DE554209C

DE554209C - Verfahren zur Gewinnung von Daempfen und Gasen aus feuchten gasfoermigen Gemischen

Info

Publication number: DE554209C
Application number: DEB115538D
Authority: DE
Inventors: Dr Iosef Jannek; Dr Fritz Stoewener; Dr Gustav Wietzel
Original assignee: IG Farbenindustrie AG
Current assignee: IG Farbenindustrie AG
Priority date: 1924-09-06
Filing date: 1924-09-06
Publication date: 1932-07-07

Description

Verfahren zur Gewinnung von Dämpfen und Gasen aus feuchten gasförmigen Gemischen Bei der Gewinnung von Dämpfen und Gasen aus feuchten gasförmigen Gemischen durch feste Adsorptionsmittel besteht die Schwierigkeit, daß neben dem zu gewinnenden Stoff, wie z. B. Benzol oder Äthylen, in der Regel auch der in dem Gernisch enthaltene Wasserdampf mit adsorbiert wird, wodurch einerseits die adsorbierte Menge des gewünschen Gases bzw Flüssigkeitsdampfes beträchtlich verringert, also eine häufigere Regeneration notwendig wird, andererseits beim Regenerieren der festen Adsorptionsmittel eine bedeutend größere Energiemenge als bei alleiniger Adsorption des gewünschten Stoffes aufgewandt werden muß.
Es wurde nun gefunden, daß sich die Gewindung von Dämpfen und Gasen aus feuchten Gemischen sehr wirtschaftlich gestaltet, wenn man Kombinationen hydrophiler Adsorptionsmittel verschiedener Porenweite oder Kombinationen von hydrophilen mit hydrophoben Adsorptionsmitteln anwendet und die verschiedenen adsorbierten Bestandteile durch getrennte Regeneration der Adsorptionsmittel für sich gewinnt. Das in der Hauptsache mit Wasser beladene Absorptionsmittel kann in einfacher und billiger Weise durch heiße Gase, z. B. Abgase, regeneriert werden, während das hauptsächlich mit dem zu gewinnendenDampf oder Gas beladene Adsorptionsmittel, das zweckmäßig in einem dahintergeschalteten Behälter untergebracht ist, z. B. durch Wasserdampf, gegebenenfalls unter gleichzeitiger Anwendung eines teilweisen Vakuums, ohne Verdünnung der gewonnenen adsorbierten Stoffe regeneriert wird. Die Trocknung der durch das Austreiben mit Wasserdampf feucht gewordenen Adsorptionsmittel erfolgt vorteilhaft unter Verwertung des Wärmeinhalts des mit heißen Gasen regenerierten Adsorptionsmittels zweckmäßig in der Weise, daß man das schon der Adsorption unter worfene oder auch ein anderes Gas durch die beiden hintereinandergeschalteten Behälter leitet.
Als hydrophile Adsorptionsmittel kommen. z. B. Kieselsäuregel, Aluminiumoxydgel, Zeolithe, zeolithartige Doppelsilikate, wie sie unter dem Namen Permutit bekannt sind, u. a., als hydrophobe Adsorptionsmittel z. B. aktive Kohle in Betracht.
Verwendet man lediglich hydrophile Mittel, so wählt man vorteilhaft eine Kombination zweier Adsorptionsmittel von verschiedener Porenweite, von denen das erste mit weiteren Poren besonders gut zur Adsorption von Wasserdampf, das zweite mit engeren Poren besonders zur Adsorption von Dämpfen, wie Benzol, bzw. Gasen, wie Athylen, geeignet ist.
Eine derartige Kombination bietet den Vorteil, daß nur eine geringe Anzahl von Behältern erforderlich ist, weil das Adsorptionsmittel mit weiteren Poren, mit dem die Gase zuerst in Berührung gebracht werden, nicht nur eine größere Aufnahmefähigkeit für Wasser besitzt als das engporige, sondern auch aus diesem Adsorptionsmittel der schlechter und in geringerer Menge adsorbierbare Flüssigkeitsdampf bzw. das Gas rascher verdrängt wird. Im allgemeinen genügt je ein Behälter für die beiden verschiedenartigen Adsorptionsmittel, wobei zur Aufrechterhaltung eines kontinuierlichen Betriebes mindestens je ein Ersatzbehälter vorhanden sein soll. Die Wechselschaltung zwischen den Arbeits- und Ersatzbehältern gestaltet sich sehr einfach.
Besonders vorteilhaft erweist sich eine Kombination eines hydrophilen Adsorptionsmittels, wie Kieselsäuregel, mit einem hydrophoben, wie aktiver Kohle, weil letztere Wasserdampf schlecht adsorbiert und daher bei dem sehr geringen Feuchtigkeitsgehalt, wie ihn das das Kieselsäuregel verlassende Gas noch besitzt, neben dem gewünschten Dampf oder Gas nur eine sehr geringfügige Menge Wasserdampf aufnimmt. Zweckmäßig wird auch bei dieser Kombination ein weitporiges Gel in der ersten Stufe angewandt.
Die Erzielung verschiedener Porenweiten fertiger Gele aus einem Ausgangshydrogel, wie es zur Herstellung aktiver Gele verwendet wird, läßt sich beispielsweise durch Änderunder Trocknungszeit und der Trocknungstemperatur sowie auch des Reinheitsgrades des Hydrogels, gegebenenfalls auch durch Anwendung von Vakuum, bei einem bestimmten Zeitpunkt des Trocknungsvorganges erreichen.
Im allgemeinen begünstigt langsame Trocknung und hoher Reinheitsgrad die Bildung enger Poren.
Es ist zwar bekannt, hydrophile Adsorbentien, wie z. B. aktive Kieselsäure oder basenaustauschende Silikate, zur Adsorption von Wasserdampf oder anderen Dämpfen zu benutzen, aber es ist früher noch kein technisches Verfahren benutzt worden, bei dem in einem Arbeitsgang eine getrennte Abscheidung des wertvollen Dampfes und des wertlosen Wassers und eine getrennte Gewinnung der abgeschiedenen Bestandteile aus den Adsorbentien erfolgt, obwohl in der Literatur bereits die Beobachtung angegeben ist, daß bei der Behandlung von Wasserdampf und Kohlenwasserstoffe enthaltenden Gasen mit Kieselsäuregel eine fraktionierte Adsorption stattfindet, indem das Wasser und die höher siedenden Kohlenwasserstoffe im ersten Teil des Kieselsäuregels konzentriert werden, und -obwohl man gefunden hat, daß es unter Anwendung zweier Adsorptionskammern, von denen die zweite doppelt soviel Gel enthält wie die erste, möglich ist, 60 01o der gesamten Kohlenwasserstoffmenge zu gewinnen. Trotz dieses Befundes hat es bisher als unvermeidlich gegolten, die gesamte Wassermenge zusammen mit dem Kohlenwasserstoff aus dem Gel zu entfernen. In Übereinstimmung damit hat man in der Technik bei der Benutzung aktiver Kieselsäure zur Adsorption wertvoller Dämpfe aus feuchten gasförmigen Gemischen das Gas durch Kühlung oder Ausfrieren von Feuchtigkeit befreit und erst dann mit Adsorbentien behandelt, oder man hat das Wasser und den zu gewinnenden Dampf gemeinsam adsorbiert und auch bei der Regeneration gemeinsam gewonnen. Auch von der Eigenschaft der Adsorbate, durch gewisse andere Adsorbate aus dem Adsorbens verdrängt zu werden, hat man schon Gebrauch gemacht, aber dieses Adsorbens war dann kein hydrophiles, und es handelte sich dabei nicht um die Abscheidung des Wassers aus wasserdampfhaltigen Gasen.
Beispiel Durch zwei Behälter, von denen der erste mit einem weitporigen Kieselsäuregel gefüllt ist, das beispielsweise aus einem trockenen, I Volumprozent Benzoldampf enthaltenden Gas 8 Gewichtsprozente Benzol und andererseits aus einem mit Wasserdampf gesättigten Gas 85 Gewichtsprozente Wasser zu adsorbieren vermag, der zweite dagegen mit einem engporigen Gel beschickt ist, das beispielsweise aus einem trockenen, I Volumprozent Benzoldampf enthaltenden Gas 23 Gewichtsprozente Benzol und andererseits aus einem mit Wasserdampf gesättigten, benzolfreien Gas 35 Gewichtsprozente Wasser zu adsorbieren vermag, wird ein Gas-Dampf-Gemisch, das mit Wasserdampf gesättigt ist und etwa 1 Volumprozent Benzol enthält, geleitet, bis in dem den zweiten Behälter verlassenden Gas Benzoldampf auftritt. Hierauf wird das zu reinigende Gemisch durch ein zweites System gleicher Art geleitet, während das erste System regeneriert wird, indem der erste Behälter; der in der Hauptsache mit Wasser beladen ist, mit heißem Gas, der zweite, überwiegend Benzol enthaltende Behälter mit Wasserdampf behandelt wird.
Ähnlich verfährt man, wenn das feinporige Gel durch aktive Kohle ersetzt wird.

Claims

PANTENTANSPRÜCHE: 1. Verfahren zur Gewinnung von Dämpfen und Gasen aus feuchten gasförmigen Gemischen durch getrennte Adsorption des zu gewinnenden Bestandteils und der Feuchtigkeit, dadurch gekennzeichnet, daß man Kombinationen hydrophiler Adsorptionsmittel verschiedener Porenweite oder Kombinationen von hydrophilen mit hydrophoben Adsorptionsmitteln anwendet und die verschiedenen adsorbierten Bestandteile durch getrennte Regeneration der Adsorptionsmittel für sich gewinnt.
2. Verfahren nach Anspruch I, dadurch gekennzeichnet, daß man eine Kombination zweier hydrophiler Adsorptionsmittel von verschiedener Porenweite hintereinandergeschaltet anwendet, von denen das erste mit weiteren Poren besonders zur Adsorption von Wasser, das zweite mit engeren Poren besonders zur Adsorption von Dämpfen und Gasen geeignet ist.
3. Verfahren nach Anspruch I, dadurch gekennzeichnet, daß man eine Kombination von einem hydrophilen Adsorptionsmittel, wie Kieselsäuregel, und einem hydrophoben Adsorptionsmittel, wie aktive Kohle, hintereinandergeschaltet anwendet.
4. Verfahren nach Anspruch I bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß man die mit Wasser beladene Masse mit heißen Gasen. die mit dem zu gewinnenden Bestandteil beladene Masse mit Wasserdampf regeneriert.