DE1950598A1 - Process for preventing the formation of emulsions in mixtures of hydrocarbons and water when cooling acetylene- and olefin-containing fission gases - Google Patents
Process for preventing the formation of emulsions in mixtures of hydrocarbons and water when cooling acetylene- and olefin-containing fission gasesInfo
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Badische Anilin- & Soda-Fabrik AG 1950598Badische Anilin- & Soda-Fabrik AG 1950598
Unser Zeichen: O.Z. 26.378 Gr/Hü ■ 6700 Ludwigshafen, 6.10. 1969Our reference: O.Z. 26,378 g / hip ■ 6700 Ludwigshafen, October 6th. 1969
Verfahren zur Verhinderung der Emulsionsbildung in Gemischen von Kohlenwasserstoffen und Wasser bei der Kühlung von acetylen- und ölefinhaltigen SpaltgasenProcess for preventing emulsification in mixtures of hydrocarbons and water in the cooling of acetylene and olefin-containing fission gases
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Verhinderung von Emulsionsbildung in Gemischen von Kohlenwasserstoffen und Wasser, wie sie bei der Kühlung von acetylen- und olefinhaltigen Spaltgasen aus dem Tauchflammverfahren mit Wasser erhalten werden. Bei der thermischen Spaltung von Rohöl oder dessen Fraktionen nach dem Tauchflammenverfahren erhält man .aus höheren Kohlenwasserstoffen ungesättigte niedermolekulare Kohlenwasserstoffe im Gemisch mit unvollständig gespaltenen gesättigten Kohlenwasserstoffen wie Methan, A'than und Verbrennungsprodukten, Stickstoff, Schwefelverbindungen und Ruß. Bekanntlich wird das Crackgasgemisch vor der Aufarbeitung in einer Tieftemperaturanlage durch eine Wasserwäsche geleitet, die neben der Entfernung von Feststoffteilchen die Abkühlung des Spaltgases vor Eintritt in, die Gasauftrennung zur Aufgabe hat. Je nach Gaszusammensetzurg , gewähltem Druck-und Temperatur werden bei diesem Waschprozess Kohlenwasserstoffe zur Kondensation gebracht, die nach dem Dir chlaufen eines Trenngefäßes entweder zur weiteren Verwendung abgezogen oder dem Spaltofen wieder zugeführt werden.The invention relates to a method for preventing emulsification in mixtures of hydrocarbons and water, such as are obtained in the cooling of acetylene- and olefin-containing fission gases from the immersion flame method with water. In the thermal cracking of crude oil or its fractions by the immersion flame process, unsaturated low molecular weight hydrocarbons are obtained from higher hydrocarbons in a mixture with incompletely split saturated hydrocarbons such as methane, ethane and combustion products, nitrogen, sulfur compounds and soot. It is known that the cracked gas mixture is passed through a water scrubber before being worked up in a low-temperature system, which, in addition to removing solid particles, has the task of cooling the cracked gas before it enters the gas separation. Depending on the gas composition, selected pressure and temperature, hydrocarbons are brought to condensation in this scrubbing process, which, after passing through a separation vessel, are either withdrawn for further use or returned to the cracking furnace.
Im letzteren Falle ist es für das Verfahren von größter Bedeutung, daß der zurückgeführte Kohlenwasserstoffstrom homogen und wasserfrei ist, da das durch Emulsionsbildung mitgeführte Wasser ein starkes Aufschäumen im Reaktor auslöst. Weiterhin führt eine Emulsionsbildung im Trenngefäß zu erheblichen Kohlenwasserstoffverlusten, die anteilmäßig mit dem ausgeschleusten Wasser die Anlage verlassen. Man hat auch schon versucht, diese Störungen durch Zugabe von Emulsionsihhibitoren bei der Wasserwäsche von anderen Spaltgasen zu verhindern. Beim Tauchflammenverfahren wirken diese Inhibitoren jedoch nur kurzzeitig, da aie entweder mit dem Wasser ausgeschleust oder bei größerer Löslichkeit in den Kohlenwasserstoffen wieder dem Spaltofen zugeleitet werden, wo sie thermisch und oxydativ aufgebaut werden.In the latter case it is of the greatest importance for the process that the recirculated hydrocarbon stream is homogeneous and anhydrous, since the water entrained by emulsion formation triggers strong foaming in the reactor. Furthermore, an emulsion formation in the separation vessel leads to considerable hydrocarbon losses, some of which leave the system with the discharged water. It has also tried to prevent the interference by adding Emulsionsihhibitoren in the water scrubbing of other fission gases. In the immersion flame process, however, these inhibitors only have a short-term effect, since they are either discharged with the water or, if they are more soluble in the hydrocarbons, returned to the cracking furnace, where they are built up thermally and oxidatively.
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109816/2258109816/2258
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Es wurde nun gefunden, daß man bei der Abkühlung von heißen Spaltgasen wie sie beim Tauchflammenverfahren gebildet werden, durch eine Wasserwäsche die oben beschriebene Emulsionsbildung vollkommen Unterdrücken kann, wenn man dem zur Kühlung der Spaltgase .verwendeten Wasser solche Mengen an alkalischen Stoffen zusetzt, daß sich bei der Wäsche ein pH-Wert von 7,5 bis 12,5 im umlaufenden Wasser einstellt,,It has now been found that when cooling hot Fission gases as they are formed in the immersion flame process, the emulsion formation described above through a water wash Can be completely suppressed if you use it to cool the fission gases .Used water adds such amounts of alkaline substances that a pH of 7.5 to 12.5 im circulating water adjusts,
Überraschend ist dieses Ergebnis insofern, als man erwarten konnte, daß die beim Tauchflammenverfahren durch Oxidation in geringen Mengen gebildeten langkettigen Säuren in die Form ihrer Natriumsalze übergeführt werden und sich wie schaumbildende Seifen verhalten würden. .This result is surprising insofar as it could be expected that in the immersion flame process by oxidation in Small amounts of long-chain acids formed are converted into the form of their sodium salts and act as foam-forming Soaps would behave. .
Im allgemeinen wird die Wasserwäsche der Spaltgase nach Durchleiten demselben durch einen mechanischen Wäscher und Zyklon zur Entfernung der Hauptmengen an Ruß und vor der Entfernung von sauren Bestandteilen des Spaltgases z.B. mit Alkanolaminlösungen, sowie einer Methanolwäsche durchgeführt. Man kann die Wäsche in bekannter Weise in Kolonnen oder Rieselkühlern mit einem anschließenden .Trenngefäß in bekannter Weise ausführen, z.B. indem man die Gase im Gegenstrom zu der -wäßrigen Lösung von unten nach oben durch den Waschturm leitet.In general, the fission gases are washed with water after they have been passed through the same through a mechanical scrubber and cyclone to remove the bulk of the soot and prior to the removal of acidic components of the fission gas e.g. with alkanolamine solutions, and a methanol wash carried out. You can do the laundry in in a known manner in columns or trickle coolers with a subsequent. Separation vessel in a known manner, e.g. by the gases in countercurrent to the aqueous solution from below heads up through the washing tower.
Als alkalisch reagierende Stoffe, die man dem im Kreislauf geführten Waschwasser in Mengen von 1 bis 4 Gew.$ zusetzt, sind z.B. Natrium- oder Kaliumhydroxid, Soda, Natriumbicarbonat, Ammoniak oder Ammoniumcarbonat oder Gemische dieser Stoffe, geeignet. Man kann auch alkalische Waschlösungen, wie sie beispielsweise bei Feinwäschen Anwendung finden und die teilweise für diesen Zweck verbraucht sind, verwenden.As alkaline reacting substances that are circulated Wash water in amounts of 1 to 4 wt. $ Are added e.g. sodium or potassium hydroxide, soda, sodium bicarbonate, Ammonia or ammonium carbonate or mixtures of these substances are suitable. You can also use alkaline washing solutions, such as those used, for example, for delicate washes, and some of them used for this purpose.
Vorzugsweise mischt man die alkalisch wirkenden .Verbindungen dem Wasser in solchen Mengen bei, daß sich ein pH-Wert von 8,0 bis 8,9 einstellt. Enthält das zu kühlende Gas Kohlensäure, so wird z.B. Alkalilauge oder Ammoniak je nach Reaktionsbedingungen teilweise in die entsprechenden Karbonate bzw. Bikarbonate unter Senkung des pH-Wertes übergeführt. Diese Karbonat- bzw. Bikar-The alkaline compounds are preferably mixed with the Water in such amounts that a pH of 8.0 to 8.9 sets. If the gas to be cooled contains carbonic acid, then e.g. alkali or ammonia depending on the reaction conditions partially converted into the corresponding carbonates or bicarbonates with lowering of the pH value. This carbonate or bicar
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Tdonatlösungen besitzen trotz der Kohlensäureeinwirkung noch eine genügende alkalische Reaktion, um die Emulsionsbildung in dem System Wasser/Kohlenwasserstoff zu verhindern. Z.B. liegt der pH-Wert einer 0,1 N-Sodalösung bei 11,6 und einer 0,1 N-Natriumbicarbonatlösung bei 8,4. Besonders günstig ist der Einsatz von Karbonat- oder Bikarbonatlösungen aus Abfall-Laugen, die z.B. bei der Peinwäsche zur Entfernung von geringen Mengen Kohlensäure mittels Natronlauge beim gleichen Prozess vor der Methanolwäsche anfallen.Tdonate solutions still have a carbonic acid effect Sufficient alkaline reaction to prevent emulsification in the water / hydrocarbon system. E.g. the pH of a 0.1 N soda solution at 11.6 and a 0.1 N sodium bicarbonate solution at 8.4. The use of carbonate or bicarbonate solutions from waste alkalis, which e.g. in the pain wash to remove small amounts of carbon dioxide using caustic soda in the same process before the methanol wash attack.
Das Verfahren nach der Erfindung bietet gegenüber anderen Verfahren den Vorteil, daß die oben aufgeführten alkalisch wirkenden Verbindungen in den Kohlenwasserstoffanteilen unlöslich sind und somit nicht mehr zur thermischen Spaltung in den Reaktor wandern. Weiterhin hat das Verfahren den Vorteil, -daß die im Spaltgas vorhandenen organischen Säuren in der alkalischen Kühlflüssigkeit gebunden werden, und somit bei dem nachfolgenden Gastrennverfahren erhebliche Störungen insbesondere bei der Diäthanolaminwäsche ausgeschlossen werden. In der Diäthanolaminwäsche wurden die organischen Säuren salzartig gebunden werden und entsprechend die Aktivität der Waschlösung vermindern. Eine derart verbrauchte Lösung kann nicht mittels der konventionellen thermischen Regenerierung von den Säuren befreit werden, sondern sie muß in einer sehr aufwendigen Verfahrensstufe in Gegenwart von Alkalihydroxide^ destillativ gereinigt werden.The method according to the invention offers over other methods the advantage that those listed above have an alkaline effect Compounds in the hydrocarbon fractions are insoluble and therefore no longer subject to thermal cleavage in the reactor hike. The method also has the advantage that the organic acids present in the cracked gas are in the alkaline cooling liquid be bound, and thus with the following Gas separation process significant disruptions, especially in diethanolamine scrubbing, can be excluded. In the diethanolamine wash the organic acids would be bound in a salt-like manner and correspondingly reduce the activity of the washing solution. One The solution consumed in this way cannot be freed from the acids by means of conventional thermal regeneration, but rather it must be purified by distillation in a very complex process stage in the presence of alkali metal hydroxides.
In einem Waschturm werden von unten stündlich 200 000 Volumenteile eines 1200C heißen Spaltgases mit folgender Gaszusammensetzung eingeleitet.In a washing tower, 200,000 parts by volume of a 120 ° C. cracked gas with the following gas composition are introduced every hour from below.
_4 _ 109816/2258 ΒΛ0 oniG1NAL _4 _ 109816/2258 ΒΛ0 oniG1NAL
■".T9f■ ".T9f
O.Z.. 2( OZ. 2 (
Komponentecomponent
Spaltgaszusammensetzung in Vol.-?Fission gas composition in volume?
Acetylenacetylene
ÄthylenEthylene
Ät.hanÄt.han
C,- + höhere Kohlenwasserstoffe S-Verbindungen MethanC, - + higher hydrocarbons S compounds methane
Kohlendioxid Kohlenmonoxid Wasserstoff S tickstoff SauerstoffCarbon dioxide carbon monoxide hydrogen nitrogen oxygen
7,07.0
6,56.5
0,50.5
3,73.7
4,04.0
7,07.0
41,241.2
29,329.3
0,60.6
0,20.2
Zugleich werden am Kopf des Waschturmes 3 000 Raimteile Wasser von 3O0C zugegeben. Das System steht dabei unter dem Druck vonAt the same time the washing tower is 3,000 Raimteile water of 3O 0 C added at the top. The system is under the pressure of
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Bas im Sumpf der Waschkolonne sich ansammelnde Wasser enthält 50 Raumteile Kohlenwasserstoffe, die im Waschturm stündlich ausliondensiert; und vom Wasser aufgenommen werden. Stündlich werden dem Wasohwasserkreislauf 1 kg Soda in Form einer 2 folgen wäßrigen Lösung zugegeben. Das Natriumkarbonat wird durch das im Spaltgas befindliche Kohlendioxid größtenteils zu Natriuinbikarbonat umgewandelt. Dabei stellt sich ein pH-Wert von 8,7 ein. Der aus zwei Phasen bestehende Inhalt des Sumpfes der Kolonne wird in ein Trenngefäß geleitet, in dem die Kohlenwasserstoff-8chloht von der wäßrigen Phase abgetrennt'wird. Das durch die Zugabe der Sodalösung in den Wasehkreislauf eingeführte Wasser wird nach Durchlaufen des Trenngefäßes in entsprechender Menge wieder ausgeschleust. ■The water that collects in the sump of the wash column contains 50 parts by volume of hydrocarbons, which are ionized out every hour in the wash tower; and be absorbed by the water. Hourly the Wasohwasserkreislauf be 1 kg of soda in the form of a 2 follow aqueous solution. Most of the sodium carbonate is converted to sodium bicarbonate by the carbon dioxide in the cracked gas. This results in a pH of 8.7. The contents of the bottom of the column, which consist of two phases, are passed into a separation vessel in which the hydrocarbon gas is separated off from the aqueous phase. The water introduced into the washing circuit by the addition of the soda solution is discharged again in the appropriate amount after passing through the separation vessel. ■
Reduziert man aber die stündliche Zugabe von 1 kg Soda auf 0,25kg Soda, wobei der Gehalt an Soda in der zugegebenen wäßrigen Lösung wiederum 2 Gew.-$ beträgt, so kann der pH-Wert nicht mehr bei 8,7 gehalten werden, da die im Spaltgas enthaltenen organischen Säiireii:*"ft!rt 'dem Natriumbikarbonat reagieren und diesesIf, however, the hourly addition of 1 kg of soda is reduced to 0.25 kg of soda, the soda content in the added aqueous solution again being 2% by weight, the pH can no longer be maintained at 8.7 because the organic acids contained in the cracked gas : * "ft! rt 'the sodium bicarbonate react and this
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- 5 - O,Z. 26 378- 5 - O, Z. 26 378
zum größten Teil neutralisieren» Bs stellt sich dabei ein pH-Wert von 7»1 Ms 7,3 ein. Es erfolgt Emulsionsbildung und die Auftrennung der beiden Phasen im Trenngefäß ist nicht mehr möglich. neutralize for the most part »This results in a pH value from 7 »1 Ms 7.3 a. There is emulsion formation and the Separation of the two phases in the separation vessel is no longer possible.
Als Folge dieser Emiilsionsbildung enthalten die vom Trenngefäß zum Reaktor zurückgeleiteten Kohlenwasserstoffe solche Mengen an Wasser, daß das Ölbad zum Aufschäumen gebracht wird, Dadurch ist ein konstanter Betrieb des Tauchflammenverfahrens nicht mehr gewährleistet.As a result of this emulsion formation, the contain from the separation vessel Hydrocarbons returned to the reactor in such amounts of water that the oil bath is caused to foam, thereby constant operation of the submerged flame process is not more guaranteed.
109816/2258109816/2258
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GB2325902A (en) * | 1997-06-05 | 1998-12-09 | Ford Motor Co | Automotive vehicle instrument panel assembly with modular glovebox |
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