DE1106785B - Verfahren und Einrichtung zur Vermeidung von stickoxydhaltigen Ablagerungen in Gaszerlegungsanlagen - Google Patents
Verfahren und Einrichtung zur Vermeidung von stickoxydhaltigen Ablagerungen in GaszerlegungsanlagenInfo
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Description
Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Einrichtung zur Vermeidung von stickoxydhaltigen Ablagerungen
in Gaszerlegungsanlagen, insbesondere Koksgaszerlegungsanlagen, bei dem von den vorgereinigten,
nur noch tiefsiedende Bestandteile, wie aliphatische Kohlenwasserstoffe und Kohlenoxyd, enthaltenden
Gasen diese Bestandteile durch Kondensation in mindestens zwei hintereinandergeschalteten,
auf verschieden tiefen Temperaturen befindlichen Wärmeaustauschern abgetrennt werden.
Es ist bekannt, Koksgas von Ammoniak, Schwefelwasserstoff, Kohlendioxyd und anderen Bestandteilen
durch Waschen zu befreien und das so gereinigte Gas in einer Tieftemperaturanlage zu zerlegen. Hierbei
wird das Gas zunächst vorgekühlt, dann durch weitere Abkühlung von den Kohlenwasserstoffen und von
Kohlenoxyd befreit, um schließlich reinen Wasserstoff oder ein Wasserstoff-Stickstoff-Gemisch zu erhalten.
Diesem Zweck dienen mehrere Gegenstromwärmeaustauscher, die auf verschiedenen Temperaturen liegen.
Die in diesen flüssig abgeschiedenen Bestandteile werden am unteren Ende der Wärmeaustauscher in Abscheidern
gesammelt, vereinigt und dann einem Verdampfer zugeleitet.
Üblicherweise wird der erste Gegenströmer, dessen tiefste Temperatur ungefähr —1100C ist, der warme
Ast genannt. In ihm werden vorzugsweise die Kohlenwasserstoffe abgeschieden, die 3 und mehr Kohlenstoffatome
enthalten. Der folgende, bis etwa —145° C abkühlende Wärmeaustauscher wird der kalte Ast genannt.
In diesem werden hauptsächlich die Verbindungen mit 1 und 2 Kohlenstoffatomen, wie Methan,
Äthan und Äthylen, ausgeschieden. In einem letzten sogenannten Methanverdampfungsgegenströmer, der
bis etwa -18O0C abkühlt, wird der Hauptteil des
Methans und des Kohlenoxyds kondensiert. Der übrigbleibende Wasserstoff oder das Wasserstoff-Stickstoff-Gemisch
wird anschließend in einer Waschsäule von den letzten Spuren des Kohlenoxyds, Methans und
Sauerstoffs befreit.
Das Koksofengas enthält bekanntlich auch Spuren von Stickoxyd (NO), das, obwohl nur in Spuren von
wenigen zehntel ppm vorhanden, sich im Zerleguhgsapparat sehr störend bemerkbar macht. Es wird nämlich
durch den im Gas vorhandenen Sauerstoff zu NO3 und N2O3 oxydiert, und diese Verbindungen
reagieren mit den höheren Olefinen, insbesondere mit den Diolefinen, und bilden Nitrosite und Nitrosate,
die sich in bestimmten Teilen des Apparats ablagern und die Gefahr von Explosionen mit sich bringen.
Solche Explosionen führen häufig zur Zerstörung des Verdampfers für die flüssig abgeschiedenen Kohlenwasserstoffe.
Dem Gegenstand der Erfindung liegt die Aufgabe Verfahren und Einrichtung
zur Vermeidung von stickoxydhaltigen
Ablagerungen in G aszerlegungs anlagen
Anmelder:
Gesellschaft für Linde's Eismaschinen
ίο Aktiengesellschaft,
ίο Aktiengesellschaft,
Zweigniederlassung Höllriegelskreuth,
Höllriegelskreuth bei München
Höllriegelskreuth bei München
Dr. Friedrich Rottmayr, Pullach,
Dipl.-Ing. Heinrich Schayen, Dinslaken,
und Dipl.-Ing. Heinrich Sprünken,
Oberhausen (RhId.)-Holten,
sind als Erfinder genannt worden
sind als Erfinder genannt worden
zugrunde, solche Harzbildungen und damit die Gefahr von Explosionen weitgehend zu vermeiden.
Dies wird dadurch erreicht, daß aus jedem Wärmeaustauscher die abgeschiedenen Flüssigkeiten getrennt
aufgefangen und getrennt weiterbehandelt, vorzugsweise verdampft, werden.
Es wurde festgestellt, daß im warmen Ast nur ein geringer Teil des im Gas vorhandenen Stickoxyds,
etwa 5 bis 10%, zu NO2 oxydiert und dort abgeschieden wird, während die Hauptmenge erst in den
folgenden kälteren Wärmeaustauschern ausgeschieden wird, vorzugsweise im kalten Ast, wo 50 bis 70% des
vorhandenen Stickoxyds ausfallen. Andererseits scheiden sich die hauptsächlich mit dem Stickstoffdioxyd
reagierenden höheren Olefine, insbesondere die Diolefine, vorzugsweise (nämlich zu mehr als 90%) im
warmen Ast ab. '-'
Durch das getrennte Abführen beider Fraktionen wird vermieden, daß die beiden miteinander reagierenden
Bestandteile in flüssiger Form zusammenkommen und Harze bilden.
Die den einzelnen Wärmeaustauschern entnommenen flüssigen Fraktionen werden getrennt aufgefangen
und in getrennten Verdampfern verdampft. Die dabei gewonnenen Gase werden ihrer weiteren Verarbeitung,
vorzugsweise einer Äthylengewinnnungsanlage, zugeführt.
Die durch Verdampfung der abgeschiedenen Flüssigkeiten gewonnenen Gase lassen sich, insbesondere
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wenn sie in einem nachgeschalteten Wärmeaustauscher noch weiter angewärmt werden, vereinigen und ihrer
weiteren Verarbeitung zuführen. Es hat sich nämlich gezeigt, daß bei höheren Temperaturen infolge von
Weiterpolymerisationen keine explosiven Harze mehr entstehen.
Da die durch Kondensation gewonnenen und in den Abscheidern gesammelten Flüssigkeiten mengenmäßig
nicht in Harzbildner und Stickoxyd getrennt sind, muß damit gerechnet werden, daß sich in diesen immer
noch geringe Mengen von Harzen bilden. Wenn diese Flüssigkeiten in der üblichen Weise von unten
nach oben durch die Verdampfer geleitet werden, ist es möglich, daß schwer verdampfbare Anteile der
Flüssigkeit, die auf alle Fälle einen großen Teil des X O2 und der Harze enthalten, sich am Boden oder in
den unteren Teilen des Verdampfers ansammeln und dort noch zu Explosionen führen, wenn auch die
Wahrscheinlichkeit zu solchen Ansammlungen bei getrennter Verdampfung viel geringer ist.
Deshalb werden bei dem Verfahren nach der Erfindung die in den Abscheidern gesammelten Fraktionen
zur Verdampfung von oben nach unten durch den entsprechenden Verdampfer geleitet. Dabei werden die
nicht vollständig verdampften und verhältnismäßig viel N O2 und Harze enthaltenden Tröpfchen mit dem
Fallstrom aus dem Verdampfer entfernt und spätestens bei der anschließenden Erwärmung des Gases außerhalb
des Zerlegungsapparates verdampft.
Das Verfahren nach der Erfindung kann in vorteilhafter Weise noch dadurch ergänzt werden, daß in die
Verbindungsleitungen zwischen zwei der Abscheidung dienenden Wärmeaustauschern, insbesondere in die
Verbindungsleitung zwischen dem kalten Ast und dem Methanverdampfungsgegenströmer, noch ein Abscheider
angebracht wird, in dem sich eventuell mitgerissene Flüssigkeitströpfchen absetzen. Dies verhindert,
daß diese Tröpfchen, die besonders viel NO enthalten, in den folgenden kälteren Wärmeaustauscher
gelangen und dort Anlaß zu Harzausscheidungen geben. Die in einem solchen Abscheider angesammelte
Flüssigkeit wird dem ihrer Zusammensetzung entsprechenden Verdampfer zugeleitet.
Eine Einrichtung zur Durchführung des Verfahrens
nach der Erfindung ist schematisch und beispielsweise in der Zeichnung dargestellt.
Das von Benzol, Ammoniak, Schwefelwasserstoff und Kohlendioxyd befreite und auf eine Temperatur
von etwa —40° C abgekühlte Koksofengas wird durch
die Leitung 11 dem Wärmeaustauscher 1, dem sogenannten warmen Ast, zugeleitet. In diesem wird
das Gas durch indirekten Wärmeaustausch mit entgegenströmendem Methan (Leitung 12) und Wasserstoff
(Leitung 13) bis auf etwa — 1100C abgekühlt.
Dabei scheiden sich hauptsächlich die Kohlenwasserstoffe mit 3 und mehr Kohlenstoffatomen aus. Diese
werden durch die Leitung 14 dem Abscheider 6 zugeleitet. Das Koksofengas strömt dann durch die Leitung
15 weiter zum Wärmeaustauscher 2, der als der kalte Ast bezeichnet wird. In diesem wird das Gas
durch indirekten Wärmeaustausch mit den durch die Leitungen 13, 12 und 16 strömenden Gasen Wasserstoff,
Methan und Kohlenoxyd auf etwa —145° C abgekühlt,
wobei sich hauptsächlich die Kohlenwasserstoffe mit 1 und 2 Kohlenstoffatomen ausscheiden.
Diese werden durch die Leitung 17 dem Abscheider 8 zugeleitet, während das Gas zur Abscheidung eventuell
mitgerissener Flüssigkeitströpfchen durch die Leitung 18 zum Abscheider 3 und von diesem durch die Leitung
19 weiter zum sogenannten Methanverdampfungsgegenströmer 4 geführt wird. In diesem wird das Gas
wieder durch Wärmeaustausch mit Wasserstoff, Methan und Kohlenoxyd auf etwa — 1800C abgekühlt,
wobei das Methan verflüssigt und durch die S Leitung 20 dem sogenannten Stickstoffverdampfer zugeführt
wird.
Der folgende Teil der Anlage wurde, da er nicht zur Erfindung gehört, stark vereinfacht dargestellt.
Das im Fuß des Stickstoffverdampfers sich sammelnde flüssige Methan-Kohlenoxyd-Gemisch wird in einem
Ventil 22 entspannt, in den Wärmeaustauschern 4, 2 und 1 verdampft und angewärmt und verläßt durch
die Leitung 12 die Anlage.
Die in den Abscheidern 6 und 8 gesammelten Flüs-
*5 sigkeiten werden in den Verdampfern 7 und 9 durch
indirekten Wärmeaustausch mit Hochdruckstickstoff, der mit einer Temperatur von etwa —45° C und
einem Druck von 100 bis 200 ata bei 23 zugeführt wird, verdampft. Die Verdampfungsprodukte verlassen
durch die Leitungen 24 und 25 die Anlage und können nach weiterer Anwärmung in nicht gezeichneten
Gegenstromvorkühlern vereinigt und einer weiteren Verarbeitungseinrichtung, vorzugsweise einer
Äthylengewinnungsanlage, zugeführt werden. Der in den Wärmeaustauschern 7 und 9 abgekühlte Stickstoff
strömt durch die Leitung 26 und die im sogenannten Stickstoffverdampfer liegende Rohrschlange 27 und
wird mit dem Ventil 28 in die Waschsäule 5 entspannt.
Das vom Kopf des Stickstoffverdampfers 10 abziehende Wasserstoff-Stickstoff-Kohlenoxyd-Gemisch
wird durch die Leitung 30 in die Waschsäule 5 geführt. In dieser werden durch den aufgegebenen
Waschstickstoff die letzten Spuren Kohlenoxyd, Sauerstoff und Methan ausgewaschen. Der Wasserstoff
strömt durch die Leitung 13 vom Kopf der Säule ab, während sich flüssiges Stickstoff-Kohlenoxyd-Gemisch
im Fuß der Säule sammelt. Durch die das Ventil 32 enthaltende Leitung 31 wird dieses Gemisch
in den Teil 29 des Stickstoffverdampfers 10 entspannt, dort verdampft, gasförmig durch die Leitung 16 abgenommen
und in den Wärmeaustauschern 4 und 2 wieder angewärmt. Die im Abscheider 3 gesammelte
Flüssigkeit wird durch die Leitung 21 zum Wärmeaustauscher 9 geführt.
Claims (5)
1. Verfahren zur Vermeidung von stickoxydhaltigen Ablagerungen in Gaszerlegungsanlagen,
insbesondere Koksgaszerlegungsanlagen, bei dem von den vorgereinigten, nur noch tiefsiedende Bestandteile,
wie aliphatische Kohlenwasserstoffe und Kohlenoxyd, enthaltenden Gasen diese Bestandteile
durch Kondensation in mindestens zwei hintereinandergeschalteten, auf verschieden tiefen
Temperaturen befindlichen Wärmeaustauschern abgetrennt werden, dadurch gekennzeichnet, daß aus
jedem Wärmeaustauscher die abgeschiedenen Flüssigkeiten getrennt aufgefangen und getrennt weiterbehandelt,
vorzugsweise verdampft, werden.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die abgeschiedenen Flüssigkeiten zur
Verdampfung von oben nach unten durch die Verdämpfer geleitet werden.
3. Einrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,
daß am unteren Ende Jedes der Kondensation dienenden Wärmeaustauschers (1, 2) ein Abscheider
(6, 8) angebracht ist.
4. Einrichtung nach Anspruch 3 zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet,
daß jeder Abscheider (6, 8) durch je eine Leitung mit dem oberen Ende je eines Wärmeaustauschers
(7, 9) verbunden ist.
5. Einrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekenn-
zeichnet, daß in mindestens eine Verbindungsleitung zwischen den Wärmeaustauschern (1, 2, 4)
ein Abscheider (3) eingebaut ist.
In Betracht gezogene Druckschriften: Deutsche Patentschrift Nr. 883 890.
Hierzu 1 Blatt Zeichnungen
Priority Applications (4)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
NL258639D NL258639A (de) | 1959-12-05 | ||
DEG28514A DE1106785B (de) | 1959-12-05 | 1959-12-05 | Verfahren und Einrichtung zur Vermeidung von stickoxydhaltigen Ablagerungen in Gaszerlegungsanlagen |
US73291A US3101262A (en) | 1959-12-05 | 1960-12-02 | Method and apparatus for avoiding nitric oxide-containing deposits in gas decomposing plants |
FR846133A FR1275724A (fr) | 1959-12-05 | 1960-12-05 | Procédé et installation pour éviter les dépôts contenant des oxydes d'azote dans les installations de fractionnement des gaz |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DEG28514A DE1106785B (de) | 1959-12-05 | 1959-12-05 | Verfahren und Einrichtung zur Vermeidung von stickoxydhaltigen Ablagerungen in Gaszerlegungsanlagen |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
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DE1106785B true DE1106785B (de) | 1961-05-16 |
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ID=8086716
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DEG28514A Pending DE1106785B (de) | 1959-12-05 | 1959-12-05 | Verfahren und Einrichtung zur Vermeidung von stickoxydhaltigen Ablagerungen in Gaszerlegungsanlagen |
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FR (1) | FR1275724A (de) |
NL (1) | NL258639A (de) |
Families Citing this family (2)
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DE883890C (de) * | 1940-02-17 | 1953-07-23 | Adolf Messer G M B H | Verfahren zur Entfernung geringer Kohlensaeuregehalte aus Luft und Gasgemischen, welche zwecks Zerlegung auf Temperaturen unter dem Gefrierpunkt der Kohlensaeure abgekuehlt werden muessen |
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NL24285C (de) * | 1927-01-24 | |||
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BE486681A (de) * | 1948-01-09 |
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- NL NL258639D patent/NL258639A/xx unknown
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- 1959-12-05 DE DEG28514A patent/DE1106785B/de active Pending
-
1960
- 1960-12-02 US US73291A patent/US3101262A/en not_active Expired - Lifetime
- 1960-12-05 FR FR846133A patent/FR1275724A/fr not_active Expired
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DE883890C (de) * | 1940-02-17 | 1953-07-23 | Adolf Messer G M B H | Verfahren zur Entfernung geringer Kohlensaeuregehalte aus Luft und Gasgemischen, welche zwecks Zerlegung auf Temperaturen unter dem Gefrierpunkt der Kohlensaeure abgekuehlt werden muessen |
Also Published As
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NL258639A (de) | |
FR1275724A (fr) | 1961-11-10 |
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