DE1095448B - Process for removing substances such as acetylene and its homologues from gases - Google Patents

Process for removing substances such as acetylene and its homologues from gases

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DE1095448B
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Description

Verfahren zur Entfernung von Stoffen1 wie Acetylen und dessen Homologen, aus Gasen Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur Entfernung von Stoffen, wie Acetylen und dessen Homologen, Mercaptanen, COS, Cis2, 2 Stickoxyden, Cyclopentadien, Butadien und Styrol, aus Gasen, die durch fraktionierte Verflüssigung, und zwar mittels Druck und Kälte gereinigt werden.Process for removing substances1 such as acetylene and its homologues, from gases The invention relates to a method for removing substances such as acetylene and its homologues, mercaptans, COS, Cis2, 2 nitrogen oxides, cyclopentadiene, Butadiene and styrene, from gases produced by fractional liquefaction, namely can be cleaned by means of pressure and cold.

Es ist bekannt, daß Apparate für das Fraktionieren von Gasgemischen bei niedriger Temperatur in ihrer Betriebsdauer beschränkt sind, was durch die im Gasgemisch noch enthaltenen Verunreinigungen bedingt ist, die sich im Apparat als feste Stoffe ablagern, wobei diese zunächst die Wirksamkeit des Wärmeaustausches herabsetzen und schließlich zu Verstopfungen führen. It is known that apparatus for the fractionation of gas mixtures are limited in their service life at low temperature, which is due to the im Gas mixture still contained impurities is conditioned, which are in the apparatus as deposit solid substances, these initially reducing the effectiveness of the heat exchange decrease and eventually lead to constipation.

Es ist ferner bekannt, daß schwere Verunreinigungen, worunter Wasser, Benzol und dessen Homologe, verschiedene Kohlenwasserstoffe von ähnlicher Flüchtigkeit usw. zu verstehen sind, in der ersten Zone des Apparates, also in der Zone, welche das Gas im allgemeinen von -45 auf -90 bis -110"C abkühlt, kondensieren. Nach dem gegenwärtigen Stand der Technik wird dieser Nachteil durch verschiedene Anordnungen, unter anderem durch die Verwendung von zwei alternierenden Wärmeaustauschern vermieden. It is also known that heavy contaminants, including water, Benzene and its homologues, various hydrocarbons of similar volatility etc. are to be understood in the first zone of the apparatus, i.e. in the zone which the gas generally cools from -45 to -90 to -110 "C, condense. After the current state of the art, this disadvantage is addressed by various arrangements, avoided, among other things, by using two alternating heat exchangers.

Im Austritt aus der ersten oben angegebenen Zone enthält das Gas, dessen Temperatur im allgemeinen sehr nahe an dem Punkt liegt, an welchem die Verflüssigung des ethylens beginnt, noch Reste der vorerwähnten Verunreinigungen sowie andere leichtere Verunreinigungen, wie Acetylen und dessen Homologe, Mercaptane, COS, CS2, C02 usw. Diese Verunreinigungen würden feste Ablagerungen in der zweiten Zone des Apparates, also in der Zone, welche das Gas von -90 bis -110 auf -150 bis -165"C und darunter abkühlt, bilden, falls sich gleichzeitig in dieser Zone die Bildung der Äthylenflüssigkeit nicht einschalten würde, deren Lösungsvermögen gegenüber diesen Verunreinigungen bekannt ist. In the exit from the first zone indicated above, the gas contains the temperature of which is generally very close to the point at which the liquefaction occurs of the ethylene begins, there are still residues of the aforementioned impurities and others lighter impurities such as acetylene and its homologues, mercaptans, COS, CS2, C02 etc. These impurities would form solid deposits in the second zone of the Apparatus, i.e. in the zone which the gas from -90 to -110 to -150 to -165 "C and cools below, form if the formation occurs at the same time in this zone the ethylene liquid would not turn on, its dissolving power these impurities is known.

Die Erfahrung in der industriellen Praxis hat jedoch gezeigt, daß das Lösungsvermögen der Äthylenflüssigkeit allein nicht genügt, feste Ablagerungen im Innern des Apparates zu vermeiden und eine längere Betriebsdauer des letzteren zu gewährleisten. Feste Ablagerungen und Verstopfungen sowohl bei den Hochdruck-Kreisläufen von der zweiten Zone ab als auch bei Minderdruck-Kreisläufen, in welchen das Äthvlenflüssigkeits-Lösungsmittel ausgedehnt wird, treten infolge der Verdampfung des letzteren und der dadurch bedingten Temperaturerniedrigung noch auf. However, experience in industrial practice has shown that the solvency of the ethylene liquid alone is not sufficient, solid deposits to avoid inside the apparatus and a longer period of operation of the latter to ensure. Solid deposits and blockages in both the high-pressure circuits from the second zone as well as in low-pressure circuits in which the Äthvlenlösungs-solvent is expanded, occur as a result of the evaporation of the latter and the resulting Temperature decrease still on.

Im Verlauf von Untersuchungen und industriellen, mit Fraktionierapparaten für die Behandlung von Koksofengas durchgeführten Versuchen wurde festgestellt, daß die Waschwirksamkeit der Äthylenflüssigkeit hinsichtlich der vorerwähnten Verunreinigungen infolge der Anwesenheit von Methan, Äthan und deren Homologe in der Äthylenflüssigkeit abnimmt. In the course of investigations and industrial, with fractionators Tests carried out for the treatment of coke oven gas have been found to that the washing efficiency of the ethylene liquid with regard to the aforementioned impurities due to the presence of methane, ethane and their homologues in the ethylene liquid decreases.

Es ist zwar an sich durch verschiedene Maßnahmen möglich, im Inneren der Apparate eine methanarme Äthylenflüssigkeit zu erhalten, andererseits gelingt es nicht, Äthan und dessen Homologe auszuscheiden, weil deren Siedepunkt sehr nahe am Siedepunkt von Athylen liegt. It is possible in and of itself through various measures, inside the apparatus to obtain a low-methane ethylene liquid, on the other hand, succeeds It is not possible to eliminate ethane and its homologues because their boiling point is very close is at the boiling point of ethylene.

Die obigen Nachteile, welche bekanntlich einzeln oder zusammen auftreten können, werden durch das erfindungsgemäße Verfahren behoben. The above disadvantages, which are known to occur individually or together can be remedied by the method according to the invention.

Beim erfindungsgemäßen Verfahren werden verschiedene an sich bekannte Verfahrensschritte in einer besonderen Reihenfolge und unter neuentwickelten Verhältnissen durchgeführt, vor allen Dingen um die Betriebsdauer der Einrichtung, sei es durch möglichst gute Entfernung der Verunreinigungen aus dem Gas, sei es durch Änderung der Zusammensetzung des letzteren, zu erhöhen, wodurch im Inneren der Einrichtung eine Äthylen flüssigkeit danach kondensiert wird, welche gegenüber den restlichen Verunreinigungen ein erhöhtes Lösungsvermögen besitzt. Das erfindungsgemäße Verfahren besteht aus der Kombination der nachfolgenden Verfahrensstufen: 1. Das Gas wird nach erfolgter Ausscheidung von CO2, H2S, Benzol und dessen Homologen mit Kerosin bei 12 atü und -40"C gewaschen, wodurch vorwiegend Äthan entfernt wird; 2. das nach t gewaschene Gas wird bei 10 bis 12 atü und -35 bis -50"C durch poröse Adsorbentien, wie Aktivkohle, Kieselgel oder Aluminiumoxyd, geleitet, wobei außer dem dampfförmigen Kerosin die Hauptmengen der Harzbildner zurückgehalten werden, und 3. das so erhaltene Gas wird in die Fraktioniereinrichtung eingeführt und hier bis zum Taupunkt des Äthylens heruntergekühlt, wodurch die flüssige Äthylen fraktion, welche im wesentlichen aus Äthylen in Begleitung mit Methan, Methan besteht, Acetylen und die restlichen Verunreinigungen aus dem Gas herauswäscht. In the method according to the invention, various are known per se Process steps in a special order and under newly developed conditions carried out, above all about the operating time of the facility, be it through The best possible removal of the impurities from the gas, be it through modification the composition of the latter, increasing, creating inside the facility an ethylene liquid is then condensed, which is opposite to the rest Impurities has an increased solvency. The inventive method consists of a combination of the following process steps: 1. The gas is after the excretion of CO2, H2S, benzene and its homologues with kerosene washed at 12 atm and -40 "C, whereby mainly ethane is removed; 2. the after t washed gas is at 10 to 12 atü and -35 to -50 "C by porous adsorbents, such as activated charcoal, silica gel or aluminum oxide, passed, except for the vaporous Kerosene, the main amounts of the resin formers are retained, and 3. the gas thus obtained is introduced into the fractionation device and here to cooled down to the dew point of the ethylene, whereby the liquid ethylene fraction, which consists essentially of ethylene accompanied by methane, methane, acetylene and washes the remaining contaminants out of the gas.

Zum Beispiel bei Verwendung von ungefähr 1 m3 Kem sin zu ungefähr 500 bis 1000 mp Gas beim Waschen von Koksofengas wird die Gastusam,rne,nsetzung derart verändert, daß die sich bei der Fralrtíon,ierurig ausscheidende Äthylenflüssigkeit ein hinsichtlich eines wirksameren Auswaschens schädlicher Verunreinigungen erheblich günstigeres Åthylen-Åthan-Verhältnis aufweist. Die erreichte Äthylenkonzentration beträgt 50 bis 650/o, überschreitet also die übliche Konzentration von 25 bis 3501o sehr weitgehend. For example, when using about 1 m3 Kem sin to about 500 to 1000 mp of gas when washing coke oven gas is the gas changed in such a way that the ethylene liquid which is excreted in a continuous manner at the Fralrtíon a significant in terms of a more effective washing out of harmful contaminants has a more favorable ethylene-thane ratio. The ethylene concentration reached is 50 to 650 / o, thus exceeding the usual concentration of 25 to 35010 very largely.

Das Waschen übt auch gegenüber zahlreichen Verunreinigungen, unter anderem ungesättigten Stoffen wie Cyclopentadien, Butadien, Styrol usw., eine Reinigungswirkung aus; diese Stoffe können im Inneren der Apparate Harze bilden, welche bei Kondensation mit Stickstoffoxyden besonders gefährlich sind, also die Betriebsdauer weiter beeinträchtigen. Die erschöpfte Ansorbierflüssig keit wird in bekannter Weise durch Erhitzen in einer besonderen Anlage regeneriert. The washing also exercises against numerous contaminants, under other unsaturated substances such as cyclopentadiene, butadiene, styrene, etc., a cleaning effect the end; These substances can form resins in the interior of the apparatus, which in the event of condensation with nitrogen oxides are particularly dangerous, i.e. further impair the service life. The exhausted absorption liquid is in a known manner by heating in a special system regenerated.

Das zu fraktionierende, aus dem Waschvorgang durch Kerosin stammende Gasgemisch enthält außer den Dämp fen der organischen Flüssigkeit auch sämtliche beim Waschen nicht ausgeschiedenen, unter anderem schwereren Verunreinigungen, die sich in festem Zustand in der ersten Zone des Apparates, also vor der Bildung der Athylenflüssigkeit, ablagern würden. That which is to be fractionated comes from the washing process with kerosene In addition to the vapors of the organic liquid, the gas mixture also contains all of them not excreted during washing, including heavier impurities that in a solid state in the first zone of the apparatus, i.e. before the formation of the Ethylene liquid, would deposit.

Dieser Nachteil wird durch Verwendung der obenerwähnten porösen Adsorbentien, wie Aktivkohle, Kieselgel, Alumininmoxyd usw., behoben. This disadvantage is increased by using the above-mentioned porous adsorbents, such as activated carbon, silica gel, aluminum oxide, etc., fixed.

Dem zweiten Verfahrensschritt liegt die Verwendung der obenerwähnten porösen Adsorbentien, jedoch unter den besonderen, nachstehend ausführlich angegebenen Verhältnissen zugrunde, weil dieses Vorgehen eine Kondensierung der Verunreinigungen und KerQsindämpfe an der ersten Zone der Einrichtung nicht nur vermeidet, sondern bewirkt, daß die Verunreinigungen die zweite Zone in geringerem Maße erreichen, an der die Äthylenflüssigkeit, deren Lösungsvermögen bereits erhöht worden ist, kondensiert. The second step is to use those mentioned above porous adsorbents, but among the particulars detailed below Conditions because this procedure leads to a condensation of the impurities and KerQsin fumes in the first zone of the facility not only avoided, but causes the impurities to reach the second zone to a lesser extent, on which the ethylene liquid, the solvency of which has already been increased, condensed.

Die Verwendung poröser Adsor!biermittel ist an sich bekannt. Bekannt ist auch, daß die Menge an Verunreinigungen, welche diese Adsorbiermittel zurückhalten, von der Eigenschaft der fraglichen Verunreinigungen sowie vom Sättigungsgrad des Adsorbierraittels abhängt. The use of porous adsorbents is known per se. Known is also that the amount of impurities that these adsorbents hold back, the nature of the impurities in question and the degree of saturation of the Adsorbierraittels depends.

Die Verwendung der Adsorbiermittel allein vermag aber nicht den Apparat wirksam zu schützen, da die Adsorbierwirkung dieser Stoffe darauf beschränkt ist, den Taupunkt der im Dampfzustand, also unterhalb deren kritischer Temperatur im Gasgemisch beflndiiqhen Verunreinigung, höchstens tis zu 50 bis 80°C C zu erniedrigen. However, the apparatus cannot use the adsorbents alone to protect effectively, as the adsorbing effect of these substances is limited to the dew point in the vapor state, i.e. below its critical temperature in Gas mixture inflicts contamination, to be reduced to a maximum of 50 to 80 ° C.

Zur vollständigen Beseitigung der Verunreinigungen müßte die Behandlung theoretisch in aufeinanderfolgenden Stufen durchgeführt werden. Treatment would have to be carried out to completely remove the impurities theoretically be carried out in successive stages.

Aus diesen Gründen wird durch die Anwendung von Adsorbiermitteln allein, wie sie bei zahlreichen Verfahren erfolgt, kein technisch brauchbares Ergebnis erzielt. For these reasons, the use of adsorbents alone, as it occurs in numerous processes, is not a technically useful result achieved.

Beim vorliegenden Verfahren, bei welchem die Äthylenflüssigkeit von durch das Waschen mit Kerosin verbesserter Zusammensetzung, wie oben dargelegt, die Aufgabe hat, die im Gas enthaltenen restlichen Verunreinigungen zu absorbieren und zu lösen, wird die Anwendung von Adsorbentien besonders vorteilhaft, wobei dieselben unter technisch günstigen Verhältnissen zur Wirkung kommen, da ihre Wirkung auf die Erniedrigung des Taupunktes der im Gasgemisch enthaltenen Verunreinigungen bis zur Temperatur, bei welcher die Kondensation der Äthylen flüssigkeit selbst beginnt, beschränkt ist. In the present process, in which the ethylene liquid of by washing with kerosene improved composition, as set out above, has the task of absorbing the remaining impurities contained in the gas and to dissolve, the use of adsorbents is particularly advantageous, with the same come into effect under technically favorable conditions, since their effect on the Lowering of the dew point of the impurities contained in the gas mixture up to Temperature at which the condensation of the ethylene liquid itself begins, is limited.

Hierzu genügt es, die Adsorption bei einer Temperatur durchzuführen, welche um 50 bis 80"C diejenige übersteigt, bei welcher die Äthylenflüssigkeit zu kondensieren beginnt. To do this, it is sufficient to carry out the adsorption at a temperature which by 50 to 80 "C exceeds that at which the ethylene liquid increases begins to condense.

Zum Beispiel beträgt diese Kondensationstemperatur fd Koksofengas ungefähr -110 bis -1200C bei 10 bis 12 at. Die Reinigung durch Adsorbentien soll daher bei mindestens35 bis -50"C erfolgen. Schließlich tritt das Gas in die Fraktioniereinrichtung ein, in welcher es, wie oben dargelegt, bis zur Kondensierungstemperatur der Äthylenflüssigkeit gekühlt wird, welche mit einem durch das Vorwaschen bedingten höheren Prozentsatz an Äthylen in bezug auf Äthan imstande ist, Xe Brestlichen Verunreinigungen, insbesondere Acetylen, welche zm Erhärten neigen, zu lösen und restlos zu entfernen. For example, this condensation temperature is fd coke oven gas approximately -110 to -1200C at 10 to 12 at. Purification by adsorbents should therefore take place at at least 35 to -50 "C. Finally, the gas enters the fractionation device one, in which it, as stated above, up to the condensation temperature of the ethylene liquid is cooled, which with a higher percentage due to the prewash of ethylene with respect to ethane is capable of Xe residual impurities, in particular Acetylene, which tends to harden, to dissolve and remove completely.

Durch Anwendung der obigen Maßnahmen wurden bei größeren Fraktionierapparaten für Koksofengas kqntinuierliche Betriebsdauern von mehreren Jahren sowie Leistungserhöhungen dadurch erzielt, daß die Wärmeaustauschoberflächen längere Zeit vollständig sauber erhalten werden. By applying the above measures, larger fractionators for coke oven gas, continuous operating times of several years as well as increased output achieved by keeping the heat exchange surfaces completely clean for a longer period of time can be obtained.

Das nachfolgende Beispiel der Anwendung des erfindungsgemäßen Verfahrens erläutert den Erfin .dungsSegenstand in Anwendung auf eine Industriegroßanlage unter Bezugnahme auf die schematische Zeichnung näher: Beispiel Ein Kokereigas von normaler Zusammensetzung wird bei einem Betriebsdruck von 12 Atm., nachdem es in bekannter Weise einer Vorreinigung zur Ausscheidung von CO2, H2S und des Benzols unterzogen worden ist, in der üblichen Weise im Wärmeaustauscher 1 mittels der aus dem Fraktionierapparat austretenden katten Gase auf etwa -15"C und dann auf -450C im Kühler 2, dessen Kühlwirkung von einer besonderen Kühimaschine aufrecht erhalten wird, abgekühlt. The following example of the application of the method according to the invention explains the invention .dungsSegth in application to a large industrial plant below Referring to the schematic drawing in more detail: Example A coke oven gas from normal Composition is known at an operating pressure of 12 Atm. After it is in Way of a pre-cleaning for the elimination of CO2, H2S and benzene has been, in the usual way in the heat exchanger 1 by means of the fractionator Exiting cold gases to about -15 "C and then to -450C in the cooler 2, its cooling effect is maintained by a special cooling machine, cooled.

Der Wänneaustauscher 1 sowie der Kühler 2 bestehen wie üblich aus auswechselbaren Paaren, da sich in ibuen die schweren Verunreinigungen, wie Wasser, Benzol und dessen Homologe, ablagern. The heat exchanger 1 and the cooler 2 consist of as usual exchangeable pairs, as the heavy impurities, such as water, Benzene and its homologues.

Beim Austritt aus dem Kühler 2 enthält das Gasgemisch noch Reste der schweren Verunreinigungen und die anderen leichteren Verunreinigungen, wie COS, Mercaptane und ähnliche organische Schwefelverbindungen, verschiedene leichte Kohlenwasserstoffe, vor allem Acetylen. When it emerges from the cooler 2, the gas mixture still contains residues the heavy contaminants and the other lighter contaminants, such as COS, Mercaptans and similar organic sulfur compounds, various light hydrocarbons, especially acetylene.

Dieses Gasgemisch wird in einen Turm 3 eingeleitet, in welchem es bei -45"C in dessen unterem Teil durch Berieseln mit Kerosin, das durch eine Pumpe 4 in einem geschlossenen Kreislauf im Umlauf gehalten wird, und im oberen Teil durch.regeneriertes und mit Äthylen angereichertes Kerosin gewaschen wird, das aus einer Regene rationskoloune 15 und aus der Apparatur 12, 22 stainmt, wie nachstehend näher beschrieben wird. This gas mixture is introduced into a tower 3, in which it at -45 "C in its lower part by sprinkling with kerosene, which by a pump 4 is kept in circulation in a closed circuit, and regenerated in the upper part and kerosene enriched with ethylene is washed from a regeneration column 15 and from the apparatus 12, 22, as will be described in more detail below.

Im Turm absorbiert das Kerosin aus dem Gas nicht nur, wie üblich, verschiedene Verunreinigungen, wie Benzol, dessen höhere Homologe u. dgl., sondern auch Äthan in anteilmäßig größerer Menge als Äthylen wegen seiner höheren Löslichkeit in Kerosin. In the tower, the kerosene not only absorbs from the gas, as usual, various impurities such as benzene, its higher homologues and the like also ethane in proportionally larger quantities than ethylene because of its higher solubility in kerosene.

Ein Teil der Waschflüssigkeit wird am Boden des Turms 3 entnommen und der Apparatur 12, 22 zugeleitet, welche in bekannter Weise die Aufgabe hat, das Äthan vom Äthylen zu trennen, wobei das erstere abgeleitet wird, während das letztere zurückgehalten und wieder in den Kreislauf entweder unmittelbar oder in Lösung in frischem, dem oberen Ende des Turms 3 zugeführtem Kerosin zurückgeführt wird. Part of the washing liquid is removed from the bottom of the tower 3 and fed to the apparatus 12, 22, which in a known manner has the task of to separate the ethane from the ethylene, the former being derived, while the the latter withheld and returned to the cycle either immediately or in Solution in fresh kerosene fed to the upper end of the tower 3 is returned.

Der Kolonne- 12- ist eine --Wärmeregenerationskolonne mit deren Zubehör nachgeschaltet, welche die Aufgabe hat, in an sich bekannter Weise aus dem Kerosin das Benzol und dessen höhere Homologe zu entfernen. The column 12 is a heat regeneration column with its accessories downstream, which has the task, in a manner known per se, from the kerosene to remove the benzene and its higher homologues.

Das aus dem Turm 3 austretende Gasgemisch hat wegen der Waschung mit Kerosin ein geändertes Äthylen-Äthan-Verhältnis, so daß nachfolgend im Fraktionierapparat eine äthylenhaltige Flüssigkeit kondensiert, die reicher an Äthylen und ärmer an Äthan ist, als sie üblicherweise erhalten wird. The gas mixture emerging from the tower 3 has because of the washing with kerosene a changed ethylene-ethane ratio, so that subsequently in the fractionator a liquid containing ethylene condenses, which is richer in ethylene and poorer in it Ethane is as it is commonly received.

Das Gasgemisch wird sodann zu den umkehrbaren Adsorptionsapparaten5 und 6 geleitet, die mit Aktivkohle und Kieselgel beschickt sind und welche die Reinigung hinsichtlich der restlichen schweren Verunreinigungen, wie Wasser, Benzol, dessen höhere Homologe u. dgl., weiter verbessern und auch die Kerosindämpfe zurückhalten, die das Gasgemisch während der Waschung im Turm 3 aufgenommen hat. The gas mixture then becomes the reversible adsorption apparatus5 and 6, which are charged with activated carbon and silica gel and which do the cleaning with regard to the remaining heavy impurities such as water, benzene, its higher homologues and the like, further improve and also hold back the kerosene fumes, which has absorbed the gas mixture in the tower 3 during the washing.

Das aus den Adsorptionsapparaten 5 und 6, dem Turm3, welch letzterer die Anlage 12, 22 zugeordnet ist, und der Regenerationskolonne 15 bestehende Aggregat bildet den neuen Teil im Verfahren gemäß der Erfindung. That from the adsorption apparatus 5 and 6, the tower 3, which latter the plant 12, 22 is assigned, and the regeneration column 15 existing unit forms the new part in the method according to the invention.

Nach dem Verlassen der Adsorptionsapparate wird das Gasgemisch den Wärmeaustauschern7, 8 und der Apparatur 10 zugeführt, die aus dem an sich bekannten Fraktionierapparat besteht. After leaving the adsorption apparatus, the gas mixture becomes the Heat exchangers 7, 8 and the apparatus 10 supplied from the known per se Fractionator exists.

Im Wärmeaustauscher 7, in dem, wie üblich, die Temperatur auf etwa -100 bis -110"C herabgesetzt wird, treten keine Verstopfungen und keine festen Ablagerungen auf, da durch die Behandlung des Gasgemisches im Turm3 und in den Adsorptionsapparaten 5, 6 die schweren Verunreinigungen ausgeschieden worden sind, die sonst die vorerwähnten Nachteile verursachen würden. In the heat exchanger 7, in which, as usual, the temperature to about -100 to -110 "C is lowered, no clogging and no solid deposits occur because of the treatment of the gas mixture in tower3 and in the adsorption apparatus 5, 6 the heavy impurities have been excreted, which otherwise the aforementioned Would cause disadvantages.

Im Wärmeaustauscher8, in dem die Temperatur auf etwa - 145 bis -160"C herabgesetzt wird, geschieht die Kondensation der äthylenhaltigen Flüssigkeit, welche sich von oben nach unten im Gegenstrom zum gasförmigen Gemisch bewegt. Wegen der Waschung mit Kerosin, die die äthylenhaltige Flüssigkeit im Turm 3 erfahren hat, ist sie reicher an Äthylen und ärmer an Äthan, so daß sie, wie einleitend dargelegt, einen höheren Reinigungswirkungsgrad als gewöhnlich besitzt und noch vorhandene Reste von Verunreinigungen, insbesondere das Acetylen, durch ihre Lösungsfähigkeit vollständig entfernt, so daß feste Ablagerungen solcher Verunreinigungen sowohl im Druckkreislauf als auch in den Expansionskreisläufen der äthylenhaltigen Flüssigkeit selbst vermieden werden. In the heat exchanger8, in which the temperature is around - 145 to -160 "C is reduced, the condensation of the ethylene-containing liquid occurs, which moves from top to bottom in countercurrent to the gaseous mixture. Because of the Washing with kerosene, which the ethylene-containing liquid has experienced in tower 3, if it is richer in ethylene and poorer in ethane, so that, as explained in the introduction, has a higher cleaning efficiency than usual and still exists Remnants of impurities, especially acetylene, due to their solubility completely removed, leaving solid deposits of such impurities both in the pressure circuit as well as in the expansion circuits of the ethylene-containing liquid be avoided by yourself.

Diese im Wärmeaustauscher 8 gebildete äthylenhaltige Flüssigkeit wird in üblicher Weise in einem Behälter 9 gesammelt und von diesem zum Fraktionierapparat 10 geleitet, in den sie in bekannter Weise unter Ausnutzung ihrer tiefen Temperatur zur Expansion gebracht wird. This ethylene-containing liquid formed in the heat exchanger 8 is collected in the usual way in a container 9 and from this to the fractionation apparatus 10 passed, in which they in a known manner, taking advantage of their low temperature is brought to expansion.

Falls erforderlich, wird ein Teil der erhaltenen äthylenhaltigen Fraktion wieder in den Kreislauf des Kokereigases zurückgeleitet, um die Konzentration des Äthylens zu erhöhen, nachdem sie in den Apparaten 11 von einem großen Teil ihres Gehaltes an Acetylen, Schwefelverbindungen, Stickstoffoxyden usw. befreit worden ist und nachdem das Äthylen-Äthan-Verhältnis durch eine Behandlung mit Kerosin verbessert worden ist, was bei dem hier beschriebenen Beispiel in der nachstehend beschriebenen Apparatur 12, 22 geschieht. If necessary, some of the obtained ethylene-containing Fraction returned to the coke oven gas cycle to increase the concentration of ethylene, after being in the apparatus 11 of a large part of their Content of acetylene, sulfur compounds, nitrogen oxides, etc. have been freed and after the ethylene-ethane ratio is improved by a treatment with kerosene has been what in the example described here in the one described below Apparatus 12, 22 happens.

Diese Apparatur ist in der Zeichnung schematisch dargestellt, obwohl es sich um eine bekannte, keinen Teil der Erfindung bildende Maßnahme handelt. This apparatus is shown schematically in the drawing, though it is a known measure which does not form part of the invention.

Diese Apparatur wird im Rahmen des Verfahrens gemäß der Erfindung verwendet, da sie den Vorteil bietet, daß das Äthylen von dem Äthan, die beide im Kerosin gelöst sind, getrennt werden kann in der Weise, daß das erstere verwendet werden kann, indem es dem- Xreislauf wieder zugeführt und das letztere abgeleitet wird. This apparatus is used in the process according to the invention used because it has the advantage that the ethylene from the ethane, both in the Kerosene are solved, can be separated in such a way that the former is used can be fed back into the cycle and the latter diverted will.

Bekanntlich kann diese Apparatur auch unter Druck betrieben werden, obwohl sie im vorliegenden Beispiel bei .atmosphärischem Druck betrieben wird. As is known, this apparatus can also be operated under pressure, although in the present example it is operated at atmospheric pressure.

Das Kerosin wird wie es vom Turm3 kommt, d. h. mit einer Temperatur von 450, C und unter anderem Äthan und Äthylen absorbiert enthaltend, in geeigneter Höhe in die Kolonne 12 eingeleitet, an deren Boden eine Rohrschlange 13 eine Erwärmung bewirkt, welche eine Strömung gasförmigen Äthans hervorruft, die das Kerosin rektifiziert, das von oben absteigt, wodurch dieses von seinem Äthylengehalt befreit wird. The kerosene is as it comes from the tower3, i. H. with a temperature of 450, C and containing, among other things, ethane and ethylene absorbed, in suitable Introduced height into the column 12, at the bottom of a coil 13 a heating causes a flow of gaseous ethane that rectifies the kerosene, which descends from above, whereby this is freed from its ethylene content.

Wie bekannt, besteht die Wirkungsweise der Kolonne 12 darin, daß das gasförmige Äthylen nach oben steigt, während unten das von Äthylen befreite und das ganze Äthan sowie die anderen schweren, vom Gasgemisch im Turm 3 abgeschiedenen Verunreinigungen enthaltende Kerosin entnommen wird. As is known, the operation of the column 12 is that the gaseous ethylene rises to the top, while the ethylene freed from the bottom and all the ethane as well as the other heavy, separated from the gas mixture in tower 3 Kerosene containing impurities is removed.

Anstatt am Boden der Kolonne eine Schlange 13 anzuordnen, kann demselben der vom Apparat 10 her fließende, in den Apparaten 11 entsprechend gereinigte Äthylengasteil zu dem oben angeführten Zweck zugeführt werden, daraus Äthan zu gewinnen und im Kreislauf dem Koksofengas ein Äthylengas mit geeignetem Äthylen-Äthan-Verhältnis zurückzuführen. Instead of arranging a snake 13 at the bottom of the column, the same can the ethylene gas part flowing from the apparatus 10 and appropriately cleaned in the apparatus 11 be supplied for the above-mentioned purpose, to win ethane therefrom and in the Cycle the coke oven gas with an ethylene gas with a suitable ethylene-ethane ratio traced back.

Die sonstigen Verunreinigungen schwerer Beschaffenheit, welche im Turm 3 vom Gemisch abgeschieden wurden, werden aus dem Kerosin zusammen mit dem Äthan in der Wärmeregenerationskolonne 15 ausgeschieden, der in bekannter Weise ein geeigneter Wärmeaustauscher 14, eine Heizschlange 16, eine Rückflußschlange 17 und ein Kondensator 18 zugeordnet ist. The other impurities of a heavy nature, which in Tower 3 were separated from the mixture, are from the kerosene together with the Ethane excreted in the heat regeneration column 15, in a known manner a suitable heat exchanger 14, a heating coil 16, a reflux coil 17 and a capacitor 18 is assigned.

Das auf diese Weise gereinigte Kerosin wird durch eine Pumpe 19 abgesaugt, in 20 und 14 gekühlt, im Ammoniakkühler 21 auf eine Temperatur von 450 C (Betriebstemperatur der Kolonnen 22 und 12) gebracht und in das obere Ende der kleinen Kolonne 22 eingeleitet, in welcher es sich mit dem vom oberen Ende der Kolonne 12 abgeleiteten gasförmigen Äthylen sättigt. The kerosene purified in this way is sucked off by a pump 19, cooled in 20 and 14, in the ammonia cooler 21 to a temperature of 450 C (operating temperature of columns 22 and 12) and introduced into the upper end of the small column 22, in which it is with the diverted from the upper end of the column 12 gaseous Ethylene saturates.

Am unteren Ende der kleinen Kolonne 22 wird das mit Äthylen gesättigte Kerosin in geeigneter Weise in zwei Teile getrennt, von denen der eine als Rückfluß zur Berieselung im oberen Teil der Kolonne 12 dient, während der andere Teil in einem Behälter 23 gesammelt wird, in dem es noch einmal durch eine Ammoniakschlange 24 gekühlt wird und von dem es durch eine Pumpe 25 zum oberen Ende des Absorptionsturms 3 gefördert wird. At the lower end of the small column 22 is saturated with ethylene Kerosene is suitably separated into two parts, one of which is used as a reflux serves for irrigation in the upper part of the column 12, while the other part in a container 23 is collected, in which it is once again through an ammonia coil 24 and from which it is cooled by a pump 25 to the top of the absorption tower 3 is funded.

Das in der kleinen Kolonne 22 nicht absorbierte gasförmige Äthylen wird dem Kokereigaskreislauf wieder zugeführt. The gaseous ethylene not absorbed in the small column 22 is fed back into the coke oven gas cycle.

Claims (1)

PATENTANSPRUCH: Verfahren zur Entfernung von Stoffen, wie Acetylen und dessen Homologen, Mercaptanen, COS, C S2, Stickoxyden, Cyclopentadien, Butadien und Styrol aus Gasen, die durch fraktionierte Verflüssigung, und zwar mittels Druck und Kälte gereinigt werden, dadurch gekennzeichnet, daß die Kombination an sich bekannter Verfahrensschritte in angegebener Reihenfolge durchgeführt wird, und zwar: 1. Das Gas wird nach erfolgter Ausscheidung von CO2, H2S, Benzol und dessen Homologen mit Kerosin bei 12 atü und -40'C gewaschen, wodurch vorwiegend Äthan entfernt wird, 2. das nach 1 gewaschene Gas wird bei 10 bis 12 atü und -35 bis -50"C durch poröse Adsorbentien, wie Aktivkohle, Kieselgel oder Aluminiumoxyd, geleitet, wobei außer dem dampfförmigen Kerosin die Hauptmengen der Harzbildner zurückgehalten werden, und 3. das so erhaltene Gas wird in die Fraktioniereinrichtung eingeführt und hier bis zum Taupunkt des ethylens heruntergekühlt, wodurch die flüssige Äthylenfraktion, welche im wesentlichen aus Äthy- len in Begleitung mit Äthan, Methan besteht, Acetylen und die restlichen Verunreinigungen aus dem Gas herauswäscht. PATENT CLAIM: Process for removing substances such as acetylene and its homologues, mercaptans, COS, C S2, nitrogen oxides, cyclopentadiene, butadiene and styrene from gases produced by fractional liquefaction by means of pressure and cold cleaned, characterized in that the combination per se known process steps are carried out in the specified order, namely: 1. The gas is released after CO2, H2S, benzene and its homologues have been eliminated washed with kerosene at 12 atm and -40'C, which mainly removes ethane, 2. The gas washed according to 1 becomes porous at 10 to 12 atmospheres and -35 to -50 "C Adsorbents such as activated carbon, silica gel or aluminum oxide, whereby In addition to the vaporous kerosene, most of the resin formers are retained, and 3. the gas so obtained is introduced into the fractionator and here cooled down to the dew point of the ethylene, whereby the liquid ethylene fraction, which essentially consist of ethy- len accompanied by ethane, methane, acetylene and washes the remaining contaminants out of the gas. In Betracht gezogene Druckschriften: Deutsche Auslegeschrift Nr. t 012 940; französische Patentschrift Nr. 662 383. Documents considered: German Auslegeschrift No. t 012 940; French patent specification No. 662 383.
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EP0050106A1 (en) * 1980-10-13 1982-04-21 Jacob Weitman Method and apparatus for the separation of preferably gaseous and difficultly condensable contaminations from a gas

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DE1012940B (en) * 1956-04-20 1957-08-01 Pintsch Bamag Ag Process for gas separation at low temperatures

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