DE550992C

DE550992C - Trennung von Wasserstoff oder wasserstoffhaltigen Gasen und Kohlendioxyd

Info

Publication number: DE550992C
Application number: DEI36306D
Authority: DE
Original assignee: Imperial Chemical Industries Ltd
Current assignee: Imperial Chemical Industries Ltd
Priority date: 1928-01-31
Filing date: 1928-12-04
Publication date: 1932-05-26
Also published as: FR668994A

Description

Die Erfindung betrifft die Herstellung von Wasserstoff oder wasserstoffhaltigen Gasen, wie sie bei chemischen Verfahren, die unter hohem Druck ausgeführt werden, z. B. bei der Hydrierung oder der synthetischen Herstellung von Ammoniak, Methanol usw., gebraucht werden.

Es ist bekannt, wenn man von Wassergas ausgeht, solche Gasgemische dadurch herzustellen, daß man das Kohlenoxyd oder einen Teil desselben mit Dampf in bekannter Weise behandelt. Das so erhaltene Gasgemisch enthält Kohlendioxyd, und es ist üblich, diesen unerwünschten Bestandteil durch Waschen des Gases mit Wasser unter Druck zu entfernen. Um jedoch die Konzentration des Kohlendioxyds herunterzudrücken, muß die Menge des zu verwendenden Druckwaschwassers ziemlich groß sein, und es bedarf z. B.

eines Überschusses von 100 °/„ über die Menge, welche theoretisch erforderlich ist, um das Kohlendioxyd in einem Absorptionsturm mit Gegenstrom zu entfernen. Die Verwendung so großer Mengen Waschwasser hat einen Verlust des wertvollen Wasserstoffs und anderer Gase, wie Kohlenmonoxyd und Stickstoff, zur Folge, da diese Gase gleichfalls durch Wasser absorbiert und auf wirtschaftliche Weise daraus nicht wiedergewonnen werden können.

Es wurde nun gefunden, daß eine große Menge des wertvollen Wasserstoffs, welcher in absorbiertem Zustande in der Lösung vorhanden ist, die aus einem Hochdruckkohlendioxyd-Absorptionsturm abläuft, wiedergewonnen werden kann, wenn der Druck auf die genannte Lösung stufenweise, also nicht auf einmal auf den atmosphärischen Druck reduziert wird. Die Erfindung beruht darauf, daß das freigesetzte Gas beim teilweisen Entspannen des Druckes auf die Waschlösung eine große Menge Wasserstoff und anderer Gase, wie Stickstoff und Kohlenoxyd, und eine relativ geringe Menge von Kohlendioxyd enthält.

Andererseits enthält das bei der darauffolgenden Entspannung der Druckwaschflüssigkeit auf atmosphärischen Druck freigesetzte Gas hauptsächlich Kohlendioxyd mit nur relativ unbedeutenden Mengen von Wasserstoff und anderen Gasen. Aus diesem Grunde wird also der Druck stufenweise oder nur zu einem beschränkten Grade entspannt.

Die folgenden Beispiele sollen dazu dienen, die Erfindung zu erläutern, wobei die Gasvolumina in allen Fällen bei normaler Temperatur und normalem Druck gemessen wurden.

Beispiel 1

290 cbm eines Gasgemisches von 49,3 cbm N, 147,8 cbm H, 84,2 cmb CO₂ und 8,7 cbm CO werden auf 50 Atm. komprimiert und mit 10 cbm Wasser in einem Absorptionsturm mit Gegenstrom gewaschen. Man läßt die erhal-

tene Lösung auf einen Druck von 20 Atm. expandieren, und das freigesetzte Gas wird gesammelt. Es besteht aus 3,5 cbm H, 1,1 cbm N, 4,6 cbm CO₂ und 0,2 cbm CO. Dieses Gas ist also reicher an Wasserstoff als das Gas, welches ursprünglich in aufgelöster Form vorhanden war. Die ganze Menge dieses Gases ist 9,4 cbm, d. h. 3,25 °/₀ des in den Absorptionsturm eintretenden Gases. Indem man es in die Kompressoren unter Druck, zweckmäßig bei 20 Atm., zurückführt, werden ²>33 °/o des wertvollen Wasserstoffs gespart. Das bei der darauffolgenden Reduktion des Druckes (was in einem Peltonrad erfolgen kann) aus der Lösung entwickelte Gas enthält etwa 97 °/₀ CO₂ und kann zweckmäßig zur Karbonisierung von Ammoniakflüssigkeit bei der Herstellung von Ammoniumsulfat aus Gips verwendet werden.

Beispiel 2

100 cbm eines Gasgemisches aus 52 cbm H, 27 cbm CO, 16 cbm CO₂ und 5 cbm N und Methan werden auf 200 Atm. komprimiert und mit 2 cbm Wasser in einem Absorptionsturm mit Gegenstrom gewaschen. Man läßt die erhaltene Lösung auf einen Druck von 25 Atm. expandieren, und das freigesetzte Gas wird gesammelt. Es besteht aus 3,2cbmH, 1,7 cbm CO, 2,6 cbm CO₂ und 0,4 cbm N und Methan. Die Gesamtmenge dieses Gases ist 7,9 cbm, d. h. 7,9 °/₀ des in den Absorptionsturm eintretenden Gases. Dadurch daß man es in die Kompressoren unter Druck zurückschickt, werden 6 °/„ des wertvollen Wasserstoffs und 6 °/o des wertvollen Kohlenoxyds gespart. Das bei der darauffolgenden Druckentspannung der Lösung von 25 Atm. auf ι Atm. entwickelte Gas beträgt 12 cbm, das aus 11,2 cbm CO₂, 0,2 cbm N und Methan besteht. Der Rückstand des Kohlendioxyds, der 2,4 cbm beträgt, wird durch das Druckwaschwasser zurückgehalten, nachdem sein Druck auf ι Atm. reduziert ist.

In manchen Fällen kann es von Vorteil sein, auch das Druckwaschwasser stufenweise zu entspannen, indem man die während jeder Stufe freigesetzten Gase sammelt und sie für geeignete Zwecke unter Berücksichtigung ihrer Zusammensetzung verwendet.

Das Wesen der Erfindung besteht also darin, daß man ein wasserstoffhaltiges Gas unter Druck wäscht, den Druck stufenweise entspannt und die erste Fraktion oder Fraktionen des entspannten Gases in eine entsprechende Stufe des Kompressors oder des Wäschers zurückführt. Die Erfindung ermöglicht durch Waschen von kohlendioxyd- und wasserstoff haltigen Gasgemischen unter Druck, einerseits Gase für die Ammoniaksynthese zu gewinnen und anderseits das Kohlendioxyd mit sehr hohem Druck zu entfernen. Durch das stufenweise Entspannen des Druckwaschwassers beim Hochdruckwaschverfahren wird auch eine bessere Trennung des Wasserstoffs vom Kohlendioxyd herbeigeführt und demgemäß der Verlust an Wasserstoff verringert, da man, wie eingangs erwähnt, mit geringen Mengen Wasser auskommt.

Claims

Patentanspruch:

Verfahren zur Trennung von Wasserstoff und Kohlendioxyd enthaltenden Gasen, dadurch gekennzeichnet, daß man die Gase mit einer wässerigen Flüssigkeit unter Druck wäscht, den Druck auf die erhaltene Gaslösung stufenweise entspannt, die freigesetzten Gase gesondert sammelt und das zuerst entwickelte relativ wasserstoffreiche Gas unter Druck in die entsprechende Stufe des Hauptkompressors zurückleitet.