DE2442719A1 - Verfahren und vorrichtung zur gewinnung von reinwasserstoff - Google Patents
Verfahren und vorrichtung zur gewinnung von reinwasserstoffInfo
- Publication number
- DE2442719A1 DE2442719A1 DE2442719A DE2442719A DE2442719A1 DE 2442719 A1 DE2442719 A1 DE 2442719A1 DE 2442719 A DE2442719 A DE 2442719A DE 2442719 A DE2442719 A DE 2442719A DE 2442719 A1 DE2442719 A1 DE 2442719A1
- Authority
- DE
- Germany
- Prior art keywords
- methane
- stage
- detergent
- washing
- column
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Granted
Links
Classifications
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F25—REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
- F25J—LIQUEFACTION, SOLIDIFICATION OR SEPARATION OF GASES OR GASEOUS OR LIQUEFIED GASEOUS MIXTURES BY PRESSURE AND COLD TREATMENT OR BY BRINGING THEM INTO THE SUPERCRITICAL STATE
- F25J3/00—Processes or apparatus for separating the constituents of gaseous or liquefied gaseous mixtures involving the use of liquefaction or solidification
- F25J3/02—Processes or apparatus for separating the constituents of gaseous or liquefied gaseous mixtures involving the use of liquefaction or solidification by rectification, i.e. by continuous interchange of heat and material between a vapour stream and a liquid stream
- F25J3/0228—Processes or apparatus for separating the constituents of gaseous or liquefied gaseous mixtures involving the use of liquefaction or solidification by rectification, i.e. by continuous interchange of heat and material between a vapour stream and a liquid stream characterised by the separated product stream
- F25J3/0252—Processes or apparatus for separating the constituents of gaseous or liquefied gaseous mixtures involving the use of liquefaction or solidification by rectification, i.e. by continuous interchange of heat and material between a vapour stream and a liquid stream characterised by the separated product stream separation of hydrogen
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C01—INORGANIC CHEMISTRY
- C01B—NON-METALLIC ELEMENTS; COMPOUNDS THEREOF; METALLOIDS OR COMPOUNDS THEREOF NOT COVERED BY SUBCLASS C01C
- C01B3/00—Hydrogen; Gaseous mixtures containing hydrogen; Separation of hydrogen from mixtures containing it; Purification of hydrogen
- C01B3/50—Separation of hydrogen or hydrogen containing gases from gaseous mixtures, e.g. purification
- C01B3/506—Separation of hydrogen or hydrogen containing gases from gaseous mixtures, e.g. purification at low temperatures
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F25—REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
- F25J—LIQUEFACTION, SOLIDIFICATION OR SEPARATION OF GASES OR GASEOUS OR LIQUEFIED GASEOUS MIXTURES BY PRESSURE AND COLD TREATMENT OR BY BRINGING THEM INTO THE SUPERCRITICAL STATE
- F25J3/00—Processes or apparatus for separating the constituents of gaseous or liquefied gaseous mixtures involving the use of liquefaction or solidification
- F25J3/02—Processes or apparatus for separating the constituents of gaseous or liquefied gaseous mixtures involving the use of liquefaction or solidification by rectification, i.e. by continuous interchange of heat and material between a vapour stream and a liquid stream
- F25J3/0204—Processes or apparatus for separating the constituents of gaseous or liquefied gaseous mixtures involving the use of liquefaction or solidification by rectification, i.e. by continuous interchange of heat and material between a vapour stream and a liquid stream characterised by the feed stream
- F25J3/0219—Refinery gas, cracking gas, coke oven gas, gaseous mixtures containing aliphatic unsaturated CnHm or gaseous mixtures of undefined nature
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C01—INORGANIC CHEMISTRY
- C01B—NON-METALLIC ELEMENTS; COMPOUNDS THEREOF; METALLOIDS OR COMPOUNDS THEREOF NOT COVERED BY SUBCLASS C01C
- C01B2203/00—Integrated processes for the production of hydrogen or synthesis gas
- C01B2203/04—Integrated processes for the production of hydrogen or synthesis gas containing a purification step for the hydrogen or the synthesis gas
- C01B2203/0465—Composition of the impurity
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C01—INORGANIC CHEMISTRY
- C01B—NON-METALLIC ELEMENTS; COMPOUNDS THEREOF; METALLOIDS OR COMPOUNDS THEREOF NOT COVERED BY SUBCLASS C01C
- C01B2203/00—Integrated processes for the production of hydrogen or synthesis gas
- C01B2203/04—Integrated processes for the production of hydrogen or synthesis gas containing a purification step for the hydrogen or the synthesis gas
- C01B2203/0465—Composition of the impurity
- C01B2203/047—Composition of the impurity the impurity being carbon monoxide
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C01—INORGANIC CHEMISTRY
- C01B—NON-METALLIC ELEMENTS; COMPOUNDS THEREOF; METALLOIDS OR COMPOUNDS THEREOF NOT COVERED BY SUBCLASS C01C
- C01B2203/00—Integrated processes for the production of hydrogen or synthesis gas
- C01B2203/04—Integrated processes for the production of hydrogen or synthesis gas containing a purification step for the hydrogen or the synthesis gas
- C01B2203/0465—Composition of the impurity
- C01B2203/0475—Composition of the impurity the impurity being carbon dioxide
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C01—INORGANIC CHEMISTRY
- C01B—NON-METALLIC ELEMENTS; COMPOUNDS THEREOF; METALLOIDS OR COMPOUNDS THEREOF NOT COVERED BY SUBCLASS C01C
- C01B2203/00—Integrated processes for the production of hydrogen or synthesis gas
- C01B2203/04—Integrated processes for the production of hydrogen or synthesis gas containing a purification step for the hydrogen or the synthesis gas
- C01B2203/0465—Composition of the impurity
- C01B2203/048—Composition of the impurity the impurity being an organic compound
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C01—INORGANIC CHEMISTRY
- C01B—NON-METALLIC ELEMENTS; COMPOUNDS THEREOF; METALLOIDS OR COMPOUNDS THEREOF NOT COVERED BY SUBCLASS C01C
- C01B2203/00—Integrated processes for the production of hydrogen or synthesis gas
- C01B2203/04—Integrated processes for the production of hydrogen or synthesis gas containing a purification step for the hydrogen or the synthesis gas
- C01B2203/0465—Composition of the impurity
- C01B2203/0495—Composition of the impurity the impurity being water
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F25—REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
- F25J—LIQUEFACTION, SOLIDIFICATION OR SEPARATION OF GASES OR GASEOUS OR LIQUEFIED GASEOUS MIXTURES BY PRESSURE AND COLD TREATMENT OR BY BRINGING THEM INTO THE SUPERCRITICAL STATE
- F25J2205/00—Processes or apparatus using other separation and/or other processing means
- F25J2205/30—Processes or apparatus using other separation and/or other processing means using a washing, e.g. "scrubbing" or bubble column for purification purposes
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F25—REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
- F25J—LIQUEFACTION, SOLIDIFICATION OR SEPARATION OF GASES OR GASEOUS OR LIQUEFIED GASEOUS MIXTURES BY PRESSURE AND COLD TREATMENT OR BY BRINGING THEM INTO THE SUPERCRITICAL STATE
- F25J2210/00—Processes characterised by the type or other details of the feed stream
- F25J2210/12—Refinery or petrochemical off-gas
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F25—REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
- F25J—LIQUEFACTION, SOLIDIFICATION OR SEPARATION OF GASES OR GASEOUS OR LIQUEFIED GASEOUS MIXTURES BY PRESSURE AND COLD TREATMENT OR BY BRINGING THEM INTO THE SUPERCRITICAL STATE
- F25J2210/00—Processes characterised by the type or other details of the feed stream
- F25J2210/42—Nitrogen
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F25—REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
- F25J—LIQUEFACTION, SOLIDIFICATION OR SEPARATION OF GASES OR GASEOUS OR LIQUEFIED GASEOUS MIXTURES BY PRESSURE AND COLD TREATMENT OR BY BRINGING THEM INTO THE SUPERCRITICAL STATE
- F25J2210/00—Processes characterised by the type or other details of the feed stream
- F25J2210/62—Liquefied natural gas [LNG]; Natural gas liquids [NGL]; Liquefied petroleum gas [LPG]
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F25—REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
- F25J—LIQUEFACTION, SOLIDIFICATION OR SEPARATION OF GASES OR GASEOUS OR LIQUEFIED GASEOUS MIXTURES BY PRESSURE AND COLD TREATMENT OR BY BRINGING THEM INTO THE SUPERCRITICAL STATE
- F25J2270/00—Refrigeration techniques used
- F25J2270/42—Quasi-closed internal or closed external nitrogen refrigeration cycle
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F25—REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
- F25J—LIQUEFACTION, SOLIDIFICATION OR SEPARATION OF GASES OR GASEOUS OR LIQUEFIED GASEOUS MIXTURES BY PRESSURE AND COLD TREATMENT OR BY BRINGING THEM INTO THE SUPERCRITICAL STATE
- F25J2270/00—Refrigeration techniques used
- F25J2270/90—External refrigeration, e.g. conventional closed-loop mechanical refrigeration unit using Freon or NH3, unspecified external refrigeration
- F25J2270/904—External refrigeration, e.g. conventional closed-loop mechanical refrigeration unit using Freon or NH3, unspecified external refrigeration by liquid or gaseous cryogen in an open loop
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Thermal Sciences (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Combustion & Propulsion (AREA)
- Inorganic Chemistry (AREA)
- Separation By Low-Temperature Treatments (AREA)
- Gas Separation By Absorption (AREA)
- Separation Of Gases By Adsorption (AREA)
Description
(H 829) H 7VO5O
Se/bd
6.9.1974
Verfahren und Vorrichtung zur Gewinnung von Reinwasserstoff
Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zur
Gewinnung von Reinwasserstoff aus Rohwasserstoff, der nach Entfernung von höhersiedenden Begleitstoffen als Verunreinigungen im
wesentlichen nur noch Kohlenmonoxid« Stickstoff, Argon und Methan enthält, durch eine zweistufige Wäsche, wobei in der ersten Stufe
mit flüssigem Methan und in der zweiten Stufe mit einem einen C-,-Kohlenwasserstoff enthaltenden flüssigen Kohlenwasser stoff gemisch
gewasohen wird.
PUr zahlreiche Zwecke der Teohnik, z.B. für die hydrierende Spaltung von Kohlenwasserstoffgemischen, für die
609812/0544
Rohölentschwefelung oder für die Ammoniaksyηthese werden große
Mengen Wasserstoff benötigt.
Der Wasserstoff wird üblicherweise aus Erdgas oder Rohöl entweder durch partielle Oxidation oder durch Dampfreformierung
gewonnen. In beiden Fällen entsteht ein wasserstoffhaltiges
Gas, welches aus etwa 70 $ Wasserstoff, 20 % Kohlenmonoxid, Rest
Methan, Stickstoff, Argon usw. besteht. Vor der Weiterverwendung des Wasserstoffs muß der Gehalt an Kohlenmonoxid drastisch gesenkt
werden. Dies geschieht üblicherweise durch eine Konvertierung, indem das Gasgemisch mit Wasserdampf umgesetzt wird und das
im Gas befindliche Kohlenmonoxid bis auf einen Rest von etwa 5 %
in Kohlendioxid übergeführt wird, welches beispielsweise in einer Wäsche mit Methanol aus dem Gas entfernt werden kann.
Um diese dann noch verbleibenden wenigen Prozente an Verunreinigungen, insbesondere an Kohlenmonoxid, das bei Hydrierreaktionen
als Katalysatorgift stört, noch aus dem Rohwasserstoff zu entfernen, ist es aus der US-PS 3 075 095 bekannt, einen solchen
Rohwasserstoff einer zweistufigen Wäsche zu unterwerfen. In der ersten Stufe werden bei dem bekannten Verfahren mit flüssigem
Methan Stickstoff und Kohlenmonoxid, die darin ausgezeichnet löslich sind, bei einer Temperatur von -175 bis l80 0C herausgewaschen.
Entsprechend dem Druck und der Temperatur der Wäsche enthält aber das gewaschene Gas dann noch eine gewisse Menge Methan,
das hinwiederum aus dem bereits teilweise gereinigten Wasserstoff entfernt wird.
609812/0544
— 3 —
Für diesen Zweck ist es aus der genannten US-PS bekannt, das Gas anschließend einer weiteren Wäsche bei noch tieferer
Temperatur zu unterwerfen und es mit einem oder mehreren flüssigen C2- oder C,-Kohlenwasserstoffen zu waschen. Die C,-Kohlenwasserstoffe,
insbesondere das Propan und das Propylen, besitzen eine sehr gute Lösefähigkeit für Methan und haben außerdem
den Vorzug, bei den gewählten Waschtemperaturen einen sehr niedrigen
Dampfdruck zu besitzen, so daß die Verunreinigung des Wasserstoffs
mit den Komponenten des Waschmittels vernachlässigbar gering ist.
Das bekannte Verfahren liefert einen Wasserstoff hoher Reinheit, hat Jedoch den Nachteil, einer RektifiziersHule zur
Regenerierung des in der zweiten Waschstufe verwendeten Waschmittels zu bedürfen, was die Reinigungsanlage sehr kostspielig
macht.
Es ist die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Verfahren zu schaffen, das es gestattet, einen Rohwasserstoff in
einer zweistufigen Wäsche auf Hydrierreinheit zu bringen, ohne daß hierzu eine Rektifiziersllule zur Aufarbeitung des Waschmittels
der zweiten Wasohstufe nötig wäre.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß
als Waschmittel der zweiten Wasohstufe ein aus einem oder mehreren (^..-Kohlenwasserstoffen und Methan bestehendes Gemisch verwendet wird, welches anschließend regeneriert und wieder in den
Prozeß zurückgeführt wird.
609812/0544
Für das erfindungsgemäße Waschmittelgemisch eignen sich insbesondere Propan und Propylen, da beide recht tiefe Schmelzpunkte
(85,4 und 87#8 K) haben und deshalb die Waschtemperatur
sehr tief gewählt werden lann.
Allerdings wird im vorliegenden Fall dem Propylen der Vorzug gegeben, da es aus Olefinanlagen in großen. Mengen wohlfeil
und frei von den bei Tieftemperaturverfahren sehr störenden C,-Acetylenen zur Verfügung steht, während die Propanfraktion
Üblicherweise mit C,~Acetylenen verunreinigt ist.
Außerdem ist, was hinsichtlich der Strömungstechnik und des Stoffüberganges beim Arbeiten in der Nähe des Schmelzpunktes
solcher Verbindungen von großer Bedeutung ist, die Zähigkeit des Propylene geringer als die des Propans. Sie beträgt bei 144 K
und 49 ata für Propylen 0,7 cP, für Propan dagegen 0,8 cP, ist also beim Propylen um etwa 14 % geringer.
Noch niedriger ist indessen die Zähigkeit des erfindungsgemäßen Gemisches, da die Zähigkeit des Methans unter den
In der Waschsäule herrschenden Bedingungen etwa eine Zehnerpotenz kleiner ist als die des Propylene.
Das erfindungsgemäße Verfahren beweist also insbesondere dort seine Überlegenheit, wo etwa 0,5 % Methan im Reinwaaserstoff
nicht stören, also beispielsweise bei einer hydrierenden Spaltung oder bei einer hydrierenden Entschwefelung von Rohöl.
609812/0544
Erfindungsgemäß wird daher das Verhältnis des Methans
zu den (^-Kohlenwasserstoffen im Waschmittel der zweiten Wasehstufe
gerade so gewählt, daß der von der nachfolgenden Weiterverwendung des Reinwasserstoffs diktierte höchste zulässige Restgehalt
an Methan nicht überschritten wird. Damit wird eine optimale Anpassung des Prozesses an die geforderte Wasserstoffreinheit
und gleichzeitig eine Minimierung des apparativen und energetischen Aufwandes erreicht.
Gemäß einer besonderen Ausbildung des Erfindungsgedankens wird dieses Verhältnis bei der Forderung nach einem Restgehalt
von maximal 0,5 % Methan im Reinwasserstoff, der für die
meisten Zwecke völlig ausreichend ist, auf 50 : 50 (Volumenverhältnis)
eingestellt.
Das Verfahren der Erfindung setzt da ein, wo ein wasserstoffhaltiges
Gas aus einer Dampfreformlerung oder aus einer partiellen Oxidation bereits von seinen höhersiedenden Verunreinigungen
und von einem großen Teil des Kohlenmonoxids befreit ist.
Das Gas wird zunächst komprimiert, auf eine relativ
tiefe Temperatur gebracht, die etwas oberhalb der Verfestigungstemperatur des Methans bei dem herrschenden Druck ist, und unter
diesen Bedingungen mit flüssigem Methan gewaschen, Der aus der Wäsche abziehende Wasserstoff enthält Verunreinigungen wie
Kohlenmonoxid, Stickstoff und Argon nur noch im ppm-Bereich und
Methan in der Größenordnung von etwa 1 %» Ee wird nun der zweiten
609812/0544
Waschstufe zugeführt und dort mit Methan-C_-Kohlenwasserstoff-Gemisch
gewaschen. Die Wäsche wird unter solchen Bedingungen vorgenommen, daß der Methangehalt des Gases auf etwa die Hälfte absinkt.
Das Gas kann dann als Reinwasserstoff direkt seinem Verwendungszweck zugeführt werden.
Obwohl bei dem erfindungsgemäßen Verfahren zwei Waschmittelstufen vorgesehen sind, die vorteilhafterweise auch in
einer gemeinsamen Waschsäule untergebracht werden können, ist es erfindungsgemäß vorgesehen, nur die Regenerierung des Waschmittels
der ersten Stufe in einer mit Rektifizierböden, Kopfkühlung
und Sumpfheizung versehenen Regeneriersäule vorzunehmen, die Regenerierung des Waschmittels der zweiten Waschstufe davon
jedoch zu trennen.
Erfindungsgemäß ist fernerhin vorgesehen, das Waschmittel der zweiten Stufe ledigliöh durch Anwärmung und Entspannung
zu regenerieren.
Damit wird nicht nur eine zweite Regeneriersäule einge
spart, sondern es wird auch der Energiebedarf bei der Regenerierung, der bei einer Destillation infolge der großen Temperaturdifferenz
zwischen Regenerierung und Wäsche besonders hoch ist,
erheblich vermindert.
Zur Verfolgung dieses Erfindungsgedankens wird das Waschmittel der zweiten Stufe, also das Me than -C-, -Kohlenwasser-
609812/0544
stoff-Gem!sch nach Anwärmung lediglich in einen Abscheider entspannt,
so daß aus dem Waschmittel etwas Methan ausgast· Druck
und Temperatur werden dabei so gewählt, daß im Waschmittel gerade so viel Methan verbleibt, daß das Waschmittel ohne weitere
Behandlungsschritte, abgesehen von Wiederverdichtung und Kühlung, direkt wieder der zweiten Waschstufe zugeführt werden kann.
Das bei diesem Verfahrensschritt ausgasende Methan wird in weiterer Ausbildung des Erfindungsgedankens der Regeneriersäule
zugeführt, in der auch das gesamte Waschmittel der ersten Stufe aufgearbeitet wird.
Bei der Regenerierung des Waschmittels der ersten Stufe muß besondere Sorgfalt angewandt werden, da von der Reinheit
des dort verwendeten Waschmittels die Reinheit des aus dieser Waschstufe abziehenden Gases, insbesondere hinsichtlich des
Kohlenmonoxids, abhängt. Es ist infolgedessen notwendig, das Waschmittel zu rektifizieren. Dazu bedarf es einer Rektifiziersäule,
die mit Rektifizierböden, Sumpfheizung und KopfkUhlung
ausgestattet ist. Wenn die Verwendung mehrerer Heiz- bzw. KUhI-medien
vermieden werden soll, was an sich immer angestrebt wird, bieten sich für den vorliegenden Fall aus thermDdynamischen Grün
den als Medien für Wärmepumpen Stickstoff oder Kohlenmonoxid an.
Aus Gründen des Preises und der Sicherheitstechnik wird jedoch dem Stickstoff in der Regel der Vorzug gegeben. Da die Temperaturdifferenz
zwischen Kopf und Sumpf der Regeneriersäule jedoch
60981 2/0544
- 8-
relativ groß sein muß (etwa 40 °), sind die Drücke, mit denen
das Kreislaufmedium in die Sumpfheizung und in die Kopfkühlung
eingeführt werden muß, auch stark voneinander verschieden. Das bedeutet aber einen relativ großen Aufwand bei der Wiederverdichtung.
Erfindungsgemäß ist deshalb vorgesehen, den Kopf der Regeneriersäule mit zwei Kondensatoren auszustatten und in den
unteren der beiden den Stickstoff bei einem mittleren Druck verdampfen
au lassen. Auf diese Weise wird erheblich an der Rückverdichtung des Kreislaufmediums gespart und andererseits aber trotzdem
genügend Rücklauf für die Säule erzeugt.
■ Daß der erfindungsgemäßen Reinigung unterworfene Rohgas
ist praktisch vollständig von höhersiedenden Verunreinigungen, wie
Kohlendioxid und Wasser, befreit. Die Konzentration dieser Verunreinigungen im Qas bewegt sich im 1/10 ppm-Bereich. An sich würde
diese Menge an keiner Stelle des Verfahrens stören, da beispielsweise Kohlendioxid im Methan relativ gut löslich 1st. Da aber das
Methan erfindungsgemäß im Kreis gefahren wird und nur im Bedarfsfalle
eine ganz geringe überschußmenge ins Restgas abgegeben
wird, ist es zur Vermeidung einer Aufkonzentratlon von hochsiedenden
Verunreinigungen notwendig, diese zuverlässig aus dem Verfahren zu entfernen. Erfindungsgemäß erfolgt die Entfernung dieser
Verunreinigungen adsorptiv vor Rückführung des Waschmittels in die Waschstufe.
609812/05A4
Die Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens erfolgt in einer zweistufigen Waschsäule, deren untere erste
Waschstufe mit einer Regeneriersäule verbunden ist, während deren oberer Abschnitt mit einem Abscheider in Verbindung .steht.
Gemäß einer besonderen Ausbildung des Erfindungsgedankens
ist die Regeneriersäule am Kopf mit zwei Kondensatoren ausgestattet, die es ermöglichen, bei geringem Energieaufwand
für die Rekompression des darin umlaufenden Mediums trotzdem ■ eine genügende Rückflußmenge zu erzeugen.
Die Erfindung sei weiterhin anhand eines schematisch
dargestellten Ausführungsbeispiels erläutert.
Die im AusfUhrungsbei spiel wiedergegebenen Zahlen
sind auf der Basis eines CEL-C,H/--Gemisches erreohnet. Wegen der
nahe beieinander liegenden Schmelz- und Siedepunkte der beiden Kohlenwasserstoffe haben sie jedoch auch für CJig Gültigkeit.
•x
Durch Leitung 1 werden in die Anlage 100 0OD Nm /h Rohwasserstoff
unter einem Druck von 50 ata eingeführt. Das Gas besteht aus 94 Vol.-Ji H2, 5 Vol.-^ Cp, 0,5 Vol.-Jf CH4, Rest C0g,
N2 und Ar sowie Spuren HgO und CO2 im 1/10 ppra-BereL eh. Das Gas
wird im Wärmeaustauscher 2 gekühlt, tritt dann in das Stickstoffbad 3 ein, in dem sich flüssiger Stickstoff unter einem Druck von
etwa 4 ata befindet, wird dort auf 92 K gekühlt und durch Leitung 4 in den unteren Teil einer zweistufigen Waschsäule 5 eingeleitet.
60981 2/0544
- 10 -
Die Waschsäule 5 hat einen unteren Abschnitt 6 und einen oberen Abschnitt 7· Im unteren Abschnitt 6 wird die erste
Waechstufe, im oberen Abschnitt 7 die zweite Waschstufe vollzogen.
Der untere Abschnitt 6 ist mit einem Zwischenkühler 8 versehen, der mit flüssigem Stickstoff aus dem Stickstoffbad J>
versorgt wird und der dazu dient, die Lösungswärme des CO im CHj,
abzuführen. Der Kühler wird auf einer Temperatur von 92 K gehalten.
Bei einem Druck von 49 ata fließen dem Rohgas im Abschnitt
6 der Säule 5 25 000 NmVh flüssiges Methan entgegen,
die durch Leitung 9 aufgegeben werden. Das Methan wäscht aus dem aufsteigenden Gas das darin enthaltene Kohlenmonoxid bis auf
einige ppm aus. Das gewaschene Gas, das jetzt etwa 1 Vol.-# CH^
enthält, steigt durch einen Kamin in den Abschnitt 7 auf und wird dort mit 1600 W/h eines CHh-C^-Kohlenwasserstoffgemisohes
berieselt, das duroh Leitung 10 herangeführt wird, eine Temperatur von 92 K hat und in dem sich die beiden Komponenten
in einem Volumenverhältnis von 50 j 50 befinden. Das gewaschene Gas wird im Wärmeaustauscher 2 angewärmt und verläßt in einer
Menge von 92 000 NirVh duroh Leitung 11 die Anlage als 99,5 VoI.-
#iger Wasserstoff mit 0,5 Vol.~# Methan und einigen ppm KLO,
CO2, CO, N2, Ar und C,-Kohlenwasserstoffen.
Das Waschmittel der ersten Stufe wird in einer Menge von ?2 460 NnrVh aus dem unteren Abschnitt 6 der Waschsäule 5
609812/0544
-11-
abgezogen und durch eine Drossel 12 in einen Abscheider 1? auf
einen Druck von etwa 4 ata entspannt. Dabei gast hauptsächlich Wasserstoff (l800 NmVh) aus, der in eine Restgasleitung 14 gegeben
wird. Es besteht auch die in der Zeichnung nicht dargestellte Möglichkeit, den ausgegasten Wasserstoff vom Abscheider Ij5
zu komprimieren und wieder in die Rohgasleitung 1 einzuspeisen. Das ausgegaste Waschmittel der ersten Stufe wird in den Wärmeaustauschern
15 bzw« 16 im Gegenstrom zu regeneriertem Methan angewärmt
und durch die Leitungen 17 und 1.8 in eine Regeneriersäule 19 eingeführt.
Die Regeneriersäule 19 ist mit einer Sumpfheizung und zwei Kopfkondensatoren 21 und 22 ausgestattet und arbeitet
bei einem Druck von etwa 3 ata.
Die Verdampfer bzw. Kondensatoren 20, 21 und 22 gehören zu einem Stickstoffkältekreislauf. Der hierzu, nötige
Stickstoff wird d©r Anlage durch Leitung 23 in einer Menge von
27 000 NjirVh unter einem Druck von 50 ata zugeführt. Er wird in
den Wärmeaustauschern 24 und 25 gekühlt. Ein Teil von IO5O Nnr'/h
wird mit einer Temperatur von 223 K zwischen den beiden Wärmeaustauschern 24 und 25 durch Leitung 26 abgenommen und in.Wärmeaustauscher
27 weiter gekühlt. Beide Stickst©ffströme werden in der
Leitung 28 vereinigt und dem Verdampfer 20 zugeführt, wo der Stickstoff unter Verdampfung des ihn umgebenden Methans kondensierte Der verflüssigte Stickstoff wirdcfenn im Wärmeaustauscher
609812/0544
- 12 -
unterkühlt. Ein Teil wird in einer Drossel 30 auf einen Druck von etwa 4 ata entspannt und dem in einer Menge von 1200 Nm
aus dem Vorratsbehälter 31 entnommenen flüssigen Stickstoff für das Bad 3 zugefügt. Der andere Teil wird durch Leitung 32 abgezweigt
und dann bei 33 in zwei Teilströme aufgeteilt, die in den
Drosseln 34 und 35 auf 9 bzw. 3*5 ata entspannt werden und in
den Kondensatoren 21 und 22 unter Kondensation des aufsteigenden Methans verdampfen.
Der im Kondensator 21 verdampfte Stickstoff gelangt durch Leitung 36 zum Wärmeaustauscher 29, kühlt dort entgegenkommenden
Flüssigstickstoff aus dem Verdampfer 20 und wird dann nach weiterer Erwärmung in den Wärmeaustauschern 25 und 24 in
einer Menge von 12 000 Nnr/h unter einem Druck von 8,7 ata durch die Leitung 37 abgeführt. Der Stickstoff wird dann nach
entsprechender Kompression (nicht dargestellt) wieder der Leitung 23 zugeführt.
Der im Kondensator 22 verdampfte Stickstoff zieht durch Leitung 38 ab und wird zusammen mit verdampftem Stickstoff
aus dem Kühler 8 und dem Bad 3 zum Wärmeaustauscher 29 geführt,
- dort vorgewärmt und schließlich in den Wärmeaustauschern 25 und
24 weiter auf Raumtemperatur erwärmt. Durch Leitung 39 verlassen
die Anlage 16 200 Nnr/h Ng unter einem Druck von 3,2 ata. Auch
sie werden in einem nicht dargestellten Kompressor wieder auf 50 ata verdichtet und durch Leitung 23 wieder in die Anlage zurückgegeben.
609812/0544
- 13 -
Das regenerierte Methan aus der Regeneriersäule 19 wird durch Leitung 40 als Reinmethan in einer Menge von
25 170 Nur/h mit einer Temperatur von 127 K abgezogen, im Wärmeaustauscher
l6 gekühlt und mit einer Pumpe 41 auf den Waschdruck von 49 ata verdichtet. Eine Teilmenge von I70 Nnr wird im Drosselventil
42 entspannt und in die Restgasleitung 14 gegeben. Die Hauptmenge, nämlich 25 000 Nnr/h,wird in einem Adsorber 4j5, der mit
Silikagel oder Molekularsieb ausgestattet sein kann, von Spuren CO2 und H2O befreit, im Wärmeaustauscher 15 abgekühlt, im Stickstoffbad
3 auf eine Temperatur von 92 K gebracht und durch Leitung 9 dem Abschnitt 6 der Waschsäule 5 zugeführt.
Das in der Regeneriersäule 19 freigesetzte Restgas, das aus CO, N2 und Ar besteht, zieht in einer Menge von
6030 Nnr/h ab, gelangt durch Leitung 14 zum Hauptwärmeaustausoher
2, wird dann im Wärmeaustauscher 24 noch zur Kühlung von Stickstoff verwendet und verläßt schließlich durch Leitung 44 die
Anlage. Zusammen mit dem Uberschußmethan (Pumpe 41 und Drosselventil
42) und dem ausgegasten Wasserstoff (Abscheider I3) sind dies insgesamt 8OOO Nnr/h Restgas.
Das sich am Boden des oberen Abschnitts 7 der
Säule 5 ansammelnde Waschmittel (2140 Nnr/h) wird durch Leitung abgezogen, in einem Wärmeaustauscher 46 und im Wärmeaustauscher
auf eine Temperatur von etwa 220 K angewärmt, in einer Drossel auf einen Druck von 4 ata entspannt und in einen Abscheider 48
609812/0544
eingeführt. Druck und Temperatur des Abscheiders 48 sind so eingestellt,
daß aus dem Waschmittel 540 Nnr CHh ausgasen, die
über Leitung 49 dem durch Leitung 18 fließenden Methan aus dem Abscheider 13 zugefügt werden. Auf diese Weise wird das Verhältnis
des Methans zm C^-Kohlenwasserstoff in der Flüssigkeit des
Abscheiders 48 auf 50 : 50 eingestellt. Dieses fertige Waschmittel
für die zweite Waschstufe wird in einer Pumpe 50 auf
einen Druck von 49 ata befördert, im Wärmeaustauscher 46 und im Stickstoffbad 3 auf 92 K gekühlt und durch Leitung 10 auf
den Abschnitt 7 aufgegeben. Je nach Bedarf können dem Abscheider 48 durch Leitung 51 aus dem Vorratsbehälter 52 0,2 bis
0,3 Kr/h C-x-Kohlenwasserstoff zugesetzt werden.
9 Patentansprüche
1 Blatt Zeichnungen
609812/0544
Claims (1)
- LINDE AKTIENGESELLSCHAFT(H 829) " 15 " H 74/050Se/bd 6.9.1974Patentansprüche1. Verfahren zur Gewinnung von Reinwasserstoff aus Rohwasserstoff, der nach Entfernung von höhersiedenden Begleitstoffen als Verunreinigungen im wesentlichen nur noch Kohlenmonoxid, Stickstoff, Argon und Methan enthält, durch eine zweistufige Wäsche, wobei in der ersten Stufe mit flüssigem Methan und in der zweiten Stufe mit einem einen C-,-Kohlenwasserstoff enthaltenden flüssigen Kohlenwasserstoffge mi sch gewaschen wird, dadurch gekennzeichnet, daß als Waschmittel in der zweiten Waschstufe ein aus einem oder mehreren C-x-Kohlenwasserstoffen und Methan bestehendes Gemisch verwendet wird, welches anschließend regeneriert und wieder in den Prozeß zurückgeführt wird.2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, 'daß das Verhältnis von Methan zu C_-Kohlenwasserstoffen so eingestellt wird, daß der zulässige Restgehalt an Methan im Reinwasserstoff nicht überschritten wird.5. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß Methan und C-j-Kohlenwasserstoff im Verhältnis 50 i 50 im Waschmittel enthalten sind.609812/ 0<6 AΛ ΛLINDE AKTIENGESELLSCHAFT- 16 -4. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Waschmittel der zweiten Waschstufe lediglich durch Anwärmung und Entspannung regeneriert wird.5. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß das bei der Entspannung und Anwärmung des Waschmittels der zweiten Waschstufe anfallende Methan mit dem Waschmittel der ersten Waschstufe vereinigt, rückverflUsslgt und als Waschmittel in die erste Waschstufe eingeführt wird.6. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Regenerierung der vereinigten Waschmittel durch Heizung am Sumpf und Kühlung am Kopf einer Regeneriersäule mit Hilfe eines Kreislauf mediums erfolgt» das bei hohem Druck in Sumpf der Säule verflüssigt und bei tieferem Druck am Kopf der Säule verdampft wird, wobei die Verdampfung an zwei verschiedenen Stellen des Kopfes mit unterschiedlichen Drücken stattfindet,7. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß das regenerierte Waschmittel vor seiner Rückführung in die erste Waschstufe adsorptiv von Spuren von höhersiedenden Verunreinigungen befreit wird.609812/0544LINDE AKTIENGESELLSCHAFT- 17 -8. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch eine zweistufige WaschsSule (5)» deren untere erste Waschstufe (6) mit einer Regeneriersäule (19) verbunden ist, während deren oberer Abschnitt (7) mit einem Abscheider (47) in Verbindung steht.9. Vorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß im oberen Teil der Regeneriersäule (19) zwei Kondensatoren (21 und 22) angeordnet sind.609812/0544Leerseite
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE2442719A DE2442719C3 (de) | 1974-09-06 | 1974-09-06 | Verfarhen und Vorrichtung zur Gewinnung von Reinwasserstoff |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE2442719A DE2442719C3 (de) | 1974-09-06 | 1974-09-06 | Verfarhen und Vorrichtung zur Gewinnung von Reinwasserstoff |
Publications (3)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE2442719A1 true DE2442719A1 (de) | 1976-03-18 |
DE2442719B2 DE2442719B2 (de) | 1981-01-08 |
DE2442719C3 DE2442719C3 (de) | 1982-01-28 |
Family
ID=5925043
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DE2442719A Expired DE2442719C3 (de) | 1974-09-06 | 1974-09-06 | Verfarhen und Vorrichtung zur Gewinnung von Reinwasserstoff |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
DE (1) | DE2442719C3 (de) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
FR2353819A1 (fr) * | 1976-06-04 | 1977-12-30 | Union Carbide Corp | Procede de separation d'hydrogene et d'oxyde de carbone des melanges en contenant |
-
1974
- 1974-09-06 DE DE2442719A patent/DE2442719C3/de not_active Expired
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
FR2353819A1 (fr) * | 1976-06-04 | 1977-12-30 | Union Carbide Corp | Procede de separation d'hydrogene et d'oxyde de carbone des melanges en contenant |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
DE2442719C3 (de) | 1982-01-28 |
DE2442719B2 (de) | 1981-01-08 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
DE69201038T2 (de) | Verfahren und Vorrichtung für die Herstellung von Kohlenoxid und Wasserstoff. | |
DE2548700C2 (de) | Verfahren und Vorrichtung zur Wasserstoffreinigung unter gleichzeitiger Kohlendioxidgewinnung | |
DE1494808B2 (de) | Verfahren zum reinigen von brenn- oder synthesegasen | |
EP2215009B1 (de) | Verfahren zur behandlung eines co2 enthaltenden prozessgasstroms | |
DE3247782C2 (de) | ||
DE4210637A1 (de) | Verfahren zur Gewinnung von hochreinem Wasserstoff und hochreinem Kohlenmonoxid | |
DE3313171A1 (de) | Verfahren und vorrichtung zur gewinnung von rein-co | |
DE69900516T2 (de) | Verfahren und Anlage zur kombinierter Herstellung einer Ammoniak-Synthesemischung und Kohlenmonoxyd | |
DE102005025651A1 (de) | Verfahren und Vorrichtung zur Gewinnung von Produkten aus Synthesegas | |
DE2646690A1 (de) | Verfahren und vorrichtung zur herstellung einer mischung von sauerstoff und wasserdampf unter druck | |
DE2116326A1 (de) | Verfahren und Vorrichtung zum Trennen von Gasgemischen | |
DE102017222030A1 (de) | Verfahren zur Bereitstellung von CO2 für die Harnstoffsynthese aus Rauch- und Synthesegas | |
DE69909143T2 (de) | Trennung von Kohlenstoffmonoxid aus stickstoffverschmutzten, Wasserstoff und Methan enthaltenden Gasgemischen | |
DE2460515A1 (de) | Verfahren und vorrichtung zur entfernung von verunreinigungen aus solche enthaltenden tiefsiedenden gasen | |
DE3148520A1 (de) | "verfahren zur entfernung von sauren gasen aus gasgemischen" | |
DD161075A3 (de) | Verfahren zur abwaermenutzung fuer die erzeugung mechanischer energie mit wahlweise gleichzeitiger kaelteerzeugung | |
DE102006051759A1 (de) | Verfahren und Vorrichtung zur Zerlegung von Synthesegas mittels Methanwäsche | |
DE2442719C3 (de) | Verfarhen und Vorrichtung zur Gewinnung von Reinwasserstoff | |
DE3532248C2 (de) | ||
DD142749A5 (de) | Verfahren zur gewinnung von kohlenmonoxid und wasserstoff | |
DE3322473A1 (de) | Verfahren und vorrichtung zur vermeidung einer anreicherung unerwuenschter komponenten in einem fluessigen medium | |
DE1296133B (de) | Verfahren zur Herstellung von Methanol-Synthesegas | |
EP3333123B1 (de) | Verfahren und anlage zur erzeugung von synthesegas | |
DE1567690B2 (de) | Verfahren zur Herstellung von Wasserstoff aus CO- und H tief 2-reichen, CO tief 2 und Schwefelverbindungen enthaltenden Rohgasen | |
DE2653869C2 (de) | Verfahren und Vorrichtung zur Grobreinigung von Gasen |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
OD | Request for examination | ||
C3 | Grant after two publication steps (3rd publication) | ||
8339 | Ceased/non-payment of the annual fee |