DE2449864A1 - Verfahren zum entfernen und rueckgewinnen aromatischer kohlenwasserstoffe aus einem gasstrom - Google Patents
Verfahren zum entfernen und rueckgewinnen aromatischer kohlenwasserstoffe aus einem gasstromInfo
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Description
Verfahren zum Entfernen und Rückgewinnen aromatischer Kohlenwasserstoffe aus einem Gasstrom
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Entfernen und Rückgewinnen
aromatischer Kohlenwasserstoffe und Wasser aus einem Gasstrom vermittels In-Berührung-Bringen des Gasstroms mit einem
flüssigen Absorbens.
Es ist bereits bekannt geworden, Wasser aus einem Gasstrom zu entfernen vermittels In-Berührung-Bringen des Gasstroms mit einem
flüssigen Absorbens wie einer wässrigen Glykollösung, so daß das Wasser selektiv absorbiert und aus dem Gasstrom entfernt
wird. Das an Wasser reiche flüssige Absorbens wird üblicherweise vermittels Erhitzen erneut eingeengt und sodann in
die Berührung mit dem Gasstrom zurückgeführt.
Viele Gasströme enthalten relativ kleine Mengen sowohl an verdampften
aromatischen Kohlenwasserstoffen' als auch Wasserdampf,
und es ist oftmals zweckmäßig, sowohl die aromatischen Kohlen-
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Wasserstoffe als auch das Wasser aus derartigen Gasströmen zu entfernen. So bedingt z.B. bei der Verflüssigung von Erdgasströmen
das Vorliegen aromatischer Kohlenwasserstoffe und Wasser Probleme dahingehend, daß diese beiden Bestandteile
hohe.. Gefrierpunkte aufweisen und Hydrate "bilden, die die Wärmeaustauscher und die Verflüssigungsausrüstung verstopfen
oder in anderer Weise beschädigen können.
So sind aromatische Kohlenwasserstoffe und Wasser aus einem Gasstrom dadurch entfernt worden, daß der Strom durch eine
erste Vorrichtung geführt wird, in der die aromatischen Kohlenwasserstoffe dadurch entfernt werden, daß ein In-Berührung-Kommen
mit einem flüssigen oder festen Entwässerungsmittel erfolgt, das eine selektive Affinität gegenüber aromatischen
Kohlenwasserstoffen besitzt. Das Wasser wird sodann aus dem
Gasstrom dadurch entfernt, daß derselbe durch eine zweite Vorrichtung geführt wird, in der ein In-Berührung-Kommen mit
einem unterschiedlichen flüssigen oder festen Entwässerungsmittel erfolgt, das eine Affinität gegenüber Wasserbesitzt.
Erfindungsgemäß wird ein Verfahren zum Entfernen und Zurückgewinnen
aromatischer Kohlenwasserstoffe und Wasser aus einem Gasstrom geschaffen, bei dem der Gasstrom in innige Berührung
mit einem Strom eines flüssigen Absorbens gebracht wird unter Entfernen und Absorbieren der aromatischen Kohlenwasserstoffe
und des Wassers aus demselben, und der sich ergebende Strom aus Wasser und an aromatischen Kohlenwasserstoffen reichem
flüssigen Absorbens wird erhitzt, so daß die Kohlenwasserstoffe und das Wasser verdampft werden, und sodann wird der Strom
des flüssigen Absorbens erneut eingeengt, wobei die abgetrennten aromatischen Kohlenwasserstoffe und die Wasserdämpfe abgezogen
und der erneut eingeengte flüssige Absorbens-Strom in innige Berührung mit dem Gasstrom zurückgeführt wird.
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Somit können die aromatischen Kohlenwasserstoffe und Wasser
aus dem Gasstrom in einer einzigen Vorrichtung, die wirtschaftlich
einzubauen und zu betreiben ist, entfernt und zurückgewonnen
werden.
Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung
dargestellt und wird im folgenden näher beschrieben:
Die Figuren 1 und 2 zeigen jeweils eine diagrammförmige Darstellung
zweier unterschiedlicher Formen der Vorrichtung zum Durchführen des erfindungsgemäßen Verfahrens.
Die Vorrichtung 10 nach der Figur 1 weist eine Kontaktvorrichtung 12 für das In-Berührung-Bringen des Gasstromes mit dem
flüssigen Absorbens auf und besitzt eine Mehrzahl an Böden
oder anderem darin vorliegenden geeigneten Packungsmaterial, einen Einlaß 16 für den Gasstrom, einen Auslaß 18 für den behandelten
Gasstrom und eine Leitung 20 am unteren Ende für das Abziehen des flüssigen Absorbens. Es wird eine Steuervorrichtung 22 für den Flüssigkeitsspiegel angewandt für die
Steuerung eines Ventils 24 in der Leitung 20, die mit einem Rückflußkühler 36 in der Destillationskolonne 32 eines Boilers
26 in Verbindung steht. Dem Boiler wird Wärme vermittels einer Brenneranordnung 38 zugeführt, der Brennstoff über die
Leitung 42 zugeführt wird. Die Anordnung ist mit einem Feuerkasten 30 und einem'Kamin 40 versehen. Ein Sammler 44 für das
flüssige Absorbens, der darin angeordnet eine Wärmeaustauscher-Spirale 46 aufweist, ist mit dem Boiler vermittels einer Leitung
48 verbunden, die sich bei 31 in den Boiler bis zu einer Höhe über dem Feuerkasten 30 erstreckt. Der Rückflukühler 36
ist über die Leitung 50 mit der Wärmeaustauscherspirale 4 6 verbunden, die ihrerseits mit der Rückflußkolonne 32 zurückverbunden
ist. Die letztere ist mit Kontaktböden 34 versehen. Der Sammler 44 ist über eine Leitung 54, eine Pumpe 56, eine
Leitung 60 und einen Luft- oder Wasserwarmeaustauscher 58 und eine Leitung 62 mit dem benachbarten oberen Ende des
Kontaktgefäßes 12 verbunden.
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An dem oberen Ende der Destillationskolonne 32 ist eine Leir
tung 64 vorgesehen, die über einen Luft- oder Wasserwärmeaustauscher
66 und eine Leitung 70 mit einer Trennvorrichtung 68 verbunden ist. Das obere Ende der Trennvorrichtung
ist mit einer Leitung 72 für nicht kondensierte Dämpfe versehen, und in der Mitte und an dem unteren Ende sind Auslaßleitungen
74 bzw. 76 vorgesehen, die durch die Ventile 78 bzw. 80 gesteuert werden. Dieselben werden ihrerseits
durch die Steuervorrichtungen 82 bzw. 84 des Flüssigkeitsspiegels für das Absorbens bzw. Wasser gesteuert.
Bei dem Betrieb des Systems 10 wird ein Gasstrom, z.B. Erdgas in dieLeitung 16 zu dem unteren Ende der Kontaktvorrichtung
14 eingeführt, und erneut eingeengtes flüssiges Absorbens, wie eine wässrige Lösung von Triäthylenglykol oder
Tetraäthylenglykol, wird bei 62 eingeführt. Das Gas und das Absorbens werden innig vermittels der Böden 14 in Berührung
gebracht, und bei 18 verläßt ein trockener Gasstrom die Vorrichtung. Die Steuervorrichtung 22 für die Spiegelhöhe stellt
sicher, daß in dem unteren Ende der Kontaktvorrichtung 14 eine bestimmte Menge an Wasser und an an aromatischen Kohlenwasserstoffen
reichem Absorbens aufrechterhalten wird, und es erfolgt eine überführung durch die Leitung 20 und sodann ein
Vorerhitzen durch den Wärmeaustauscher 36 und sodann durch den Wärmeaustauscher 46, bevor ein Einführen in die Destillationskolonne
32 ausgeführt wird. Die wärme aus dem Feuerkasten führt zu einem Verdampfen des flüssigen Absorbens unter Einengen
desselben, das vermittels des Rohrs 31 bei der Spiegelhöhe 29 gehalten wird. Das überfließende eingeengte Absorbens
fließt in den Sammler 44 und wird dort gekühlt unter gleichzeitigem Erwärmen des Absorbens auf dem Wege desselben zu der
Destillationskolonne. Das erneut eingeengte Absorbens wird sodann in den Wärmeaustauscher 58 eingepumpt und dort weiter
gekühlt und sodann der Kontaktvorrichtung 12 erneut zugeführt.
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Die Dämpfe der aromatischen Kohlenwasserstoffe und des
Wassers werden durch den Wärmeaustauscher 66 abgekühlt und treten in die Trennvorrichtung 68 ein, wo dieselben
abgetrennt werden. Die Spiegelhöhe des Wassers wird durch die Steuervorrichtung 84 und die Spiegelhöhe der aromatischen
Kohlenwasserstoffe durch die Steuervorrichtung 82 aufrechtehalten. Diese zwei Steuervorrichtungenermöglichen
eine Abgabe, wenn dieSpiegelhöhe zu hoch wird, wobei das Wasser und die Kohlenwasserstoffe durch die Leitungen 76
bzw. 74 abgegeben werden.
Die in der Figur 2 dargestellte Vorrichtung ist sehr ähnlich derjenigen nach der Figur 1, und gleiche Bauteile weisen
hier gleiche Bezugszeichen auf. Anstelle des Vorsehens einer einfachen Leitung 48 von dem Boiler zu dem Sammler
weist jedoch hier die Vorrichtung 90 nachnder Figur 2 eine
Abstreif-Gaskolonne 124 auf, die eine Mehrzahl an Dampf-Flüssigkeitsböden
126 oder äquivalente Bauelemente darin angeordnet aufweist. Ein trockenes Abstreifgas in der Leitung
128 wird benachbart zu dem unteren Ende der Kolonne eingeführt, die an ihrem oberen Ende mit zwei Wehren 128
und 129 versehen ist, wobei das Wehr 128 höher als das Wehr 129 ist. Es ergibt sich hierbei eine Spiegelhöhe 125 über
dem Feuerkasten, die höher als die Spiegelhöhe links von dem Wehr129 ist.
Das sich links von dem Wehr 129 befindende flüssige Absorbens kann über die Leitung 144, Pumpe 146, Leitung 148,
den Luft- oder Wasserwärmeaustauscher-Kühler 150 und die Leitung 152 zu einer Stelle in der Kontaktvorrichtung 12
unter der Höhe der Leitung 62 geführt werden. -
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Die Vorrichtung nach der Figur 2 wird in genau der gleichen Weise wie die Vorrichtung nach der Figur 1 mit der Ausnahme
betrieben, daß das teilweise erneut eingeengte Absorbens in zwei Teile aufgeteilt wird, wobei der erste Teil nach unten
durch die Kontaktkolonne 124 und der zweite Teil durch die Pumpe 146 fließt. Der erste Teil wird weiter vermittels des
Abstreifgases erneut eingeengt, und hierbei kann es* sich um
einen Teil des Gases handeln, der aus dem Auslaß 18 kommt, oder um einen Teil des Brennstoffgases, wobei ein Vorerhitzen
durchgeführt sein kann. Der zu behandelnde Gasstrom wird zunächst mit dem teilweise erneut eingeengten Absorbens in Be-"
rührung gebracht, das bei 152 einfließt, und wird sodann mit dem weiter eingeengten Absorbens in Berührung gebracht, das
bei 62 eintritt. Die Vorrichtung 90 nach der Figur 2 wird somit dann angewandt, wenn es erforderlich ist, einen austretenden
Gasstrom auszubilden, der einen sehr hohen Reinheitsgrade bezüglich des Wassers und der aromatischen Kohlenwasserstoffe
aufweist.
Es werden 2.264 m /h mit Wasser gesättigtem Erdgas, das 450 ppm (Volumen) Benzol enthält, in die Kontaktvorrichtung
12 des Systems 10 vermittels der Leitung 16 unter einem
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Druck von 47,1 kg/cm absolut und einer Temperatur von 37,8° C eingeführt. Es werden 67,3 l/h einer wässrigen Triäthylenglykol-Lösung (dieselbe enthält 0,2 Gew. % Benzol) in die Kontaktvorrichtung 12 vermittels der Leitung 62 bei einer Temperatur von 28,3° C eingeführt, und der sich in dem unteren Ende der K ontaktvorrxchtung (4,/ Gew.% Benzol) ansammelnde Strom aus Benzol und an Wasser reichem Glykol wird hieraus bei einer Temperatur von 36,5° C vermittels der Leitung 20 abgezogen. Der behandelte Gasstrom fließt aus der
Druck von 47,1 kg/cm absolut und einer Temperatur von 37,8° C eingeführt. Es werden 67,3 l/h einer wässrigen Triäthylenglykol-Lösung (dieselbe enthält 0,2 Gew. % Benzol) in die Kontaktvorrichtung 12 vermittels der Leitung 62 bei einer Temperatur von 28,3° C eingeführt, und der sich in dem unteren Ende der K ontaktvorrxchtung (4,/ Gew.% Benzol) ansammelnde Strom aus Benzol und an Wasser reichem Glykol wird hieraus bei einer Temperatur von 36,5° C vermittels der Leitung 20 abgezogen. Der behandelte Gasstrom fließt aus der
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Kontaktvorrichtung 12 vermittels der Leitung 18 bei einer Temperatur
von 37,1° C aus und enthält 50 ppm (Volumen) Benzol und eine vernachlässigbare Menge an Wasser. Die Temperatur
der Triäthylenglykol-Lösung im Inneren des Boilergefäßes 28 wird bei einer Temperatur von 226,5° C gehalten, und die aus der Destillationskolonne 32 abgezogenen Benzol- und Wasserdämpfe werden auf eine Temperatur von 23,9 C'abgekühlt und kondensiert, während dieselben durch den Kühler 66 hindurchgehen. Das kondensierte Benzol wird in der Abtrennvorrichtung 68 in einer Menge von 2,91 l/h zurückgewonnen.
der Triäthylenglykol-Lösung im Inneren des Boilergefäßes 28 wird bei einer Temperatur von 226,5° C gehalten, und die aus der Destillationskolonne 32 abgezogenen Benzol- und Wasserdämpfe werden auf eine Temperatur von 23,9 C'abgekühlt und kondensiert, während dieselben durch den Kühler 66 hindurchgehen. Das kondensierte Benzol wird in der Abtrennvorrichtung 68 in einer Menge von 2,91 l/h zurückgewonnen.
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Es werden 2.262 m /h mit Wasser gesättigtem Erdgas, das
Es werden 2.262 m /h mit Wasser gesättigtem Erdgas, das
450 ppm (Volumen) Benzol enthält in die Kontaktvorrichtung des Systems 90 über die Leitung 100 unter einem Druck von
47,1 kg/cm absolut und einer Temperatur von 37,8° C eingeführt. Es wird eine wässrige Triäthylenglykol-Lösung bei
einer Temperatur von 28,3° C und einer Fließgeschwindigkeit von 67,3 l/h in die Kontaktvorrichtung 92 vermittels der
Leitungen 142 und 152 eingeführt, und es wird ein Strom aus Benzol und an Wasser reichem Glykol (3,81 Gew.% Benzol) aus der Kontaktvorrichtung 92 vermittels der Leitung 104 bei
einer Temperatur von 36,5 C abgezogen. Der behandelte Gasstrom fließt aus der Kontaktvorrichtung 92 vermittels der
Leitung 102 bei einer Temperatur von 37,1 C aus und enthält 22 ppm (Volumen) Benzol und eine vernachlässigbare Menge an wasser. Die im Inneren des Boilergefäßes 110 vorliegende
Triäthylenglykol-Lösung wird bei einer Temperatur von 226,5°C gehalten, und es wird ein Strom des Abstreifgases von
3,1 m /h in die Abstreifgaskolonne 124 vermittels der Leitung 128 eingedrückt. Die sich in dem Gefäß 9 6 ansammelnde
Glykol-Lösung enthält 0,1 Gew.% Benzol. Die Benzol- und
47,1 kg/cm absolut und einer Temperatur von 37,8° C eingeführt. Es wird eine wässrige Triäthylenglykol-Lösung bei
einer Temperatur von 28,3° C und einer Fließgeschwindigkeit von 67,3 l/h in die Kontaktvorrichtung 92 vermittels der
Leitungen 142 und 152 eingeführt, und es wird ein Strom aus Benzol und an Wasser reichem Glykol (3,81 Gew.% Benzol) aus der Kontaktvorrichtung 92 vermittels der Leitung 104 bei
einer Temperatur von 36,5 C abgezogen. Der behandelte Gasstrom fließt aus der Kontaktvorrichtung 92 vermittels der
Leitung 102 bei einer Temperatur von 37,1 C aus und enthält 22 ppm (Volumen) Benzol und eine vernachlässigbare Menge an wasser. Die im Inneren des Boilergefäßes 110 vorliegende
Triäthylenglykol-Lösung wird bei einer Temperatur von 226,5°C gehalten, und es wird ein Strom des Abstreifgases von
3,1 m /h in die Abstreifgaskolonne 124 vermittels der Leitung 128 eingedrückt. Die sich in dem Gefäß 9 6 ansammelnde
Glykol-Lösung enthält 0,1 Gew.% Benzol. Die Benzol- und
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Wasserdämpfe, die aus der Destillationskolonne 112 abgezogen werden, erfahren eine Abkühlung auf eine Temperatur
von 22,8 C und werden in dem Kühler 156 kondensiert. Das kondensierte Benzol wird in der Abtrennvorrxchtung 98 in
einer Menge von 2,84 l/h zurückgewonnen.
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Claims (9)
1. Verfahren zum Entfernen und Zurückgewinnen aromatischer Kohlenwasserstoffe und Wasser aus einem-Gasstrom, wobei
der Gasstrom mit einem Absorbens in Berührung gebracht wird, das anschließend regeniert und in das Verfahren zurückgeführt
wird, dadurch gekennzeichnet , daß der Gasstrom mit einem Strom des flüssigen Absorbens in eine
innige Berührung gebracht wird unter Entfernen und Absorbieren der aromatischen Kohlenwasserstoffe und des Wassers
aus demselben, sowie Erhitzen des sich ergebenden Stroms aus Wasser und dem an aromatischen Kohlenwasserstoffen
reichen flüssigen Absorbens dergestalt, daß die Kohlenwasserstoffe und das Wasser verdampfen und der Strom des
flüssigen Absorbens erneut eingeengt wird, sowie die abgetrennten aromatischen Kohlenwasserstoffe und der Wasserdampf
abgezogen und der Strom des erneut eingeengten flüssigen
Absorbens in innige Berührung mit dem Gasstrom zurückgeführt wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichn
et, daß die aromatischen Kohlenwasserstoff- und Wasserdampf
e kondensiert und voneinander getrennt werden.
3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet,
daß der Strom aus Wasser und dem an aromatischen Kohlenwasserstoffen reichen flüssigen Absorbens im Wärmeaustauschverhältnis
zu dem erneut eingeengtem Strom des flüssigen Absorbens so geführt wird, daß das flüssige Absorbens
vorerhitzt und das erneut eingeengte flüssige Absorbens abgekühlt wird.
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4. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei das Erhitzen des Wasser und des an Kohlenwasserstoffen reichen
flüssigen Absorbens zu einer teilweisen erneuten Einengung des flüssigen Absorbens führt, dadurch gekennzeichnet , daß wenigstens ein Teil des teilweise erneut
eingeengten flüssigen Absorbens weiter dadurch eingeengt wird, daß ein inniges In-Berürhung-Kommen mit einem
Strom eines relativ trockenen Gases ausgeführt wird.
5.Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeic hnet,
daß der Strom des relativ trockenen Gases vor dem In-Berührung-Bringen mit dem teilweise erneut eingeengten flüssigen Absorbens erhitzt wird.
6. Verfahren nach Anspruch 4 oder 5, wobei ein Teil des teilweise erneut eingeengten flüssigen Absorbens weiter
durch den Gasstrom eingeengt wird, dadurch gekennzeichnet , daß der verbleibende Anteil in innige
Berührung mit dem Gasstrom so geführt wird, daß der Gassti\-t
in Berührung hiermit gebracht wird,bevor derselbe in Berührung mit dem weiter erneut eingeengten flüssigen Absorbens
gebracht wird.
7. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet , daß als Gasstrom ein solcher
aus Erdgas angewandt wird.
8. Verfahren nach einem dr vorangehenden Ansprüche, dadurch
gekennzeichnet , daß als flüssiges Absorbens eine wässrige Triäthylenglykol-Lösung angewandt wird.
9. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche 1 - 8,
dadurch gekennzeichnet , daß als flüssiges Absorbens eine wässrige Tetraäthylenglykol-Lösung angewandt
wird.
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L e e r s e i t e
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