DE532131C

DE532131C - Device for the extraction of volatile hydrocarbons from gas mixtures

Info

Publication number: DE532131C
Application number: DEZ16417D
Authority: DE
Original assignee: ZH RIKAGAKU KENKYUJO FA
Current assignee: ZH RIKAGAKU KENKYUJO FA
Priority date: 1926-11-12
Filing date: 1926-11-12
Publication date: 1931-08-22

Description

Vorrichtung zur Gewinnung von flüchtigen Kohlenwasserstoffen aus Gasgemischen Es ist schon vorgeschlagen, flüchtige Stoffe aus Gasen durch Absorption bei niedriger Temperatur und unter . gewöhnlichem oder höherem Druck zu gewinnen. Weiter ist auch bekannt, die aus diesem Absorptionsmittel ausgetriebenen flüchtigen Stoffe durch Kühlung zu kondensieren oder die flüchtigen Stoffe dadurch abzuscheiden, daß man das Gasgemisch komprimiert und darauf durch Entspannung abkühlt. Man hat auch vorgeschlagen, ein Gasgemisch zwecks Gewinnung der flüchtigen Stoffe zu komprimieren und bei Einführung in das Absorptionsmittel plötzlich expandieren zu lassen. , Die Erfindung betrifft eine besonders vorteilhafte Vorrichtung zur Gewinnung flüchtiger Kohlenwasserstoffe, wie z. B. Benzin, die in natürlichen Gasen, Kohlengas, Wassergas, Luft oder anderen gasförmigen Stoffen enthalten sind.Device for the extraction of volatile hydrocarbons from gas mixtures It has been suggested to remove volatiles from gases by absorbing them at lower levels Temperature and below. to gain ordinary or higher pressure. Next is too known, the volatile substances expelled from this absorbent through To condense cooling or to separate the volatile substances that one the gas mixture is compressed and then cooled by relaxation. It has also been suggested to compress a gas mixture for the purpose of recovering the volatile substances and upon introduction to suddenly expand into the absorbent. The invention relates to a particularly advantageous device for the recovery of volatile hydrocarbons, such as B. Gasoline contained in natural gases, coal gas, water gas, air or others gaseous substances are included.

Die Erfindung besteht darin, daß mehrere mit festen Absorptionsmitteln gefüllte Absorptionstürme einerseits durch mit Expansionsdüsen und Kühlern versehene Rohrleitungen mit einem Kompressor für das zu trennende Gasgemisch, andererseits mit Kühlern für die aus dem Absorptionsturm wieder abgetriebenen flüchtigen Kohlenwasserstoffe verbunden sind, wobei die Kühlschlangen dieser Kühler ihrerseits durch ein Expansionsventil wieder mit der Leitung für die aus dem Kompressor kommenden Gase und durch eine Rohrleitung mit einem anderen Absozptionsturm verbunden sind, Hierdurch ist es möglich, eine tiefe Temperatur zu erzielen und die flüchtigen Stoffe von niedrigem Siedepunkt in kontinuierlichem Betrieb leicht und wirtschaftlich zu gewinnen.The invention is that several with solid absorbents filled absorption towers on the one hand by provided with expansion nozzles and coolers Pipelines with a compressor for the gas mixture to be separated, on the other hand with coolers for the volatile hydrocarbons driven off again from the absorption tower are connected, the cooling coils of this cooler in turn through an expansion valve again with the line for the gases coming out of the compressor and through a Pipeline are connected to another absorption tower, this makes it possible to to achieve a low temperature and the volatile substances of low boiling point can be obtained easily and economically in continuous operation.

Auf der Zeichnung sind zwei Vorrichtungen gemäß der Erfindung in Abb. i und 2 schematisch dargestellt.In the drawing, two devices according to the invention are shown in Fig. i and 2 shown schematically.

Bei der in Abb. i dargestellten Vorrichtung wird abwechselnd in zwei Türmen ,7 und 7' und den zugehörigen Teilen gearbeitet. Das durch die Hauptleitung I kommende Gas tritt in einen Kompressor 2 ein, aus dem das komprimierte Gas nach seiner Kühlung durch einen Wasserkühler 3, ein Rohr q., ein Ventil 5 und ein Expansionsventil 6 in den Absorbierturm 7 eingelassen wird, der mit absorbierendem Material gefüllt ist, so daß das komprimierte Gas plötzlich expandiert wird und in diesem Turm 7 eine sehr niedrige Temperatur annimmt. Alle flüchtigen Bestandteile einschließlich des etwa vorhandenen Wassers werden in diesem Turm von dem absorbierenden Stoff aufgenommen. Vollständig von allen kondensierbaren Bestandteilen befreite Gase, wie Methan, treten aus demselben durch ein Rohr 8, Ventil g und Ventilator io heraus und gelangen in einen Sammelbehälter ii. Ein Teil des durch das Hauptrohr I zugeführten Gases, der nicht in den Kompressor 2 gegangen ist, geht durch ein Ventil i2 und eine Leitung i, die um das Expansionsventil 6 herumführt, und wird schließlich in den Turm 7 eingeführt, wobei dieses Gas sich mit dem expandierten Gas von sehr niedriger Temperatur mischt, das in den Turm durch das Expansionsventi16 eintritt, so daß die Temperätur des durch den Turm gehenden Gases nach Belieben geregelt werden kann. Der Turm 7 wird ferner noch mit einem dritten Gas beschickt, das von einem Kühler 27', wie weiter unten beschrieben, kommt. Dieses dritte Gas ist ein Teil des im Kompressor komprimierten Gases, das nach seiner Kühlung in einem Wasserkühler 3' und nach dem Durchtritt durch ein Expansionsventil 13' mit sehr niedriger Temperatur in dielSchlange 1q.' eines Kühlers 27' eintritt, um ihn herabzukühlen. Durch diese Schlange 14' wird das Gas nach dem Turm 7 durch ein Rohr 15 und ein Ventil 16 geleitet.In the device shown in Fig. I, alternating in two Towers, 7 and 7 'and related parts worked. That through the main line I incoming gas enters a compressor 2, from which the compressed gas after its cooling by a water cooler 3, a pipe q., a valve 5 and an expansion valve 6 is let into the absorption tower 7, which is filled with absorbent material is so that the compressed gas is suddenly expanded and in this tower 7 assumes a very low temperature. Including all volatile components Any water present in this tower is absorbed by the absorbent material recorded. Gases completely freed from all condensable components, like methane, come out of it through a pipe 8, valve g and fan io and get into a collecting container ii. Part of that supplied through the main pipe I. Gas that has not gone into the compressor 2 goes through a valve i2 and a line i, which leads around the expansion valve 6, and finally becomes in introduced the tower 7, this gas being with the expanded gas of very low Temperature mixes that in the tower occurs through the expansion valve, so that the temperature of the gas passing through the tower can be regulated at will can. The tower 7 is also charged with a third gas, which is from a Cooler 27 ', as described below, comes. This third gas is a part of the gas compressed in the compressor, which after cooling in a water cooler 3 'and after passing through an expansion valve 13' with a very low temperature in the queue 1q. ' a cooler 27 'enters to cool it down. Through this In coil 14 ', the gas is directed to the tower 7 through a pipe 15 and a valve 16.

Wenn das absorbierende Material im Turm 7 mit absorbierten Stoffen gesättigt ist, wird er erhitzt, um sie wieder auszutreiben. Die Ventile 5, g, 12 und 16 werden geschlossen und ein Ventilator i7 in Tätigkeit gesetzt. Das Gas tritt in einen Erhitzer 21 durch ein Rohr 18 und Ventil 2o ein, dann geht das heiße Gas in den Turm 7 durch ein Rohr 22, ein Ventil 23 und das Rohr 8, so daß das absorbierende Material in dem Turm 7 erhitzt wird. Sodann tritt das Gas durch ein Rohr 24 aus, das sich in zwei Rohre teilt. Durch eines derselben geht das Gas durch ein Ventil 25, einen Wasserkühler 26, einen Tiefkühler 27,Ventit 28, Rohr 3o und zurück zum Ventilator 17. Durch die andere Zweigleitung geht das Gas direkt zu dem Ventilator zurück, nachdem es durch das Ventil 29 und Rohr 30 hindurchgetreten ist. Die Schlange 1q. in dem Tiefkühler 27 steht mit einem absorbierenden Turm 7' in Verbindung, in dem nunmehr die Absorption stattfindet. Ein Teil des in dem Kompressor 2 unter Druck gesetzten Gases wird in dem Kühler 3 gekühlt und dann in der Schlange 1q. durch ein Expansionsventil 13 expandiert, so daß es eine sehr niedrige Temperatur annimmt, um den Kühler 27 genügend tief herabzukühlen. Nach -dieser Kühlung des Kühlers 27 tritt das Gas in den Turm 7' durch ein Rohr 15' und ein Ventil i6', und es werden dadurch sämtliche flüchtigen Stoffe durch den absorbierenden Stoff in dem Turm 7' absorbiert. Das Gas in der Schlange 1q. wird nicht nur dadurch, daß komprimierte Gase beim Durchtritt durch das Expansionsventil 13 exparidiert werden, herabgekühlt, sondern außerdem noch durch die Verdampfung der flüchtigen Stoffe infolge der in dem Turm 7' eintretenden Absorption. Es wird infolgedessen auf eine sehr niedrige Temperatur gebracht. Wenn es wünschenswert erscheint, künstlich oder rasch den Turm 7 zwecks Vorbereitung für die nächste Absorption zu kühlen, so genügt es, den beschriebenen Umlauf des Gases weiter durchzuführen unter Ausschluß des Erhitzers 2i. Zu diesem Zweck werden die Ventile 2o und 29 geschlossen und die Ventile ig und 23 geöffnet, so daß das Gas aus dem Ventilator 17 nach den Ventilen ig und 23, dem Rohr 8 und dem Turm 7 und aus diesem nach dem Rohr 2q., dem Wasserkühler 26 und dem Tiefkühler 27, in dem es auf eine sehr niedrige Temperatur herabgekühlt wird, strömt, worauf es nach dem Ventilator 17 durch das Ventil 28 und das Rohr 3o zurückströmt. Bei diesem Umlauf des kalten Gases wird der Turm 7 genügend gekühlt und für eine zweite Absorption vorbereitet, wobei weitere flüchtige Stoffe in dem Kühler 26 und z7 kondensiert werden.When the absorbent material in the tower 7 is saturated with absorbed substances, it is heated in order to drive them out again. The valves 5, g, 12 and 16 are closed and a fan i7 is activated. The gas enters a heater 21 through a pipe 18 and valve 2o, then the hot gas goes into the tower 7 through a pipe 22, a valve 23 and the pipe 8 so that the absorbent material in the tower 7 is heated. The gas then exits through a pipe 24 which divides into two pipes. Through one of these the gas goes through a valve 25, a water cooler 26, a freezer 27, ventit 28, pipe 3o and back to the fan 17. Through the other branch the gas goes directly back to the fan after it has passed through the valve 29 and Tube 30 has passed. The snake 1q. in the freezer 27 is connected to an absorbing tower 7 ', in which the absorption now takes place. A portion of the gas pressurized in the compressor 2 is cooled in the cooler 3 and then in the coil 1q. expands through an expansion valve 13, so that it assumes a very low temperature to cool the cooler 27 down sufficiently deep. After this cooling of the cooler 27, the gas enters the tower 7 'through a pipe 15' and a valve 16 ', and all volatile substances are thereby absorbed by the absorbent substance in the tower 7'. The gas in line 1q. is not only cooled down by the fact that compressed gases are expanded when passing through the expansion valve 13, but also by the evaporation of the volatile substances as a result of the absorption occurring in the tower 7 '. As a result, it is brought to a very low temperature. If it appears desirable to artificially or quickly cool the tower 7 in preparation for the next absorption, it is sufficient to continue the described circulation of the gas with the exclusion of the heater 2i. For this purpose, the valves 2o and 29 are closed and the valves ig and 23 opened, so that the gas from the fan 17 to the valves ig and 23, the pipe 8 and the tower 7 and from this to the pipe 2q., The Water cooler 26 and the freezer 27, in which it is cooled down to a very low temperature, flows, whereupon it flows back after the fan 17 through the valve 28 and the pipe 3o. During this circulation of the cold gas, the tower 7 is sufficiently cooled and prepared for a second absorption, further volatile substances being condensed in the cooler 26 and z7.

Wenn es wünschenswert erscheint; die Absorption unter Druck auszuführen, so werden die Ventile g und g' teilweise geöffnet, und es sind Kompressoren, deren Druck geringer ist als der des Hauptkompressors 2, in den Rohren i und i' vorgesehen. Wenn nun die Gase in dem Turm einer Absorption bei niedriger Temperatur und unter hohem Druck unterworfen werden, so können die meisten der flüchtigen Stoffe mit sehr niedrigem Siedepunkt gesammelt werden.When it seems desirable; to carry out the absorption under pressure, so the valves g and g 'are partially opened, and there are compressors whose Pressure is less than that of the main compressor 2, provided in the pipes i and i '. If now the gases in the tower have an absorption at low temperature and below Most of the volatile substances can be subjected to high pressure very low boiling point.

Bei dem Ausführungsbeispiel nach Abb.2 wird das Naturgas, das z. B. aus der Hauptleitung I , und einem Rohr i kommt, nach starker Kompression in dem Kompressor 2 durch -den Kühler 3 gekühlt und geht durch ein Rohr q., in dem es in zwei Teile geteilt wird. Aus einer dieser Zweigleitungen geht es durch ein Ventil s und ein Expansionsventil 6 zum Absorptionsturm 7, wodurch es plötzlich expandiert wird und eine niedrige Temperatur annimmt. Durch die zweite Leitung wird das Gas in einer Schlange 1q. herabgekühlt, indem es durch das Expansionsventil 13 plötzlich expandiert wird. Von hier aus geht es rund um das Ventil 6 und mischt sich mit dem Gas der ersten Zweigleitung, nachdem es durch ein Rohr r5 und Ventil 16 hindurchgegangen ist. Ein dritter Teil des Gases, der von dem Hauptrohr I durch ein Rohr ii und Ventil 12 geht, geht ebenfalls um das Ventil 6 herum und wird infolgedessen mit den beiden anderen Gasströmen gemischt, worauf dann die Mischung aus diesen drei Strömen in den Turm 7 mit der gewünschten niedrigen Temperatur eintritt. Nachdem das so behandelte Gas durch den Turm 7 gegangen und seine flüchtigen Stoffe absorbiert sind, tritt es aus dem Turm 7 heraus und geht in den zweiten Absorptionsturm 7' durch ein Expansionsventü6'. Infolgedessen werden alle noch zurückgebliebenen flüchtigen Stoffe absorbiert. Der aus dem Turm f heraustretende letzte Teil des Gases geht durch ein Ventil g' in ein Rohr io und kann in üblicher Weise als Brennstoff o. dgl. verwendet werden. Bei diesem Ausführungsbeispiel erfolgt also die Absorption in zwei hintereinandergeschalteten Türmen, so daß die Zeitdauer für die Berührung des Gases mit dem Absorptionsmaterial vergrößert wird. Ein dritter Absorptionsturm 7" unterliegt jetzt der Kühlung, und das Gas strömt von einem Ventilator 27 nach einem Wasserkühler 28, einem Ventil 3o", dem Turm 7", einem Ventil 3z", einem Rohr 3z und dann zurück zum Ventilator 7,7. Wenn das Volumen des umlaufenden Gases durch Kühlung und Wiederholung des obigen Umlaufes vermindert wird, so kann ein Teil des Restgases in den Stromlauf von einem einfach wirkenden Ventil 33, das mit dem Rohr zo in Verbindung steht, eingeführt werden. Auf diese Weise wird verhütet, daß der Druck des Gases in dem Gasumlauf unerwünscht stark vermindert wird.In the embodiment according to Fig.2, the natural gas that z. B. from the main line I, and a pipe i comes, after strong compression in the compressor 2 by -cooled by the cooler 3 and goes through a pipe q., In which it is divided into two parts. From one of these branch lines, it goes through a valve s and an expansion valve 6 to the absorption tower 7, whereby it is suddenly expanded and takes on a low temperature. Through the second line the gas is in a coil 1q. cooled down by being suddenly expanded by the expansion valve 13. From here it goes around the valve 6 and mixes with the gas of the first branch pipe after it has passed through a pipe r5 and valve 16. A third part of the gas, which goes from the main pipe I through a pipe ii and valve 12, also goes around the valve 6 and is consequently mixed with the other two gas flows, whereupon the mixture of these three flows into the tower 7 with the desired low temperature occurs. After the gas thus treated has passed through the tower 7 and its volatiles have been absorbed, it emerges from the tower 7 and goes into the second absorption tower 7 'through an expansion valve 6'. As a result, any remaining volatiles will be absorbed. The last part of the gas emerging from the tower f passes through a valve g 'into a pipe io and can be used in the usual way as fuel or the like. In this embodiment, the absorption takes place in two towers connected one behind the other, so that the time for the gas to come into contact with the absorption material is increased. A third absorption tower 7 "is now subject to cooling, and the gas flows from a fan 27 to a water cooler 28, a valve 3o", the tower 7 ", a valve 3z", a pipe 3z and then back to the fan 7,7. If the volume of the circulating gas is reduced by cooling and repeating the above circulation, part of the residual gas can be introduced into the stream from a single-acting valve 33 connected to the pipe zo. In this way it is prevented that the pressure of the gas in the gas circulation is undesirably greatly reduced.

Ein vierter Absorptionsturm 7"' wird der Erhitzung ausgesetzt, so daß die vorher absorbierten flüchtigen Stoffe ausgetrieben werden. Hier strömt nun das Gas von dem Ventilator 17 zu einem Erhitzer 18, Rohr xg, Ventil 2o"' und tritt in den Turm 7"'. Aus diesem gelangt es durch ein Ventil 2x"' in ein Rohr 22, in dem es in zwei Teile geteilt wird. In der einen Zweigleitung geht das Gas wieder zu dem Ventilator 17 durch ein Ventil 23 zurück, während es in der zweiten Zweigleitung zu einem Wasserkühler 24 und einem Tiefkühler 25 gelangt, in welchem es so gekühlt wird, daß die in ihm enthaltenen Kohlenwasserstoffe mit niedrigem Siedepunkt kondensiert werden. Das übrigbleibende Gas kehrt wieder zu dem Ventilator 17 durch ein Ventil 26 zurück. Infolgedessen treffen sich die Gasströme aus den beiden Zweigleitungen wieder im Ventilator und werden in dem Erhitzer 18 erhitzt.A fourth absorption tower 7 "'is subjected to heating, see above that the previously absorbed volatiles are driven off. Here flows now the gas from the fan 17 to a heater 18, pipe xg, valve 2o "'and passes into the tower 7 "'. From this it passes through a valve 2x"' into a pipe 22, in which it is divided into two parts. The gas goes back in one of the branches back to the fan 17 through a valve 23 while it is in the second branch line reaches a water cooler 24 and a freezer 25, in which it is so cooled is that the hydrocarbons contained in it condenses with a low boiling point will. The remaining gas returns to the fan 17 through a valve 26 back. As a result, the gas flows from the two branch lines meet again in the fan and are heated in the heater 18.

Claims

PATENT CLAIM: Device for the extraction of volatile hydrocarbons from gas mixtures, such as gasoline from natural gases, in which the compressed gas mixtures suddenly expanded upon entering cooled absorption towers and in which those expelled from the absorbent by heating Hydrocarbons are condensed again, characterized in that several absorption towers (7) filled with solid absorbents on the one hand through with Expansion valves (6) and coolers (3) provided pipelines (4) with a compressor (2) for the gas mixture to be separated, on the other hand with coolers (27) for the from the Absorption tower connected again to expelled volatile hydrocarbons, the cooling coils (r4) of this cooler (27) in turn being connected to the line (4) for the gases coming out of the compressor (z) through the expansion valve (= 3) and are connected to another absorption tower (7) through the line (z5). '