DE398778C

DE398778C - Process for the separate recovery of propane and butane from gases, e.g. natural gas

Info

Publication number: DE398778C
Application number: DEH71372D
Authority: DE
Original assignee: HOPE NATURAL GAS Co
Current assignee: HOPE NATURAL GAS Co
Priority date: 1916-06-02
Filing date: 1916-12-06
Publication date: 1924-07-15

Description

Verfahren zur getrennten Gewinnung von Propan und Butan aus Gasen, wie z. B. Erdgas. Für diese Anmeldung ist gemäß dem Unionsvertrage vom z. Juni igii die Priorität auf Grund der Anmeldungen in den Vereinigten Staaten von Amerika vom z. Juni und 5. August 19 16 beansprucht. Die Erfindung bezweckt die Gewinnung von Propan und Butan aus Gasen, wie Erdgas, die außerdem noch verwandte Stoffe enthalten, unter Benutzung des an sich bekannten Verfahrens, daß das Gas unter Druck einem absorbierenden Lösungsmittel ausgesetzt wird, das dann destilliert wird, um die absorbierten Kohlenwasserstoffe abzutreiben.Process for the separate production of propane and butane from gases, such as. B. natural gas. According to the Union Treaty of z. June igii the priority due to registrations in the United States of America from z. June and August 5, 19 1 6 claimed. The invention aims at the recovery of propane and butane from gases such as natural gas, which also contain related substances, using the per se known method that the gas is exposed under pressure to an absorbent solvent which is then distilled to remove the absorbed hydrocarbons to abort.

Propan und Butan sind diejenigen Bestandteile, die bei für die Großtechnik in Frage kommenden Temperaturen und Drucken verflüssigt werden können, beim Aufhören des Druckes aber wieder restlos in den gasförmigen Zustand übergehen.Propane and butane are the ingredients that are used in large-scale engineering in question coming temperatures and pressures can be liquefied, when the pressure is stopped, however, completely return to the gaseous state.

Hierdurch wird es ermöglicht, diese wertvollen Stoffe in flüssiger und darum hochkonzentrierter Form ohne Verwendung übermäßig starker Druckgefäße wirtschaftlich auf beliebige Entfernungen transportieren und am entlegenen Verbrauchsort in gasförmigem Zustande verwenden zu können, ohne daß komplizierte Vergasungseinrichtungen nötig wären, und ohne daß man befürchten müßte, daß empfindliche Hähne, Druckminderventile o. dgl. durch minder flüchtige Kondensate verstopft werden, die obendrein auch den Nutzraum der Transportgefäße verringern würden.This makes it possible to turn these valuable substances into liquid and therefore in a highly concentrated form without the use of excessively strong pressure vessels Transport it economically to any distance and at the remote place of consumption to be able to use in the gaseous state without the need for complicated gasification devices would be necessary, and without having to fear that sensitive taps, pressure reducing valves o. The like. Clogged by less volatile condensates, which on top of that also the Would reduce the usable space of the transport vessels.

Die Erfindung fußt auf der überraschenden Erfahrung der Erfinderin, daß es nur dann möglich ist, aus einem Gemisch von Propan und Butan jeden dieser beiden Stoffe getrennt abzuscheiden, wenn dieses Gemisch keinerlei andere verwandte Stoffe als Verunreinigungen enthält.The invention is based on the surprising experience of the inventor, that only then is it possible to produce each of these from a mixture of propane and butane Separate the two substances separately if this mixture does not have any other related substances Contains substances as impurities.

Die Erfindung wird in der Weise durchgeführt, daß als absorbierendes Lösungsmittel mit Naphtha gesättigte Kohlenwasserstoffe verwendet werden, deren anfängliches spezifisches Gewicht bei i6'zwischen 32' bis 55°B6 schwankt, worauf das Lösungsmittel destilliert wird, um das Propan und Butan in Dampfform abzutreiben, und daß die Mischung von Propan und Butan in eine Kammer gedrückt wird, bis der Kondensationsdruck des Butans erreicht ist und das flüssige Butan zum Boden der Kammer sinkt, von dem es abgezogen wird, während das Propan in der Kammer bis zu seinem Kondensationspunkt weiter zusammengedrückt und schließlich aus der Kammer in flüssiger Form durch Einführung einer Flüssigkeit weggedrückt wird, welche schwerer als flüssiges Propan ist.The invention is carried out in such a way that as an absorbent Hydrocarbons saturated with naphtha solvents are used, their initial specific gravity at i6 'fluctuates between 32' and 55 ° B6, whereupon the solvent is distilled to drive off the propane and butane in vapor form, and that the mixture of propane and butane is pressed into a chamber until the The condensation pressure of the butane is reached and the liquid butane to the bottom of the Chamber sinks from which it is withdrawn, while the propane in the chamber sinks up to its point of condensation further compressed and finally out of the chamber in liquid form is pushed away by introducing a liquid, which is heavier than liquid propane is.

In der Zeichnung sind zwei Ausführungsbeispiele dargestellt Abb. i ist eine schematische Darstellung einer vollständigen Einrichtung in Aufriß. Abb. 2 ist ein Aufriß einer abgeänderten Ausführungsform eines Destillierapparates. Abb. 3 ist ein Grundriß einer Kammer zur fraktionierten Kondensation der durch die Destillierapparate erhaltenen Mischung.In the drawing, two exemplary embodiments are shown in Fig. I Figure 3 is a schematic illustration of a complete installation in elevation. Fig. Fig. 2 is an elevation of a modified embodiment of a still. Fig. Figure 3 is a plan view of a chamber for the fractional condensation of those produced by the stills obtained mixture.

Das Gas wird, falls sein Druck nicht genügt, durch einen Kompressor 2 verdichtet und im Bedarfsfalle dann durch einen Kühler 3 geschickt. Um es dem absorbierenden Lösungsmittel auszusetzen, sind zwei Behälter und 5 übereinander angeordnet. Das Gas tritt in den Behälter 4 durch ein gelochtes Rohr 6 und strömt durch das Lösungsmittel aufwärts. Der dabei nicht absorbierte Gasrest wird in einer Haube 7 aufgefangen und durch ein Rohr 8 zu einem durchlochten Rohr g im unteren Teile des Behälters 5 gefülirt, um durch das in diesem Behälter enthaltene Lösungsmittel hindurchzufließen. Schließlich wird der nicht absorbierte Gasrest, der fast vollständig aus Methan und Äthan besteht, in einer Haube io abgefangen und fließt durch ein Rohr ii ab.The gas is, if its pressure is not sufficient, by a compressor 2 compressed and then sent through a cooler 3 if necessary. To it that to expose absorbent solvent are two containers and 5 on top of each other arranged. The gas enters the container 4 through a perforated tube 6 and flows through the solvent upwards. The remaining gas that is not absorbed is in a Cover 7 caught and through a pipe 8 to a perforated pipe g in the lower Parts of the container 5 are filled with the solvent contained in this container to flow through. Finally, the unabsorbed gas residue, which is almost completely consists of methane and ethane, intercepted in a hood and flows through Pipe ii off.

Das Lösungsmittel strömt durch die Behälter 4 und 5 nacheinander dem Gas entgegen, tritt durch Rohr 12 am rechten Ende des Behälters 5 ein, strömt durch ein Rohr i,, zum linken 1?nde des Behälters d. und fließt schließlich in ein Rohr 14 am rechten Ende letzteren Behälters. Stauwände i5 und 16 sorgen für gleichbleibenden Flüssigkeitsstand. Das an Propan und Butan reichere Gas wird hierbei im Behälter 4 mit einem Lösungsmittel behandelt, das im Behälter 5 bereits eine bestimmte Menge dieser Bestandteile aus einem Gas aufgenommen hat, das an eben diesen Bestandteilen ärmer ist.The solvent flows through the containers 4 and 5 one after the other Opposite gas, enters through tube 12 at the right end of container 5, flows through a pipe i ,, to the left 1? end of the container d. and finally flows into a pipe 14 at the right end of the latter container. Storage walls i5 and 16 ensure constant Fluid level. The gas, which is richer in propane and butane, is here in the container 4 treated with a solvent that already has a certain amount in the container 5 of these constituents from a gas that has absorbed these constituents is poorer.

Aus dem Lösungsmittel wird das in den Behältern 4 und 5 absorbierte Propan und Butan in zwei hintereinander geschalteten Destillierapparaten 17 und 18 abgetrieben. Diese stehen tiefer als der Absorptionsbehälter 4, so daß ihnen das Lösungsmittel ohne Pumpe zufließt. Um zu verhindern, daß das Gas aus Behälter 4 in den Destillierapparat 17 fließt und die Dämpfe aus diesem zum Behälter 4 strömen, ist in der Leitung 14 ein Siphonrohr ich vorgesehen.The solvent becomes that absorbed in containers 4 and 5 Propane and butane in two series-connected stills 17 and 18 aborted. These are lower than the absorption container 4, so that they the solvent flows in without a pump. To prevent the gas from leaving the container 4 flows into the still 17 and the vapors from this flow to the container 4, a siphon pipe is provided in line 14.

Im oberen Teil des Destillierapparates 17 fließt das Lösungsmittel aus einem Brauserohr 2o über die Heizfläche. Unten strömt das Lösungsmittel durch ein Rohr 21 zum linken Ende des Destillierapparates 18, durch den es in wegen der Prellplatten 22 geschlängeltem Wege zu einem Rohre 23 und zu einer Pumpe 24 fließt. Dampf oder heißes Wasser strömt aus einem Rohr 25 durch ein Rohr 26, den Destillierapparat 18, Rohr 27, durch den Destillierapparat 17 und zum Abführungsrohr 28. Soll aber Apparat 17 ebenso oder noch stärker wie Apparat 18 geheizt werden, so sind beide getrennt zu heizen. Hierzu geht ein mit Ventil versehenes Rohr 29 vom Rohr 26 zu dem Rohr 27 jenseits eines Ventils 30. Rohr 27 hat ein Abflußrohr 31. Auf diese Weise kann die Heizung für jeden Destillierapparat unabhängig geregelt werden.The solvent flows in the upper part of the still 17 from a shower pipe 2o over the heating surface. The solvent flows through the bottom a tube 21 to the left end of the still 18, through which it in because of the Baffle plates 22 meandering path to a pipe 23 and to a pump 24 flows. Steam or hot water flows from a pipe 25 through a pipe 26, the still 18, pipe 27, through the still 17 and to the discharge pipe 28. Should however Apparatus 17 is heated in the same way or even more strongly than apparatus 18, then both are to heat separately. For this purpose, a pipe 29 provided with a valve extends from pipe 26 the pipe 27 beyond a valve 30. Pipe 27 has a drain pipe 31. On this In this way, the heating can be regulated independently for each still.

Wie schon erwähnt, sind die Temperaturen und Drücke in den Destillierapparaten 17 und z8 so bemessen, daß das Propan und Butan, die aus dem Erdgas in den Behältern 4 und 5 absorbiert wurden, von dem Lösungsmittel abdestilliert werden. Die Dämpfe fließen aus den Behältern 17 und 18 durch Rohre 32 und 33 in ein Rohr 34, das zu der Kondensationsanlage führt. Der Destillierapparat nach Abb. 2 gleicht dem nach Ahb. i, nur daß er Rohrverbindungen aufweist, um die Dämpfe aus dem Destillierapparat i811 durch den Destillierapparat i7#z zu führen. Das Rohr 33a hat ein Ventil 38 und ist mit Rohr 39 verbunden. Dieses hat mehrere Auslässe, die durch den Boden des Destillierapparates 1711 ragen und sich etwas oberhalb dieses Bodens öffnen. Die Dämpfe aus beiden Destillierapparaten fließen dann durch das Rohr 32a vereint zur Kondensation.As already mentioned, the temperatures and pressures are in the stills 17 and z8 so that the propane and butane, which come from the natural gas in the containers 4 and 5 were absorbed, are distilled off from the solvent. The fumes flow from the containers 17 and 18 through pipes 32 and 33 into a pipe 34, which is to the condensation system leads. The still according to Fig. 2 resembles that according to Ahb. i just that it has pipe connections to keep the vapors out the i811 still through the i7 # z still. The pipe 33a has a valve 38 and is connected to pipe 39. This has several outlets, which protrude through the bottom of the still 1711 and are slightly above it Open the bottom. The vapors from both stills then flow through the Tube 32a unites for condensation.

Das Lösungsmittel aus dem Destillierapparat 18 kann durch einen Kühler 40 und dann durch Rohr 12 in das Absorptionsgefäß 5 gepumpt werden, so daß ein stetiger Kreislauf entsteht, oder es kann auch durch ein Rohr 41 zu einem zweiten Destillierapparat zwecks Entfernung seines Naphthagehalts geleitet werden.The solvent from the still 18 can pass through a condenser 40 and then pumped through pipe 12 into the absorption vessel 5, so that a steady Circulation arises, or it can also through a pipe 41 to a second still to remove its naphtha content.

Um aus der Mischung von Propan und Butan alle Spuren der gewöhnlichen flüssigen Bestandteile des Ursprungsgases, d. i. Naphtha oder Gasolin, zu entfernen, kann die Mischung vor der Verdichtung einer Waschung durch ein diese Spuren absorbierendes Lösungsmittel unterworfen werden. Hierfür wird vorzugsweise ein flüssiger Kohlenwasserstoff der Paraffinreihe benutzt, der bei i6° eine Schwere von ungefähr 33,7° B6 besitzt.To get out of the mixture of propane and butane all traces of the ordinary liquid components of the original gas, d. i. Naphtha or gasoline, to remove, can the mixture before the compaction of a wash by absorbing these traces Solvent are subjected. A liquid hydrocarbon is preferably used for this of the paraffin series, which at 16 ° has a gravity of about 33.7 ° B6.

Die von den Destillierapparaten kommende gasförmige Mischung fließt durch ein Rohr 68 (Abb. 3) in einen Druckbehälter 69 in Form eines Rohres von 125 mm Weite und 37 m Länge, das an einen Abhang aufwärts und abwärts verlegt ist, so daß die schwereren Bestandteile der Mischung dank der Schwerkraft von den leichteren Bestandteilen b157 weg dem unteren Ende des Rohres zustreben. Der Behälter ist anfangs bis auf den Einlaß 68 verschlossen, durch den das Gemisch in steigenden Mengen und mit steigendem Druck eingeführt wird, bis eine Verflüssigung eingetreten ist. Diese wird mittels Probierhähnen 7o festgestellt, die längs des ganzen Druckbehälters 69 in Abständen angebracht sind. Bei einer Mischung von Butan und Propan in wesentlich gleichem Verhältnis tritt bei ungefähr g Atm. die Verflüssigung des Butans ein, während das Propan bei diesem Drucke gasförmig bleibt. Das verflüssigte Butan sammelt sich am unteren Ende des Behälters 69, von wo es durch eine mit Ventil versehene Leitung 71 zu einem Sammelbehälter 72 fließt. Das Einlaßrohr 68 ist inzwischen vorzugsweise geschlossen worden.The gaseous mixture coming from the stills flows through a tube 68 (Fig. 3) into a pressure vessel 69 in the form of a tube of 125 mm width and 37 m length, which is laid up and down a slope, so that the heavier components of the mixture thanks to gravity from the lighter ones Move components b157 away from the lower end of the tube. The container is initially closed except for the inlet 68, through which the mixture in increasing amounts and is introduced with increasing pressure until liquefaction has occurred. These is determined by means of test taps 7o, which run along the entire pressure vessel 69 are attached at intervals. With a mixture of butane and propane, this is essential the same ratio occurs at about g Atm. the liquefaction of butane, while the propane remains gaseous at this pressure. The liquefied butane collects located at the bottom of the container 69, from where it is valved through a Line 71 flows to a collecting tank 72. The inlet tube 68 is now preferred been closed.

In dem Behälter 69 bleibt handelsmäßig reines Propan in Gasform zurück, das nun bis zur Verflüssigung verdichtet wird. Hierzu wird beispielsweise Wasser am unteren Ende des Behälters 69 durch ein Rohr 73 eingedrückt. Dadurch wird das Propan am oberen Ende der Kammer zusammengedrückt, bis etwa 46 Atm. erreicht sind. Alsdann verflüssigt sich das Propan, was wieder durch die Probierhähne feststellbar ist, und wird durch eine jetzt geöffnete Leitung 74 mittels der steigenden Wassersäule durch einen Kühler 75, falls nötig, zu einem Sammelgefäß 76 getrieben.Commercially pure propane remains in the container 69 in gaseous form, which is now compressed until it liquefies. For this purpose, for example, water pressed in at the lower end of the container 69 through a tube 73. This will make that Propane is compressed at the top of the chamber to about 46 atm. are achieved. The propane then liquefies, which can again be determined by the test taps is, and is through a now open line 74 by means of the rising water column driven through a cooler 75 to a collection vessel 76 if necessary.

Claims

PATENT CLAIMS: i. A process for the separate recovery of propane and butane from gases which, such as natural gas, contain related substances using the per se known process of exposing the gas under pressure to an absorbent solvent which is then distilled to drive off the absorbed hydrocarbons characterized in that hydrocarbons saturated with naphtha are used as the absorbent solvent, the initial specific gravity of which fluctuates at i6 ° between 32 ° to 55 ° B6, whereupon the solvent is distilled and the vaporous mixture of propane and butane that is driven off is subjected to fractional condensation by pressure.

2. The method according to claim i, characterized characterized in that the gaseous mixture of propane and butane before the fractionated Condensation is washed with a naphtha absorbent liquid.