DE1519980A1

DE1519980A1 - Volumen-Kompensation in Dampf-Sorptions-Systemen

Info

Publication number: DE1519980A1
Application number: DE19651519980
Authority: DE
Inventors: Cheek James Harold; Spencer John Raymond
Original assignee: Continental Oil Co
Current assignee: ConocoPhillips Co
Priority date: 1964-11-20
Filing date: 1965-11-18
Publication date: 1969-08-07
Also published as: SE351136B; BE711223A; SE342750B; NL6514362A; NO127093B; BE671789A; SE359750B; GB1200806A; FR93995E; FR1465495A; DK123661B; US3405507A; DE1719556A1; NO122477B; NL6802586A

Description

CONTINENTAL OIL COMPANY, PONCA CITY, ÜJÜ^AHÜkA, U.S.A.

Dr. Expl.

Volumen-Kompensation in Dampf-Sorptions-Systemeη

Diese Erfindung befaßt sich mit der Abtrennung von kondensierbaren Dämpfen aus Gasen durch Sorption. Gegen = stand der Erfindung ist eine Anlagt sowie ein Verfahren, VolumenSnderungen und Druckschwankungη wahrend des Regene= rierens der in dem Sorptions-System verwendeten Sorptions« mittel-.betten zu kompensieren.

Es ist bekannt, .benzine und leichte Kohlenwasserstoffe aus Naturgasen durch Sorption abzuscheiden. Die Verwendung von Feststoffen zur Absorption von verdampften kondensier= baren Stoffen wie Kohlenwasserstofien geht zurück auf einen alten Holzkohlenprozess. Im Rahmen dieser Beschreibung soll der Begriff verdampfte kondensierbare'Stoffe, oder kurz nur als Kondensate bezeichnet» auch ein leicht kondensierbares Gas mit einbeziehen. Benzinfraktionen sind schon vor Jahren in Trookenbettdehydratoren aufgearbeitet worden. Gegenwärtig übliche Kurzzeit-Anlagen verwenden unterschiedliche Adsor» bentien. Sie enthalten eine Mehrzahl von Betten um einen kontinuierlichen Betrieb zu ermöglichen, d.h., ein oder mehrere Betten sind auf Absorption geschaltet, während ein oder mehr Betten regeneriert oder gekühlt werden. Bei den meisten Verfahren werden erhitzte Gase verwendet um das ver« brauchte Bett zu regenerieren mit nachfolgender Kühlung des Regeneriergases um einen Heil der darin enthaltenen Kohlen» Wasserstoffe und Wasser zu kondensieren. Man kennt zwei Grundtypen dieser Systeme: offene und Kreislauf-Regeneration.

Beim offenen System kommt das Rohgas über Top auf das Adsorbens in dem Turm bzw. den Türmen. Beim Durchgang durch das Adsorbens werden schwere Kohlenwasserstoffe und Wasser aus dem Gas absorbiert. Das Restgas tritt am Boden des Turmes aus, geht über einen Wärmeaustauscher und geht dann zum Ver* brauch. Ein Teil des Eingangsgases wird zum Regenerieren des in der vorherigen Periode mit Kohlenwasserstoff beladenen Bettes abgezweigt. Dieses Regeneriergas durchläuft einen Sr= hitzer und wird dann auf das beladene Bett geleitet. Hier

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werden dann aie schweren Kohlenwas^erstuffe desorbiert sowie auch Wasser und als dampfförmig es Kondensat am Boden des Turmes abgeführt. JJer Dampf wird gekühlt, um Kohlen= Wasserstoffe und Wasser zu kondensierten und abzuscheiden. Das restliche Gas wird in die Hauptrohgaszufuhr eingeleitet. Nach der Hegenerierung werden die Ventile so gestellt, daß das erhitzte Bett von kaltem Gas gekühlt wird. Das Kalte aktive Bett wird dann wieder auf Adsorption geschaltet und ein anderes verbrauchtes uett auf Itegenerierung, womit ein Arbeitszyklus vollständig ist.

Ein geschlossenes Kreislaufsystem arbeitet hinsichtlich des Hauptstromes des Gases im Wesentlichen in gleicner Weise. Dagegen zirkuliert das .tiegeneriergas mittels einer Pumpe in einem geschlossenen Kreislauf. Ein Ausgleichsronr gestattet eine Volumenexpansion in dem Maße, wie das Gas erhitzt wird.

Zu den genannten Systemen bestehen zahlreiche Variationen, aber in allen Fällen wird ein großer Teil des angereicnerten gekühlten Hegeneriergases, das sich im Glexcugewicnt mit der kondensierten Flüssigkeit befindet, durch Druckablaesen einem anderen .bett zugeführt oder in das itestgas abgelassen. Dieser Abgang wird durch ein ^agergas wieder ausgeglichen, weiches seinerseits den Partialdruck und somit die Wiedergewinnung der schwerer Komponenten beim Kondensieren verringert. Die Hezyklisierung vermehrt die Belastung der Betten und ver= mindert die Kapazität und die Wiedergewinnung in annähernd gleichem Maße. Die meisten der Systeme verwenden konventio« neile Wärmeaustauscher oder LuftKühler um die Abwärme wieder» zugewinnen oder das üestgas zu Kühlen.

Bei Beginn der Hegenerierung eines Bettes ist das in den Hohlräumen des Bettes und den Leitungsrohren eich be« findende nicht adsorbierte Gas, in erster Linie Gase won niederem Molekulargewicht wie methan oder Xthan, auf der Temperatur wie seine Umgebung. Diese Gase verzögern aucn die Kondensation der Produkte bei der Regenerierung. Dieses Magergas macht den grüßten Teil des Gases in dem kegenerierungs= system aus. Dieses Gasvolumen wird mit fortschreitender ite= generierung erhitzt und verhalt sion unter geringen Abwei= ohungen annährend wie ein ideate Gas. i)ex Druck wird meistens konstant gehalten und das Gas kann expandieren durcn ein

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Ausgleichs- oder Ableitungsrohr. Bei einer Ausgangstemperatur des Bettes von 26,Y⁰C expandiert das Gasvolumen beim Erhitzen bis auf 316⁰G etwa um den Paktor 1,93. Zusätzlich wird ü-as entwickelt, aas in dem bett adsorbiert war und beim Erhitzen frei wird und so auch noch zur Volumenexpansion beiträgt, denn nicht alle diese ötofie werden beim Kuhlen wieder kon« densiert. praktisch sind alle Produkte, die durch die Bx= pansion aus dem Regenerierungssystem austreten, verloren.

Durch die erfindungsgemäße Anlage und das eri'indu]%s=s gemäße Verfahren können diese "achteile vermieden werden. Durch die erfInUUn₆:sgeniäßen maßnahmen wird eine höhere Aus= beute an Jtondensierbaren Dämpfen aus dem Gas erzielt, DrucK- und Volumenschwankungen in dem Sorptionssystem beim lieber* geng von einer Arbeitsperiode zu folgenden werden auf ein Miniumum reduziert, Druck- una Volumenscnwankungen werden bei Anwendung eines geschlossenen Kreislauf-Kegenerierungs= systems während der Regenerierung des verbrauchten nettes minimal gehalten, die bei der Regenerierung des Sorptioiis= mittels benötigte Wärmeenergie wird wiedergewonnen und der Verlust an angereichertem Regenerierungsgas durch thermische Expansion in einem Kreislaufregenerierungssystern wird ver= mindert, weitere Vorteile, die sich aus der Erfindung erge= ben, sind darin zu sehen, daß das Sorptionsmittel größere Mengen Dampf adsorbiert und aer Wirkungsgrad bei der Wieder= gewinnung der Kondensate erhöht ist. Ferner können die Strömungsgeschwindigkeiten im Kreislaufregenerierungssystem und im einfließenden Rohgas aufeinander abgestimmt werden.

Die erfindungsgemäße Anlage zur Gewinnung von dampf* förmigen kondensierbaren Verbindungen aus einem Gas, z.B. von Benzinfraktionen aus Erdgas, durch Sorption der Dämpfe in einem oder mehreren Betten eines festen Sorptionsmittels, die periodisch durch Ueberleiten eines erhitzten Regenerierungs= mittels in einem geschlossenen Kreislaufregenerierungssystern regeneriert werden, ist dadurch gekennzeichnet, daß in dem Krieslautregenerierungssystem ein Kompensator so angeordnet ist, daß das Regenerierungsmittel zunächst das zu regenerieren= de Sorptionsbett durchströmt und dann zu dem Kompensator fließt.

In dem Maße, wie das Sorptionsmittel in dem Bett erhitzt wird, verdampfen die Kondensate daraus und das vorhandene nicht kondensierte Gas expandiert, wodurch eins erhebliche

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Volumenvergrößerung eintritt. Der kompensator führt aber dazu, daß die verdampfte^ Kondensate und Max expandiertes Gas/wieder verdichtet werden una bewirkt somit einen Aus« gleich für die Volumenvergrößerung., .cei einer bevorzugten Ausführungsform de.· Erfindung wira als kompensator ein Umschalt-Wärmeaustauscher oder bammler verwendet, der bei Beginn der liegenerationsphase heiß isij aber während der Regenerierung Wärme an das .Regenerierungsgas abgibt, das durch ihn hindurchströmt zu einem Gaserhitzer. Das Hohlraum= volumen des Kompensators ist abgestimmt auf das üohlraumvo= lumen das zu regeneriernden nettes, so daß in dem wiaße wie beim Regeneriern des Bettes Kondensate verdampfen und vor« handene Gase expandieren, das Gasvolumen in dem Kompensator

W abkühlt und geringer wird und das Gesamtvolumen und der Druck in dem System im Wesentlichen gleich bleiben. Wenn bei Be= ginn der !Regenerierung das zu regenerierende Bett kalt ist und eine Temperatur T^ hat, und die Temperatur des heißen Kompensators dann T2 ist, so werden diese Temperaturen bei Ende der itegenerationsperiode gerade umgekehrt sein.

Bei einer speziellen Ausführungsform aer Erfindung befinden sicn zwei speziell aufeinander abgestimmte Kömpen« satoren in dem Verfahrensstrom einer Trockenbettsorptions« anlage zur Kohlenwasserstoffgewinnung. Da» angereicherte Gas in der Regenerierungsphase befindet sich in einem geschlos= senen System, das einen Kühler und einen Skrubber enthalt

fc und wird durch Verdrängung von einem Kegenerierungsgang zum nächsten überführt. Die KUhlphase des Systems ist offen und verwendet Restgas oder Rohgas um das Sorptionsmittelbett zu kühlen. Die Kompensatoren und die Adsorptionsgefäße sind mehrfältig und miteinander verbunden durch programmgesteuerte Ventile der Art, daß der Hauptgasstrom durch ein kaltes, aktives Bett geht, in dem Wasser und schwere Kohlenwasser= stoffe adsorbiert werden, una das Restgas als solches abfließt.

Einer der Kompensatoren ist stromabwärts an ein heißes regeneriertes Bett, das gekühlt wird, angeschlossen. Dieser Kompensator speichert Wärme. Der anüere Kompensator, der vom vorherigen Arbeitsgang heiß ist, ist stromabwärts eines Bettes angeschlossen, das regeneriert wird, und sein Ausgang iat mit dem Einlaß des Erhitzers für das Regenerationsgas verbunden,

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so daß dieser Kompensator Wärme an das Regenerationsgas abgibt, bevor es in den Gaserhitzer eintritt. Der kompen* sator wird dadurch gekühlt. Periodisch werden die relativen Positionen der Sorptionsbetten, der Kompensatoren unu der Q-asstrom in den Betten und Kompensatoren so umgelenkt, daß jedes bett nacheinander regeneriert, gekühlt und dann zur Absorption verwendet wird. Entsprechend wird jeder Kompen= sator nacheinander erhitzt durch Gas, das aus einem in der Kühlperiode befindlichen Bett kommt und dann gekühlt durch Gas, das zur Regenerierung eines Bettes weiterverwendet wird.

Mit der erfindungsgemäßen Anlage ist es weiterhin mttg» lieh, das Volumen des geschlossenen üegenerierungssystems so zu variieren, daß ein größerer Teil des mit Dampf ange« reicherten Regenerierungsmittels innerhalb des Systems zu* rUckgehalten wird, ferner kann ein Seil oder das gesandte Regenerierungsgas aus einem heißen regenerierten Bett durch ein Gas in ein Bett verdrängt werden, welches noci. ausreichende Mengen Kondensate adsorbiert enthält von einem vorhergehenden Sorptionsgang, um als erschöpft angesehen zu werden, und wel= ches regeneriert werden soll. Dieses "erschöpfte" Bett adsorbiert noon zusätzliche Mengen Kondensat aus dem Regenerations: mittel, bevor es in die Regenerationsperiode gelangt.

Der in dieser Beschreibung verwendete Ausdruck "Kompen* sator" soll die Begriffe der thermischen wie auch der volu« menma'ßigen Kompensation in einem geschlossenen Regenerierungs» system und in der gesamten Gewinnungsanlage umfassen. Das Konzept der Volumenkompensation bildet die Grundlage der Erfindung. Die Kompensatoren eriUllen den zusätzlichen Zweck und die Punktion von Regenerativ-Wärmeaustauschern, wie dar= gelegt wird.

Eine Arbeitsperiode der erfinduneSgemäßen Anlage und des erfindungsgemäßen Verfahrens umfaßt folgende Vorgänge; Ein Bett adsorbiert Kondensate aus einem Rohgas, ein zweites Bett wird gleichzeitig regeneriert und ein drittes Bett wird gleich* zeitig gekühlt. Zur folgendenJBriode wrden die Betten mit» 'tels verschiedener Ventile auf andere Punktionen umgestellt.

Eine Periode kann aucti noch eine weitere Phase einschließen, die sogenannte "Ablass-Phase", bei der das Regenerierungsgas in das Bett abgedrängt wird, das als nächstes regeneriert werden soll. Zum besseren Verständnis ist es angebracht,

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die Anlage bzw. das Verfahren so zu betrachten, daß diese Ablass-Phase den Phasen der .tiegenerationj/Adsorption, und Kühlung , die zeitlich zusammenfallen, vorausgeht.

Die Adsorption von Komponenten aus einer Konlenwassers stoffmischung, die ein Sorptionsmittel durchströmt, das aus kleinen Teilchen oder Pasern besteilt, läßt eine zonale Ver= teilung innerhalb des Sorptionsbettes annehmen. Es wird eine fUr eine jede Verbindung verschiedene Front maximaler Konzen» tration in Strömungsrichtung durch das Bett wandern, wiest Erscheinung wird sowohl bei der Adsorption als bei aer Des sorption aufteten.

Gleichfalls wird das Erhitzen oder das Kühlen eines solchen durchlässigen Bettes durch einen flüssigkeitsstrom in Form einer frontalen Fortbewegung der Temperaturzonen vor sich gehen. Bin Jaett kann fast vollständig erhitzt oder abgekühlt sein, bevor der Anstieg bzw. Abfall der Temperatur sich am Ausgang des .Bettes bemerkbar macnt. Diese Eigenschaften bzw. Vorgänge v/erden in dieser Erfindung ausgenutzt, um ein im Wesentlichen unverändertes Volumen in einem geschlossenen fiegenerierungssystem während des Erhitzens eines Sorptions= bettes beizubehalten und um ein angereichertes .Regenerierung s= gas aus dem Hegeneratinstraict in ein Sorptionsbett zu ver= schieben, das regeneriert werdtn soll (Ablass-Schritt). Bei dieser Operation wird auoh Wärme gespeichert. Die Volumen- und Wärme-Kompensation verläuft also in folgender Weise;

1) Die Bedingungen in dem Kühlsystem, dem Erhitzungssystem und in den Rohrleitungen werden relativ konstant gehalten. Das Gasvolumen in diesem Abschnitt des Gesamtsystems bleibt praktisch unverändert.

2) Das Gas, das sich in den Hohlräumen der Adsorptionsgefäße befindet, iÄ±- bei Beginn der !Regenerierung . ..kalt. Zu der= selben Zeit wird ein gleiches Volumen Gas, das sich in dem mit dem Adsorber verbundenen Kompensator befindet, auf an« nähernd maximaler Begenerierungetemperatur erwärmt sein. In dem Maße, wie ein Gasvolumen in dem Adsorber heiß wird, wird ein gleiches Volumen in dem Kompensator kalt. Durcn dieses gleichzeitige Erwärmen und Abkühlen des zirkulierenden Gas= Stromes an verschiedenen Steilen wird im Wesentlichen ein ein Volumengleichgewicht aufrecht erhalten. Gleichzeitig

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speichert ein anderer kompensator die Abwärme aus einem in der üühlphas· sich befindenden Adsorberbett, das vorher regeneriert wurde in Vorbereitung für die Verwendung in der nächsten üegenerationsperiode.

3) Die Wärme, die in den beschriebenen Schritten wiederge« wonnen wird, wird an das liegeneriergas wieder abgegeben, und bleibt somit für das gesanitverfanren erhalten.

Zur Erläuterung des Verfahrens und der erfindungsgemäßen Anlage dienen die beiliegenden Zeichnungen.

Figur 1 ist ein Schema von zwei Ausführungsformen der Erfindung, wobei Zwei-Weg-Ventile Verwendung gefunden haben.

Figur 2 ist ein weiteres Schema einer Ausführungsform unter Verwendung von Zwei-Weg-Ventilen.

Figur 3 ist ein Schema, einer weiteren Ausführun^sform unter Verwendung von Zwei-Weg-Ventilen, bei dem ein Wärme= austauscher mit vorgesehen ist.

Figur 4· ist ein Schema einer Ausfuhrungsform der Erfin= dung unter Verwendung von Brei-Weg-Ventilen.

Figur 5 ist das Schema eines Teiles der erf indungsgeniSßen Anlage, das im üahmen der Anlagen nach Fig. 1 bis 4 Verwen« dung finden kann.

Figur 6 ist die schematische Zeichnung eines weiteren Teilabschnittes, der im Hahmen der Anlagen nach Fig. 1 bis Verwendung finden kann, und

Figur 7 ist eine weitere Detailzeichnung fur die Anlagen nach Fig. 1 bis 4·

In den Zeichnungen, insbesondere in der zunächst zu be» sprechenden Fig. 1 stellt (1) die Zufuhrleitung für das Roh= gas, aus welchem die kondensierbaren Dämpfe absorbiert werden sollen, dar. Die leitung (1) fuhrt zu den Adsorbern(4), (^) und (6). Es soll hier angenommen werden, dassAbsorber (6) in dieser Periode in Betrieb, d.h. in der Adsorptionsphase ist und somit die Zufuhrleitung (2B) eingeschaltet ist. In späteren Phasen dienen die Leitungen (2) und (2A) als Speiseleitungen für die Adsorber (4) und (5)· Nach Durchströmen des Absorbers (6) gelangt das Sestgae über die leitung (7B) in die Ausgangs» leitung (3). In späteren Perioden treten die Leitungen (7) und (7A) an Stelle der leitung (7B). Dieses sind die eigent« liehen Arbeite- oder Bttriebs-Phasen der Anlage.

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Wenn ein Adsorber mit Dämpfen gesättigt, also "er= schöpft" ist, muß er regeneriert werden, z.B. durch Ueber« leiten eines erhitzten Gases zur Entfernung der adsorbierten Dämpfe. Im folgenden wird das geschlossene Kreislauf-kege= neriersystem beschrieben, erhitztes ^uas wira Über die ^eit» tungen (8) und (9A) zum Absorber (S) geleitet; die Leitungen (9) und (9r>) erfüllen den entsprechenden Zweck in späteren Perioden hinsichtlich der Adsorber (4) una (6). Das erhitzte Gas adsorbiert die Dämpfe aus dem Adsorber und die resultieren« de Mischung gelangt Über die -ueitungen (lüA)und (11) - bzw. Leitungen (IC) und (11) oder (IuB) und (11) oei Betrieb der anderen Adsorber - in den iUlhl-er (I4.), der ein konventioneller gerippter Luftktlhler sein kann. Die mischung kommt dann in den GaskUhler (15), der beispielsweise ein Fläcnen- oder Kohraustauscher sein kann, uie in dem uas enthaltenen Dämpfe werden so kondensiert und werden durch Phasentrennung in dem Skrubber (16) abgetrennt. Das Kondensat wird aus dem Abschei= dtr (16) über die Leitung (17) abgeführt zur weiteren Auf* bereitung. Das gereinigte Gas strömt durch leitung (18) über ein Gebläse oder eine Gaspumpe und leitung (19) zum kompen= sator (20). Entsprechend dient Leitung (19A)in späterer Phase als Zuleitung zum Kompensator (21). Die Kondensatoren (20) und (21) sind mit einer aurchl&ssigen, porösen, inerten Masse angefüllt, die, im -falle Kompensator (20), in einer vorhergehenden Phase erhitzt worden ist. Polglich wird aas über α ie leitungen (18) und (19) zugeführte Gas in dem Korn* pensator (20) erhitzt und gelangt dann weiter über die Lei* tungen (33) und (22) zu dem Erhitzer (23). Hier wird das Gas zusätzlich erhitzt und steht dann in dem zur Regenerierung richtigen Zustand zur Ableitung über die leitung (8) zur Ver= fügung. Dies ist die Kreislauf-•«■egenerier-Phase der Anlage.

Wenn ein Adsorberbett in der beschriebenen Weise durch heißes Gas regeneriert worden ist, dann ist es auf höhere Temperatur gekommen. Bevor das Bett dann wieder in Betrieb zur Absorption genommen werden kann, muß es wieder abgekühlt werden. Hierzu wird kaltes Restgas oder wahlweise auch kaltes Hohgas oder ein Premdgas über die Leitungen (25) und (24) oder (25A) und (24·) zu dem zu kühlenden Adsorber, in diesem i'alle (4·)» geführt, wobei als Zuleitung zum Adsorber die Leitung (26) bzw. bei den anderen Adsorbern (26A) oder (26B) dient.

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Das Kühlgas wird über die leitungen (27),(28), (3OA) und (19A) zum Kompensator (21) geführt und gibt dort die auf= genommene Wärme ab an die Kompensatorfüllung. Das dabei wieder abgekühlte (las verlaßt den Kompensator (21) über die "Leitung (32) und (34) und wird bei Verwendung von itohgas oder Restgas als Kühlgas den entsprechenden Gasströmen wieder zugeführt, bei Verwendung von Fremdgas als Kühlgas wira es abgelassen. In entsprechender Weise treten die Leitungen (35)-(34) in Verbindung mit dem Kompensator (20) in Funktion sowie die anderen Leitungswege, die hier nicht einzeln genannt werden und das Kühlgas aus den anderen Adsorbern ableiten. Hiermit ist die Kühlphase der Anlage beschließen. Während einer vollständigen Arbeitsperiode treten die verschiedenen Adsorber nacheinander in den beschriebenen Phasen in Aktion und die beiden Kondensatoren werden in jeder der Phasen nacheinander erhitzt unawieder abgekUnlt. Die Steuerung der G-asströme er« folgt dabei in üblicner Weise durch die in dem Schema mit den Bezeichnungen V-I bis V-22 und V-25 bis V-30 gekennzeich= neten Ventile. Die besondere Funktion aer Ventile V-23 und -24 wird später erläutert.

Am Ende der Regenerierung eines jeden nettes sind aie Hohlräume des Bettes sowie die Zuleitungen und der entspre= chende Kompensator mit Reiohgas aus dem Kohlenwasserstoff-Kondensations-System erfI11t. Ein kaltes aktives Bett muß in Betrieb genommen werden. Gleichzeitig wira das erschöpfte Bett und der andere Wärmeaustauscher mit Armgas angefüllt, ürn das Reichgas zu erhalten ist es notwendig, es aus dem heißen Bett und den im -Zusammenhang damit stehengen Leitungen und Kompensator in das erschöpfte Bett zu verdrängen und in den anderen Kompensator, wobei gleichzeitig das ^agergas aus dem letzteren Gefäß verdrängt wird. Das ist die sogenannte "Ablass-" oder Verdrängungs-Phase, die oben bereits erwähnt wurde und einen wichtigen Schritt in dem gesamtverfahren beim Betrieb der erfindungsgeftäßen Anlage darstellt. Die Grundlage für diesen Schritt ergibt sich aus aen folgenden Betrachtungen. Die ^enge einer jeden Komponente der Kohlenwasserstoffmischung., die im Gleichgewichtszustand adsorbiert ist, hängt sowohl von der Art des Sorptionsmittels als aucti dem Partialdruck der Komponenten in dem Gemisch ab. Steht das Sorptionsmittel im Gleichgewicht mit einem *ia§er- oder Armgas, d.h. einer Mischung,

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ciie nur geringe Mengen an schweren Kohlenwasserstoffen enthält, so kann das Sorbens noch weitere mengen schwerer Kohlen« Wasserstoffe aus einem Heichgas oder einem anderen Gas, das größere Mengen schwererer Kohlenwasserstoffe enthalt und in dem die entsprechenden Ptrtialdrucke hörier sind, aufnehmen. So sind beispielsweise am Ende der normalen Absorptionsphase sowie Regenerier- uua Kühiphase Adsorber (5) una Kompensator (2ü) und die damit verbundenen Leitungen mit jteictigas ange« fUllt und der Adsorber (6) und Kompensator (21) mit Armgas. Adsorber (4) soll in Betrieb genommen werden. Um das xieioh« gas in aem Adsorber (5) und dem Kompensator (20) zu erhalten, ist es notwendig, das äeichgas aus diesem heißen Adsorber (5) und dem Kompensator (20) zu verdrängen in den kalten Adsor» ber (6) über α ie leitung una den .Erhitzer (23), die Ktthler (14) und (15), Abscheider (16) und heißen Kompensator (21), Während gleichzeitig das Armgas aus dem Adsorber (b) und Kompensator (21^ verdrängt wird.

Yenn das reiche Hegeneriergas (in der Verdrän_fcungsphase) in das gesättigte bett (6) gelangt, wird es dort zunächst auf die Temperatur des nettes (6) abgekühlt, und zwar schon im Anfangsteil dieses Bettes. Das gekühlte Heichgas durch= strömt dann weiter das Bett (6) und gibt dauei seinen erhöhten Gehalt an Kondensaten ab, bevor es in den Kompensator (21) gelangt.

Während der Verdrän^ungs- oder "Ablass-¹¹ Phase können die üeichgaskUhler (14) und (15) und aer ßkrubber (16) mit* tels .ueitung (36) überbrückt werden um die ausgetauschten Volumen annähernd gleich zu halten. Hierzu Können Ventil V-24 geschlossen und Ventil V-23 geöfinet werden. Die Ver= drängung läuft solange, bis der Volumentransfer vollständig ist. Zu diesem Zeitpunkt erreicht das Heichgas den Ausgang des heißen Kompensators (21), die Ventile werden geschaltet um die !Regenerierung auf normalen Betrieb umzustellen und zu ermöglichen, aaß das Armgas aus dem anderen Kompensator (20) in die Bestgasleitung abfließt. We,nn die Volumina der Kessel und der Leitungen sorgfältig aufeinander abgestiijüt sind, erreicht das Armgas den Ausgang des Kalten Kompensators (20) gerade dann, wenn die Verdrängung beendet ist.

Bei dieser Verfahrensweise ist es möglich, an aem Sorbens weitere Mengen Kondensate,die über den behalt aes Kongases

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hinausgenen, zu adsorbieren. Hierdurch wird indirekt er= möglicnt, Kleinere Adsorptionsbetten- oder -TUrnie zu ver» wenden, als bei Üblicher Verfahrensweise zur Absorption entsprechender toengen kondensierbarer Dämpfe notwendig wäre?.

Vor Beginn der Verdrängungsphase ißt es erwünscht, die Kühlung der regenerierten Sorptionszone durch Schließen des Einlaßventiles V-8 zum Adsorber (4) zu unterbrechen, so daß ein Verzug, der beim erhitzen aes Aasorbers (5) auftreten würde, ausgeglichen wird. Mn nicht eingezeichneter Tempera« turfUhler in dem Adsorber (b) itann zur Anzeige herangezogen weraen, ob die. e Adsorberfül±ung vollständig durch die Ürhitzun^szone gegangen ist. Der Temperaturfühler kann weiter» hin zur Steuerung des nächsten Umschaltvorgangs herangezogen werden.

Die geschilderte Bett-ljmschaltung und die Verdrängung können veranlpt werden durch ein temperaturgesteuertes Signal aus dem Bett, das erhitzt worden ist, d.h. durch den oben erwähnten Temperaturfühler. Vorzugsweise ist am Ausgang des kompensators ein Gas-Detektor eingebaut, durch den der Durch« gang der Heichgas-Front festgestellt wird, und der dann ein Signal gibt, das die nächsten Schaltvorgänge einleitet. Hier= durch soll aber nicht die Möglichkeit ausgeschlossen werden, die Ventilsteuerung durch ein zeitlich festgelegtes programm vorzunehmen. Die Verdrängung von Mager- und Heichgas aus den betreffenden Räumen ist gewöhnlich nicht ganz vollständig auf G-rund der mannigfaltigen Verzweigungen der Zu- und Ableitungen und der Strömuntscharakteristik innerhalb der Packungen der Kessel und Türme und der meistens nicht ganz vollständigen Abstimmung der beiden Systeme im Bezug auf die Hohlräume. Entsprechend ist auch ate.. Wärmeübertragung nicht ganz vollständig. Aus diesem G-runde muß allgemein iinme^ntich mit einem kleinen Verlust an Eeiohgas aus dem geschlossenen Hegenerierkreislauf gerechnet werden ,der durch Armgas aus» geglichen wird.

Aus^der folgenden Tabelle I ist die Stellung der Ventile Y-I bis ¥-30 während einer vollständigen Period· einschließ= lieh des Abstellende der Kühlung des Adsorbens-Bettes und Erhitzen des zu regenerierenden Bettes ersichtlich.

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> 7.
8.

9.

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Tabelle I .be trie befolge der kessel und Ventile

Erklärung der Abkürzungen: + * Ventil geschlossen, - = ventil ofren, A* Adsorption, V= Verdrängung, O= kein Durchfluß duron den kessel, R= Regenerierung, K= Kühlung, Ii= erhitzen.

I¹Jr.= laufende immmer der Programmsteuerungsphase.

Kr. Adsorpt.kessel Compensator Ventile V-

XiI 'Hd IiI IM. 1212 zl zl zl z± zl zk

1. Iv R A k H + + - + +

2. ü RAKO++- + -

3. A ν V V V + + + +

5. AORUK-++ + +

6. V AV V V + - + +

7. R A k K H + - + +

8. RAUK Ü+-+ - +

9. V V AV V + + - +

gortSetzung

Nr· XzI z§. zl ziy. zIjL zü z2A zASl zlk zXL z±ä zll ι. +-+ + -++ +- + + +

Po r

ca .

7. +

..äürend dieser/durchläuft jeder der AdsorptionstUriue einen Adsorptions-, einen Erhitzung- und einen KUhlgang, während die Kompensatoren jeweils mehrere Phasen durchlaufen una sich die relativen Positionen aer Kompensatoren innerhalb der u-asströinäng geänae.-t haben, iiiach zwei vollständigen Perioden aer Absorptionsbetten sind die Anfangseinstel±un_aen wieaer

erreicht. Die ventile v-4 und V-Il dienen wie bereits aus» geführt zum wahlweisen anderweitigen .betrieb bei der Keich« gasVerdrängung una sina aus dem Scnaltsenema ausgenommen, da mit ihrer nilie lediglich aer xtestgasstrom gesteuert wird.

.^ei deLi vorstehenden .ueispfel fol₀t dj.e G-asströmung während aer Verdrängung so daß lieichgas aus dem heißen rege= nerierten xiett (5) in den icalten Kompensator (20) verdrängt wird und dann in üen erhitzer. Entsprechend wird Iteichgas aus dem itegeneriersystein in das kalte zu regenerierende (6) abgedrängt, inaas KUhI- und Abscheiaer-üystem (I4, das Gebläse und den heißen Kompensator (21). ürfordex'lichen» fao-is kann das KUhI und Abscheidungssysteu Überbrückt werden. Dieses Fließschema während der Verdrän^ungsphase in der Fig. 1. kann modifiziert werden indem Kondensor, Separator und Kompressor stromabwärts des heipen regenerierten Bettes und stromaufwärts des kalten Kompensators geschaltet werden. Demgemäß wird dann in dem vorstehend besprocuenen Beispiel, während der Verdrän^unsphase das Heicngas in cem Adsorber (5) durch KUhler (14) und (15), Skrubber (Ib), Kompensator (20) und in Adsorber (6) verdrängt werden. ±;as in aeia Kompensator (20) befindliche Reichgas wird vor dem üeich_£as aus Adsorber (5) in den Kompensator (21) verdrängt. Ein Schalt» Programm für diesen Fließplan ist in Tabelle II wiedergegeben.

Tabelle II

Alle Zeichen und Abkürzungen naoen die gleiche Bedeutung wie in Tabelle I.

CO	■tor.	Adsorpt.-ives	ill .	i.el	compensator	(21)	Ventile V-	Zl	-14-
			R	(6)	(20)	Jti	ζλ zl zl zl zL·	+
CO OO	Ii	K	R	A		O	+ + --+-
Ca>	2.	O	V	A	h.	V	+ + - + -	-
K> -	3.	A	i^	V	V	K	- + + + +	-
	4.	A	O	R	H	K	- + + + +	-
	5.	A	A	R	O	V	- + + + +	+
—*	6.	V	A	V	V	JtI	+ - + - +	+
	7.	R	A	K	K	O	+ - + - +	+
	β.	Ά	V	Ü	K	V	+ - + - +	+
	9.	V		A	V		+ + - +
					BAD ORIGJNAL

Tabelle II, Fortsetzung:

Hx.

■Fortsetzung

Nr. V₂^O ^21 -22

χ. +

2. +

9. +

-10 -12 -13 ^

-16 -17 -18 -

-25 -^b -27 -28 -29 2

Die Konrleituiifc-eu können weiterhin modifiziert werden der Art, daß erhöhte äpeicuerung und üUckhaltung der Wärme

Versuche naben ^e

CO O CO 00 CaJ

aus den Kompensatoren bewirbt wird
daß die heißen (rase, die die iLompensatoren erhitzen, una ihrer= seits dabei gekühlt werden dabei, an aem einen Ende (beispiels= weise über Top, ialls der Kompensator seiucrecnt stent) una daß die iJase, die den Kompensator kühlen sollen una ihrer» seits dabeierhitzt werden, an dem anderen finae (im falle ' aes obigen -oeispie-i-s also am ^oden) eingeleitet werden sollen. Diese Modifikation icann in allen i'ließplänen, aie im Zusammenhang mit i'ig. 1 erörtert wurden, berücksichtigt werden, und sie ist speziell vorgesehen in dem iließschema der iiguren 2 unü 3.

•figur 2 stellt eine andere Ausführungsform der Kyfin* dungsgemößen Anlage dar, bei der für die Phasen der Adsorption, Eegenerierung und Kühlung die zu ^A'igur 1 identische i'olge vorgesehen ist. Wahrend dieses Teiles der Arbeitsperiode bleibt das Ventil V-50 gescnlossen und V-51 ist offen. WHhrenc- der folgenden VerdrSngungsphase aber ist Ventil V-51 geschlossen und V-50 offen. Bin Teil des fiestgases wird verwendet, um das Gas aus dem heißen regenerierten aett und dem kalten Kompensator in aem Äegeneriersystem in den neiden Kompensator,

den Erhitzer und in das kalte zu regenerierende -uett zu drängen, wobei das b-as, das in aeni Jtcalten .bett ist, durcn den Kondensor una das Abscneidesystem und dann aus dem System abgeleitet wird. Erforderlichenfalls können Konden* sor und Separator mittels der Ventile V-23 una -24 über= brückt weraen.

xieispielsweise soll angenommen werden, aaß aer Adsorber (;?) regeneriert ist, Adsorber (6) die Absorptionsphase durch« laufen hat und der Adsorber (4) gekühlt worden ist. rteiter ist aer Kompensator (2D) in der üegenerationephase gewesen und der Kompensator (21) in der KUhlphase, wobei er erhitzt wurde. In der nachfolgenden Verdrängungsphase verdrängt das dem Adsorber (b) zugeleitete Rohgas oder äestgas das Heich= gas aus dem Adsorber (b) und dem Kompensator (2ü7 direct in den Kompensator (21), Erhitzer (83) und Adsorber (6). Das aus " dem Adsoroer (6J verdrängte Gas fließt durct: die kUhler(14) und (li?)> den Skrubber (16) aus dem System ab oder wird direkt unter UeberbrUekung der letzteren dem System entnommen.

In der Ausführungsform gemäß i'igur 3 wird das Erhitzen des zu regenerierenden Bettes während der Verdrängungsphase des Systems vorgenommen. Die i'ließfolge in Figur 3 ist ähnlich i'igur 1, mit der Ausnahme daß die Ventile V-52, -53 und -54 in ein gering modifiziertes Leitungssystem eingebaut wurden sowie ein Wärmeaustauscher (48) hinzugefügt ist. In diesem System wird auch das Ventil V-Il benötigt. Zusätzlich wird hier das Konzept verwendet, daß die WärmeUbertragmng wirkungs« -voller verläuft, wenn warmes bzw. kaltes Gas immer an derselben | Seite eines Kompensators eingeleitet werden.

Bei dieser Ausführung sform wird zu .Beginn der Verdrängung s* phase ein zuvor gekühlter Adsorber in Betrieb genommen. Ein T_ell des aus diesem kommenden üestgeses wird durch den Wärme« austauscher (48) geleitet und dann zu dem Erhitzer (23). Diese

CD *·

_o erhitzte ßestgas wird dann auf ein Bett feeleitet, bei dem ^ gerade die Hegenerierphase abgeschlossen ist. Das einströmende ^ω heiße Restgas erhitzt das regenerierte Bett noch weiter und ^ verdröngt daraus das heiße Eeichgas durch einen Kondensor und "^ Separator und verdrängt weiterhin dae Heir.'■■«■··:■" "us dem gerade ^w fertig gekühlten Kompensator in den Wärmeaustauscher (48). Gleichzeitig wird das Armgas aus dem Bett, das gerade aus dem Absorptionsbetritb genommen wArde, und dem damit strom= abwärts verbundenen heißen Kompensator aus dem System gedrängt.

-lo-

W#nn beispielsweise dei regenerierung das Adsorbers (ί?) fast beendet ist, ist aer Adsorber (6) im Endstadium aer Adsorption una der Adsorber (4) ist gekühlt, weiter hat sich der Kompensator (20? in der -"egenerationsphase befunden und der Kompensator (21) in der KUhlphase, wobei er erhitzt wurde. Zu diesem Zeitpunkt sind die entsprechenden Ventile so ge* stellt, daß der Adsorber (4·) in -^e triefe ist und in der fol= genden Verdrangungsphace ein Teil des Hestgases aus dem Adsorber (4) durch den Wärmeaustauscher (48) zum E_rhitzer (25)» Adsorber .(.£>)» kühler (14) und (15), Separator(16)und Korn« pensator (20) !"ließt, jceim Durchgang de· erhitzten xtestgases durch das Bett (5) vervollständigt sich die regenerierung dieses Bettes und gleichzeitig wird das heiße Beichgas aus ) Bett (b) durch die kühler (14) und (15), Separator (16) und Kompensator(20) und durch den Austauscher (48) zum Absorber (6) und Kompensator (21) abgedrängt. Das vorher in dem .bett (6) und dem Kompensator (21) anwesende Gas wird aus dem System gedröngt.

"ach Ende der jeweiligen Verdrängungsphase werden die Ventile umgestellt, daß normaler Absorptionsbetrieb nebtn Hegeneriertfcng und Kühlung abläuft.

Das System nach Figur 4 arbeitet in ähnliche_■ Weise wie da- nach Figu* 1. Die Ventile in Figur 4 sind Drei-Weg-Hähne, während die in Figur 1 nur Zwei-Weg-Hähne sind. Figur 4 zeigt zusätzlich die Verwendung von Ausgleichern * fUr die Front des Verdrängungsgases oder Dämpfungskesseln.

Die Kondensation von Flüssigkeiten aus dem Hegeneriergas hängt ab von Zusammensetzung, Druck und Temperatur des Gases, das durch den Kuhlabschnitt fließt. Das System kann so berech« net werden, daß Druck- una Temperaturschwankungen in dem 101 iilabschnitt während der Regenerierung von untergeordneter Bedeutung bleiben^ aie Zusammensetzung des Gases schwankt mit fortschreiten des Hegenerationszustanaes. Die leichteren Kohlenwasserstoffe werden z.B. vor den schwererem desorbiert. Somit wird im ersten Abschnitt der Eegeneration nicht die entsprechende ^enge Flüssigkeit als Kondensat erhalten, wie der durch -Desorption entwickelten Gasmeng· entspricht, d.h., die im Umlauf befindliche Gasmenge wächst. Dagegen werden die erst später desorbierten schwereren Kohlenwasserstoffe fast restlos kondensiert, wodurch das Gesamtvolumen des umlaufenden

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lyases wieder verminaert wira. Durch einbau von Dämpfungs- und Ausdehnungsgefäpen in das System gemäp der figuren 4, 5 und 6 kann eine Volumenkompensation auf diesem Wege be» wirict weraen. Die mit (37) und (36) bezeichneten Gefäße ähneln in ihrem Aufbau Gasomeia?n. .Dine le ic tit bewegliche i'^llUst'igKeit wird schon aurcu _eeriri<_.e Druckdifferenz von aer einen Seite des Gefäßes durch -zeitung (39) auf die anaere gedrUcict, wodurch aas ΰ-asvoluinen in dem System expandieren oaer kontrastieren kann, .

ϊ'/ahiweise ist in i'igur 5 ein anaeres System vorgesehen, bei dem schwere Dämpfe aus dem .tiegenerxergasstrom am noden des Kessels eintreten und leichtes Gas Über Top aus dem Kessel verdrängen während des Volumenanstie^s oei aer Hege* neration. Der umgekehrte Verlauf tritt ein, wenn das Hege« nerationsgasvolumen abnimmt, hierbei bleiben die Gase nur durcü die unterschiedliche Dichte voneinander getrennt, jiven== tuelie Verluste durcn Diffusion können verminaert werden duch rackung der sessel mit hochporösen Stoffen. Als Alter« nativlösung zei^t Figur 6 eine üxpansionskanimer, bei der Arm- und Heicagas durch einen undurchlässigen , dehnbaren SacJfcc voneinander getrennt gehalten werden.

Die Wärmekapazitäten pro iiohlraumvolumeneinheit und die wirksamen Strömun^swiderstönde der verschiedenen Adsorber-.öetten und üegenerativ-Wärmeaustauscher sollen aus praktischen Erwägungen möglichst gleich sein.

Zahl und Gröpe der Adsorptionsturme sowie dit. V<ahl deb Absorptionsmittels hängen weitgehend von den bedingungen ab, unter denen die Anlage arbeiten soll. Das iiohlraumvolumen der Kondensatoren kanndann auf" das der Sorptionsbetten abge= stimmt werden indem die Kompensatoren mit einem möglichst gering adsorbierenden material ausreichender Durchlässigkeit gepackt werden, daß stabil gegenüber allen Einflüssen beim Betrieb sein muß. Geeignete Materialien hierfür sind z.B. ivietalidrehspähe oder -Brocken, Glasfasern oder Glaskugeln, üchlaefce, i^uarz und andere ähnliche Stoffe. Der Gasströmungs» widerstand in den Kompensatoren soll zur Vermeidung zu hohen Druckabfalls gering sein. Größe oder Durchmesser der Packungs= materialien soll so gewählt weraen, daß die Wärmekapazität des Bettes für die Y/ärmespeicherung und -JeberfUhrung ausge* nutzt werden kann. Teilchendurchniesoer, die dem U.S.-Standart-

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Sieben zwischen 6 und I4 Maschen entsprechen sowie Jj'asern oder Drehspäne von weniger als 1/3 Zoll Dicke Haben sicn als geeignet erwiesen. Zur Erzielung optimaler isigenschatten ist es oftmals zweckmäßig, verschiedene Packun^smaterialien im Gemisch, zu verwenden.

beispielsweise können SiIiKa^eI als üorbens una jiisen= draht ;oder Drehspäne in den Regenerativ-»Wärmeaustauschern wie folgt verwendet weraen:

Eigenscnaften aes

Dichte 2,19

Schüttdichte 7^0 _eAjiter Spez.warme 0,22

Eigenschaften des Eisens:

bpe ζ. W arme υ, 13 JbTU/lb · /° Ϊ

Dichte 7,1

Verhältnis zwischen Gewicht uer Packung aer Wärmeaustausche-.· und dem Volumen des äorptions= mittels» 76,2

Volumenverhöltnis Eisen/Silikaijel « 0,157 Porosität des öilikagel-uettes: υ,672 Erforderliches Volumenverhältnis Hegenerativbett/Silikagelbett : 0,829

Unter .berücksichtigung genauerer ferte für die spez. WHrme aller verwendeter Materialien sowie der Verluste, die not= wendiger Weise airch .Rohrleitungen und Wandun_&en eintreten und unter Verwendung empiriscner Daten bezUglicn der Verluste bei der Verdrängungsphase icönnen genauere Berecnnungen auf= gestellt werden.

Weiterhin kann die Konstruktioniaer Kondensatoren dieses Typs noch günstiger gestal-tet werden, wenn auf die Art der Wärmeübertragung und den Jiuechanismus der Desorption der Kon= densate aus den betten HUcü.sicht genommen wira. Mit Erhitzen des Sorbens desorbieren zunächst die leichter flüchtigen Verbindungen und das G-asvolumen nimmt zunächt starker zu als gegen Ende des Erhitzens. Die Kühlung des Materials in dem stromabwärtigen Kompensator verläuft in iorm einer frontal fortschreitenden Zone. B_ei Beginn der Regenerierung wird nur die stromaufwartige Hälfte des Kompensators merklich kühl werden. Folglich muß der stromaufwärtige Teil des

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Kompensators voiumenmäßig mehr kompensieren als der stromab= wärtige Teil. Uies kann bewerkstelligt oaer berücksichtigt werden, indem der_'Kompensator so gebaut wird, dap jeweils in aer Strömungsrichtung das nohlraumvolumen abnimmt und die Wärmekapazität pro Volumeneinheit zunimmt.

I-'igut 7 stellt schematisch einen solchen Kompensator aar. üin Gefäp gleicnförmigen querscimitts ist mit einem Gaseinlaß una Gasauslaß (49) und (50) versehen. Das Sieb (51) hält das frärme speicaernde Material (52), das im Volumen abnimmt und in der Wärmekapazität zunimmt in aer Strömungs« richtung des Gases·

In Jt'igur 1 ist noch ein Strömungsmesser eingezeichnet , durch den der Gasstrom in der itegenerierphase bei (53) im "Verhältnis zu dem bei (54) einströmenden .Rohgas geregelt wird. Diese Anordnung hat sich bei allen gezeigten Systemen als vorteilhaft erwiesen. Andere Kontrollnie β stellen icönnen noch in dem Regenerativsystem angebracht werden, sodaß weitere selbstätige Hegelungen des Systems möglich werden.

Die zeitung &46) und aas Gebläse (47) una die gezeigte lieberbrUckHng in Fig. 1,2 und 3 sind zweckmäßig, wenn zusatz= liches Kühlgas erforderlich ist. Das kann öer Fall sein, wenn das Rohgas besonders "fett" ist und das Restgas nicht aus« reicht, um in der zur Verfügung stehenden üeit ausreichende Kühlung des regenerierten nettes zu gewährleisten. Zu* sätzliches Kühlgas kann dann aus der Leitung (34) auf diesem Weg entnommen werden.

■u-eispiel 1

iiohgasbehandlung nach dem System von llgur 1. Die Adsorber (4), (5) und (6) erfordern ;je etwa 20 Minuten zur Eeaktiviexung und etwas weniger als 20 Minuten zur Kühlung und eine kurze Zwischenschaltzeit in einer einstündigen cd Periode. Die Umschaltung von einer Phase auf die anaere er* folgt auf Grund der Messung der Ausgangsgastemperatur am Adsorber, wenn diese beim Regenerieren auf 246 G steigt.

CaJ _o

!"»> Das Rohgas in Iieitung 1 ist bei 30 G und steht unter einem _* Druck von 38 at. Die tägliche Anfuhr liegt bei 6984 Mcf. J^ Das Volumen der Adsorber betrögt je 9,4 m^, der Betriebs« *"■ druck darin liegt bei 37,6-38 at. Jeder Adsorber enthält 3730 kg Aktivkohle und etwa 500 kg Silika-Gel. Die Temperatur während der Absorption j-iegt bei 40⁰G und erreicht ein Maximum

BAD

von etwa 316° und einen Durclrischnittswert bei der ßegene» rierung von etwa 30O⁰G. Während der KUhlphase wird wieder auf 36⁰G abgeicühlt. Das durch Leitung 3 abgehende nestgae betrögt täglich 6266 Ivicf una nat etwa 38-40⁰C, der Druck beträgt 37,6 at. Das Gas in Leitung 11, den AusgangskUhlern 14 und 15 hat eine Temperatur von etwa 37,ö ⁰G. Das Hegene= riergas zirkuliert in aer Leitung 8 in einer menge von 7-UJü toof pro Tag bei etwa 327⁰G und 37,6 at. Der SicruDber 16 arbeitet bei einer Temperatur von 37,8⁰O bei 37,3 at. 1<¹1U sis ig es .Rohprodukt fällt in zeitung 17 an in einer kenge von etwa 74600 liter pro Tag. Der KUhlgaszustroni durch die Leitung 18 zu den Kompensatoren liegt bei täglich 71üü tocf bei 37,8⁰G und 38,3 at. Das Volumen der Kompensatoren 20 und 21 beträgt je 9,4 m und jeder enttiält etwa lOooo kg Dreh= späne in einem Volumen von etwa 8,5 m . Der Erhitzer 23 ist berechnet für eine kapazität von 6 Millionen BTU/h. Kühlgas fließt durcn die'Leitung 25 in einer lmenge von etwa 9500 kef täglich bei einer Temp vom etwa 37,-8⁰G und einem D^ack von 37,7 at. Das über die Leitung 28 zu den Kompensa= toren fließende heiße Gas beträgt etwa 9500 Mcf pro Tag bei einer Temp, von 288⁰O und einem Druck von 37,3⁰O. Das durch leitun_ö 34 nach 3 iließende Kühlgas hat etwa 37,8° und 37 at. \ Das System enthält wäterhln Druckausgleichekessel 37 und und die I'rontausgleicher 42 und 43, die im Zusammenhang mit Fig. 4 besprochen worden sind. Die Ausgleicnskessel haben ein iietoovolumen von 3,54 m und schwanken in der Temperatur zwischen aer Uragebungstemp. und 37,8° bei etwa 37,3 at. Die i'rontausgleicher haben jeweils ein Volumen von 226 Liter. Die ungefähre Zusammensetzung des Gases an den verschiedenen Stellen des Systems ist

CcH₁₂ CgH-j^unä höhere. 0,69 0,19

1,04 0,07 8,73 2,89

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-21-

iieitung	1	N	2	GH₄	C₂H₅	03	°3	ί^Η8	C	4^Hl0
t-l	3	8,	02	67,9	11,	23	8,	75	3	,42
2)	8	8,	92	73,59	11,	73	6,	26		-
3)	17	4,	35	52,84	16,	63	18,	42	6	,55
4)	_		11.17	8,	30,	46	38	,12

Beispiel II

.vie in Beispiel I wird ein Rohgas unter folgenden Bedingungen behandelt:

üastemp. in .ueiturio 1 29,4⁰G

ü-asdruck in zeitung 1 70 at Strömungsgeschw. aes 2ufius. es 30 iViiüicf/Tag

AdsorberVolumen 12,i nr

" Betriebsdruck- #69,3-70 at

u-ewieht der Aktivkohle

pro Adsorber 5440 kg

liestgas-volumen una Brück 29»4 .ykcf/Tag , 66,9 at

jiegenerationsgas-volumen 5 luivicf/Tag

■ ■ '» -lirucic 70 at

- " -l'emp. 343°ü

flüssiges ±iohprod, '737*93 Liter/Tag

Kompensator-volumen, je 12,1 irr

¹¹ -Packun^sgew., je- 12200 Kg (iiitendrehspäne)

Jü.y.aitaer-Kapazität 5 Mvi BTU/h

ivUtilgasgesctiw. 7 ΐΛ it /Tag

uie Übrigen Temperaturen sind die gleichen wie in Beispiel 1.

ungefähre ij-aszusamiiLensetzunt. an verschie enen btelxen des Systems

Stelle	92,42	ü₂h	18	°3*8	⁰	4*10	O₅H₁₂ ur	id höhere
1)	94,31	5,	24	1,73	0	,47	0,20
2)	68,29	5,	55	0,43	0	,02	Spuren
3)	21,30	12,	UO	15,12	2	,00	2,04
4)	15,	45,67	12	,4ö	5,35

In den Seichnungen sind axe erfindungsgemäpen Anlagen mit je drei Adsorptionsbetten und zwei Kondensatoren aarge= stellt. In gleicher .,eise können aber auct. Anisen mit mehr oder weniger Sorptionsbetten und Kompensatoren betrieben weraen, ferner können diese Anlagen nicht nur au dein gezeigten Zweck, -Abtrennung von Benzinen aus ürdgas, sondern auch IUx beliebige andere -Abtrennopsrrationen von kondensierbaren Dämpfen aus anderen ü-asen verwendung finden.

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Claims

Patentansprüche

1. Anlage zur Abtrennung von dampfiörmigen konden= siebaren Verbindungen aus einem £as, beispielsweise von Benzin aus Erdgas, durcti Sorption an einem festen Sorptions= mittel in mehreren betten oaer i'ürinen, die wecnselweise durch jjurchleiten eines heißen -tiegenerations^ases in einem geschlossenen Kreislaufsystem regeneriert und dann durch ein Kühlgas abgekühlt werden, dadurch ^kennzeichnet, aaß

in dem ftegenerationsgas-ivreislauf volumenicompensatoren ö;: angeordnet sind, daß sie von ü-asströmen, die von unter= schiedlicnen Stellen der Anlage nerge-leitet werden .Können, durchflossen und dabei wechselweise'ernitzt und. aogeicUriit w werden.

2. Anlage nach Anspruch- 1, .dadurch' gekennzeichnet, aaß die Kondensatoren mit einem inerten,wärmespeichernden IViaterial _öasdurehlässi£. gepac-Kie, den üorptionstUrmen ver= gleichbare beseel oder Türme sind.

3. Anlage nach Anspruch i-2, aaemreu geiiennzeicnnet, ds.p die iiohlraumvolumina eines Jeden Kompensators una-Jeden Sorj'tionsDettes im Wesentlicaen gleich sind.

4. Anlage nach Ansprucü.1-3» aaduren _£eü.3nnzeicrmet, aar. die Wärmekapazitäten oro nohlrauurvoiuiüe'neinheit eines Jeden Kompensators una jeden-Sorptionsbetues gleictx sina.

_fc 5· Anlage nach Anspruch l-4> daaurch ge^ennzeienet, daß die u-esamtwärmeicapazitäten eines jeden compensators and jeden Sorptionsbettes gleich sind. .

6. Anlage nach Anspruch 1-5» dadurch gexennzeiermet, daß die Wärmekapazität des Kompensators pro lioairaumvoxumen&in=: heit in α er Lurcailuß richtung größer wird bei gleichbleiben=» dem Strömungswiderstand. ■

Q

7. Anlage nach Anspruch 1-6, dadurch gekennzeichnet, daß ^ω die Volumenkapazitäten eines jeden -h.o.mperisat-jrs uiic jeden co Sorptionsbettes gieica sind.

"^ S. Verfahren zur Abtrennung von daiipeiörmi^en Bonden= —» sierbaren Verbindungen aus G-asen durch öorption in der

j-. Anlage nach Anspruch 1-7» dadurch gekennzeichnet, daß das zur Kühlung eines regenerierten Sorptionsbette's verwendete

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Gas nach Durchströmen des neißen borptionsbettes durcn einen kalten Kompensator geleitet wird.

y. Verfahren nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß das zur Regenerierung verwendete Gas vor Durchströmen des Gaserhitzers durch einen heißen Kompensator geleitet wird.

Iu. Verfahren nach Anspruch 8-9, dadurcn daß beim Umstellen eines Dorptionsbettes nach der Regene= rieruii^ auf Sorption in einer Zwischenphase das in dem Sorptionsbett vorhandene neichgas in das als nächstes zu regenerierende, gegenüber Rohgas gesättigte Bett und den verbundenen Kompensator verdrängt wird.

11. Verfahren nach Anspruch 8-lü, dadurch gekennzeichnet, daß beim Umstellen eines fettes nach aer Regenerierung das in dem Bett vorhandene i*as durch kaltes Gas unter üeber= brUckung der Kühl- und Abscheider-Phasen des Regenerations= kreislaufes direict in den ivompensator dea üe^enerations= icreislauis und in das als nächstes zu regenerierende Bett verdrängt wird und daß das in diesem Bett vorhandene Gas durch erhitztes Gas in einen heißen Kompensator verdrängt wird.

12. Verfahren nach Anspruch 8-11, dadurch gekennzeichnet, daß beim Umstellen eines Sorptionsbettes nach der Regenerierung zunächst kaltes Gas in einem Wärmeaustauscher erhitzt und dann durch das regenerierte Bett und den damit verbundenen Kompensator geleitet und das in dem Sorptionsbett und dem Kompensator vorhandene Gas in den genannten Wärmeaustauscher und dann in ein anderes Sorptionsbett und in einem heißen Kompensator und daraufhin aus dem System geleitet wird.

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