DE2030740B2 - Verfahren zur Gewinnung von methanfreiem Synthesegas aus dem Spaltgas des Tauchflammverfahrens - Google Patents

Verfahren zur Gewinnung von methanfreiem Synthesegas aus dem Spaltgas des Tauchflammverfahrens

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Description

Gegenstand dieser Erfindung ist ein Verfahren zur Gewinnung von methanfreiem Synthesegas aus einem Gasgemisch, wie es nach der Abtrennung von Kohlendioxid, Schwefelwasserstoff, Wasserdampf und C, .,.-Kohlenwasserstoffen aus einem nach dem Tauchflammenverfahren erzeugten Spaltgas anfällt, L. B. gemäß DE-PS 1 568 160. Dabei erhält man zunächst ein Gas, in dem CGVH2 im Verhältnis 2: I vorliegen und noch etwa 5 Vol.% CH., enthalten sind.
Es ist bekannt, Methan enthaltende Gase bei hohen Temperaturen in Gegenwart von Nickel-Katalysatoren mit Wasserdampf zu Kohlenmonoxid und Wasserstoff nach folgender Gleichung umzusetzen:
+ H2O
CO + 3 H,
Die Anwendung dieses bekannten Verfahrens auf die Methanabtrennung bei Spaltgasen hat jedoch den entscheidenden Nachteil, daß es energetisch sehr aufwendig ist, da das Gas auf Temperaturen von etwa 800° C erhitzt werden muß und die Reaktion endotherm verläuft. Andererseits wird der Katalysator bei längerer Belastung durch Rußbeladung deaktiviert.
Es wurde gefunden, daß man in verfahrenstechnisch einfacher Weise ein methanfreies Synthesegas aus einem Kohienmonoxid/Wasserstoffgemisch, wie man es nach der Abtrennung von Kohlendioxid, Schwefelwasserstoff, Wasserdampf und C2+-Kohlenwasserstoffen aus einem nach dem Tauchflammenverfahren erzeugten Spaltgas erhält, wenn man das Gasgemisch in einer oder mehreren Kondensationsstufen auf die Verflüssigungstemperatur von Kohlenmonoxid bei 8 at abkühlt und das dabei anfallende Kondensat als Waschmittel in einer Gegenstromkolonne verwendet.
Bei der Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens kann man unmittelbar von dem auf
— 165° C abgekühlten Synthesegas ausgehen, das dann einer Kohlenmonoxidwäsche bei einer Temperatur von etwa -180° C unterworfen wird.
Da das Methan enthaltende Synthesegas für die Abtrennung der C2 + -Kohlenwasserstoffe auf etwa
— 165° C abgekühlt wird, bedeutet die Tieftemperaturwäsche eine energetisch vorteilhafte Nutzung des niedrigen Kälteniveaus, um zu einem spezifikationsgerechten Synthesegas zu gelangen.
Die Messung des Löslichkeitskoeffizienten α nach Bunsen von Methan in Kohlenmonoxid ergibt außerdem bei — 180° C überraschend hohe Werte, z. B. um 87()()(). Die für die Auswaschung von Methan benötigte Mindestlösungsmittelmenge ist daher äußerst gering. Der Vorteil liegt nicht allein in der Verkleinerung der Volumina der Anlageteile, sondern auch in einem geringen Verlust an Kohlenmonoxid, das zusammen mit dem ausgewaschenen Methan am Kolonnensumpf abgezogen werden kann.
Weiterhin bietet das Verfahren den Vorteil, daß das gereinigte Synthesegas unter Druck anfällt, was besonders für einen Transport über lange Rohrleitungen sehr vorteilhaft ist, da die Rohrdurchmesser kleiner gehalten werden können. Das Gas kann, ohne weitere Kompression, sofort weiterverarbeitet werden.
Beispiel
In einer Anlage, die in der Abbildung wiedergegeben ist, treten durch Leitung 1 120 NmVh Spaltgas, _'"> das von CO2 und H,S befreit, durch eine vorgeschaltete Methanolkolonne getrocknet und durch eine Äthylenwäsche bei tiefen Temperaturen von C2 + Kohlenwasserstoffen abgetrennt wurde, unter einem Druck von 8 at und mit einer Temperatur von in — 165° C in den Wärmeaustauscher 2 ein.
Das Gas hat folgende Zusammensetzung:
Kohlenmonoxid 59,8 Vol.%
Wasserstoff 34,5 Vol.%
Methan 5,5 Vol.%
r. Äthylen 0,1 Vol.%
Äthan 0,0001 Vol.%
Stickstoff 0,1 Vol.%
Sauerstoff 0,3 Vol.%
Acetylen 0,0001 Vol.%
4(i Das Gas wird im Wärmetauscher 2 auf — 175° C abgekühlt und tritt über Leitung 3 in die Kolonne 4 ein, wo das Gas in einer Gegenstromwäsche mit flüssigem Kohlenmonoxid gewaschen wird. In dem am Kolonnenkopf austretenden Gas sind keine Kohlenwas-Γ) serstoffe wie z. B. Methan Äthan und Äthylen mehr analytisch nachweisbar. Dieses Gas gelangt über Leitung 5 zu dem Wärmeaustauscher 6, wo es durch Fremdkälte auf -180° C abgekühlt wird.
Das durch die Abkühlung partiell kondensierte ■·ιο Kohlenoxid wird in Abscheider 7 vom Synthesegas getrennt und wird flüssig auf den Kopf von Kolonne 4 über die Leitung 8 aufgegeben. Das gereinigte Synthesegas verläßt die Trennanlage über Leitung 9, wobei es in den Wärmeaustauschern 6 und 2 aufgewärmt T> wird. Die ausgewaschenen Kohlenwasserstoffe werden zusammen mit der entsprechenden Menge an Kolenmonoxid über Leitung 10 abgezogen. Die Fremdkälte wird dadurch erzeugt, daß die Ringleitung 11 z. B. mit Stickstoff gefüllt wird. Im Kompressor 12 w) wird der Stickstoff komprimiert, im Wärmeaustauscher 13 von der Kompressionswärme befreit und im Wärmeaustauscher 14 weiter abgekühlt. In einer nachgeschalteten Entspannungsturbine wird der auf — 150° C vorgekühlte Kälteträger unter Leistung äub5 ßerer Arbeit von 7,8 at auf 2 at entspannt, wobei sich der Stickstoff auf -190° C abkühlt.
Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (1)

  1. Patentanspruch:
    Verfahren zur Abtrennung von Methan und Spuren von anderen Kohlenwasserstoffen, die bei "■ — 165° C und 8 at in einem diese Kohlenwasserstoffe enthaltenden Gasgemisch einen merklichen Dampfdruck besitzen, aus einem Kohlenmonoxid/Wasserstoffgemisch, wie man es nach der Abtrennung von Kohlendioxid, Schwefelwasser- in stoff, Wasserdampf und C, + -Kohlenwasserstoffcn aus einem nach dem Tauchflammenverfahren erzeugten Spaltgas erhält, dadurch gekennzeichnet, daß man das Gasgemisch in einer oder in mehreren Kondensationsstufen auf die Verflüs- ι > sigungstemperatur von Kohlenmonoxid bei 8 at abkühlt und das dabei anfallende Kondensat als Waschmittel in einer Gegenstromkolonne verwendet.
    2(1
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