DE2325421A1 - Petrol recovery from petrol air mixtures - by saturation, compression, liquefaction and scrubbing with absorbent solution - Google Patents

Petrol recovery from petrol air mixtures - by saturation, compression, liquefaction and scrubbing with absorbent solution

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DE2325421A1 DE19732325421 DE2325421A DE2325421A1 DE 2325421 A1 DE2325421 A1 DE 2325421A1 DE 19732325421 DE19732325421 DE 19732325421 DE 2325421 A DE2325421 A DE 2325421A DE 2325421 A1 DE2325421 A1 DE 2325421A1
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Abstract

The hydrocarbon vapours contained in the petrol/air mixt. displaced during the filling operation of large petrol tanks can be recovered and re-used. The petrol/air mixt. is first compressed, partly liquefied and washed in a scrubbing tower with a liquid absorbent such as naphtha or a part of the liquid hydrocarbon from the sump of the tower. This is an economical way of recovering the petrol vapours. It also eliminates the pollution of the environment by the vapours from the storage tanks.

Description

Verfahren zur Rückgewinnung des in einem Benzin-Luft -Gemisch enthaltenen Benzins Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Rückgewinnung der in einem beim Füllen und/oder Entleeren eines oder mehrerer Benzintanks anfallenden Benzin-Luft-Gemisch enthaltenen Kohlenwasserstoffe. Process for the recovery of the gas contained in a gasoline-air mixture Gasoline The invention relates to a method for the recovery of the in one at Filling and / or emptying of one or more gasoline tanks resulting gasoline-air mixture contained hydrocarbons.

Beim NachfUllen'von teilweise oder bereits vollständig geleerten Benzintanks, z.B. von großen unterirdischen Speichertanks von Tankstellen bzwO von Straßen- und Schienenfahrzeugen, insbesondere aber auch von den Speichertanks der Raffinerien,fallen große Mengen eines Benzin-Luft-Gemisches an, dessen Volumen im wesentlichen dem Volumen des nachgefüllten Benzins entspricht.When refilling partially or completely empty petrol tanks, E.g. from large underground storage tanks of petrol stations or from road and Rail vehicles, in particular also from the storage tanks of the refineries, fall large quantities of a gasoline-air mixture, the volume of which is in essential corresponds to the volume of the refilled gasoline.

Dieses anfallende Benzin-Luft-Gemisch wurde bisher unmittelbar in die Atmosphäre abgelassen, was einmal wegen der Explosibilität des Gemisches zu einer ständigen Gefahrenquelle und zum anderen, und hierin liegt der größte Nachteil, zu einer ständigen Verschmutzung der die Speichertanks umgebenden Atmosphäre führte.This resulting gasoline-air mixture was previously directly in deflated the atmosphere, which once increased because of the explosiveness of the mixture a constant source of danger and on the other hand, and this is the main disadvantage, led to constant pollution of the atmosphere surrounding the storage tanks.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zu entwickeln, das es in wirtschaftlicher Weise erlaubt, aus dem beim Füllen von Benzintanks anfallenden Benzin-Luft-Gemisch die Kohlenwasserstoffe wieder zurückzugewinnen.The invention is based on the object of developing a method which allows it in an economical way, from the accumulating when filling gasoline tanks Gasoline-air mixture to recover the hydrocarbons.

Die Aufgabe wird dadurch gelöst, daß das Benz in-Luft -Getnisch verdichtet, teilweise verflüssigt und in einer Waschsäule mit einem flüssigen Absorptionsmittel in Kontakt gebracht wird.The task is solved by the fact that the Benz in-air -etnically compresses, partially liquefied and in a washing column with a liquid absorbent is brought into contact.

Die Erfindung stellt ein einfaches und wirtschaftliches Verfahren dar, das es ermöglicht, den größten Teil der in einem anfallenden Benzin-Luft -Gemisch enthaltenden Kohlenwasserstoffe abzutrennen und wiederzugewinnen. Die Kohlenwasserstofte brauchen nicht mehr, wie bisher üblich, in die Atmosphäre abgelassen zu werden. Somit leistet die Erfindung Erfindung einen erheblichen Beitrag zur Verminderung der durch solche Ben#in-Luft-Oemisohe hervorgerufenen zusätzlichen Verschmutzung dor Umwelt.The invention provides a simple and economical process that makes it possible to use most of the gas in a gasoline-air mixture to separate and recover containing hydrocarbons. The hydrocarbons no longer need to be released into the atmosphere, as was previously the case. Thus, the invention makes a considerable contribution to the reduction the additional pollution caused by such in-air emissions dor environment.

Als Waschflüssigkeit kann ein Teil der im Sumpf der Säule anfallenden flüssigen Kohlenwasserstoffe verwendet werden, der aus dem Sumpf abgezogen, Gekühlt und erneut in den Kopf der Säule eingespeist wird Als besonders vorteilhaft hat es sich jedoch zur Verbesserung der Adsorption erwiesen, als Waschflüssigkeit ein schweres Crack-Benzin oder hocharomatische Kohlenwasserstoffe zu verwenden.Part of the liquid in the bottom of the column can be used as washing liquid liquid hydrocarbons are used, which are withdrawn from the sump, cooled and fed back to the top of the column. As particularly advantageous However, it was found to improve adsorption as a washing liquid Use heavy cracked gasoline or highly aromatic hydrocarbons.

Das anfallende Benzin-Luft-Gemisch ist in der Regel sehr explosiv, d.h. der Volumenanteil der Kohlenwasserstoffe liegt etwa zwischen 1,5 ünd 8 Vol.;##', einem Bereich also, der gerade dem Zündbereich des Gemisches entspricht. Zur Verminderung der Explosionsgefahr bei der Behandlung des Be-nzin-Luft-Gemisches ist es daher zweckmäBig, dieses vor seiner weiteren Behandlung mit Benzin vollstandig zu sättigen, so daß seine Zusammensetzung nunmehr oberhalb des Zündbereiches liegt Die Sättigung selbst kann auf einfac'le Weise durch Einsprühen von flüssigem Frischbenzin in das zu behandelnde Ausganrsgemisch erfolgen.The resulting gasoline-air mixture is usually very explosive, i.e. the volume fraction of the hydrocarbons is between 1.5 and 8 vol.; ## ', a range that just corresponds to the ignition range of the mixture. To reduce It is therefore the risk of explosion when treating the gasoline-air mixture It is advisable to completely saturate it with gasoline before further treatment, so that its composition is now above the ignition range. Saturation itself can be done in a simple way by spraying liquid fresh gasoline into the starting mixture to be treated take place.

B#sonders wirtschaftlich erweist sich das Verfahren, wenn bereits im Zuge der zumindest teilweisen Verflüssigung des Benzin-Luft-Gemisches Teile der schweren Kohlenwasserstoffe abgetrennt werden. Dies wird nach einem weiteren Merkmal dadurch erreicht, daß die Verdichtung des mit Vorteil gesättigten Benzin-Luft-Gemisches mehrstufig, vorzugsweise zweistufig, erfolgt, und es nach Jeder Verdichtungsstufe einer partiellen Kondensation mit anschließender Phasentrennung unterzogen wird. Die bei der letzten Phasentrennung anfallende gasförmige Fraktion wird weitergekühlt, hierbei zumindest teilweise verflüssigt und in die Waschsäule eingespeist, während die bei den Phasentrennungen anfallenden flüssigen Fraktionen als Produkt aus der Anlage abgezogen werden können. Die für die partiellen Kondensationen des Benz in-#uft -Gemisches erforderlIche Kälte kann durch Luftkühler zur VerfUgung gestellt werden.The process proves to be particularly economical, if already in the course of at least partial liquefaction of the gasoline-air mixture parts of the separated heavy hydrocarbons will. This will be after a Another feature achieved in that the compression of the saturated with advantage Gasoline-air mixture in several stages, preferably in two stages, takes place, and it after Each compression stage of a partial condensation with subsequent phase separation is subjected. The gaseous fraction obtained during the last phase separation is further cooled, in this case at least partially liquefied and fed into the washing column fed in, while the liquid fractions resulting from the phase separations can be withdrawn as a product from the system. The one for the partial condensations The cooling required for the Benz in # air mixture can be provided by air coolers be asked.

Die zur mindestens teilweisen Verflüssigung der in die Waschsäule einzuspeisenden Fraktion sowie zur AbIMhrung der In der Waschsäule anfallenden Lösungswärme aufzubringende Kalte 'rd nach einem weiteren Merkmal durch einen Hilfskälteträger zur Verfügung gestellt, der in einem geschlossenen Kreislauf verdichtet, verflüssigt, entspannt und unter Aufnahme seiner Verdampfungswärme wieder vollständig verdampft und angewärmt wird.The at least partial liquefaction in the washing column to be fed in as well as to reduce the heat of solution accumulating in the washing column Cold to be applied according to a further feature by means of an auxiliary cold carrier made available, which compresses, liquefies, in a closed circuit, relaxed and completely evaporated again while absorbing its heat of evaporation and is warmed up.

Als ijilfskälteträger kann Jedes Medium herangezogen werden, das die durch das Verfahren vorgegebenen thermodynamischen Erfordernisse erfüllt, doc}l hat sich die Verwendung von Propan als besonders gUnsti.g gezeigt.Any medium that supports the met thermodynamic requirements predetermined by the process, doc} l The use of propane has proven to be particularly beneficial.

Zur Anpassung an einen zeitlich schwankenden Kältebedarf, der z.B. durch zeitliche Mengenschwankungen des anfallenden Benzin-Luftgemisches hervorgerufen wird, kann der Hilfskälteträger nach seiner Verflüss#gung einem zusätzlichen Zwischenspeicher zugeführt werden, aus dem dann je nach dem gerade vorliegenden Kältebedarf eine bestimmte Menge des flüssigen Kälteträgers abge- -zogen, entspannt und verdampft wirt:. Ist also der Kältebedarf gering, wird eine kleinere Menge des flüssigen Hilfskälteträgers aus dem Zwischenbehälter abgezogene mit der Folge, dab nunmehr aufgrund der verminderten Menge an umgewälzten Kreislaufmedium der Kreislaufkompressor eine niedrigere Verdichtungsstufe erreicht, d.h., der gesamte Kreislauf produziert weniger Kälte.To adapt to a cooling demand that fluctuates over time, e.g. caused by fluctuations in the amount of gasoline-air mixture produced over time after it has been liquefied, the auxiliary refrigerant can be placed in an additional intermediate storage unit are supplied, from which then depending on the current cooling demand certain amount of the liquid coolant withdrawn, relaxed and evaporated host:. So if the refrigeration requirement is low, a smaller amount of the liquid auxiliary refrigerant is used withdrawn from the intermediate container with the result that now due to the reduced Amount of circulated circulating medium in the circulating compressor has a lower compression level achieved, i.e. the entire circuit produces less cold.

Umgekehrt wird bei verstärktem Kältebedarf eine größere Menge des. zwischengelagerten Kälteträgers entspannt und verdampft, wobei aufgrund der nunmehr wieder vergrößerten Umlaufmenge an Kreislaufmedlum der Kreislaufkompressor auf höhere Drücke verdichtet, mit der Folge, daß der Kreislauf jetzt wieder mehr Kälte produziert.Conversely, if there is an increased demand for cooling, a larger amount of. intermediately stored refrigerant relaxed and evaporated, due to the now The circulation compressor increased again to a higher circulation volume of circulation medium Pressures are compressed, with the result that the circuit now produces more cold again.

Zur weiteren Erläuterung der Erfindung dient das in der Figur schematisch dargestellte Ausführungsbeispiel.This is used schematically in the figure to further explain the invention illustrated embodiment.

Gemä# der Figur betritt das zu behandelnde Benzin-#uft-Gemisch über Leitung 1 die Anlage und wird mittels durch die Leitung 2 strömendes Frischbenzin vollständig gesättigt. Das nunmehr gesattigte Gasgemisch strömt über die Leitung 3 in einen Behälter 4, in welchem z.B. durch ungünstige Witterungsbedingungen entstandenes Kondensat aufgefangen und über die Leitung 5 erneut der Frischbenzinleitung 2 zugeführt wird. Gesättigtes Benzin-Luft-Gemisch strömt aus dem Behälter 4 über Leitung 6 in einen Pufferbehälter 7, der zum Ausgleich von kurzzeitigen Mengenschwankungen des anfallenden Benzin-Lu>t-Gemisches dient. Auch im Pufferbehälter 7 kann sich aufgrund ungünstiger Witterungsbedingungen Kondensat bilden, welches über die Leitung 8 abgezogen und erneut in die Frischbenzinleitun## 2 eingespeist wird.According to the figure, the gasoline / air mixture to be treated passes over Line 1 the system and is by means of line 2 flowing Fresh gasoline completely saturated. The now saturated gas mixture flows over the line 3 into a container 4, in which, for example, due to unfavorable weather conditions Any condensate formed is collected and fed back to the fresh gasoline line via line 5 2 is fed. A saturated gasoline-air mixture flows over from the container 4 Line 6 into a buffer tank 7, which is used to compensate for short-term fluctuations in volume of the resulting gasoline-air mixture is used. Also in the buffer container 7 can due to unfavorable weather conditions condensate forms, which over the line 8 is withdrawn and fed back into the Frischbenzinleitun ## 2.

Das gesätt Lgte Benzin-LuSt-Gemisch wird nunmehr über Leitung 9 aus dem Pufferbehälter abgezogen, im ersten Kompressor 10 auf etwa 3,5 ata verdichtet, im Luftkühler 11 auf etwa 40 O gekühlt, hierbei teilweise verflüssigt und im Abscheider 12 einer Phasentrennung unterzogen. Die im Abscheider 12 anfallende aus schweren Kohlenwasserstof~en bestehende flüssige Fraktion wird über Leitung 13 abgezogen und dem Sammelbehälter 14 zugeführt, während die gasförmige Fraktion im Kompressor 15 auf etwa 7 ata weiterverdlchtet, im Luftkühler 16 erneut auf etwa 40 OC gekühlt und teilweise verflüssigt wird. Inl Abscheider 17 erfolgt eine weitere Abtrennung von schweren Kohlenwasserstoffen,#die als Produkt über die Leitung 18 ebenfalls dem Sammelbehälter 14 zuströmen, während die gasförmig gebliebene Fraktion über Leitung 19 dem Wärmeaustauscher 20 zugeführt, in dessen Querschnitt 21 auf etwa 5 0C gekühlt, hierbei zumindest teilweise verflüssigt und anschließend Uber Leitung 22 in den unteren Teil der Waschsäule 23 eingespeist wird.The saturated gasoline-fuel mixture is now discharged via line 9 withdrawn from the buffer tank, compressed in the first compressor 10 to about 3.5 ata, cooled in the air cooler 11 to about 40 O, here partially liquefied and in the separator 12 subjected to a phase separation. The accumulating in the separator 12 from heavy The liquid fraction consisting of hydrocarbons is withdrawn via line 13 and fed to the collecting container 14, while the gaseous fraction in the compressor 15 to about 7 ata, cooled again in the air cooler 16 to about 40 ° C and is partially liquefied. A further separation takes place in separator 17 of heavy hydrocarbons, # those as a product via line 18 as well the collecting tank 14 flow, while the fraction remaining in gaseous form over management 19 fed to the heat exchanger 20, in its cross section 21 cooled to about 5 ° C., in this case at least partially liquefied and then Is fed via line 22 into the lower part of the washing column 23.

Ein Teil der im Sammelbehälter 14 gelagerten schweren Kohlenwasserstoffe wird mittels der Pumpe 24 als Waschflüssigkeit in den Kopf der Waschsäule 23 gefördert, nachdem er im Querschnitt 25 des Wärmeaustauschers 20 auf etwa 5 oC abgekühlt worden ist.Some of the heavy hydrocarbons stored in the collecting container 14 is conveyed as washing liquid into the head of the washing column 23 by means of the pump 24, after it has been cooled to about 5 oC in cross section 25 of heat exchanger 20 is.

Die im Sumpf der Waschsäule anfallenden Kohlenwasserstoffe werden über Leitung 26 ebenfalls dem Sammelbehälter 1-4 zugeführt.The hydrocarbons obtained in the bottom of the washing column are via line 26 also fed to the collecting container 1-4.

Im Kopf der Waschsäule fällt eine Restgasfraktion an, die Im wesentlichen aus Lu£t besteht und höchstens noch etwa 10 ß der Kohlenwasserstoffe enthält, die im ursprünglichen gesättigten Benzin-Luft-Gemisch enthalten waren. Diese RestgasSraktion wird über Leitung 27 abgezogen und kann gegebenenfalls nach einer weiteren Nachbehandlung, z.B0 -nach einer Verbrennung der Kohlenwasserstoffe in die Atmosphäre abgelassen werden.A residual gas fraction is obtained in the head of the washing column, the essentially consists of air and contains a maximum of about 10 ß of the hydrocarbons that were contained in the original saturated gasoline-air mixture. This residual gas fraction is withdrawn via line 27 and can, if necessary, after further post-treatment, e.g0 -discharged into the atmosphere after a combustion of the hydrocarbons will.

Das abgetrennte Benzin wird als Produkt Uber Leitung 28 aus dem Sammelbehälter 14 entnommen.The separated gasoline is discharged as a product via line 28 from the collecting container 14 taken.

Die für den WaschprozeX erforderliche Kälte-wird im Wärmeaustauscher 20 durch einen geschlossenen Propankreislauf zur Verfügung gestellt. Das Propan wird in einem Kreislaufkompressor 29 auf etwa 15 ata verdichtet, im Luftkühler 30 verflüssigt und in einem Zwischenspeicher 31 zwischengelagert. Je nåch dem erforderlichen Kältebedarf wird eine bestimmte Menge des flüssigen Propans aus dem Zwischenspeicher 31 abgezogen, im Entspannungsventil 32 auf ca. 5 ata entspannt und in den Querschnitten 33 und 34 des Wärmeaustauschers 20 im Wärmeaustausch mit den der Was ohsäule zuzüführenden Fraktionen verdampft. Nach der Verdampfung werden die beiden PropanteilstrEme wieder vereinigt und erneut dem Xreislaurkompressor 29 zugeführt.The cold required for the washing process is in the heat exchanger 20 available through a closed propane circuit posed. The propane is compressed to about 15 ata in a circulation compressor 29 in the air cooler 30 liquefied and temporarily stored in a buffer store 31. Depending on what is required A certain amount of the liquid propane from the intermediate storage is required for cooling 31 withdrawn, relaxed in the expansion valve 32 to approx. 5 ata and in the cross-sections 33 and 34 of the heat exchanger 20 in heat exchange with the What ohsäule zuzuführenden Fractions evaporated. After the evaporation, the two propartion streams become again combined and fed back to the Xreislaurkompressor 29.

Da die im Abscheider 17 anfallende gasfdrmlge Fraktion normalerweise eine Zusammensetzung hat, die im Zündbereich eines Benzin-Luft-Gemisches liegt, ist es aus Sicherheitsgründen zweckmäßig, die dem Abscheider folgenden Anlagetelle also nsbesondere dem Wärmeaustausoher 20, die Wa8ch§ule 23 sowie die entsprechenden Verbindungsleitungen auf einen Druck auszulegen, der oberhalb des Zünddruck eines solchen Gemisches liegt.Since the gaseous fraction occurring in the separator 17 is normally has a composition that is in the ignition range of a gasoline-air mixture, For safety reasons, it is advisable to use the system points following the separator in particular the heat exchanger 20, the wa8ch§ule 23 and the corresponding ones To design connecting lines to a pressure that is above the ignition pressure of a such mixture lies.

8 Patentansprüche8 claims

Claims (8)

Patent ansprüche 1. Verfahren zur Rückgewinnung der in einem beim Füllen und/ oder Entleeren eines oder mehrerer Benzintanks anfallenden Benzin-LuSt-Gemisch enthaltenen Kohlenwasserstoffe, dadurch gekennzeichnet, dav das Benzin-Lult-Gemisch verdichtet (10; 15), zumindest teilweise verflüssigt (21) und in einer Waschsäule (23) mit einem flüssigen Absorptionsmittel in Kontakt gebracht wird. Claims 1. Method for the recovery of the in one at Filling and / or emptying of one or more gasoline tanks accumulating gasoline-fuel mixture containing hydrocarbons, characterized by the gasoline-Lult mixture compressed (10; 15), at least partially liquefied (21) and in a washing column (23) is brought into contact with a liquid absorbent. 2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß ein Teil der im Sumpf der Säule (23) anfallenden Kohlenslasserstoffe abgezogen (24), gekühlt (25) und als Waschflüssigkeft in den Kopf der Säule (2#) eingespeist wird.2. The method according to claim 1, characterized in that a part the carbon dioxide accumulating in the bottom of the column (23) is drawn off (24), cooled (25) and is fed as a washing liquid into the top of the column (2 #). 3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß als Waschflüssigkeit ein schweres Crack-Benzin verwendet wird.3. The method according to claim 1, characterized in that the washing liquid a heavy cracked gasoline is used. 4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Benzin-Luft-Gemisch vor seiner Verdichtung vollständig an Benzin (2') gesättigt wird.4. The method according to any one of claims 1 to 3, characterized in that that the gasoline-air mixture is completely saturated with gasoline (2 ') before it is compressed will. 5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurc#h gekennzeichnet, daß die Verdichtung des Benzin-Luft-Gemisches mehrstufig erfolgt, wobei nach jeder Verdichtungsstufe (10; 15) das Benzin-Luft-Gemisch einer partiellen Kondensation (11; 16) mit anschließender Phasentrennung (12; 17) unterzogen wird und wobei die nach der letzten Phasentrennung anfallende gasförmige Fraktion weitergekühlt (21) und in die Waschsäule eingespeist wird.5. The method according to any one of claims 1 to 4, characterized by # h, that the compression of the gasoline-air mixture takes place in several stages, after each Compression stage (10; 15) the gasoline-air mixture of a partial condensation (11; 16) with subsequent phase separation (12; 17) is subjected and wherein the Gaseous fraction produced after the last phase separation is further cooled (21) and fed into the washing column. 6. Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß zur Kühlung der der Waschsäule zuzuführenden verdichteten gasförmigen Fraktion und zur Abführung der In der Waschsäule anfallenden Lösungswärme ein gasförmiger Hilfskälteträger herangezogen wird, der in einem Kreislauf verdlchtet (29), verflüssigt (30), entspannt (32) und unter Abgabe seiner Kelte (33, 34) wieder vollständig verdampft wird.6. The method according to one or more of claims 1 to 5, characterized characterized in that for cooling the compressed gaseous to be supplied to the washing column Fraction and a gaseous one to remove the heat of solution that occurs in the washing column Auxiliary refrigerant is used, which evaporates in a circuit (29), liquefies (30), relaxed (32) and completely evaporated again with the release of its celts (33, 34) will. 7. Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß als Hilrskälteträger Propan dient.7. The method according to claim 6, characterized in that as Hilrskälteträger Propane is used. 8. Verfahren nach den Ansprüchen 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, daß der Hilfskälteträger nach seiner Verflüssigung einer Zwischenlagerung (31) unterzogen wird.8. The method according to claims 6 or 7, characterized in that that the auxiliary refrigerant is subjected to intermediate storage (31) after it has been liquefied will.
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