DE485988C

DE485988C - Verfahren zur Gewinnung von Gasen oder Daempfen aus Gemischen solcher durch Adsorptionsmittel

Info

Publication number: DE485988C
Application number: DEM95944D
Authority: DE
Inventors: Dr-Ing Georg Mueller
Original assignee: Metallgesellschaft AG
Current assignee: GEA Group AG
Priority date: 1926-08-26
Filing date: 1926-08-26
Publication date: 1929-11-09

Description

Verfahren zur Gewinnung von Gasen oder Dämpfen aus Gemischen solcher durch Adsorptionsmittel Beim. Betreiben von Adsorptionsanlagen muß man, wie die Erfahrung lehrt, dafür sorgen, daß einmal die Temperatur des Adsorptionsmittels (Aktivkohle, Silica Gel u.dgl.) niedrig ist, um seine Adsorptionskraft ausnutzen zu können; außerdem empfiehlt es sich, Vorkehrungen zu treffen, die auftretende adsorptionswärme genügend abzuführen. In zweckmäßiger Weise nimmt man eine Kühlung der zu behandelnden Gase u. digl. vor, um von vornherein einer Temperaturerhöhung bzw deren nachteiligen Folgen zu begegnen.
Es hat sich nun gezeigt, daß die üblichen Mittel zur Kühlung oftmals nicht ausreichen und auch in vielen Fällen überhaupt nicht anwendbar sind. Wenn beispielsweise in den heißen Zonen eine Adsorptionsanlage zur Gewinnung von Gasolin aus Erdgasen arbeiten soll, so heißt das, daß Gase in die Adsorber geleitet werden, deren Temperatur 30 bis 400 C betragt. Ebenso hoch ist aber die Temperatur des Kühlwassers, welches noch dazu oft in einer geringen Menge zur Verfügung steht. Es ist einleuchtend, daß unter diesen Verhältnissen die üblichen Kühlmethoden völlig versagen werden. Man hat zwar schon die Expansion des Gasgemisches zu dem Zwecke und unter solchen Bediiigingen vorgenommen, daß es eine starke Abkühlung erfährt und infolge dieser Abkühlung die in dem Gemisch enthaltenden Dämpfe niedrig siedender Flüssigkeit sich kondensieren, worauf sie auf mechanischem Wege aus dem Gasgemisch entfernt werden köninen. Dieses Verfahren hat man mit Waschverfahren auf verschiedene Weise kombiniert. Entweder in der Art, daß das Waschverfahren nach der Expansion Anwendung fand und die bei der Entspannung nicht kondensierten Bestandteile auf diese Weise entfernt wurden, oder daß das Waschverfahren gleichzeitig mit der Expansion angewendet wurde, wobei die beiden Einzelwirkungen sich überlagerten.
Im Gegensatz zu diesem Verfahren, bei denen die Kühlung SQ weit getrieben wird, daß sich ein Teil der Dämpfe ausscheidet, wird die Kühlung bei dem vorliegenden Verfahren nur so weit getrieben, daß alle Gasbestandteile im Dampfzustand verbleiben.
Eine Kondensation durch Abkühlung würde gerade hindernd wirken, da ja die Gesamtmenge der zu gewinnenden Bestandtele in dem Adsorptionsmittel, der Aktivkohle, vorübergehend gebunden werden soll. Das Adsorptionsmittel kann außerhalb des Adsorbers regeneriert werden, und es wäre in diesem Falle äußerst störend, wenn man außerdem für die Gewinnung der irgendwo in der Apparatur, z. B. der Kühlanlage, anfallenden Bestandteile Sorge tragen müßte.
Erst durch ein Verfahren gemaß vorliegender Erfindung ist les möglich, unter oben angedeuteten oder ähnlichen Verhältnissen zu ausreichenden Wirkungen zu gelangen.
Der technische Fortschritt liegt darin, daß das Verfahren wesentlich vereinfacht wird, weil nur an einer Stelle, nämlich in dem Adsorptionsmittel, eine Gewinnung erfolgt, und daß das Verfahren bedeutend weniger Energie für die Kompressionsarbeit benötigt als bei den bisherigen Verfahren, wo die Kompression entsprechend der folgenden Entspannung viel weiter getrieben werden mußte.
Es ist nun keineswegs erforderlich, die gesamte Gasmenge auf die angegebene Art direkt zu kühlen; vielmehr ist es oftmals vorteilhafter, einen. Teilstrom abzuzweigen, um diesen in der angegebenen Art zu komprimieren und nach Abführung der Kompressionswärme unter gleichzeitiger oder vorheriger Entspannung dem Hauptstrom zur Kühlung wieder einzuspeisen. Man kann die Abzweigung des Teilstroms einmal quantitativ durchführen, indem man einen bestimmten Prozentsatz der Gesamtgasmenge herausführt und in der angegebenen Weise behandelt, oder man kann auch eine qualitative Abzweigung vornehmen, indem man ganz bestimmte Bestandteile des Gases, welche unter Umständen besondere Vorteile infolge ihrer spezifischen Wärme oder anderer Eigenschaften bieten, abzweigt. Eine Möglichkeit hierzu bietet die Anwendung z. B. einer Adsorptionsanlage; es ist bekannt, daß z. B. Aktivkohle sich mit gewissen Gasen in hinreichender Weise belädt, welche nachher im normalen Regenerationsverfahren für die Weiterverwendung im oben angedeuteten Sinne wieder freigemacht werden können.
Als Kompressionsanlage im Sinne vorliegender Erfindung kann neben den Kompressoren normaler Systeme auch jede Absorptions- und Adsorptionsanlage Verwendung finden. Wie weit hierbei, mit Rücksicht auf die nachfolgende Entspannungswirkung, der Druck zu steigern ist, wird von Fall zu Fall zu regeln sein. Bei Verwendung einer Adsorptionsanlage z. B. kann die Schaltung hierzu in der nachstehend als Beispiel angedeuteten Ausführung durchgeführt werden. vom hauptgasstrom wird ein Teilstrom abgezweigt und einem Adsorber zugeführt, welcher das in den Gasen enthaltene Gasolin und auch einen bestimmten Prozentsatz der Gase selbst adsorbient. Bei der Regeneration dieses Adsorbers, welche mit einer bestimmten Temperatur und einem entsprechenden Druck des Spüldampfes oder anderweitigen Spülmittels erfolgt, werden mit den Kohlenwasserstoffen auch die gebundenen Gase frei; letztere treten mit dem Drucke, unter welchem, den Betriebsbedingungen gemäß, die Anlage steht, aus dem Kondensator aus und können unter Entspannung in der oben bereits beschriebenen Weise dem Hauptgasstrom wieder zugeführt werden. Zur Erhöhung der Wirkung ist es u. U. vorteilhaft, sie durch Nachkompression auf einen höheren Druck zu bringen.
Selbstverständlich können die so behandelten Gase auch zur Klärung der Gase verwendet werden, welche als Rohgase in den eben beschriebenen Adsorber selbst eingeleitet werden.
Im weiteren Ausbau dieser letzteren Schaltung, besonders beim vorhandensein mehrerer Adsorber in wechselseitiger Schaltung und beim durchleiten des Gesamtgases durch diese, kann man dann die aus den Nachkompressoren fortgeleiteten Gase zurückführen, um sie entspannt den Rohgasen zwecks Kühlung zuzusetzen. Dadurch ergibt sich dann der Vorteil, die Gesamtschaltung so auszuführen, daß das einem Adsorber zuströmende Rohgas durch die aus einem anderen bei der Regeneration ausgetriebenen, gepreßten und gespannten Gase gekühlt wird.
Eine weitere Abänderung, welche mit Vorteil angewandt wird, besteht darin, daß, man die zur Kühlung benötigten Gase aus dem »Klargas« deckt, welches bei der Adsorption die Adsorber passiert. Dieses Verfahren hat den Vorzug, daß man eine Wederadsorption der zur Kühlung eingespeisten Gasmengen vermeidet. Aus ähnlichem Grund empfiehlt es sich in vielen Fällen auch, die Kühlung nicht durch direkte Einspeisung des entspannten Gases vorzunehmen, sondern mittels Wärmeaustauscher; dadurch gewinnt man den Vorteil getrennter Gaskreisläufe.

Claims

PATENTANSPRÜCHE: 1. Verfahren zur Gewinnung von Gasen oder Dämpfen aus Gemischen solcher durch Adsorptionsmittel unter vorheriger Kühlung durch Kompression mit Abführung der Kompressionswärme und darauf folgende Entspannung, dadurch gekennzeichnet, daß die kühlung des zu behandelnden Gemisches höchstens so weit erfolgt, daß noch keine Kondensation der Mischbestandteile eintritt und daß hierauf das gekühlte Gemisch einer Adsorptionsanlage, z. B. einer Aktivkohleanlage, zugeführt wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Kühlung der Gase usw. erfolgt, indem ein Teil derselben abgezweigt, komprimiert und nach Abführung der Kompressionswärme in den Gasstrom unter gleichzeitiger oder vorheriger Entspannung wieder eingespeist wird.
3. Verfahren nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Abzweigung eines Teilstromes zwecks Kompresson quantitativ durch Einregulierung der erwünschten Gasmenge erfolgt.
4. Verfahren nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Abzweigung eines Teilstromes zwecks Kompression qualitativ durch Anwendung hierzu geeigneter Verfahren, z. B. eines Adsorptionsverfahrens, erfolgt.
5. Verfahren nach Anspruchs bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß bei Wechselschaltung mehrerer Adsorber das dem einen Adsorber zuströmendle Gas durch das aus einem andern bei der Regeneration ausgetriebene, gepreßte und entspannte Gas gekühlt wird.
6. Verfahren nach Anspruch 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß zur Kühlung der Rohgase das bei der Adsorption die Adsorber passierende Klargas oder Teile desselben verwendet werden, nachdemes in obiger Weise gepreßt und entspannt wurde.
7. Verfahren nach Anspruch 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Kühlung der Gase nicht durch direkte Einspeisung des entspannten Gases erfolgt, sondern mittels Wärmeaustausches.