing the substances to be separated are continuously introduced under certain, but not strictly limited temperature conditions into the lower part of an ordinary floor: rectification building 1 via nozzle 2, the upper part 7 of which is filled with a layer of suitable washing liquid. When the substance-laden gases or vapors pass through this layer of detergent, the substances are washed out of the gas flow using detergents, trickling down the column in solution or suspension with the detergent in countercurrent to the hot, substance-laden gases. This mixture is separated into liquid and detergent vapor according to the laws of rectification. The liquid detergent-free substance then collects in the sump of the column, from where it is withdrawn via nozzle 5, while the detergent vapor escapes after passing through the detergent layer with the extracted raw gases at 4 via the top of the column. The exhaust gases emerging from the detergent zone can be passed through a cooler, the detergent vapors being drawn off condensing and, advantageously regenerated, being returned to the detergent zone. But you can also achieve the cooling of the exhaust gases and the condensation of the detergent vapors contained therein by removing hot detergent from the column, cooling it in a cooler located outside the same and washing the hot exhaust gases at the top of the column with cold detergent. Loss of detergent is continuously or intermittently replaced by adding a corresponding amount of fresh detergent via nozzle 3. A washing and rectification process thus takes place in the column with partial pressures that are greatly reduced due to the presence of uncondensable gases and total reflux of the condensed components with a more or less wide mixture range of changing concentrations of detergent and substance to be recovered in the liquid and vapor phase in the column center part 8, substance-free Detergent at the top 7 and detergent-free.em material in the lower part 6 and the bottom of the column. The diagram on the side shows the temperature profile te (inlet temperature), t (washing temperature) and ta (outlet temperature) in the column. Contaminated detergent is removed at 9, cleaned at 10, optionally cooled and returned to the top of the column at 3. Example 1 A gas which was obtained from the oxidation of naphthalene and which each contains: cbm 29 g of phthalic anhydride in vapor form is precooled in a heat exchanger and introduced at about 220 ° into the lower part of a bottom rectification column. When passing through the lower floors filled with liquid phthalic anhydride, the temperature of the gases drops to about 160 °. You will be saturated with phthalic acid.reanhy.drid.damp.

Beim Hochsteigen in der Kolonne wird das Gas-Dampf-Gemisch durch eine abwärts fließende Glykol-Phthalsäureanhydrid-Lösung gewaschen, wobei das Phthalsäureanhydri-d kondensiert wird, während das leichter siedende Glykol aus der Mischung ausgedampft wird. Die Gase sind schließlich völlig frei von Phthalsäureanhydrid. Bei diesem Auswaschen sinkt die Temperatur des Gas-Dampf-Gemisches auf etwa 120°.When climbing up the column, the gas-vapor mixture is replaced by a washed downwardly flowing glycol-phthalic anhydride solution, the phthalic anhydride d is condensed while the lower boiling glycol evaporates from the mixture will. After all, the gases are completely free of phthalic anhydride. With this one Washing out lowers the temperature of the gas-vapor mixture to about 120 °.

Die mit Glykol gesättigten Abgase verlassen die Kolonne am oberen Ende und werden in einem nachgeschalteten Kondensator gekühlt. Das dabei kondensierende Glykol wird ,in flüssiger Form wieder auf den obersten Boden der Kolonne zurückgeleitet. Glykolverluste werden durch Zugabe von frischem Glykol ersetzt. Das ausgewaschene und von Glykol befreite Phthalsäureanhydrid rieselt über die Kolonne abwärts und sammelt sich im untersten Teil, von wo es in flüssiger Form abgezogen wird.The exhaust gases saturated with glycol leave the column at the top End and are cooled in a downstream condenser. The condensing Glycol is returned to the top tray of the column in liquid form. Loss of glycol is replaced by adding fresh glycol. The washed out and phthalic anhydride freed from glycol trickles down the column and collects in the lowest part, from where it is drawn off in liquid form.

Führt man die mit Phthalsäuneanhydrid beladenen, aus der Naphthalinoxydation kommenden Gase statt mit 220° mit höherer oder tieferer Temperatur in die Rektifiziersäule ein, so ändern sich die genannten Temperaturen in der Säule entsprechend.If those loaded with phthalic anhydride are removed from naphthalene oxidation coming gases into the rectification column at a higher or lower temperature instead of 220 ° a, the temperatures mentioned in the column change accordingly.

Beispiel 2 Ein Gas von etwa 340°, das je Ncbm etwa 17 g Maleinsäureanhvdrid enthält, wird in einem Wärmeaustauscher vorgekühlt und mit etwa 93° in den unteren Teil einer Bodenrektifiziersäule eingeführt. Beim Durchströmen der mit flüssigem Maleinsäureanhydrid gefüllten Böden der Kolonne sinkt die Temperatur auf etwa 82°, wobei sich die Gase vollständig mit Maleinsäureanhydriddämpfen sättigen.Example 2 A gas of about 340 ° which contains about 17 g of maleic anhydride per Ncbm contains, is pre-cooled in a heat exchanger and at about 93 ° in the lower Part of a soil rectification column introduced. When flowing through the with liquid Maleic anhydride-filled bottoms of the column, the temperature drops to about 82 °, the gases becoming completely saturated with maleic anhydride vapors.

Beim weiteren Hochsteigen des Gas-Dampf-Gemisches in der Kolonne wird dieses durch eine abwärts fließende Butyl-Glykol-Maleinsäureanhydrid-Lösung gewaschen. wobei sich die Maleinsäureanhydriddämpfe kondensieren. Das leichter siedende Butylglykol wird aus der Lösung ausgedampft. Die Temperatur sinkt dabei auf etwa 67°.As the gas-vapor mixture rises further in the column, this washed by a downward flowing butyl glycol maleic anhydride solution. whereby the maleic anhydride vapors condense. The lower-boiling butyl glycol is evaporated from the solution. The temperature drops to about 67 °.

Die mit Butylglykol gesättigten Abgase, die praktisch frei von 1,Ialeinsäureanhydrqd sind, verlassen die Kolonne über Kopf und werden in einem nachgeschalteten Kondensator gekühlt. Das dabei kondensierte Butylglykol wird in flüssiger Form auf den obersten Boden der Kolonne zurückgeführt. Das von Butylglykol befreite Maleinsäureanhydrid fließt in der Kolonne nach abwärts und sammelt sich im untersten Teil, aus dem es in flüssiger Form abgezogen wird.The exhaust gases saturated with butyl glycol, which are practically free of 1, maleic anhydride are, leave the column overhead and are in a downstream condenser chilled. The condensed butyl glycol is in liquid form on the top Recirculated bottom of the column. The maleic anhydride freed from butyl glycol flows down the column and collects in the lowest part from which it is withdrawn in liquid form.

Führt man die maleinsäureanhydridhaltigen Gase bei höherer oder tieferer Temperatur in die Zerlegungsapparatur ein, so ändern sich die erwähnten Temperaturen entsprechend. Selbstverständlich muß, da das Maleinsäureanhydrid flüssig abgezogen werden soll, die Temperatur im Sumpf über dem Schmelzpunkt des Maleinsäureanhydrids liegen. Für die Temperaturen bei Eintritt in die Zerlegungsapparatur und für die Waschzone ergeben sich daraus von selbst die entsprechenden Werte.If you lead the maleic anhydride-containing gases at higher or lower Temperature in the decomposition apparatus, the temperatures mentioned change corresponding. Of course, the maleic anhydride must be drawn off in liquid form should be, the temperature in the sump above the melting point of maleic anhydride lie. For the temperatures at entry into the cutting apparatus and for the The corresponding values result automatically from this in the washing zone.

Claims

PATENT CLAIMS: 1. Process for the separation of vaporous, condensable Substances from gases or vapors that contain these substances in vapor or mist forums, using a detergent, characterized in that an evaporative wash is carried out using an organic detergent that is lower than that to be deposited Substances boil, is fed to the upper trays of a rectification column, while in the lower part of the column the gases or vapors enter, the organic Detergent washes off the rising gases or vapors and through partial evaporation cools the washed out goods by means of the rising hot gases or vapors in the lower floors (detergent zone) by rectification of the evaporating detergent separated and withdrawn from the bottom liquid and being by means of a known manner Above the detergent zone arranged cooling the detergent vapors from the withdrawing gas is condensed as completely as possible and the condensate in countercurrent flows back to the gas in the detergent zone.

2. The method according to claim 1, characterized characterized in that to maintain the necessary for trouble-free operation Amount of detergent in the column steady or the addition of fresh detergent in batches.

3. Procedure according to Claims 1 and 2, characterized in that contaminated detergent in the continuous or intermittent operation taken from the detergent zone, regenerated and then again is fed back into this.

4. Process according to Claims 1 to 3, characterized in that that the column is heated or cooled in individual zones.

5. The method according to claims 1 to 4, characterized in that the cooling of the exhaust gases to be drawn off takes place at the top of the column by circulating detergent which is cooled outside the column. Documents considered: German Patent No. 857 052; U.S. Patent Nos. 2,540,559, 2,574,644, 2638481.