DE462186C - Verfahren zur Abscheidung des Ammoniaks und der Benzolkohlenwasserstoffe aus Schwefelwasserstoff, Kohlensaeure und Sauerstoff enthaltenden Kohlengasen unter Anwendung verschiedener Drucke bei der Ammoniak- bzw. Benzolgewinnung - Google Patents

Description

• Verfahren zur Abscheidung des Ammoniaks und der Benzolkohlenwasserstoffe aus Schwefelwasserstoff, Kohlensäure und Sauerstoff enthaltenden Kohlengasen unter Anwendung verschiedener Drucke bei der Ammoniak- bzw. Benzolgewinnung Die Abscheidung der Benzolkohlenwasserstoffe und des Ammoniaks aus Gasen unter Druck, die schon vielfach vorgeschlagen und versucht wurde, stößt auf große Schwierigkeiten, wenn das Gas stark korrodierend wirkende Bestandteile, wie Schwefelwasserstoff, Sauerstoff und Kohlensäure, enthält, wie dies beispielsweise bei Koksofengas und ähnlichen Gasen der Fall ist.
• Die Schwierigkeiten liegen in den starken Anfressungen der Materialien von hoher Festigkeit, wie Schmiedeeisen und Stahl, zu deren Verwendung man bei höheren Drucken gezwungen ist. Schon bei verhältnismäßig niedrigen Drucken wirkt auch bei geringen Gehaltsziffern Schwefelwasserstoff und Sauerstoff derart stark auf die genannten Materialien ein, daß beispielsweise in den Rohrleitungen dicke Ablagerungen von Eisenoxyden und Schwefel entstehen, indem sich Schwefeleisen bildet, das durch den vorh andenenSauerstoff unter Bildung von Eisenoxyd zu Schwefel reduziert wird. Bei hohem Druck sind wegen der höheren räumlichen Konzentration von Schwefelwasserstoff und Sauerstoff die Anfressungen besonders in Gegenwart von Ammoniak und Kohlensäure noch viel stärker. Auch die bekannten nicht rostenden Stahlarten sind gegen die Einwirkungen von Schwefelverbindungen nicht genügend widerstandsfähig.
• Dagegen haben sich Gußeisen, besonders mit seiner Gußhaut, sowie Siliciumeisen und ähnliche Legierungen von verhältnismäßig hoher Beständigkeit erwiesen; ihrer Anwendung für Hochdruckeinrichtungen steht jedoch ihre bekannte geringe Festigkeit entgegen, die ihre Verwendung bei einigermaßen größeren Leitungs- und Apparateabmessungen ausschließt.
• Anderseits ist die Anwendung höherer Drucke von etwa So Atm. und mehr zu einer einigermaßen vollständigen Abscheidung der Benzolkohlenwasserstoffe nicht zu umgehen, besonders zur Gewinnung der hochwertigen niedrig siedenden Fraktionen. Man hat nun schon versucht, wie das Patent 66 644 zeigt, Benzol aus Gasen durch Kompression bei Lufttemperatur, also nicht bei erhöhter Temperatur, abzuscheiden. Es handelt sich hier um ein Verfahren zur Abscheidung von Benzol durch Kompression und darauffolgende Expansion, wobei mit verhältnismäßig niedrigen Temperaturen gearbeitet wird.
• Aber auch diesem Verfahren hafteten die erwähnten Schwierigkeiten und Nachteile an, wobei zu beachten ist, daß die Abscheidung des Benzols bzw. der einzelnen Bestandteile keine vollständige war.
• Diese Schwierigkeiten werden durch das neue Verfahren gemäß der vorliegenden Erfindung vermieden.
• Dieses Verfahren zur Abscheidung des Ammoniaks und Benzolkohlenwasserstoffe aus Schwefelwasserstoff, Kohlensäure und Wasserstoff enthaltenden Kohlengasen besteht gemäß der Erfindung darin, daß die Abscheidung der stark korrodierend wirkenden Bestandteile, nämlich Ammoniak, Schwefelwasserstoff und Kohlensäure, in aus chemisch widerstandsfähigem Material hergestellten Apparatenteilen von geringerer mechanischer Festigkeit bei niedrigem Druck erfolgt, worauf die unter höherem Druck zu bewirkende Abtrennung der Benzolkohlenwasserstoffe in Apparatenteilen zwar von geringerer chemischer, aber höherer mechanischer Widerstandsfähigkeit vorgenommen wird.
• Wesentlich für den Schutzumfang der Erfindung ist die Benutzung einer Gesamtanlage, welche entsprechend dem Vorgesagten aus zwei Teilen besteht, die je aus verschiedene Eigenschaften aufweisendem Baumaterial hergestellt sind und von den zu verarbeitenden Gasen in einem Fabrikationszug durchströmt werden.
• Es werden also die stark korrodierend wirkenden Gasbestandteile, in erster Linie Schwefelwasserstoff und Kohlensäure, zweckmäßig mit Ammoniak zusammen bei verhältnismäßig niedrigen Drucken, für welche die Festigkeit von Gußeisen, Siliciumeisen u. dgl. genügt, aus dem Gas entfernt, während die Abscheidung der Benzolkohlenwasserstoffe bei hohem Druck vorgenommen wird, wofür dann Materialien von verhältnismäßig geringer chemischer Widerstandsfähigkeit, aber hoher Festigkeit, wie Stahl u. dgl., verwendet werden.
• Um dabei eine vorzeitige Abscheidung von Benzolkohlenwasserstoffen zu verhüten, die bei gewöhnlicher Temperatur, beispielsweise hei dem üblichen Benzolgehalt des Koksofengases, schon bei verhältnismäßig niedrigen Drucken anfangen auszufallen, wird nach der vorliegenden Erfindung die Abscheidung des Ammoniaks und der stark korrodierend wirkenden Gasbestandteile bei erhöhter Temperatur vorgenommen, die so gewählt wird, daß bei dem zugehörigen Druck das Gas noch nicht an Benzolkohlenwasserstoffen gesättigt ist, ohne die Erzielung einer genügend hohen Ammoniakkonzentration und den Betrieb des Kompressors zu erschweren oder zu hindern.
• Sodann wird im weiteren Gang des Verfahrens in bekannter Weise zur Abscheidung der Benzolkohlenwasserstoffe bei höherem Druck und zweckmäßig bei weiter erhöhter Temperatur gearbeitet, um eine vorzeitige Benzolabscheidung im Kompressor oder in den Leitungen zu verhüten, worauf das Gas ungefähr auf gewöhnliche Temperatur abgekühlt wird, wobei die Benzolkohlenwasserstoffe fast vollständig ausfallen. Dabei kann die Einrichtung so getroffen werden, daß die Gaskühlung durch verschiedene Temperaturstufen herab erfolgt, wodurch die einzelnen Fraktionen der Benzolkohlenwasserstoffe getrennt ausgeschieden und gewonnen werden. Der Rest an Benzolkohlenwasserstoffen kann ebenfalls nach bekannter Methode durch ein geeignetes Absorptionsmittel, wie Benzolwaschöl, oder in sonst zweckmäßiger Weise aufgenommen werden.
• In der beiliegenden Zeichnung ist ein schematisches Ausführungsbeispiel einer für die Durchführung des neuen Verfahrens geeigneten Einrichtung, etwa passend für die Verhältnisse des üblichen Koksofengases, dargestellt.
• Das Gas wird nach seiner Entleerung und Kühlung in dem mehrstufigen Kompressor i etwa in der zweiten Stufe auf ungefähr 2o Atm. verdichtet und geht von da nach den Wäschern 2, 3 und q., in der die stark korrodierend wirkendenBestandteile, wie Schwefelwasserstoff, Ammoniak und Kohlensäure, ausgewaschen werden. Die Auswaschung kann in verschiedener Weise geschehen. Wäscher. kann z. B. mit reinem Wasser beschickt werden, das im Gegenstrom nacheinander durch die Wäscher 3 und 2 wandert; die Wäscher 3 und .4 entleeren zu diesem Zweck in die zugehörigen Sammelgefäße 6 und 7, so daß von Sammelgefäß ;7 aus der Wäscher 3 und von Sammelgefäß 6 aus der Wäscher 2 beschickt werden. Sammelgefäß 5 nimmt die fertige Waschlauge auf, die in Form einer hochkonzentrierten Ammoniaklösung anfällt.
• Dabei wird je nach dem Verhältnis, in dem Ammoniak, Schwefelwasserstoff und Kohlensäure im Gas enthalten sind, Kohlensäure und Schwefelwasserstoff ganz oder teilweise in Form von Ammoncarbonaten und Ammonsulfid gebunden. Ein Überschuß an Kohlensäure und Schwefelwasserstoff kann in weiteren Wäschern, die in der Zeichnung nicht dargestellt sind und ähnlich den Wäschern 2, 3 und 4. arbeiten, mit reinem Wasser oder einem anderen geeigneten Absorptionsmittel aufgenommen werden. Als solches wird z. B. zweckmäßig die in Wäscher :2 anfallende konzentrierte Ammoniaklauge, nachdem sie von ihrem Gehalt an Schwefelwasserstoff und Kohlensäure befreit ist, verwendet. Hierzu wird die Lauge durch eine der bekannten Entsäuerungskolonnen geführt, die in der Zeichnung nicht dargestellt ist, wobei Schwefelwasserstoff und Kohlensäure ausgetrieben werden, worauf die entsäuerte Ammoniaklösung wieder den Kohlensäure- und Schwefelwasserstoffwäschern zufließt. Dieses Verfahren kann nach Bedarf, je nach dem Gehalt des Gases an Kohlensäure und Schwefelwasserstoff im Verhältnis zum Ammoniakgehalt, wiederholt werden.
• Jedenfalls gelingt es nach diesem Verfahren, diese Bestandteile vollständig aus dem Gas zu entfernen, so daß dasselbe beim Austritt aus dem letzter. Wäscher dieses Abschnitts stark korrodierend wirkende Bestandteile nicht mehr enthält. Dieser Abschnitt ist aus chemisch widerstandsfähigem Material von verhältnismäßig geringer Festigkeit, wie z. B. Gußeisen, Siliciumeisen, ausgeführt und wird zur Vermeidung vorzeitiger Benzolausscheidungen auf etwa 4.o° gehalten. Diese Temperatur genügt im allgemeinen für den beabsichtigten Zweck und bildet auch für die weitere Kompression des Gases kein Hindernis. Zur Warmhaltung kann die Kompressionswärme des Gases verwendet werden. Man kann dazu das Gas ungekühlt aus der betreffenden Druckstufe in die Wäscher eintreten lassen oder dieselben in sonst geeigneter Weise warmhalten.
• Die Abscheidung der Benzolkohlenwasserstoffe wird zweckmäßig in der folgenden Druckstufe bei etwa 8o Atm. vorgenommen; um dabei eine vorzeitige Benzolabscheidung in dieser Kompressorstufe 8 und in der Leitung 9 zu verhindern; werden diese auf etwa i5o° gehalten. Mit dieser Temperatur tritt das Gas in den Benzolabscheider io und wird hier auf ungefähr Lufttemperatur abgekühlt, wobei fast die gesamten Benzolkohlenwasserstoffe ausfallen. Dabei wird zweckmäßig in mehreren Stufen- i i, T z und 13 derart gekühlt, daß in der Stufe i i die höchst siedenden Bestandteile, in der Stufe 12 die Bestandteile mit mittlerem Siedepunkt und in Stufe 13 die leichtsiedenden Fraktionen ausfallen. '`lach Bedarf kann die Fraktionierung auch noch weitergetrieben werden. Die Fraktionen werden in die Sammelgefäße 14, i 5 und 16 abgelassen.
• Hinter dem Benzolabscheider io tritt das Gas in den Wäscher 18, wo der nicht abgeschiedene Rest an Benzolkohlenwasserstoffen mittels Waschöl oder einem anderen geeigneten Absorptionsmittel ausgewaschen wird. Das mit Benzol angereicherte Waschöl sammelt sich im Gefäß 18, geht von dort über eine der bekannten Abtreibkolonnen, die in der Zeichnung nicht weiter dargestellt sind, um sodann zum Wäscher zu kehren.
• Der Abschnitt der Einrichtung hinter der Druckstufe, in der die Abscheidung stark korrodierend wirkender Gasbestandteile stattfindet, wird in Materialien von verhältnismäßig geringer chemischer Widerstandsfähigkeit, aber hoher Festigkeit, wie Schmiedeeisen, Stahl o. dgl., ausgeführt, so daß in der Höhe der angewandten Drucke praktisch keine Grenze besteht.
• Das Verfahren bleibt grundsätzlich das gleiche, wenn es sich um die Verarbeitung von Gasen mit benzinähnlichen Kohlenwasserstoffen handelt, wie sie z. B. bei der Tieftemperaturv erkokung anfallen, und wird, wie man leicht übersieht, auch nicht dadurch wesentlich geändert, wenn diese Gase keine oder nur unwesentliche Mengen Ammoniak enthalten.
• Die hohe technische und wirtschaftliche Bedeutung des Verfahrens besteht darin, daß es auf einfache «reise und mit technisch in Frage kommenden Materialien gestattet, aus Gasen mit stark korrodierend wirkenden Bestandteilen Ammoniak und Benzolkohlenwasserstoffe getrennt unter Druck abzuscheiden; das Ammoniak wird hierbei in Form einer hochkonzentrierten Lauge von hohem wirtschaftlichem Verarl:eitungswert erhalten, während die Benzolkohlenwasserstoffe fast vollständig in unverdünnter Form und nach Bedarf in einzelne Fraktionen getrennt gewonnen werden.

Claims (1)

1. PATENTANSPRÜCHE: i. Verfahren zur Abscheidung des Ammoniaks und der Benzolkohlenwasserstoffe aus Schwefelwasserstoff, Kohlensäure und Sauerstoff enthaltenden Kohlengasen unter Anwendung verschiedener Drucke bei der Ammoniak- bzw. Benzolgewinnüng, dadurch gekennzeichnet, daß die Abscheidung der stark korrodierend wirkenden. unter niederem Druck zu entfernenden Bestandteile, Ammoniak, Schwefelwasserstoff und Kohlensäure, in aus chemisch widerstandsfähigem Material hergestellten Apparatenteilen von geringerer mechanischer Festigkeit erfolgt, worauf die unter höherem Druck zu bewirkende Abtrennung der Benzolkohlenwasserstoffe in Apparatenteilen von geringerer chemischer und höherer mechanischer Widerstandsfähigkeit vorgenommen wird. a. Verfahren gemäß Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß die Abscheidung des Ammoniaks und der übrigen stark korrodierend wirkenden Gasbestandteile bei erhöhter Temperatur erfolgt, die so gewählt wird, daß das Gas bei dieser Temperatur und dem zugehörigen Druck noch nicht an Benzolkohlenwasserstoffen gesättigt ist. 3. Verfahren nach Anspruch i oder 2, dadurch gekennzeichnet, daB zur Auswaschung des Schwefelwasserstoffs und der Kohlensäure entsäuerte Ammoniaklösung verwendet wird. q.. Verfahren nach Anspruch i, 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daB die Benzolkohlenwasserstoffe durch stufenweise Kühlung des.Gases in getrennten Fraktionen abgeschieden werden.