DE488416C - Process for separating difficult to condense constituents from gas mixtures - Google Patents

Process for separating difficult to condense constituents from gas mixtures

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DE488416C
DE488416C DEG63586D DEG0063586D DE488416C DE 488416 C DE488416 C DE 488416C DE G63586 D DEG63586 D DE G63586D DE G0063586 D DEG0063586 D DE G0063586D DE 488416 C DE488416 C DE 488416C
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    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F25REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
    • F25JLIQUEFACTION, SOLIDIFICATION OR SEPARATION OF GASES OR GASEOUS OR LIQUEFIED GASEOUS MIXTURES BY PRESSURE AND COLD TREATMENT OR BY BRINGING THEM INTO THE SUPERCRITICAL STATE
    • F25J3/00Processes or apparatus for separating the constituents of gaseous or liquefied gaseous mixtures involving the use of liquefaction or solidification
    • F25J3/06Processes or apparatus for separating the constituents of gaseous or liquefied gaseous mixtures involving the use of liquefaction or solidification by partial condensation

Description

Verfahren zur Abscheidung schwer kondensierbarer Bestandteile aus Gasgemischen . Es ist bekannt, die Entfernung des Kohlenoxyds durch Waschung des Rohwasserstotis mit flüssigem Stickstoff vorzunehmen. Dieser flüssige Stickstoff, der unter Druck benötigt wird, mußte bisher in besonderen Anlagen erzeugt werden.Process for the separation of difficult to condense constituents Gas mixtures. It is known to remove the carbon monoxide by washing the Make raw water stotis with liquid nitrogen. This liquid nitrogen which is required under pressure had to be produced in special systems up to now.

Das den Gegenstand der Erfindung bildende Verfahren ermöglicht, ohne eine derartige Anlage- auszukommen, weil der flüssige Druckstickstoff in der Apparatur selbst gewonnen werden kann, und zwar derart, daß die durch Entspannung der schwer kondensierbaren Anteile nach vorheriger Anwärmung unter Leistung äußerer Arbeit erzielte Kälteleistung übertragen wird auf ein unter Druck stehendes, zweckmäßig vorgekühltes Hilfsgas unter Verflüssigung desselben und die so erhaltene Flüssigkeit zur Auswaschung unerwünschter Bestandteile aus dem @schwerst kondensierbaren Anteil des Gases vor Entspannung und Anwärmung desselben verwendet wird.The method forming the subject of the invention allows without Such a system get by because of the liquid nitrogen pressure in the apparatus itself can be won, in such a way that the difficult by relaxation condensable parts after prior heating while performing external work Achieved cooling capacity is transferred to a pressurized, expedient precooled auxiliary gas with liquefaction of the same and the liquid thus obtained to wash out unwanted constituents from the extremely difficult to condense part of the gas is used prior to expansion and heating of the same.

Der flüssige Druckstickstoff dient bei vorliegendem Verfahren einerseits zur Auswaschung des Kohlenoxyds, anderseits zur teilweisen Deckung der Kälteverluste der Anlage. Zum anderen Teil wird als Kältequelle die bekannte Expansion des kohlenoxydfreien Wasserstoffs unter äußerer Arbeitsleistung herangezogen; als besonderer Vorteil gegenüber dem bisherigen Verfahren ist dabei zu buchen, daß die Expansionsmaschine bei erheblich höheren Temperaturen in bekannter Weise betrieben werden kann und infolgedessen einen größeren Energierückgewinn ermöglicht. In der Tat mußte man bisher, um eine möglichst starke Kondensation des Kohlenoxyds zu erreichen, mit der Entkühltemperatur so tief -als möglich gehen - ohne übrigens dabei eine völlige Kohlenoxydfreiheit auch nur entfernt zu erreichen -, wobei der Betrieb der Expansionsmaschine unterhalb der Kondensationstemperatur der Luft ganz erhebliche Schwierigkeiten bot.In the present method, the liquid nitrogen under pressure serves on the one hand to wash out the carbon oxide and on the other hand to partially cover the cold losses of the system. On the other hand, the well-known expansion of carbon-oxide-free hydrogen under external work is used as a source of cold; A particular advantage over the previous method is that the expansion machine can be operated in a known manner at considerably higher temperatures and, as a result, enables greater energy recovery. In fact, you had been to the strongest possible condensation reach of carbon monoxide, with the Entkühltemperatur so deep - going as possible - without, however, thereby achieving a complete Kohlenoxydfreiheit even remotely - wherein the operation of the expander below the condensation temperature of the air presented quite considerable difficulties.

Die Durchführung des Verfahrens werde an Hand der beiliegenden Zeichnung erläutert, wobei die Gewinnung eines Wasserstoff-Stickstoff-Gemisches, wie es für die Zwecke der Ammoniaksynthese benötigt wird, und zwar mit Koksofengas als Ausgangsprodukt, als Beispiel behandelt werden soll. Das zu zerlegende Gas tritt bei i in den Gegenstromtemperaturaustauscher a ein, wird im Abscheider 3 von den leichter zü verflüssigenden Anteilen (Äthylen, Methan) befreit und in dem Zusatzgegenströmer 4 noch weiter vorgekühlt, wobei der Rest des Methans kondensiert und zweckmäßig in einem nicht gezeichneten Abscheider gesammelt wird. Das Gas tritt sodann bei 5 in die. Waschsäule 6 ein, alles unter einem Druck von beispielsweise io Atm. Die in dem Abscheider 3 sowie im unteren Teil der.'Säule 6 sich sammelnden Flüssigkeiten werden nach Entspannung zur Wiedergewinnung ihrer Kälte durch den Gegenströmer a zurückgeschickt. Der oben aus der Säule austretende, durch Waschen mit Stickstoff vom Kohlenoxyd befreite Wasserstoff geht durch den Zusatzgegenströmer q. hindurch, um etwas Kälte an das eintretende Gas abzugeben, und wird sodann in der Expansionsmaschine unter Arbeitsleistung entspannt. In dem Austauscher_ ä strömt dem kalten entspannten Wasserstoff komprimierter Stickstoff entgegen, der nach Vorkühlung in G_ egenströmer a bei 9 in den Kühler eintritt; dort verflüssigt wird und sodann als Waschflüssigkeit mittels des Ventils i i bei io auf die Säule aufgegeben wird.The implementation of the procedure will be based on the attached drawing explained the production of a hydrogen-nitrogen mixture as it is for the purpose of ammonia synthesis is required, with coke oven gas as the starting product, should be treated as an example. The gas to be separated enters the countercurrent temperature exchanger at i a, is in the separator 3 of the more easily liquefied components (ethylene, Methane) and further precooled in the additional countercurrent 4, the The remainder of the methane condenses and expediently in a separator (not shown) is collected. The gas then enters the at 5. Washing column 6 on, everything below a pressure of, for example, 10 atm. The in the separator 3 as well as in the lower Liquids that collect in the column 6 become part of the recovery after relaxation their cold sent back by the countercurrent a. The one emerging from the top of the column, by washing with nitrogen from carbon monoxide liberated hydrogen goes through the additional countercurrent q. through to give a little cold to what is entering To release gas, and is then expanded in the expansion machine with work performance. Compressed nitrogen flows into the cold, relaxed hydrogen in the exchanger contrary, which enters the cooler after pre-cooling in G_ egenströmer a at 9; is liquefied there and then as a washing liquid by means of the valve i i io is abandoned on the pillar.

Den Abkühlungs- und Zerlegungsvargang wird man vielfach zweckmäßig in mehreren Stufen mit getrennter Albscheidung der Kondensate vornehmen.The process of cooling and decomposition is often expedient in several stages with separate separation of the condensates.

Soll hochprozentiger kohlenoxydfreier Wasserstoff gewonnen werden, so erfolgt die Abscheidung des dem Wasserstoff beigemischten Stickstoffs vor der Expansion (also unter Druck) durch Kühlung des aus io austretenden Wasserstoff-Stickstoff-Gemisches mittels des am Fuße der Säule 6 sich sammelnden Kohlenoxyd- Stickstoff- Gemisches, das zu diesem Zweck in einen unter vermindertem Druck stehenden Behälter entspannt wird, in dem eine vom Wasserstoff-Stickstoff-Gemisch durchströmte Kühlschlange liegt.If high-percentage carbon-free hydrogen is to be obtained, the nitrogen added to the hydrogen is separated out before the Expansion (i.e. under pressure) by cooling the hydrogen-nitrogen mixture emerging from io by means of the carbon dioxide-nitrogen mixture that collects at the foot of the column 6, which is expanded for this purpose in a container under reduced pressure in which there is a cooling coil through which the hydrogen-nitrogen mixture flows.

Die zur Durchführung des Verfahrens notwendige Stickstoffmenge kann aus dem am Fuß der Säule sich sammelnden Stickstoff-Kohlenoxyd-Gemisch erhalten werden. Das Gemisch wird nach Austritt aus dem Gegenströmer mit einer zur Umsetzung des Kohlenoxyds gerade ausreichenden Luftmenge verbrannt und die gebildete Kohlensäure durch bekannte Mittel entfernt. Diese Art der Gewinnung des Stickstoffs ist vorteilhafter als das oft angewandte Verfahren der Entfernung des Luftsauerstoffs mit Wasserstoff, da infolge des hohen Stickstoffgehaltes des Kohlenoxyds bedeutend mehr Stickstoff erhalten und kein Wasserstoff benötigt wird, dagegen das lästige Kohlenoxyd, das sonst als giftiges Abgas entweichen würde, zugleich vernichtet wird.The amount of nitrogen necessary to carry out the process can obtained from the nitrogen-carbon oxide mixture that collects at the foot of the column will. After exiting the countercurrent, the mixture is reacted with a of the carbon dioxide just enough air is burned and the carbonic acid formed removed by known means. This way of obtaining the nitrogen is more advantageous as the often used method of removing oxygen from the air with hydrogen, because of the high nitrogen content of the carbon monoxide, there is significantly more nitrogen and no hydrogen is needed, but the annoying carbon oxide that otherwise it would escape as poisonous exhaust gas, is destroyed at the same time.

Claims (1)

PATENTANSPRUCH: Verfahren zur Herstellung von kohlenoxydfreiem Wasserstoff bzw. Wasserstoff-Stickstoff-Gemischen aus Koksofengas oder anderen wasserstoffhaltigen Gasen durch teilweise Verflüssigung der übrigen Bestandteile, dadurch gekennzeichnet, daß die durch Entspannung der schwer kondensierbaren Anteile nach vorheriger Erwärmung unter Leistung äußerer Arbeit erzielte Kälteleistung in bekannter Weise übertragen wird auf ein unter Druck stehendes, zweckmäßig vorgekühltes Hilfsgas unter Verflüssigung desselben und die so erhaltene Flüssigkeit zur Auswaschung unerwünschter Bestandteile aus dem schwerst kondensierbaren Anteil des Gases vor Entspannung und Anwärmung desselben verwendet wird.PATENT CLAIM: Process for the production of carbon-free hydrogen or hydrogen-nitrogen mixtures from coke oven gas or other hydrogen-containing Gases by partial liquefaction of the remaining components, characterized in that that the by relaxation of the difficult to condense parts after previous heating Transferring the cooling capacity achieved while performing external work in a known manner is on a pressurized, suitably precooled auxiliary gas with liquefaction the same and the liquid thus obtained for washing out undesirable constituents from the part of the gas that is difficult to condense before expansion and heating the same is used.
DEG63586D 1925-02-25 1925-02-26 Process for separating difficult to condense constituents from gas mixtures Expired DE488416C (en)

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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE956501C (en) * 1951-10-06 1957-01-17 Basf Ag Process for separating the reaction products formed in the production of acrylonitrile from acetylene and hydrocyanic acid from unconverted acetylene
DE1265337B (en) * 1963-09-09 1968-04-04 Hitachi Ltd Process for the low temperature separation of coke oven gas

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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE956501C (en) * 1951-10-06 1957-01-17 Basf Ag Process for separating the reaction products formed in the production of acrylonitrile from acetylene and hydrocyanic acid from unconverted acetylene
DE1265337B (en) * 1963-09-09 1968-04-04 Hitachi Ltd Process for the low temperature separation of coke oven gas

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