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Verfahren zur Entfernung von Verunreinigungen, insbesondere von Naphthalin
aus Destillationsgasen Gegenstand der Erfindung ist ein Verfahren zur Entfernung
von Verunreinigungen, insbesondere von Naphthalin, aus Destillationsgasen, bei dem
die Gase stufenweise verdichtet und hinter jeder einzelnen Druckstufe rückgekühlt
werden.
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Die Erfindung beruht auf der bekannten Tatsache, daß Benzol und verwandte
Kohlenwasserstoffe, wie Xylol, Toluol u. dgl., die Eigenschaft besitzen, Naphthalin
aus Gasen zu absorbieren und bei Abkühlung zusammen mit dem Naphthalin in flüssiger
Form auszukondensieren. Bei den meisten der heute üblichen Verfahren werden dem
Destillationsgas derartige Stoffe zugesetzt, die bei der späteren Abkühlung des
Gases in dem Rohrnetz mit dem Naphthalin als Flüssigkeit auskondensieren und die
gefürchteten Naphthalinverstopfungen der Gasrohre verhindern. Bei diesen Verfahren
war aber die Wiedergewinnung und -verwendung des Naphthalinlösungsmittels kostspielig
und schwierig, besonders weil die Gastemperatur je nach der Jahreszeit und der Außentemperatur
stark schwankt und daher der Kondensationsvorgang an sehr verschiedenen, auch örtlich
weit entfernten Teilen des Rohrnetzes erfolgte.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die Naphthalinreinigung
von Destillationsgasen mit Hilfe von Naphthalinlösungsmitteln derart in den Rahmen
der Gasgewinnungs-und Verarbeitungsanlage einzupassen, daß die Anlage- und Betriebskosten
der Naphthalinreinigung einen Mindestwert erreichen und gleichzeitig der Betrieb
möglichst einfach und übersichtlich gestaltet wird, ohne daß darunter die Betriebssicherheit
und die Wirksamkeit der Naphthalinreinigung leidet. Die Erfindung bezieht sich im
besonderen auf diejenigen Gasgewinnungs- oder Verarbeitungsverfahren, bei denen
die Destillationsgase stufenweise verdichtet und hinter jederDruckstufe rückgekühlt
werden. Im Rahmen eines solchen Verfahrens wird die vorstehend angegebene vielgestaltige
Erfindungsaufgabe erfindungsgemäß in einfachster Weise dadurch gelöst, daß ein Naphthalinlösungsmittel
im Gleichstrom zum Gase in den hinter jede Druckstufe eingeschalteten indirekten
Rückkühler eingeführt wird, wobei das Lösungsmittel zunächst durch die fühlbare
Wärme des Gases verdampft wird und sich mitNaphthalin belädt, und bei der weiteren
Kühlung zusammen mit dem ?Naphthalin in flüssiger Form ausgeschieden wird.
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Im folgenden ist eine beispielsweise zur Ausübung des Verfahrens nach
der Erfindung dienende Anlage an Hand der Zeichnung näher beschrieben, die eine
solche Anlage in vereinfachter Darstellungsweise zeigt.
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Die Destillationsgase werden durch Leitung i der ersten Druckstufe
:2 einer Verdichtungsanlage zugeführt und gelangen aus dieser durch Leitung
3 in einen indirekten
Rückkühler q.. Kurz vor Eintritt in
den Kühler 4 wird in die Gasleitung 3 aus einer Leitung 5 im Gleichstrom zum Gase
ein Naphthalinlösungsmittel eingeführt, das durch die fühlbare Wärme der in der
Druckstufe 2 verdichteten und dadurch erhitzten Destillationsgase verdampft wird.
Dieses Gas-Dampf-Gemisch wird nun beim Durchströmen des Kühlers durch Berührung
mit den Kühlschlangen 6, die vom Kühlwasser in entgegengesetzter Richtung durchströmt
werden, so weit gekühlt, daß im Unterteil des Kühlers ¢ sich einFlüssigkeitsgemischvonLösungsmittel
und iNaphthalin ansammelt, das durch eine Leitung 7 abgeführt wird. Das rückgekühlte
und von dem größten Teile seines Naphthalingehaltes befreite Destillationsgas tritt
nun durch eine Leitung 8 in die zweite Druckstufe 9 der Verdichtungsanlage ein.
Hier wird das Gas auf den erforderlichen Betriebsdruck verdichtet und dann durch
Leitung io in den anschließenden Rückkühler i i eingeführt. In gleicher Weise, wie
vorher beschrieben, wird wiederum dem erhitzten Gas kurz vor Eintritt in den Kühler
durch eine Leitung 12 das Lösungsmittel zugesetzt, und im Kühler i i wiederholt
sich der gleiche Vorgang wie im Kühler 4. Das anfallende flüssige Gemisch von Naphthalin
und Lösungsmittel wird durch eine Leitung 14 in die Leitung 7 abgeführt. Das nunmehr
von Naphthalin gereinigte Gas verläßt den Kühler i i durch Leitung z5 zum weiteren
Verwendungszweck. DerKühlwasserumlauf in denKühlschlangen6 und 13 der Kühler q.
und i i erfolgt durch Leitungen 16 und 17. Das ablaufende Flüssigkeitsgemisch von
Lösungsmittel und Naphthalin wird zweckmäßig so lange im Kreislauf verwendet, bis
das Lösungsmittel sich genügend mit Naphthalin angereichert hat. Dann erfolgt die
Abscheidung des Naphthalins aus dem Lösungsmittel in nicht gezeichneten bekannten
Einrichtungen, wie Kühlpfannen u. dgl. Man kann natürlich auch so arbeiten, daß
ständig ein Teilstrom des durch Leitung 7 ablaufenden Flüssigkeitsgemisches von
Naphthalin befreit wird.
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Bei der Rückkühlung der Destillationsgase fällt in den Rückkühlern
außer Naphthalin und Lösungsmittel auch der größte Teil der übrigen Verunreinigungen
des Gases, insbesondere Wasser und Schwefelwasserstoff, in flüssiger Form an und
wird zusammen mit dem Gemisch von Lösungsmittel und Naphthalin abgeführt. Die Trennung
dieser Verunreinigungen von dem Gemisch erfolgt in einfachster Weise nach dem Unterschied
der spezifischen Gewichte.
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Eine besonders vorteilhafte Ausbildung des Verfahrens nach der Erfindung
besteht darin, die Destillationsgase so weit zu verdichten, daß die in den Gasen
enthaltenen Verunreinigungen, insbesondere Naphthalin, Wasser und Schwefelwasserstoff,
in den Rückkühlern mindestens so weit in flüssiger Form ausgeschieden werden, daß
infolge des nunmehr vorhandenen sehr geringen Teildruckes der noch im Gase verbleibenden
Verunreinigungen diese bei der späteren Entspannung des Gases nicht unter ihren
Taupunkt abgekühlt werden. Besonders wichtig ist diese Betriebsweise, wenn die Destillationsgase
in verdichtetem Zustande nach der beschriebenen Reinigung von Ammoniak und Benzol
befreit und dann in einer Entspannungsanlage wieder entspannt werden. Infolge der
mit der Entspannung verbundenen Verringerung der Gastemperatur könnte sonst der
Fall eintreten, daß die im Gase enthaltenen Verunreinigungen kondensieren und in
den Entspannungsstufen Verstopfungen und Betriebsstörungen hervorrufen würden.
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Der größte Vorteil des erfindungsgemäßen Verfahrens besteht darin,
daß bei vorhandenen Gasverdichtungsanlagen für die Naphthalinreinigung so gut wie
keine Anlage- und Betriebskosten erforderlich sind. Es werden nur die Zuleitungen
für das Lösungsmittel und die Ableitungen für das anfallende Kondensat sowie die
zugehörigen Scheideflaschen und Umlaufpumpen benötigt. Andererseits wird aber durch
die Einführung und Verdampfung des Lösungsmittels die Gastemperatur erheblich herabgesetzt,
so daß sich hierdurch eine entsprechende Verringerung der Kühlergröße und des Kühlwasserbedarfs
ergibt.
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Eine außerordentliche Bedeutung besitzt das Verfahren nach der Erfindung
für die mehr und mehr sich einführende Gasfernversorgung. Bei der Gasfernversorgung
müssen die Destillationsgase aus wirtschaftlichen Gründen, um mit möglichst geringem
Rohrdurchmesser auszukommen, vor dem Einleiten in das Fernversorgungsnetz verdichtet
werden. In allen diesen sich ständig mehrenden Fällen ist daher sowieso eine vollständige
ein- oder mehrstufige Verdichtungsanlage vorhanden, so daß die erfindungsgemäße
Gasreinigung mit kaum merklichen Kosten ohne weiteres in den Rahmen der vorhandenen
Anlage eingepaßt werden kann. Als weiterer gerade für die Gasfernversorgung wichtiger
Vorteil der Erfindung ergibt sich, daß durch die beschriebene Gasreinigung der Anfall
von Kondensaten im Fernleitungsnetz mit Sicherheit vermieden wird, also auch keine
Anfressungen der Rohre auftreten können. Endlich wird auch infolge der sehr geringen
Anlage- und Betriebskosten die Wirtschaftlichkeit der Gasreinigung wesentlich gehoben,
so daß im Gegensatz zu den früheren Verfahren
die Reinigungskosten
aus dem Erlös des anfallenden Naphthalins reichlich gedeckt werden können. Größere
Verluste an Lösungsmittel treten gleichfalls nicht auf, da dieses in der beschriebenen
Weise ständig im Kreislauf verwendet werden kann.
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Wenn die beschriebene Gasreinigung vor der Benzolwäsche der Destillationsgase
vorgenommen wird, ergibt sich als weiterer Vorteil der Erfindung eine erhebliche
Schonung des Benzolwaschöles. Bei der üblichen Benzolwäsche ohne vorhergehende N
aphthalinreinigung geht der größte Teil des im Gase enthaltenen Naphthalins in das
Benzolwaschöl über und verschlechtert dieses. Soweit andererseits das aufgenommeneNaphthalin
im Waschölabtreiber zusammen mit dem Benzol übergeht, muß es in besonderen Rektifizieranlagen
vom Benzol getrennt werden. Bei Anwendung des erfindungsgemäßen Verfahrens ergibt
sich also auch in dieser Hinsicht eine wesentliche Ersparnis, da das Destillationsgas
praktisch naphthalinfrei in die Benzolwäsche gelangt.