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Verfahren zur Gewinnung von wertvollen Kohlenwasserstoffen, insbesondere
Äthylen, sowie Ferngas aus der trockenen Destillation von Stein-oder Braunkohlen
in Koksofenbatterien mit einer Einspritzvorrichtung für flüssige und gasförmige
Kohlenwasserstoffe in die einzelnen Kokskammern Die vorliegende Erfindung betrifft
ein Verfahren zur Gewinnung von wertvollen Kohlenwasserstoffen, insbesondere Äthylen,
sowie Ferngas aus der trockenen Destillation von Stein- oder Braunkohlen in Koksofenbatterien
mit einer Einspritzvorrichtung für flüssige und/oder gasförmige Kohlenwasserstoffe
in die einzelnen Kokskammern und ist dadurch charakterisiert, daß in die Koksofenkammern
jeweils in einer relativ kurzen Periode vor bzw. einschließlich dem Verschwinden
der Teernaht innerhalb der Teernaht des Kokskohlekuchens flüssige und/oder gasförmige
Kohlenwasserstoffe eingespritzt werden, wobei die resultierenden Krackgase zusammen
mit den gleichzeitig entwickelten Destillationsgasen und denjenigen aus Ofenkammern,
die sich etwa im ersten Drittel der Garungszeit befinden, fraktioniert in einer
ersten Vorlage abgezogen, nach Kompression auf Ferngasdruck in an sich bekannter
Weise von Kohlenwasserstoffen (Rohäthylen) und vollständig oder teilweise von Schwefelwasserstoff
befreit sowie anschließend mit den aus den übrigen Perioden der Koksgarungszeit
in einer zweiten Vorlage anfallenden, gleichfalls auf Ferngasdruck komprimierten
und vorgereinigten Destillationsgasen vereinigt werden, und die vereinigten Gase
in an sich bekannter Weise von Benzol befreit einer Trockenreinigung zugeführt und
getrocknet als Ferngas abgegeben werden.
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Dabei kann es weiterhin besonders vorteilhaft sein, die gesättigten
Anteile der aus den Gasen der ersten Vorlage abgetrennten Kohlenwasserstoffe (Rohäthylen)
zu separieren, zu ungesättigten Kohlenwasserstoffen zu kracken und dann die Krackprodukte
mit dem Rohäthylen wieder zu vereinigen.
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Das erfindungsgemäße Verfahren soll an Hand der Fig.1 und 2 im folgenden
beispielsweise näher beschrieben werden.
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Fig. 1 zeigt das gesamte Verfahrensschema, Fig.2 stellt einen Querschnitt
durch eine Kokskammer dar.
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Gemäß Fig.1 ist in der Kokskammer 1 der Koksofenbatterie 2 die Einbringung
eines Einspritzrohres 3 durch die Koksofentür 4 vorgesehen. Ein entsprechendes Rohr
kann auch durch die gegenüberliegende Koksofentür eingeführt werden. Außerdem können
durch jede Koksofentür mehrere Rohre eingeführt werden. Die Rohre 3 besitzen dabei
vorzugsweise eine größere Anzahl schräg nach unten gerichteter Bohrungen 3' (s.
Fig. 2). In die Rohre 3 werden aus einem oder mehreren Behältern flüssige und/oder
gasförmige Kohlenwasserstoffe über die Fördereinrichtung 6 und die Verteilungsrohrleitungen
7 eingespritzt.
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An das Steigrohr 8 der Kokskammern sind zwei Vorlagen 9 und 9' angeschlossen,
die durch berieselte Tauchtassenverschlüsse 10 und 10' absperrbar sind. In die Vorlage
9 gelangen dabei die mit wertvollen Kohlenwasserstoffen angereicherten Gase aus
dem ersten Drittel der Koksgarungszeit und aus der relativ kurzen Periode vor bzw.
einschließlich dem Verschwinden der Teernaht, in der flüssige und/oder gasförmige
Kohlenwasserstoffe innerhalb der Teernaht durch das perforierte Rohr 3 eingespritzt
werden. In die Vorlage 9' gelangen dag o, e gen die in den folgenden Perioden der
Koksgarungszeit anfallenden Destillationsgase. Aus den Vorlagen 9 und 9' gelangen
die Destillationsgase einschließlich Berieselungswasser zu den Teersenken 11 und
11'. Aus diesen fließt das Berieselungswasser in den Teerscheidebehälter 12, aus
dem bei 13 der Teer gewonnen wird. Das bei 14 überlaufende Wasser gelangt zum größten
Teil in den unteren Ringraum 15 des Teerscheidebehälters, der zur Beheizung dient,
und wird von hier aus mittels der Pumpe 16 über die Leitung 17 zu den beiden Vorlagen
zurückgefördert. Die getrennt anfallenden
Gasfraktionen gelangen
nun in die Leitungen 18 bzw. 18' zu den Sturzkühlern 19 bzw. 19'. Aus diesen treten
sie unten aus und gelangen in die Gassauger 20 bzw.20'. Von diesen werden sie über
die Schlußkühler 21 bzw. 21' in die Ammoniakwascher 22 bzw. 22' gefördert.
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Die aus den Ammoniakwaschem 22 austretenden Gase gelangen dann zu
einem Gasometer 23, aus dem sie mittels des Kompressors 24 in die Äthylengewinnungsanlage
eingeführt werden.
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Die aus dem Ammoniakwascher 22' austretenden Gase gelangen direkt
über den Kompressor 25 und die Kühler 26 zur Benzolauswaschanlage 27 und weiter
zu einer Trockenreinigungsanlage 28, einem Wärmeaustauscher 29, einer Kälteanlage
30 und von da zurück über den Wärmeaustauscher 29 in die Ferngasleitung 31.
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Der Ammoniakwascher 22' erhält am Kopf 32 einen Zulauf von Frischwasser
oder regeneriertem Wasser. Etwa in zwei Drittel seiner Höhe läuft Berieselungswasser
der Teerscheidebehälter, das bei 14 überläuft, durch die Leitung 33 über eine Phenolabscheideanlage
34, einen Kühler 35 und das Ventil 36 zu. Ein Teil des Berieselungswassers läuft
über das Ventil 37 auch in die Mischkolonne 38, die am Fuß bei 41 mit mehr oder
weniger kondensierten Dämpfen aus dem Ammoniakabtreiber 39 über den Kondensator
40 beschickt wird. Aus dem Fuß dieser Mischkolonne 38 tritt bei 42 eine verhältnismäßig
konzentrierte Ammoniaklösung aus und gelangt über den Wärmeaustauscher 43, die Pumpe
44 und die beiden Kühler 45 und 46 bei 47 etwa im unteren Drittel in den Ammoniakwascher
22'. Zwischen den beiden Kühlern 45 und 46 wird durch die Leitung 48 und das Ventil
49 ein Teil der Ammoniaklösung abgezweigt und im Kreislauf in die Mischkolonne 38
zurückgeführt. Der bei 50 aus dem Ammoniakwascher 22' austretende Ablauf,
der reich an Ammoniak und Schwefelwasserstoff ist, wird durch die Pumpe 51, gegebenenfalls
durch ein Filter 52, über den Wärmeaustauscher 43 und den Kondensator
40 in die Entsäurekolonne 53 gepumpt. Der Entsäurer wird durch die Leitung
54 mit Dampf aus dem Ammoniakabtreiber 39 beschickt. Der Ablauf aus dem Entsäurer
53 gelangt durch die Pumpe 55 auf den Kopf des Ammoniakabtreibers 39 zurück. Die
Entsäurerdämpfe ziehen durch die Leitung 56 ab und gelangen direkt in den Sättiger
57. Aus der Mischkolonne 38 können noch Dämpfe durch die Leitung 58 geregelt über
das Ventil 59 in die gleiche Leitung abgezogen werden. Aus dem Sättiger 57 wird
bei 60 das Ammoniumsalz abgezogen. Die bei 61 austretenden Dämpfe gelangen über
den Kühler 62 zur Schwefelsäureanlage 63, aus der durch die Leitung 64 die Schwefelsäure
in den Sättiger zurückgeführt wird. Bei 65 wird die erforderliche Frischsäure zugesetzt.
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Mittels des Kompressors 24 wird das an wertvollen Kohlenwasserstoffen
reiche Gas durch den Kühler 66 und gegebenenfalls über den Benzolwascher 67, der
entfallen kann, wenn als Absorptionsmittel Benzol verwandt wird, in den Absorptionsturm
68 gedrückt. Aus diesem wird das Gas in den Waschturm 69 zu seiner Befreiung von
den aufgenommenen Absorptionsölanteilen und anschließend vereinigt mit dem Ferngas
aus der zweiten Vorlage 9' in die gemeinsame Benzolwaschanlage 27 geschickt. Das
aus dem Absorptionsturm 68 austretende beladene Absorptionsöl gelangt durch die
Leitung 70 mit dem Entspannungsventil 71 in ein erstes Entspannungsgefäß 72. Aus
diesem gelangen die frei werdenden Gase zurück durch die Leitung 73 in den Gasometer
23. Die flüssigen Anteile strömen durch die Leitung 74 und das weitere Entspannungsventil
75 in ein zweites Entspannungsgefäß 76. Die hieraus anfallenden Entspannungsgase
gelangen in den Gasbehälter 77. Die flüssigen Anteile werden durch die Leitung 78
und das Entspannungsventil 79 in das dritte Entspannungsgefäß 80 entspannt.
Ein Teil wird dabei aus der Leitung 78 durch das Ventil 81 über den Wärmeaustauscher
82 in den Abtreiber 83 abgezweigt, an dessen Fuß über den genannten Wärmeaustauscher
82 und die Pumpe 84 gereinigtes Absorptionsöl über die Leitung 85 auf den Kopf des
Absorptionsturms 68 gefördert wird. Die aus dem Kopf des Abtreibers 83 kommenden
Dämpfe gelangen durch die Leitung 86 in eine Reinigungsanlage 87.
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Die aus dem letzten Entspannungsgefäß 80 gegebenenfalls unter Vakuum
austretenden Gase gelangen durch das Ventil 88, den Kondensator 89 und den Kompressor
90 sowie den Kühler 91 in den Gasbehälter 77. Die dabei aus dem Kondensator 89 und
den Kühlern 91 gewonnenen Kondensate gelangen durch die Leitung 92 und die Leitung
93 mit Ventil 94 in den Sammelbehälter 95 für Absorptionsöl. Aus diesem wird mittels
der Pumpe 96 durch die Leitung 97 mit dem Ventil 98 vorgereinigtes Absorptionsmittel
im mittleren Teil des Absorptionsturms 68 aufgegeben.
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Der Waschturm 69 wird zur Auswaschung der Absorptionsmittelreste aus
dem Gas bei 99 mit Anthrazenöl od. dgl. beschickt. Das beladene Waschmittel tritt
bei 100 aus dem Absorptionsturm 69 aus und gelangt über den Wärmeaustauscher 101
in den Absorptionsmittelabtreiber 102. Aus dem Fuß dieses Abtreibers gelangt bei
103 das abgetriebene Anthrazenöl od. dgl. über den Wärmeaustauscher 101 und einen
zusätzlichen Kühler 104 bei 99 auf den Kopf des Absorptionsturms 69
zurück. Das am Kopf des Abtreibers 102 abziehende dampfförmige Absorptionsmittel
gelangt durch die Leitung 105 in den Kondensator 106, aus dem das Kondensat durch
den Abschneider 107 zum Teil durch die Leitung 108 als Rückfluß auf den Kopf der
Kolonne 102 zurückgeführt und zum Teil durch den Kühler 109 auf den Kopf des Absorptionsturms
68 gegeben wird.
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Aus dem Gasbehälter 77 wird das vorgereinigte Gas durch den Kompressor
110 in die Reinigungsanlage 87 gefördert, aus zier durch die Leitung
111
das Rohäthylen austritt. Die hier abgeschiedenen Verunreinigungen, bestehend
unter anderem aus CO., und H,S, gelangen durch die Leitung 112 in die Leitung 61
zum Kühler 62 und zur Schwefelsäuregewinnungsanlage 63.
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Das Äthylen aus der Leitung 111 gelangt in eine Anlage 125 zur fraktionierten
Destillation, aus der Äthylen, Propylen und Butylen durch die Leitungen 1.13, 114
und 115 gewonnen werden. Das hier abgetrennte Methan gelangt dabei durch die Leitung
116
in die Ferngasleitung zur Benzolwaschanlage 27, und die abgeschiedenen
höhermolekularen Stoffe, die gesättigten Kohlenwasserstoffe, Methan, Propan, Butan
usw. werden durch die Leitung 117 einer Krackanlage 118 zugeführt, aus der bei 119
die Abfallstoffe abgetrennt
und die gekrackten Anteile durch die
Leitung 120 wieder mit dem Rohäthylen in der Leitung 111 vereinigt werden.
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In Fig. 2 ist schließlich noch der Querschnitt durch eine Kokskammer
dargestellt, die den Zustand des Kokskuchens zeigt, in dem das Einspritzrohr 3 durch
die Ofentür eingebracht wird. Die Teernaht ist dabei durch die eingezeichnete Linie
121 dargestellt.
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Vorzugsweise unmittelbar vor oder auch kurze Zeit nach dem Verschwinden
der Teernaht werden die Einspritzrohre 3 jeweils wieder herausgezogen.