DE1444458A1

DE1444458A1 - Einrichtung zur Zerlegung eines Gasgemisches durch Rektifikation oder durch Absorption einzelner Bestandteile mit Hilfe eines Loesungsmittels

Info

Publication number: DE1444458A1
Application number: DE19631444458
Authority: DE
Inventors: Rottmayer Dr Friedrich; Friedrich Kuehne; Robert Schuster
Original assignee: Linde GmbH
Current assignee: Linde GmbH
Priority date: 1963-07-19
Filing date: 1963-07-19
Publication date: 1968-11-21
Also published as: DE1444458B2

Description

Einrichtung zur Zerlegung eines Gäsgemisenes durch Rektifikation oder durch Absorption einzelner Bestandteile mit Hilfe eines Lösungs-. mittels Die Erfindung betrifft Einrichtungen zur Zerlegung eines Gasgemisches durch Rek,cifikatioi oder durch Absorption einzelner Bestanüteile finit Hilfe eines Lösungsmittels.
Es sind bereits RektifjkationS- oder Waschkolonnen bekanntgeworden, die aus schichtgreise parallel angeordnei,en sich vertikal erstreckenden, durch ebene Bleche unterteilter, Zonen mit Wellblecheinbauten. bestehen, die horizontale :erzeugende besitzen und durch regelmäßig angeordnete Löcher durchbrochen sind. Bei diesen Kolonnen besteht jedoch die Schwierigkeit, daß'es praktisch nicht gelingt, eine gleichmäßige Verteilung der durch seitliche Anschlußstutzen in die einzelnen Zonen einzubringenden Flüssigkeiten oder -Gase zu erzielen.
Der Erfindung liegt nun die-Auigabe zugrunde, Mittel zu finden, um in jeder Gasbehandlungszone sowohl die von oben nach unten strömenden Flüssigkeiten als auch das von unten nach oben strömende Gas gleichmäßig auf den Zonenquerschnitt zu verteilen.» Die Lösung dieser Aufgabe gelingt durch eine Kolonne, die aus schichtweise parallel angeordneten, sich vertikal erstreckenden,@durch ebene Bleche unterteilten Zonen mit Wellblecheinbauten besteht, die abwechslungsweise vertikale und horizontale Erzeugende besitzen, wobei mindestens die Wellbleche mit horizontalen Erzeugenden in den. Zonen zur Gasbehandlung durch regelmäßig angeordnete Löcher durchbrochen sind und die Zonen mit Wellblechen mit vertikalen Erzeugenden zur Führung eines Kühl- oder Heizmediums dienen, und die dadurch gekennzeichnet ist, daß zur gleichmäßig verteilten Zuführung von Flüssigkeit und/oder Gas in die zur Gasbehandlung vorgesdienen Zonen innerhalb der für Kühl- oder Heizmedien dienenden Zonen mit entsprechenden Anschlußstutzen versehene abgegrenzte Verteilungsräume vorgesehen sind, deren die benachbarten Gasbehandlungszonen abtrennende Wände mit gleichmäßig verteilten Öffnungen.versehen sind.
Eine besonders vorteilhafte Ausführungsform dieser erfindungsgemäßen Einrichtung ist dadurch charakterisiert, daß die zur gleichmäßig verteilten Zuführung von Flüssigkeit in die zur Gasbehandlung vorgesehenen Zonen angeordneten Verteilungsräumen unmittelbar än.die zur Führung eines Kühlmediums vorgesehenen Zonen angeschlossen sind, so daß das Kühlmedium als Lösungsmittel oder als Rücklauf in den Gasbehandlungszonen dient.
Ein weiteres Merkmal der erfindungsgemäßen Einrichtung besteht darin, daß zur gleichmäßig verteilten Zuführung von Gas und/oder Flüssigkeit in die zur Gasbehandlung vorgesehenen Zonen mit entsprechenden Anschlußstutzen versehene abgegrenzte Verteilwzgsräume in beliebigen Höhen der Kolonne angebracht sind, wobei zur Umführung des Heiz- öder Kühlmediums um die Verteilungsräume entsprechende Umgehungsleitungen über Räume mit vorzugsweise gelochten Wellblecheinbauten mit mindestens annähernd horizontalen Erzeugenden und seitlichen Kolonnenanschlüssen vorgesehen sind.
Mit Vorteil kann die Rektifizier- oder Waschkolonne auch derart vorgesehen sein, daß jeweils zwei benachbarte Zonen mit regelmäßig gelochten Wellblecheinbauten mit horizontalen Erzeugenden zur Gasbehandlung mit einer Zone mit Wellblecheinbauten mit vertikalen Erzeugenden, zur Führung von Kühl- oder Heizmedien abwechseln,..
Es kann jedoch auch nach der Erfindung vorteil= haft sein, zwischen je zwei Gasbehandlungszonen Wärmeübertragungsmittelzonen anzuordnen, die jeweils zur Führung verschiedener Medien vorgesehen und mit entsprechenden Anschlußstutzen und Verteilkanälen versehen sind.
Für verschiedene Verfahrenskombinationen kann es nach einem weiteren Merkmal der Erfindung von Vorteil sein, daß zur Führung von Wärmeübertr agungsmedien vorgesehene Zonen in verschiedene Höhenabschnitte unterteilt sind, die zur Zu- und Abfuhr verschiedener Wärmeübertragungsmedien mit entsprechenden Anschlußstutzen und Querverteilräumen mit vorzugsweise gelochten Wellblecheinbauten mit mindestens annähernd horizontalen Erzeugenden versehen sind.
Schließlich ergibt sich eine vorteilhafte Ausführungsform der Erfindung in der Weise, daß in einem Block von sich abwechselnden ebenen und Wellblech-Platten ein unterer als Heizvorrichtung für die von eben nach unten rieselnde Flüssigkeit dienender Teil der Gasbehandlungszonen'mit gelochten Wellblecheinbauten mit horizontalen Erzeugenden, ein mittlerer als Wasch- oder Rektifizierkolonne wirkender Teil der Gasbehandlungszonen und ein oberer als Rücklaufköndensator wirkender Teil der Gasbehandlungszonen zu einer Baueinheit vereinigt sind, wobei zur Ges-und Flüssigkeitsverteilung jeweils abgegrenzte Verteilräume innerhalb der zur Führung wärmeübertragender Medien vorgesehenen Z;oneh mit Wellblecheinbauten mit vertikalen Erzeugenden dienen, die mit gleichmäßig verteilten Öffnungen in die jeweils angrenzenden Gasbehandlungszonen versehen sind. Damit lassen sich Verfahren zur extraktiven Rektifikation mit den verschiedensten Medien durchführen. Als c Beispiel sei die Au":."vz#1,s;htmg ,tun AYetylen aus solches enthaltendem Rohgas A mittels Reinaceton B unter Kühlung des Kopfkondensators mittels verdampfenden Athylen C genannt.
Anhand der Figuren 1 bis 12 sollen nunmehr verschiedene Anwendungsbeispiele für die erfindungsgemäße Einrichtung in verschiedenen Ausführungsformen erläutert werden. Fig. 1 ist ein Schrägriss einer erfindungsgemäßen Gaswaschapparatur.
Fig. 2 ist ein vergrößerter Ausschnitt aus Fig. 1, der die Anordnung der mit Wellblecheinbauten versehenen Zonen darstellt.
Fig. 3 ist ein Schnitt nach der Linie III/III der Fig. 2. Fig. 4 ist ein Schnitt nach der Linie IV/IV'der Fig. 2.
Fig. 5 ist eine Schrägrissdarstellung des charakteristischen Zonenverbands mit verschiedenen Wellblecheinbauten und Flüssigkeitsverteilung.
Fig. 6 ist eine weitere Schrägrissdarstellung des charakteristischen Zonenverbands mit-der Rohgaseinführung. Fig. 7 ist der Schrägriss einer Apparatur zur extraktiven RektifikAtion.- Fig. 8 ist ein vergrößerter Ausschnitt aus Fig. 1 zur Darstellung der Zonenanordnung.
Fig. 9 ist ein Schnitt nach der Linie IX/IX der Fig. B. Fig. 10 ist.ein Schnitt nach der Linie X/X der Fig. B. .Fig. 11 ist ein Schnitt nach der Linie XI/XI der Fig. B. Tig. 12 ist wiederum ein Schrägriss eines charakteristischen Zonenverbands der Apparatur gemäß den Figuren 7 bis 11 mit der Rohgaseinführ7ng.
Die Apparatur gemäß den Figuren 1 bis 6 besteht aus einem prismatischen Blechgehäuse 1, mit seiulichen Anschlüßstutzen und Verteilkanälen 2 für ein Lösungs- oder Waschmittel B, 3 für Rohgas A, `t für ein flüssiges Kühlmittel C, 5 für das austretende mindestens teilweise verdampfte Kühlmittel C, 6 und 7 für das umzuführende Lösungs- oder Waschmittel B. Der Apparat besitzt einen oberen Austrittsstutzen 8 für Gas A, einen unteren Austrittsstutzen 9 für das beladene Waschmittel B. Die Gasbehandlungsäonen 10 sind mit Wellblecheinbauten mit horizontalen Erzeugenden versehen, die regelmäßig angeordnete Löcher 11 besitzen.
Zwischen den Zonen 10, von denen jeweils zwei benachbart sind, sind die Zonen 12 mit Wellblecheinbauten mit vertikalen Erzeugenden angeordnet.. Lösungs- oder Waschmittel B tritt nun in den Verteilkanal 2 ein und gelangt über einen Querverteilräum 13, der mit Wellblecheinbauten mit vorzugsweise " gelochten mindestens.-annähernd horizontalen Erzeugenden versehen ist, in die Wellblecheinbauten der Wärmeübertragungsmittelzone 12 mit vertikalen Erzeugenden..Die Querverteilzone 13 ist nach unten durch ein Blech 131 abgeschlossen.
Das Lösungs- oder Waschmittel gelangt dann durch die Querverteilzone 14, die nach oben durch die Platte 15 abgeschlossen ist, in den Verteilkanal 6 und über Leitung in und den Verteilkanal 7 zur Querverteilzone 17, die nach unten durch die Platte 18 abgeschlossen ist.
Durch die Platten 15 und 18 wird gleichzeitig ein Rohgasquerverteilraum 19 abgegrenzt, dessen die benachbarten Gasbehandlungszonen 10 abtrennenden Wände mit gleichrpäßig verteilten Löchern 20 versehen sind.
Das Lösungs- oder Waschmittel B gelängt nun aus dem Querverteilraum 17 in die Wellblecheinbauten mit vertikalen Erzeugenden der Räume 12 und tritt aus diesen in den Verteilraum 21 aus, der nach oben durch eine Wand 22 abgeschlossen ist. Das Lösungs- oder Waschmittel tritt nun durch die regelmäßig verteilten Löcher 23 in den die benachbarten Gasbehandlungszonen .abtrennenden Wänden in die beiden jeweils benachbarten Gasbehandlungszonen 10 über, durch die es nach unten fließt und schließlich durch den unteren Austrittsstutzen 9 mit den auszuwaschenden Stoffen beladen austritt. Die oberhalb der Verteilerlöcher 23 in den Gasbehandlungszonen 10 nach oben aufsteigenden gewaschenen,Gase, die gegebenenfalls Lösungsdämpfe enthalten, werden durch das in den oberen Kühlzonen 12 strömende gegebenenfalls verdampfende Kühlmittel C gekühlt, so däß das etwa mitgeführte Lösungs- beziehungsweise Waschmittel B auskondensiert wird und nach unten zurückfällt.
Die Kühlflüssigkeit gelangt dabei durch den Verteilkanal 4 in den Querverteilraum 24, aus dem es durch die Wellblecheinbauten mit vertikalen Erzeugenden nach oben strömt und in den Querverteilraum 25 und weiter durch den Verteilkanal 5 nach außen gelangt. Der Querverteilraum 25 -ist dabei nach oben durch die Wand 26 abgeschlossen. (Fig. 3).
Die Figuren 7 bis 12 zeigen nun ein anderes Anwendungsbeispiel für die erfindungsgemäße Apparatur in einer anderen Ausführungsform, nämlich für eine extraktive Rektifikation. Die Kolonne-31 besitzt-eine prismatische Form und ist mit seitlichen Stutzen und Verteilkanälen 32 für Lösungsmittel, 33 für Rohgas, 34 für flüssiges Kühlmittel, 35 für das austretende verdampfte Kühlmittel, 36 für flüssiges Kühlmittel-und 37 für austretendes verdampftes Kühlmittel versehen..Am Kopf der Kolonne befindet sich ein Austrittsstutzen 38 für Gas A und am Boden der Kolonne ein Austrittsstutzen--39 für das beladene Lösungsmittel B.
Im Innern der Kolonne befinden sich abwechslungsweise Zonen mit Wellblecheinbauten mit horizontalen Erzeugenden und Zonen mit Wellblecheinbauten mit vertikalen Erzeugenden. Jede Gasbehandlungszone 41 ist dabei flankiert von einer. Kühlzone 42 und einer Zone 43, in der das flüssige Lösungsmittel von unten nach oben strömt. Die der Gasbehandlung dienenden Zonen mit Wellblecheinbauten mit horizontalen Erzeugenden, die regelmäßig Durchbrechungen besitzen, sind dabei durch die Kolonne durchgehend von unten nach oben angeordnet.
Die Kühlzone 42 ist in eine mittlere Zone 42 und eine obere Zone 421° unterteilt, während sich im unteren Teil der Kolonne eine Zone 421 befindet, die zur Rohgasverteilung dient. In allen Zonen 42, 421 und 42" sind Wellblecheinbauten mit vertikalen Erzeugenden vorgesehen.
Das Rohgas A gelangt durch den Verteilkanä.l 33 in einen Querverteilraum 44 und weiter durch die Wellblecheinbauten mit vertikal Erzeugenden im Raum 42' in den eigentlichen Verteilraum 45, dessen die benachbarten Gasbehandlungszonen abtrennenden Wände mit regelmäßig verteilten Löchern 46 versehen sind. Der Verteilraum 45 ist dabei nach obenoben durch die Wand 47 abgeschlossen.
Das eintretende Kühlmittel D gelangt durch den Verteilkanal 34 über den Querverteilraum 48 in die eigentliche Kühlzone 42 mit vertikalen Erzeugenden der Wellblecheinbauten. Über den darüber anschließenden Querverteilraum 49, der nach oben durch die Wand 50 abgeschlossen ist, gelangt das verdampfte Kühlmittel D über den Verteilkanal 35 nach außen. Durch den Verteilkarial 36 tritt weiteres flüssiges Kühlmittel C durch den Querverteilraum 51 ein und gelangt durch die Zone 42p: mit vertikalen Erzeugenden der Wellblecheinbauten in einen obersten Querverteilraum 52 und tritt durch den Verteilkanal 37 in weitgehend verdampftem Zustand aus.
Die Zone 43 mit vertikalen Erzeugenden der Wellblecheinbauten besitzt am unteren Ende einen Querverteilraum 54, der von dem Verteilkanal 32 mit Lösungsmittel B beschickt wird..Das Lösungsmittel B tritt aus der Zone 43 in einen Verteilraum 55 aus, dessen die benachbarte Gasbehandlungszone 41 abtrennende Wand jeweils mit Löchern 56 versehen ist. Der Verteilraum 55 ist nach oben-durch eine Wand 57 abgeschlossen. Das Lösungsmittel B tritt durch die Löcher 56 in die Gasbehandlungszonen 41 ein und. rieselt darin nach unten.
Durch den Verteilkana1.36 tritt Kühlmittel C über den Querverteilraum 5ö-in die Zone 43',.aus der das Kühlmittel über den Querverteilraum 59 und den Verteilkanal 37 in weitgehend verdampftem Zustand wieder austritt.
Die in den Gasbehandlungszonen mit dem Gas A zusammen oberhalb der Löcher 56 aufsteigenden Lösungsmitteldämpfe werden dadurch auskondensiert, so daß sich das Kondensat mit dem in die Gasbehandlungszonen eintretenden flüssigen Lösungsmittel B vereinigt und nach unten fließt. Anstelle verdampfender Kühlmittel kann ganz allgemein natürlich auch anderes Kühlmittel, zum Beispiel in flüssiger Form dienen, In diesem Fall wird das Kühlmittel zweckmäßig von oben nach unten durch die einzelnen Kühlzonen geschickt.

Claims

Patentansprüche l.) Einrichtung zur Zerlegung eines Gasgemisches durch Rektifikation oder.durch Absorption einzelner Bestandteile mit Hiläe eines@Lösungsmittels,bestehend aus einer Kolonne, die aus schichtweise parallel angeordneten, sich vertikal erstreckenden, durch ebene Bleche unterteilten Zonen mit Wellblecheinbauten zusammengesetzt ist, die abwechslungsweise vertikale und horizontale Erzeugenden besitzen, wobei mindestens die Wellbleche mit horizontalen Erzeugenin den Zonen zur Gasbehandlung durch regelmäßig angeordnete-Löcher durchbrochen sind, und die Zonen mit Wellblechen mit vertikalen Erzeugenden zur Führung eines Kühl- oder Heizmediums dienen, dadurch gekennzeichnet, daß zur gleichmäßig verteilten Zuführung von Flüssigkeit und/oder Gas in-die zur-Gasbehandlung-vorgesehenen Zonen . innerhalb der für Kühl- oder Heizmedien-dienenden Zonen mit entsprechenden Anschlußstutzen versehene abgegrenzte - Verteilungsräume-vorgesehen sind, deren die benachbarten Gasbehandlungszonen abtrennende Wände mit gleichmäßig verteilten Öffnungen versehen sind. ,- 2.) Einrichtung nach Anspruch.1, dadurch gekennzeichnet, daß die zur gleichmäßig verteilten Zuführung von Flüssigkeit in die zur Gasbehandlung vorgesehenen Zonen angeordneten Verteilungsräume unmittelbar an die zur Führung eines Kühlmediums vorgesehenen Zonen angeschlossen sind, so daß das Kühlmedium als Lösungsmittel oder Rücklauf in den Gasbehandlungszonen dient. @3.)Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zur gleichmäßig verteilten Zuführung@von Flüssigkeit und/oder Gas in die zur Gasbehandlung vorgesehenen Zonen mit entsprechenden Anschlußstutzen versehene abgegrenzte Verteilungsräume in beliebigen Höhen der Kolonne angebracht sind, wobei zur Umführung des Heiz-,oder Kühlmediums um die Verteilungsräume entsprechende Umgehungsleitungen über Räume mit vorzugsweise gelochten Wellblecheinbauten mit mindestens annähernd horizontalen Erzeugenden und seitlichen Kolonnenanschlüssen vorgesehen sind. $.) Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß sich jeweils zwei benachbarten Zonen mit regelmäßig gelochten Wellblecheinbauten mit horizontalen Erzeugenden zur Gasbehandlung mit einer Zone mit Wellblecheinbauten mit vertikalen Erzeugenden zur Führung von Wärmeübertragungsmedien.abwechseln. 5.) Einrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen je zwei Gasbehandlungszonen Wärmeübertragungsmittelzonen angeordnet sind, die jeweils zur Führung verschiedener" Medien vorgesehen und mit entsprechenden Anschlüßstutzen und Verbeilkanälen versehen sind. 6.) Einrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die zur Führung von Wärmeübertragungsmedien vorgesehenen Zonen in verschiedene Höhenabschnitte unterteilt sind,.die zur Zu- und Abfuhr verschiedener Wärmeübertragungsmedien mit entsprechenden Anschlußstutzen und Querverteilräumen mit vorzugsweise gelochten Wellblecheinbauten mit mindestens annähernd horizontalen Erzeugenden versehen sind. 7.) Einrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 1_bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß in einem Block von sich abwechselnden ebenen und Wellblech-Platten ein unterer als Heizvorrichtung für die von oben nach unten rieselnde Flüssigkeit dienender Teil der Gasbehandlungszonen mit gelochten Wellblecheinbauten mit horizontalen Erzeugenden, ein mittlerer als Wasch- oder Rektifizierkolonne wirkender Teil der Gasbehandlungszonen und ein oberer als Rücklauf- . kondensator wirkender Teil der Gasbehandlungszonen zu einer Baueinheit vereinigt sind, wobei zur Gas- und Flüssigkeitsverteilung jeweils abgegrenzte Verteilräume innerhal>der zur Führung wärmeübertragender Medien vorgesehenen Zonen mit Wellblecheinbauten mit vertikalen.Erzeugenden dienen, die mit gleichmäßig verteilten Öffnungen in die jeweils angrenzenden Gasbehandlungszonen versehen sind.