DE1619864C3

DE1619864C3 - Method of drying gas

Info

Publication number: DE1619864C3
Application number: DE1967D0054259
Authority: DE
Inventors: Roscoe Lamont Pearce
Original assignee: Dow Chemical Co
Current assignee: Dow Chemical Co
Priority date: 1967-10-03
Filing date: 1967-10-03
Publication date: 1984-04-12
Also published as: DE1619864B2; DE1619864A1

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Trocknen von Gas mit einem flüssigen Trockenmittel unter Regenerierung des wasserhaltigen Trockenmittels mit einem Azeotropbildner.The invention relates to a method for drying gas with a liquid desiccant under Regeneration of the water-containing desiccant with an azeotrope former.

Wenn man ein Trockenmittel, wie z. B. ein Glykol oder ein Alkanolamin in üblichen technischen Gastrocknungseinheiten verwendet, wurde bisher Wasser aus dem wäßrigen Glykol oder Alkanolamin durch Erhitzen entfernt. Der durch Erhitzen erzeugte Wasserdampf wird abgetrieben und das regenerierte flüssige Trockenmittel wieder mit dem nassen Gas in Berührung gebracht Dieses Verfahren hat den Nachteil bei technischen Verfahrensführungen, daß durch einfaches Erhitzen des flüssigen Trockenmittels nicht genügend Wassermengen entfernt werden. Die Wirksamkeit des Gas-Trocknungsvorganges ist eine Funktion des restlichen Wassers in dem regenerierten Entwässerungsmittel (Dehydratisierungsmittel). Erhöhung der Temperatur während des Regenerierens fuhrt zu vermehrter Abtreibung von Feuchtigkeit, aber die Anwendung übermäßiger Hitze fördert auch den Abbau des Dehydratisierungsmittels durch Bildung von Pyrolyseprodukten. Diese Prolyseprodukte vermindern wiederum die Wirksamkeit des Dehydratisierungsmittels undIf you have a desiccant, such as. B. a glycol or an alkanolamine in conventional technical gas drying units used, water from the aqueous glycol or alkanolamine has been hitherto used by heating removed. The water vapor generated by heating is driven off and the regenerated liquid desiccant brought back into contact with the wet gas. This method has the disadvantage of technical process management that by simply heating the liquid desiccant is not sufficient Amounts of water are removed. The effectiveness of the gas drying process is a function of the rest Water in the regenerated dehydrating agent. Increase in temperature during regeneration leads to increased abortion of moisture, but the application Excessive heat also promotes the breakdown of the dehydrating agent through the formation of pyrolysis products. These prolysis products, in turn, reduce the effectiveness of the dehydrating agent and

können auch den zu trocknenden Gasstrom verunreinigen. can also contaminate the gas stream to be dried.

Aus der CH-PS 2 26 447 ist ein Verfahren zum Trocknen von Gas bekannt, bei dem das Gas mit einem flüssigen Trockenmittelgemisch aus einer in Wasser unlöslichen organischen Verbindung und einer mit dieser mischbaren, jedoch wasserlöslichen organischen Verbindung in Berührung gebracht wird. Nach Wasserabsorption -erfolgt eine übliche Destillation unter Erhitzen des wasserhaltigen Trockenmittelgemisches, um das Wasser vor der Wiederverwendung des Mittels als azeotropes Gemisch mit der wasserunlöslichen Verbindung zu entfernen. Die hiermit erreichbare Wasserentfernung ist nicht besonders gut, die Destillation des gesamten Trockenmittelgemisches erfordert einen hohen Wärmebedarf.From CH-PS 2 26 447 a method for drying gas is known in which the gas with a liquid desiccant mixture of a water-insoluble organic compound and one with this miscible, but water-soluble organic compound is brought into contact. After water absorption - the usual distillation takes place with heating of the water-containing desiccant mixture, around the water before reusing the agent as an azeotropic mixture with the water-insoluble Remove connection. The water removal that can be achieved with this is not particularly good, the distillation of the entire desiccant mixture requires a lot of heat.

Die US-PS 22 18 234 beschreibt ein Verfahren zur Behandlung wäßriger Lösungen aus einem Monohydroxyalkohol und einem Polyhydroxyalkohol, die Salze und Farbstoffe enthalten, zwecks Rückgewinnung der alkoholischen Komponenten, wobei die Lösung zunächst unter Abtrennung einer wäßrigen MonohydroxyalkohoI-Fraktion destilliert und die Restlösung dann in eine Kolonne geleitet wird, deren beheiztes Bodenteil mit einem mit Wasser nichtmischbaren Kohlenwasserstoff gefüllt ist, wobei die Restlösung ohne Kontakt mit der Bodenheizung unter Entfernung eines Destillats aus Kohlenwasserstoff, Polyhydroxyalkohol und Wasser destilliert und eine wäßrige Polyhydroxyalkohollösung, befreit von den Farbstoffen und Salzen, nach Entschichtung des Destillats gewonnen wird. Eine Wasserabtrennung aus Gasen ist nicht vorgesehen; der Kohlenwasserstoff, z. B. Toluol dient als indirektes Heizmittel und soll lediglich ein Gemisch aus Wasser und Polyhydroxyalkohol überführen.The US-PS 22 18 234 describes a method for treating aqueous solutions of a monohydroxy alcohol and a polyhydroxy alcohol containing salts and dyes for the purpose of recovering the alcoholic components, the solution initially separating off an aqueous monohydroxy alcohol fraction distilled and the remaining solution is then passed into a column, the heated bottom part of which is filled with a water-immiscible hydrocarbon, the remaining solution without contact with the floor heating with removal of a distillate of hydrocarbon, polyhydroxy alcohol and water distilled and an aqueous polyhydroxy alcohol solution, freed from the dyes and salts, after stripping of the distillate is obtained. Separation of water from gases is not provided; the hydrocarbon, z. B. Toluene serves as an indirect heating medium and should only be a mixture of water and polyhydroxy alcohol convict.

Es wurde gefunden, daß die zur Gastrocknung verwendeten Glykole mit 2—8 Kohlenstoffatomen und/oder Alkanolamine mit 2—6 Kohlenstoffatomen azeotrop regeneriert werden können, wenn man unterhalb der Oberflächen des wasserhaltigen Trockenmittels einen organischen mit Wasser und dem Trockenmittel nichtmischbaren Azeotropbildner einleitet und die durchschnittliche Temperatur des Trockenmittels unterhalb seiner thermischen Zersetzungstemperatur und oberhalb der Verdampfungstemperatur des Azeotropbildners liegt, wobei der Azeotropbildner in einer solchen Menge eingeleitet wird, daß der ein Wasser-Azeotrop mit dem absorbierten Wasser bildet, wobei das Wasser-Azeotrop einen Siedepunkt nicht höher als die thermische Zersetzungstemperatur des Trockenmittels aufweist; und daß man dann das Wasser-Azeotrop von dem Trockenmittel destillativ entfernt. Die Regeneration kann durchgeführt werden, während das Gas-Trockenverfahren kontinuierlich abläuft. Das Trockenverfahren kann für jedes Gas verwendet werden, das nicht mit Glykol oder Alkanolamin reagiert.The glycols used for gas drying have been found to have 2-8 carbon atoms and / or alkanolamines with 2-6 carbon atoms can be regenerated azeotropically if one below the surface of the water-containing desiccant, an organic one with water and the Desiccant initiates immiscible azeotrope and the average temperature of the desiccant below its thermal decomposition temperature and above the evaporation temperature of the Azeotrope former is, the azeotrope is introduced in such an amount that the one Water azeotrope forms with the absorbed water, the water azeotrope not having a boiling point higher than the thermal decomposition temperature of the desiccant; and then that Water azeotrope removed from the desiccant by distillation. The regeneration can be carried out while the gas-dry process is continuous. The dry process can be used for any gas that does not react with glycol or alkanolamine.

Bei den herkömmlichen labormäßigen azeotropen Destillationen wird das Wasser allmählich in kleinenIn conventional laboratory azeotropic distillations, the water is gradually reduced in size

ίοίο

Anteilen durch die Umlaufarbeitsweise der Destillationsapparatur entfernt. Ein solches System ist jedoch für die Benutzung bei einem großtechnischen Verfahren wegen des hohen Energiebedarfes eines derartigen Systems unbrauchbar. Bei einer üblichen azeotropen Destillation formt der flüssige Azeotropbildner eine gesonderte Schicht (gewöhnlich an der oberen Grenzfläche der nassen Flüssigkeit). Die einzige Berührungsstelle stellt die Grenzfläche der beiden Flüssigkeiten dar. Ein großer Anteil des Azeotropbildners wird am Rückfluß erhitzt, ohne mit der nassen Flüssigkeit in Berührung zu treten. Gemäß der Erfindung wird dagegen eine ausreichende Menge eines Azeotropbildners, wie Benzol, Toluol, Xylol oder Äthylbutyrat zur Bildung eines niedrigsiedenden azeotropen Gemisches mit Wasser unter der Oberfläche einer heißen wäßrigen Lösung von Äthylenglykol, Diäthylenglykol, Triäthylenglykol, Tetraäthylenglykol oder eines Alkanolamins (z. B. wäßriges Monoäthanolamin, Diäthanolamin oder Triäthanolamin) gegeben. Der zugefügte Azeotropbildner ist 1. im wesentlichen nicht mischbar mit Wasser und dem Dehydratisierungsmittel und besitzt 2. eine Dichte kleiner als die Dichte des wäßrigen Glykols, wäßrigen Alkanolamins oder des wäßrigen Glykol-Alkanolamin-Gemisches. Der Azeotropbildner wird in einer solchen Menge hinzugefügt, daß das in dem Glykol- oder Alkanolamin gelöste Wasser im wesentlichen vermindert oder völlig entfernt wird. Wenn aromatische Kohlenwasserstoffe als Azeotropbildner verwendet werden, wird das Wasser sehr wirksam entfernt (d. h. die Konzentration des Wassers wird auf weniger als 1 Gew.-°/o vermindert). Der Azeotropbildner, eingeleitet unterhalb der Oberfläche des Trockenmittels, wandert auf Grund des Dichteunterschiedes zur Oberfläche des flüssigen Trockenmittels, verdampft und bildet in situ das Wasser-Azeotrop. Außer der Mischwirkung stellt der Transport des Azeotropbildners durch die Flüssigkeitsmasse sicher, daß eine ausreichende Berührungszeit gewährleistet ist, um praktisch den gesamten Azeotropbildner wirksam zur Wasseraufnahme zu nutzen und das Wasser-Azeotrop vor oder während der Verdampfung zu bilden. Die Wirksamkeit der Wasserentfernung ist auf diese Weise nicht auf eine einfache Grenzflächenberührung von zwei miteinander nicht mischbaren Flüssigkeiten beschränkt. Der Azeotropbildner kann mit dem heißen Glykol- oder Alkanolamin in Berührung gebracht werden, und zwar unter Verwendung geeigneter Diffusionsmaßnahmen, so daß sowohl Azeotropbildner als auch Wasser-Azeotrop in situ unterhalb des Flüssigkeitsniveaus der zu entwässernden Flüssigkeitsmasse verdampft werden. Man kann z. B. den Azeotropbildner unterhalb der Oberfläche des heißen wäßrigen Glykols oder wäßrigen Alkanolamins unter Verwendung eines durchlöcherten Rohres oder einer Scheibe als Diffusorvorrichtung einleiten. Einer der Hauptvorteile des erfindungsgemäßen Verfahrens besteht darin, daß nur eine solche Menge des Azeotropbildners erforderlich ist, ausreichend, um praktisch das gesamte Wasser zu entfernen, wenn der Azeotropbildner in einem genügenden Abstand unterhalb der Oberfläche zugeleitet wird, um optimale Berührung zu ergeben. Die Notwendigkeit zur Verwendung großer Mengen des Azeotropbildners, die für eine im Umlauf rückgeführte azeotrope Labordestillation erforderlich wäre, wird auf diese Weise vermieden. Durch Verminderung der zugefügten Menge des Azeotropbildners vermindert sich in entsprechender Weise der Wärmeaufnahmebedarf. Das wäßrige Glykol- oder/und Alkanolamin kann auf jede Temperatur oberhalb der Verdampfungstemperatur des Azeotropbildners bis zur Zersetzungstemperatur des Dehydratisierungsmittels erhitzt werden. Gewöhnlich sind Temperaturen von 12Γ—218°C geeignet.Fractions removed by the circulation mode of the distillation apparatus. However, one such system is for use in a large-scale process because of the high energy requirements of such a process System unusable. In a conventional azeotropic distillation, the liquid azeotrope former forms a separate layer (usually at the top interface of the wet liquid). The only point of contact is the interface between the two liquids A large proportion of the azeotrope former is refluxed without being in with the wet liquid To kick in touch. According to the invention, however, a sufficient amount of an azeotrope former, such as benzene, toluene, xylene or ethyl butyrate to form a low-boiling azeotropic mixture with water under the surface of a hot aqueous solution of ethylene glycol, diethylene glycol, triethylene glycol, Tetraethylene glycol or an alkanolamine (e.g. aqueous monoethanolamine, diethanolamine or Triethanolamine) given. The added azeotrope former is 1. essentially immiscible with water and the dehydrating agent and 2. has a density less than the density of the aqueous glycol, aqueous Alkanolamine or the aqueous glycol-alkanolamine mixture. The azeotrope is in such Amount added that substantially reduces the water dissolved in the glycolamine or alkanolamine or removed entirely. When using aromatic hydrocarbons as azeotrope former the water is removed very effectively (i.e. the concentration of the water is reduced to less than 1% by weight reduced). The azeotrope former, introduced below the surface of the desiccant, migrates to the surface of the liquid desiccant due to the difference in density, evaporates and forms the water azeotrope in situ. In addition to the mixing effect, the azeotrope-former is transported by the liquid mass ensure that a sufficient contact time is guaranteed to to use practically the entire azeotrope-former effectively for water absorption and the water azeotrope to form before or during evaporation. The effectiveness of water removal is this way not limited to a simple interface contact of two immiscible liquids. The azeotrope former can be brought into contact with the hot glycolamine or alkanolamine be, using suitable diffusion measures, so that both azeotrope as well as water azeotrope are evaporated in situ below the liquid level of the liquid mass to be dewatered. You can z. B. the azeotrope former below the surface of the hot aqueous glycol or aqueous alkanolamine using a perforated tube or disc as a diffuser device. One of the main advantages of the process according to the invention consists in that only such an amount of the azeotrope former is required, sufficient to remove virtually all of the water when the azeotrope former is in is fed a sufficient distance below the surface to give optimal contact. the Need to use large amounts of the azeotrope for a recycled Azeotropic laboratory distillation would be required is avoided in this way. By reducing the The amount of the azeotrope former added correspondingly reduces the heat absorption requirement. The aqueous glycolamine and / or alkanolamine can be at any temperature above the evaporation temperature of the azeotrope former are heated to the decomposition temperature of the dehydrating agent. Temperatures of 12-218 ° C are common suitable.

Die Figur ist ein schematisches Diagramm einer Ausführungsform eines verbesserten Gastrocken-Prozesses der Erfindung. Gemäß der Figur wird feuchtesThe figure is a schematic diagram of one embodiment of an improved gastro-drying process the invention. According to the figure, it becomes damp

ίο Industriegas via 1 zur Gastrockenzone gesandt. Ein flüssiges Gastrockenmittel (wie Äthylenglykol, Diäthylenglykol, Triäthylenglykol, Monoäthanolamin oder Diäthanolamin) wird via 2 zur Gastrockenzone geleitet und dort mit dem Gas von 1 durch Gegenstrom-Extraktion in Berührung gebracht. Trockengas (d.i. Gas mit einem geringeren Feuchtigkeitsgehalt, als das in die Gastrockenzone einströmende Gas) wird von der Gastrockenzone durch Auslaß 3 entfernt. Das flüssige Gastrockenmittel (weiches jetzt die dem feuchten Gas entzogene Feuchtigkeit zusätzlich enthält) wird aus der Gastrockenzone durch Leitung 4 entfernt und der Regenerationszone zugeführt. Das wasserreiche Gastrockenmittel wird innerhalb der Regenerationszone auf geeignete Temperatur erhitzt. Da jede Temperatur unterhalb des Zersetzungspunktes des Glykots oder/und Alkanolamins verwendet werden kann, so kann sie von 121—218° C betragen, je nach dem speziellen Trockenmittel. Zum Beispiel kann bei Verwendung von Äthylenglykol die Regenerationszone auf 149—165⁰C erhitzt werden; bei Verwendung von Diäthylenglykol auf 149—177°C, vorzugsweise auf 171 —177° C; bei Verwendung von Triäthylenglykol kann die Temperatur von 149° —196° C, gewöhnlich von 177° —196° C betragen; bei Verwendung von Tetraäthylenglykol kann jede Temperatur von 149—218°C benutzt werden; und bei Monoäthanolamin kann die Temperatur von 138°C bis zwischen 149° und 152°C betragen, je nach dem das azeotrope Gemisch bildenden Mittel. Das das azeotrope Gemisch bildendeίο Industrial gas sent via 1 to the gas drying zone. A liquid gas drying agent (such as ethylene glycol, diethylene glycol, triethylene glycol, monoethanolamine or diethanolamine) is passed via 2 to the gas drying zone and there brought into contact with the gas from 1 by countercurrent extraction. Drying gas (ie gas with a lower moisture content than the gas flowing into the gas drying zone) is removed from the gas drying zone through outlet 3. The liquid gas drying agent (which now additionally contains the moisture removed from the moist gas) is removed from the gas drying zone through line 4 and fed to the regeneration zone. The water-rich gas desiccant is heated to a suitable temperature within the regeneration zone. Since any temperature below the decomposition point of the glycot and / or alkanolamine can be used, it can be from 121-218 ° C, depending on the particular desiccant. For example, when using ethylene glycol, the regeneration zone can be heated to 149-165 ⁰ C; when using diethylene glycol to 149-177 ° C, preferably 171-177 ° C; if triethylene glycol is used, the temperature can be from 149 ° -196 ° C, usually from 177 ° -196 ° C; if tetraethylene glycol is used, any temperature from 149-218 ° C can be used; and for monoethanolamine, the temperature can be from 138 ° C to between 149 ° and 152 ° C, depending on the agent forming the azeotropic mixture. That forming the azeotropic mixture

-to Mittel (das eine geringere Dichte als das Dehydratisierungsmittel hat und praktisch nicht mit dem Dehydratisierungsmittel mischbar ist) wird via Leitung 5 der Regenerierzone unter der Oberfläche des heißen flüssigen Trockenmittels zugeführt, das durch Herabsetzung des Wassergehaltes regeneriert werden soll. Das das azeotrope Gemisch bildende Mittel hat vorzugsweise eine Dichte, die mindestens 0,02 g/ml geringer ist als die Dichte des feuchten Dehydratisierungsmittels bei der entsprechenden Regeneriertemperatur. Das sich-to agent (which has a lower density than the dehydrating agent and is practically immiscible with the dehydrating agent) is via line 5 of the Regeneration zone fed under the surface of the hot liquid desiccant, which is reduced by lowering the water content is to be regenerated. The azeotropic mixture forming agent preferably has a density at least 0.02 g / ml less than the density of the wet dehydrating agent the corresponding regeneration temperature. That I

so bildende Wasser-Azeotrop wird aus der Regenerierzone via Leitung 6 in Dampfform entfernt und einer Kühl- und Abtrennzone zugeführt, wo das Wasser-Azeotrop kondensiert wird. Das dehydratisierte Gastrockenmittel (trocknendes Mittel) wird via 2 aus der Regenerierzone entfernt und in die Gastrockenzone zurückgeführt. Das Wasser-Azeotrop, das sich in der Kühl- und Abtrennzone abgetrennt hat, wird in zwei flüssige Schichten geteilt (Wasser und mit Wasser nicht mischbares organisches flüssiges, das azeotrope Gemisch bildende Mittel). Das das azeotrope Gemisch bildende Mittel wird dann via Leitung 7 zu einer Lagerungszone geschickt, die durch Leitung 5 zurück zur Regenerierzone führt. Das Wasser wird durch Leitung 8 entweder als Abwasser entfernt oder kann in den Wärmeaustauschern des Systems Verwendung finden.water azeotrope thus forming is removed from the regeneration zone via line 6 in vapor form and a cooling and the separation zone where the water azeotrope is condensed. The dehydrated gastro-desiccant (drying agent) is removed from the regeneration zone via 2 and returned to the gas drying zone. That Water azeotrope that has separated in the cooling and separation zone is divided into two liquid layers (Water and water-immiscible organic liquid forming the azeotropic mixture). That the azeotropic mixture-forming agent is then sent via line 7 to a storage zone which is passed through Line 5 leads back to the regeneration zone. The water is removed through line 8 either as waste water or can be used in the system's heat exchangers.

Die Entfernung des Wassers aus dem heißen wäßrigen Glykol oder wäßrigen Alkanolamin geschieht auf diese Weise praktisch sofort für jede gegebeneThe water is removed from the hot aqueous glycol or aqueous alkanolamine this way practically instantly for any given

Wasserkonzentration. Es ist somit nicht nötig, das Wasser in verschiedenen Umlauf-Arbeitsgängen stufenweise zu entfernen. Das Wasser-Azeotrop (in Dampfform) läßt sich auf herkömmliche Weise leicht von dem heißen Glykol oder Alkanolamin trennen, und die Regenerierzone wird im folgenden mit einem frischen Ansatz des wäßrigen Glykols oder des wäßrigen Alkanolamins aus dem Gastrockenvorgang beschickt. Das verdampfte Wasser-Azeotrop wird dann zu einem Kondensator oder einer anderen Kühlvorrichtung geführt und das Wasser in flüssiger Form von dem das azeotrope Gemisch bildenden Mittel getrennt. Das azeotrope Gemisch bildende Mittel wird wiederum benutzt, um einen neuen Ansatz des heißen, feuchten Glykols oder Alkanolamins in der Regenerierzone zu trocknen.Water concentration. It is therefore not necessary to gradually circulate the water in different steps to remove. The water azeotrope (in vapor form) can easily be removed from the in a conventional manner Separate hot glycol or alkanolamine, and the regeneration zone is in the following with a fresh Approach of the aqueous glycol or the aqueous alkanolamine charged from the gastro-drying process. The vaporized water azeotrope then becomes a condenser or other cooling device led and separated the water in liquid form from the azeotropic mixture-forming agent. That Azeotropic mixture-forming agent is in turn used to create a new approach to the hot, humid Glycol or alkanolamine to dry in the regeneration zone.

Die Hauptmasse des Wassers im Trockenmittel kann mittels gewöhnlicher Destillationsverfahren entfernt werden. Das Verfahren der vorliegenden Erfindung ist besonders vorteilhaft zum Trocknen von wäßrigen Glykol- oder wäßrigen Alkanolaminlösungen, die 2 bis 6, ja sogar bis zu 10% Wasser enthalten. Die Entfernung von mindestens einem Teil dieser letzten geringen Wassermenge aus den Glykolen oder Alkanolaminen erhöht wesentlich deren Brauchbarkeit als industrielle Gastrockenmittel.Most of the water in the desiccant can be removed using standard distillation techniques will. The method of the present invention is particularly advantageous for drying aqueous Glycol or aqueous alkanolamine solutions that contain 2 to 6, even up to 10% water. The distance of at least part of this last small amount of water from the glycols or alkanolamines significantly increases their usefulness as industrial gastro-desiccants.

Gemäß einer besonders vorteilhaften Ausführungsform des Verfahrens der Erfindung, wobei Diäthylenglykol als Gastrockenmittel verwendet wird, erhitzt man das feuchte Diäthylenglykol auf eine Temperatur von 163° C. Diese anfängliche Erhitzungsstufe entfernt einen Teil des Wassers und hinterläßt eine Lösung von Diäthylenglykol, die 2—5 Gew.-% Wasser enthält. Zu dieser heißen Lösung wird eine solche Menge Toluol hinzugefügt, die genügt, um sich mit dem Hauptanteil des Wassers zu vereinigen, das in dem teilweise regenerierten Diäthylenglykol vorhanden ist. Das Toluol wird unter der Oberfläche des heißen Diäthylenglykols (vorzugsweise an einer bodennahen Stelle) durch einen perforierten Diffuser oder Sprüher zugeführt, so daß das Toluol innerhalb der Glykolphase verdampft. Nach der Verdampfung bewegen sich die Blasen des Toluoldampfes und des Dampfes des Toluol-Wasser-Azeotrops durch die Masse der Diäthylenglykolphase, so daß fast das ganze Toluol wirkungsvoll nutzbar gemacht wird, um ein Wasser-! öluol-Azeotrop zu bilden. Die kombinierte Wirkung, nur eines geringen Überschusses an Toluol (d. i. bis zu 10 Gew.-% des Gesamtgewichts, das benötigt wird, um das gesamte Restwasser zu entfernen) zu verwenden und die wirkungsvolle Verdampfung des Toluols unter der Oberfläche des Diäthylenglykols ergibt eine vielfache Zunahme der Wasserentfernungsgeschwindigkeit durch die Bildung eines Toluol-Wasser-Azeotrops. Diese Verbesserung wird nicht erreicht, wenn man große Mengen des das azeotrope Gemisch bildenden Mittels verwendet. Zum Beispiel verwendet das Laborverfahren einen großen Überschuß an Toluol, was die Rückflußtemperatur innerhalb der Regenerierzone wesentlich herabsetzt und unnötigerweise den Umlauf zusätzlicher Stoffmengen veranlaßt. Das Endergebnis ist ein Energieverlust und eine weniger wirksame Bildung des Wasser-Toluol-Azeotrops. Das Verfahren der vorliegenden Erfindung läuft auf eine einzige Durchlaufarbeitsweise hinaus, die geeignet ist, einen praktisch vollständigen Wasserentzug des Diäthylenglykols zu gewährleisten.According to a particularly advantageous embodiment of the method of the invention, wherein diethylene glycol is used as a gas drying agent, the moist diethylene glycol is heated to a temperature of 163 ° C. This initial heating step removes some of the water and leaves a solution of Diethylene glycol containing 2-5% water by weight. Such an amount of toluene is added to this hot solution added sufficient to combine with the bulk of the water that is in the partial regenerated diethylene glycol is present. The toluene gets under the surface of the hot diethylene glycol (preferably at a point close to the ground) through a perforated diffuser or sprayer supplied so that the toluene evaporates within the glycol phase. After evaporation, they move Blowing the toluene vapor and the vapor of the toluene-water azeotrope through the bulk of the diethylene glycol phase, so that almost all of the toluene can be effectively used to produce a water! oil azeotrope to build. The combined effect of only a slight excess of toluene (i.e. up to 10% by weight of the total weight required to remove all of the residual water) and the Effective evaporation of the toluene beneath the surface of the diethylene glycol results in a multiple Increase in the rate of water removal due to the formation of a toluene-water azeotrope. These Improvement is not achieved if large amounts of the azeotropic mixture-forming agent are used used. For example, the laboratory method uses a large excess of toluene, which makes the The reflux temperature within the regeneration zone significantly reduces and unnecessarily the circulation caused additional amounts of substance. The end result is a loss of energy and a less effective one Formation of the water-toluene azeotrope. The method of the present invention runs on a single one Continuous mode of operation that is also suitable for practically complete dehydration of the diethylene glycol to ensure.

Da das Vorhandensein großer Mengen des das azeotrope Gemisch bildenden Mittels (wie Benzol, Toluol oder jedes andere Xylol) in der Regenerationszone dazu neigt, die Gesamtwirksamkeit des Verfahrens zu mindern, ist es vorzuziehen, die genaue Menge des das azeotrope Gemisch bildenden Mittels zu bemessen, das in der Regenerierzone benötigt wird. Das kann automatisch geschehen durch angemessene Gestaltung der Trennvorrichtung, die eine automatische Einstellung der Beschickungsgeschwindigkeit des organischen, dasSince the presence of large amounts of the agent forming the azeotropic mixture (such as benzene, Toluene or any other xylene) in the regeneration zone tends to reduce the overall efficiency of the process it is preferable to measure the exact amount of the agent forming the azeotropic mixture, that is required in the regeneration zone. This can be done automatically through appropriate design the separator, which automatically adjusts the feed rate of the organic, the

ίο azeotrope Gemisch bildenden Mittels gestattet. Auf diese Weise kann die Umlaufgeschwindigkeit des das azeotrope Gemisch bildenden Mittels so eingestellt werden, daß sie der Wassermenge proportional ist, die in dem feuchten Glykol und/oder feuchten Alkanolamin vorliegt, das der Regenerierzone zugeführt wird. Zum Beispiel erhöht eine Zunahme des gesamten in der Regenerierzone vorhandenen Wassers automatisch sowohl die Menge des das azeotrope Gemisch bildenden Mittels, womit die Regenerierzone beschickt wird, als auch die Menge der Wärme, die der Regenerierzone zugeführt wird. Bei synchronisierter Regelung der Beschickungsgeschwindigkeit des das azeotrope Gemisch bildenden Mittels und der Hitzezufuhr zur Regenerierzone (beides abhängig von der Gesamtwasser- und -Glykol- oder -Alkanolaminmenge) kann das Verfahren kontinuierlich durchgeführt werden.ίο azeotropic mixture-forming agent permitted. on in this way, the circulation speed of the agent forming the azeotropic mixture can be adjusted be that it is proportional to the amount of water that is in the wet glycol and / or wet alkanolamine is present, which is fed to the regeneration zone. For example, an increase in the total increases in the Regeneration zone automatically both the amount of water present and the azeotropic mixture forming agent with which the regeneration zone is charged, as well as the amount of heat that the Regeneration zone is supplied. With synchronized control of the feeding speed of the das azeotropic mixture-forming agent and the heat supply to the regeneration zone (both depending on the Total amount of water and glycol or alkanolamine) the process can be carried out continuously.

Ein anderer Vorteil des Verfahrens der Erfindung ist,Another advantage of the method of the invention is

daß es an schon bestehende Gastrocken-Apparaturen mit einem Minimum an Aufwand oder Verfahrensab-Wandlungen angepaßt werden kann.that it can be connected to existing gastro-drying equipment with a minimum of effort or process modifications can be customized.

Die folgenden Beispiele erläutern die Erfindung:The following examples illustrate the invention:

example 1

Eine Probe von 150 g Diäthylenglykol (9OGew.-°/o Diäthylenglykol, 10 Gew.-% Wasser) wurde in einen mit einer Rückfluß-Kolonne ausgestatteten Kolben gebracht. Die Temperatur des Kolbens wurde auf 176° C unter Stickstoffatmosphäre gehalten. Bei dieser Temperatur wurden 10 ml Wasser entfernt, so daß noch eine Gesamtmenge von 5 ml Wasser im Kolben zurückblieb. Unter der Oberfläche des heißen wäßrigen Diäthylenglykols wurde Toluol mit einer Geschwindigkeit von 2—3 ml pro Minute eingeführt, bis eine Gesamtmenge von 40 ml Toluol hinzugefügt war. Die Dämpfe von der Rückfluß-Säule wurden in einen seitlichen Rezipienten geschickt, der mit einem mit Wasser gekühlten Kühler versehen war; und das Toluol-Wasser-Azeotrop wurde niedergeschlagen. Kondensiertes Toluol wurde dem Kolben im Rücklauf nicht wieder zugeführt. DerA sample of 150 g of diethylene glycol (9OGew.-% diethylene glycol, 10 wt .-% water) was in a with brought a reflux column equipped flask. The temperature of the flask rose to 176 ° C kept under a nitrogen atmosphere. At this temperature 10 ml of water were removed, so that another A total of 5 ml of water remained in the flask. Under the surface of the hot aqueous diethylene glycol toluene was introduced at a rate of 2-3 ml per minute until total of 40 ml of toluene was added. The vapors from the reflux column were in a side recipient sent, which was provided with a water-cooled condenser; and the toluene-water azeotrope became dejected. Condensed toluene was not returned to the reflux flask. Of the

so Rückstand im Kolben enthielt 99,91 Gew.-% Diäthylenglykol. so residue in the flask contained 99.91% by weight of diethylene glycol.

Example 2

Naturgas mit einem normalen Taupunkt von 21,1 bis 23,9°C entsprechend 19,0-22,6 kg H₂O/28 316 m³ wurde in einem handelsüblichen Gastrockner getrocknet, wobei Triäthylenglykol als Trockenmittel verwendet wurde. 2,8 · 10~² m³ Gas wird bei 1,03 kg/cm² und bei 15,6° C gemessen. Das Gas wurde durch Gegenstromberunning mit dem Triäthylenglykol in einer senkrechten Trockensäule getrocknet. Das Triäthylenglykol. wurde durch das System mit einer Geschwindigkeit von 91,0 Liter pro Stunde im Umlauf geführt. Das Naturgas wurde zur Trockensäule bei einer Temperatur von 22,2° C unter einem Druck von 34,7 kg/cm² geschickt und strömte mit einer Geschwindigkeit von 37 800 cbm pro Tag. Nach Entfernung des getrockneten Gases wurde das feuchte Triäthylenglykol von der Trocken-Natural gas with a normal dew point of 21.1 to 23.9 ° C. corresponding to 19.0-22.6 kg H ₂ O / 28 316 m ³ was dried in a commercially available gas dryer, triethylene glycol being used as the drying agent. 2.8 x 10 ^-2 m ³ gas is measured at 1.03 kg / cm ² and at 15.6 ° C. The gas was dried by running countercurrently with the triethylene glycol in a vertical drying column. The triethylene glycol. was circulated through the system at a rate of 91.0 liters per hour. The natural gas was sent to the dry column at a temperature of 22.2 ° C under a pressure of 34.7 kg / cm ² and flowed at a rate of 37,800 cbm per day. After removing the dried gas, the moist triethylene glycol was removed from the drying

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säule entfernt und zum Regenerator geleitet, wo es auf 177° C erhitzt wurde, um einen Teil des Wassers zu verdampfen. Bei dieser herkömmlichen Arbeitsmethode enthielt die magere Ausbeute an Triäthylenglykol aus der Regenerierzone nach Erhitzung etwa 2,9 Gew.-% Wasser. Das getrocknete Naturgas hatte einen Gas-Taupunkt von —7,8° C entsprechend einem Wassergehalt von 3,02 kg/28 316 cbm Gas;removed column and sent to the regenerator, where it was heated to 177 ° C to remove some of the water evaporate. In this conventional procedure, the meager yield contained triethylene glycol the regeneration zone after heating about 2.9 wt .-% water. The dried natural gas had one Gas dew point of -7.8 ° C corresponding to a water content of 3.02 kg / 28 316 cbm gas;

Dann wurde Toluol unter der Oberfläche des Triäthylenglykols bei 177°C in den Glykol-Regenerator eingeführt. Die Toluol-Zugabegeschwindigkeit betrug 15,1 Liter pro Stunde. Innerhalb einer Stunde (der Zeit, die erforderlich ist, um den Bestand an Triäthylenglykol in den Leitungen auszugleichen), hatte sich der Wassergehalt des ausfließenden Naturgases aus der Trockensäule auf 2,68 kg H₂O/28 316 cbm) verringert, das einen Taupunkt von —9,4° C aufwies; und innerhalb von 2 Stunden auf 2,36 kg H₂O verringert mit einem Taupunkt von — H₁I⁰C. Bei einem ähnlichen Experiment, jedoch unter Anwendung einer Toluoleinführungsgeschwindigkeit von 18,9 Liter pro Stunde, verringerte sich die Wassermenge in Naturgas auf 2,36 kg H2O/28 316 cbm, das innerhalb von einer Stunde einen Taupunkt von —11,1⁰C aufwies. Der Gas-Taupunkt war gemäß der Apparaturanordnung nicht maßgebend für Gleichgewichtswerte. Der Absorber (Gastrockensäule) enthielt nur drei Böden. Sechs oder sieben Böden wären nötig, um aus der höheren Triäthylenglykolkonzentration von 99,66% einen größeren Nutzen zu ziehen. Dies war der durch Vervollkommnung einer abgewandelten Arbeitsweise an einem einzigen Tag erhaltene Wert.Toluene was then introduced into the glycol regenerator under the surface of the triethylene glycol at 177 ° C. The toluene addition rate was 15.1 liters per hour. Within an hour (the time required to balance the amount of triethylene glycol in the lines), the water content of the natural gas flowing out of the drying _{column had decreased to 2.68 kg H 2} O / 28,316 cbm), which was a dew point of -9.4 ° C; and within 2 hours reduced to 2.36 kg H ₂ O with a dew point of - H ₁ I ⁰ C. In a similar experiment, but using a toluene introduction rate of 18.9 liters per hour, the amount of water in natural gas decreased 2.36 kg H2O / 28,316 cubic meters, which had a dew point of -11.1 ⁰ C within one hour. According to the arrangement of the apparatus, the gas dew point was not decisive for equilibrium values. The absorber (dry gas column) contained only three trays. Six or seven trays would be required to get more benefit from the higher triethylene glycol concentration of 99.66%. This was the value obtained by perfecting a modified way of working in a single day.

Example 3

Ausrüstung und Arbeitsweise ähneln der von Beispiel 1; eine Probe von 200 g wäßrigen Monoäthanolamins (94,6 Gew.-% Monoäthanolamin; 5,4 Gew.-% Wasser) wurden auf 149—152⁰C erhitzt. Der Wassergehalt des Monoäthanolamins betrug dann 5 Gew.-%. Eine 60-ml-Probe von Äthylbutyrat wurde unter die Oberfläche des heißen Monoäthanolamins eingeführt. Die in dem Monoäthanolamin zurückbleibende Wassermenge nach Hinzufügung des Äthylbutyrats und Abtrennung des Wasser-Äthylbutyrat-Azeotrops betrug 2,4 Gew.-%.Equipment and operation are similar to that of Example 1; a sample of 200 g aqueous monoethanolamine (94.6 wt .-% monoethanolamine, 5.4 wt .-% of water) were heated to 149-152 ⁰ C. The water content of the monoethanolamine was then 5% by weight. A 60 ml sample of ethyl butyrate was placed under the surface of the hot monoethanolamine. The amount of water remaining in the monoethanolamine after the addition of the ethyl butyrate and separation of the water-ethyl butyrate azeotrope was 2.4% by weight.

Example 4

Bei Verwendung von Ausrüstung und Arbeitsweise ähnlich der von Beispiel I₁ wurde eine Probe von 500 ml wäßrigen Äthylenglykols (95 Gew.-% Äthylenglykol; 5 Gew.-% Wasser) auf 149° C erhitzt. Eine Gesamtmenge von 186 g (214 ml) Toluol wurde unter die Oberfläche des wäßrigen Äthylenglykols bei einer Fließgeschwindigkeit von 3 ml Toluol pro Minute zugefügt. Die Destillation wurde in einer Stunde und 10 Minuten vollständig durchgeführt. Während der Destillation wurde im System eine Stickstoffatmosphäre aufrechterhalten. Die Konzentration des im Äthylenglykol zurückbleibenden Wassers nach der Destillation betrug 0,7 Gew.-%.Using equipment and procedure similar to that of Example I ₁ , a sample of 500 ml of aqueous ethylene glycol (95% by weight ethylene glycol; 5% by weight water) was heated to 149 ° C. A total of 186 g (214 ml) of toluene was added below the surface of the aqueous ethylene glycol at a flow rate of 3 ml of toluene per minute. The distillation was completed in one hour and 10 minutes. A nitrogen atmosphere was maintained in the system during the distillation. The concentration of the water remaining in the ethylene glycol after the distillation was 0.7% by weight.

Example 5

Bei Verwendung von Vorrichtung und Arbeitsweise ähnlich der von Beispiel 4, wurde eine Probe von 500 ml wäßrigen Monoäthanolamins (95 Gew.-% Monoäthanolamin, 5Gew.-°/o Wasser) auf 138° C erhitzt. Eine Gesamtmenge von 325 ml Benzol wurde unter die Oberfläche des heißen wäßrigen Monoäthanolamins mit einer Geschwindigkeit von 3,0 ml pro Minute zugefügt. Nach Beendigung des Destillationsschrittes war die Wasserkonzentration im Monoäthanolamin auf 1,3 Gew.-% herabgesetzt.Using an apparatus and procedure similar to that of Example 4, a 500 ml Aqueous monoethanolamine (95% by weight monoethanolamine, 5% by weight water) heated to 138 ° C. One A total of 325 ml of benzene was under the surface of the hot aqueous monoethanolamine with added at a rate of 3.0 ml per minute. After completion of the distillation step was the Water concentration in the monoethanolamine reduced to 1.3% by weight.

Example 6

In ähnlicher Weise wie beim vorhergehenden Beispiel, jedoch unter Verwendung einer 61,0-cm-Kolonne mit 22 Glockenboden wurde eine 500-g-Probe von wäßrigem Diäthanolamin (95 Gew.-% Diäthanolamin, 5 Gew.-% Wasser) in ein Destillationsgefäß gebracht und auf 149° C erhitzt. Vor dem Destillationsschritt wurde das System mit Stickstoff gereinigt. Während der Destillation wurde kein Stickstoff verwendet Eine gesinterte Glasrohre wurde unter die Oberfläche des Diäthanolamins gebracht und eine Gesamtmenge von 283 g (320 ml) Benzol wurde mit einer Beschickungsgeschwindigkeit von 1,5 ml pro Minute zugefügt. Die Menge des nach der Destillation im Diäthanolamin zurückbleibenden Wassers betrug 0,6 Gew.-%.Similar to the previous example but using a 61.0 cm column a 500 g sample of aqueous diethanolamine (95% by weight diethanolamine, 5 wt .-% water) placed in a distillation vessel and heated to 149 ° C. Before the distillation step, the system was purged with nitrogen. No nitrogen was used during the distillation. A sintered glass tube was placed under the Brought surface of the diethanolamine and a total of 283 g (320 ml) of benzene was with added at a feed rate of 1.5 ml per minute. The amount of after distillation water remaining in diethanolamine was 0.6% by weight.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen1 sheet of drawings

Claims

Ib 8b4 claims:

1. Method for drying gas with a liquid desiccant from a glycol with 2 to 8 carbon atoms and / or alkanolamine with 2 to 6 carbon atoms with regeneration of the Desiccant with an organic agent which forms an azeotropic mixture with water and Removal of the water azeotrope from the desiccant, characterized in that one for regeneration an azeotrope former which is immiscible with the desiccant and water, its Density is less than the density of the desiccant, below the surface of the hydrous Desiccant, the temperature of which is above the evaporation temperature of the azeotrope former and is below the decomposition temperature of the desiccant, in one to form an azeotrope with Introduces sufficient amount of water and distilled off the water azeotrope

2. The method according to claim 1, characterized in that the temperature of the desiccant is kept between 121 ° and 218 ° C.

3. The method according to claim 1, characterized in that the desiccant is diethylene glycol, the agent forming the azeotropic mixture is benzene, toluene or xylene, and the temperature of the Desiccant is kept between 149 ° and 177 ° C.

4. The method according to claim 1, characterized in that the desiccant is triethylene glycol and the maximum temperature of the desiccant does not exceed 218 ° C.

5. The method according to claim 1, characterized in that the desiccant monoethanolamine, the azeotropic mixture-forming agent is ethyl butyrate, and the temperature of the desiccant is kept between 149 ° and 152 ° C.

6. The method according to claim 1, characterized in that the desiccant ethylene glycol, the the azeotropic mixture-forming agent is toluene and the temperature of the desiccant is between 149 ° and 165 ° C is maintained.

7. The method according to claim 1, characterized in that the desiccant triethanolamine, the the azeotropic mixture-forming agent is benzene, toluene or xylene and the temperature of the Desiccant kept between 12 Γ and 218 ° C will.