DE624912C

DE624912C - Verfahren zur Gewinnung von Kohlenwasserstoffen aus Gasen mittels fester Adsorptionsmittel

Info

Publication number: DE624912C
Application number: DEM118080D
Authority: DE
Original assignee: Metallgesellschaft AG
Current assignee: GEA Group AG
Priority date: 1931-12-21
Filing date: 1931-12-21
Publication date: 1936-02-07
Also published as: AT134297B; FR732030A; GB385257A

Description

Verfahren zur Gewinnung von Kohlenwasserstoffen aus Gasen mittels fester Adsorptionsmittel Die Erfindung bezieht sich auf die winnung von Kohlenwasserstoffen aus Gasen, welche solche Bestandteile enthalten, die, wie Diolefine u. dgl., durch Polymerisation bzw. Verharzung schädigende Einflüsse auf die verwendeten Adsorptionsmittel, wie Aktivkohle, Kieselgel usw., auszuüben vermögen.
Es ist bekannt, daß beispielsweise bei der Benzolgewinnung aus Leuchtgas unter Beobachtung der in Gaswerken üblichen Betriebsbedingungen und bei Verwendung von aktiver Kohle als Adsorptionsmittel nach einer gewissen Benzolproduktion ein Nachlassen der Adsorptionsleistung der Kohle zu beobachten ist, Dieser Umstand ist auf die Abscheidung von gewissen Stoffen zurückzuführen, die sich durch Reaktion mit den beladenen Stoffen, durch Polymerisation oder durch weitere Umsetzung schädigend auf die Arbeitsleistung der Adsorptionsmittel auswirken: Dran hat dabei angenommen, daß der Grad der Minderung der Adsorptionsleistung abhängig sei von der Menge der durchgeleiteten Gase bzw. der von ihnen abgelagerten Bestandteile und infolgedessen bei Einhaltung der durch die Gesamtanlage gegebenen Bedingungen, insbesondere hinsichtlich des Druckes und der Strömungsgeschwindigkeit der Gase, mit einer von der Menge der adsorbierten Stoffe abhängigen Höhe des Verbrauches an Adsorptionsmittel gerechnet.
Es wurde gefunden, daß der Verharzungsvorgang praktisch nicht abhängig ist von der Menge der durch die Adsorptionsmittel geleiteten Gase, sondern im wesentlichen eine Funktion der Zeit ist insofern, als die Verharzung der hierzu neigenden Stoffe zu immer schwerer austreibbaren Produkten führt, ;e länger die Stoffe auf den Adsorptionsmitteln zu verweilen Gelegenheit haben.
Die Folge dieser Erkenntnis ist, daß es zur Erhöhung der Leistungsfähigkeit solcher Anlagen führt, wenn man für eine möglichst kurze Verweilzeit der verharzenden Stoffe auf dem Adsorptionsmittel sorgt.
In Auswertung dessen besteht die Erfindung darin, daß man die zu einer gegebenen Anlagekapazität verwendeten Adsorptionsmittelmengen unter das bisher übliche Maß herabsetzt, daß man also das Verhältnis' der Adsorptionsmittelmenge zu der Menge der gewinnbaren Kohlenwasserstoffe, das sind die in den pro Tag zu verarbeitenden Gasen enthaltenen Kohlenwasserstoffe, deren Siedepunkt oberhalb Zimmertemperatur liegt, wie z. B. Benzin, Benzol, Toluol, Naphthalin usv;., geringer hält, als -dem bisher üblichen Minimalverhältnis von 2 : i entspricht. Je weiter man das Verhältnis verringert, um so besser ist es für den beabsichtigten Zweck. Praktisch werden mit Vorteil Verhältnisse in Frage kommen, die bei 1,5: i und vorzugsweise noch darunter liegen. Mit anderen Worten ausgedrückt heißt das z. B., daß, wenn bisher die Adsorptionsmittelmenge für die Tagestonne gewinnbarer Kohlenwasserstoffe etwa 2ooo kz beträfzt, nach der Erfin- Jung z. B. t 5oo kg, vorzugsweise aber noch weniger, z. B. ioo-bis 5oo.kg, Adsorptionsmittel verwendet werden.
Besonders vorteilhaft lassen sich die angegebenen Verhältnisse bei der Abscheidung von Kohlenwasserstoffen aus Gasen von 1)estillationsanlagen, aus Raffinationsgasen und solchen Gasen, die bei der Zersetzung bzw. Krackung von ölen entstehen; durch Erhiihung der Durchführungsgeschwindigkeiten der Gase durch die Adsorlitiönsinittcl erreichen.
An sich müßten hegen eine Erhöhung der Strömungsgeschwindigkeiten der zu. behandclnden Gase insofern Bedenken bestehen, als damit beispielsweise unter Berücksichtigung der für Gaswerke genebenen betrieblichen Bedingungen notwendigerweise nicht unwesentliche Abänderungen betrieblicher Verhältnisse verbunden sind. Beispielsweise müß mit einer Einführung größerer Gasgeschwindigkeiten meist ein besonderes Gebläse aufgestellt N@erden.
Es hat sich aber ergeben, daß diese Bedenken, die zunächst gegen eine Erhöhung der Gasgeschwindigkeiten erhoben «-erden könnten, ohne weiteres zurücktreten müssen hinter dem erheblichen Vorteil, der damit insbesondere durch die bedeutsame Erhöhung der Leistungsfähigkeit des Adsorptionsinittels und in der Möglichkeit, die gesamte Anlage entsprechend der erhöhten Gasgeschwindigkeit kleiner zu halten, gegeben ist.
Der Grad der Herabsetzung der Verweilzeit der Gase oder der adsorbierten Stoffe im Adsorptionsmittel durch Erhöhung der Ströniungsgeschwindigkeit oder auf sonstige `leise, z. B. durch Verringerung der Schütthöhe und gegebenenfalls bei gleichzeitiger Verringerung der Korngröße des Adsorptionsmittels bei Einhaltung normaler, d. h. gegenüber den bisher gebräuchlichen Gescnwindigke_iten nicht erhöhter Strömungsgeschwindigkeit o. dgl., hängt im einzelnen von der Menge und Natur der abzuscheidenden Stoffe und sonstigen betrieblichen Bedingungen ab. Im allgemeinen haben sich Strömungsgeschwindigkeiten von mehr als . 12 ciii/sec, insbesondere Strömungsgeschwindigkeiten von zwischen 15 und 8o cm/sec, vorzugsweise 2o bis .lo cm/sec, als geeignet erwiesen. Ah Stelle einer Geschwindigkeitserhöhung kann auch eine Verringerung der Schütthöhe bei gegebenenfalls gleichzeitiger Verkleinerung der Korngröße vorgenommen werden.
Gegebenenfalls erweist es sich als vorteilhaft, auch die Verweilzeit der zur Behandlung der beladenen Adsorbentien, wie z. B. zur Wiederaustreibung der adsorbierten Stoffe, -verwendeten lledien, z. B. von @Z-asserdanipf. möglichst kurz zu bemessen, d. 1i. also, finit möglichst kurzen Regenerati<>nszeiten, z. B. weniger als -1/4 Stunden, vorzugsweise weniger als 1/2. Stunde, zu arbeiten. Dies kann beispielsweise leicht erreicht werden durch eine indirekte Beheizung der Kolle, etwa durch im Kohlebett verteilte Heizschlangen; durch die zusätzliche 1?rw:irinung können die adsorbierten Stoffe wesentlich schneller ausgetrieben werden. Bestimmend hierfür ist insbesondere die Absicht, die Bildung von Harzen und sonstigen Polymerisationsver-Bindungen unter dem Einfiuß hoher Temperaturen und dem der Adsorptionsinittel, der wahrscheinlich katalytischer Natur ist, weitgehend zu verringern bzw. praktisch auszuschalten, cl. h. die- adsorbierten Stoffe so schnell, wie es die übrigen Betriebsbedingungen erlauben, von den Adsorptionsmitteln zu entbinden, damit den zur Verhärzung neigenden Stoffen möglichst wenig Gelegenheit zur Umsetzung gegeben ist.
Die angegebenen Mittel können einzeln oder in Verbindung miteinander zur Anwendung kommen.
Man hat bereits vorgeschlagen, für die Adsorption von Leichtöl eine Kohlemenge anzuwenden, die zu der gewinnbaren Leichtölmenge gerade 'im Verhältnis 2 : i stellt. Abgesehen davon, daß diese Kohlemenge größer ist als in dem Verfahren gemäß Erfindung, hatte man bei dem früheren Vorschlag Maßnahmen ergriffen, die gerade der Tendenz der Erfindung entgegengerichtet sind. So wurde beispielsweise dabei die Regenerationsperiode mit 8 Stunden bemessen, eine Maßnahme, die unbedingt zu einer Verharzung oder Polymerisation der adsorbierten Kohlenwasserstofte führen muß.
Durch die Beachtung der beschriebenen Arbeitsvorschriften kann insbesondere eine Erhöhung der Leistungsfähigkeit der Anlage und- z. B. eine Erhöhung der Anzahl Ausdämpfungen bis zur Erschöpfung der Adsorptionsmittel und damit eine Verringerung des Adsorptionsmittelverbrauches erzielt werden. Beispiel Es waren 25o ooo cbrri Gas mit einem Beilzolgehalt von 30 g/cbm zu verarbeiten. Nach dem bisher üblichen Verfahren wurde eine Adsorptionsanlage angewandt, die aus sechs Adsorbern von je 3 m Durchmesser bestand, davon waren vier immer in Beladung und zwei in Regeneration. Sie waren mit insgesamt 22 t Aktivkohle, und zwar mit hochporöser, geformter, im Handel als T-Kohle oder Bayer-Kohle bekannter Kohle gefüllt, womit also im Tag 7,5 t Benzol gewonnen wurden. Es war also das Verhältnis voll Adsorptionsinittelmenge zu der im Tag gewinnbaren Benzolmenge 22:7,5 - 2,9. Die Gasgeschwindigkeit betrug io cni'sec. Teiler Ad#orber nahm hei einer Beladung; .Ioo kg Benzol auf. Im Tag konnte jeder Adsorber dreimal be- und entladen werden, da eine Adsorptionsperiode 6 Stunden und eine Regenerationsperiode 2 Stunden dauerte. Die Regeneration wurde durch Ausdämpfen ausgeführt.
Gemäß Erfindung wird nun zur Gewinnung dieser ;,5 t Benzol eine aus nur drei Adsorbern (zwei in Adsorption, einer in Re"eneration) bestehendeAdsorptionsaiilagevenvenclet: die Adsorber hatten einen Durchmesser von 2,i5 m und zusammen einen Kohleinhalt von 5 t; es war gleichfalls T-Kohle angewandt worden. Es ergibt sich somit ein Verhältnis der Aktivkohle zu der im Tag gewinnbaren Benzolmenge von 5 :;,5 = o.66. Die Gasgeschwindigkeit wurde dabei mit :.o cm/sej bemessen. Der Inhalt eines Adsorbers konnte Zoo kg Benzol je Beladung adsorbieren; eine Beladungsperiode dauerte 1'/_ Stunden, ein ,-Regenerationsperiode '/= Stunde. Es konnte ein Adsorber zwölfmal im Tag beladen werden. Die Regeneration geschah durch gleichzeitiges indirektes Beheizen und Ausdämpfen.
In beiden Fällen trat eine Erschöpfung des Adsorptionsmittels nach einer Abscheidung von etwa 44o t Benzol- ein. so daß also mit i kg Aktivkohle im ersten Falle nur 2o kg Benzol, nach dem vorliegenden 'Verfahren dagegen etwa 88 kg Benzol abgeschieden werden konnten.

Claims

PATENTANSPRÜCHE: i. Verfahren zur Gewinnung von Kohlenwasserstoffen aus Gasen, die ver-Harzende oder polymerisierende Stoffe enthalten, z. B. Brennstoffdestillationsgasen, mittels fester Adsorfitionsuiittel, z. B. Aktivkohle, Kieselsäuregel u. dgl., unter Wechselweisem Beladen und Entladen, dadurch gekennzeichnet, daß die Adsorptionsinittelmenge im Verli;iltnis zu der aus den pro Tag, zu verarbeitenden Gasen gewinnbaren Kohlenwasserstoffmenge geringer als 2 : i gehalten wird.
2. Verfahren nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daB mit Adsorptionsinittelinengen gearbeitet wird, die zu Gier aus den pro Tag zu verarbeitenden Gasen ge-«-innbaren Kohlenwasserstoffmenge im Verhältnis 1,5 : 1 und darunter, vorzugsweise zwischen i : r und o, i : i stehen.
3. Verfahren nach Anspruch z und 2 dadurch gekennzeichnet, daß die Verweilzeit der Gase im Adsorptionsmittel durch Verwendung hoher Gasgeschwindigkeiten, z. B. solcher von über 12 cm/sec, vorzugsweise über 2o cm/sec gering gehalten wird.
4. Verfahren nach Anspruch i bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß mit geringer Schütthöhe des Adsorptionsinittels, beispielsweise unter i m, vorzugsweise unter o,; m, gegebenenfalls bei gleichzeitiger Verringerung der Korngröße gearbeitet wird.
5. Verfahren nach Anspruch i bis 4., gekennzeichnet durch kurz bemessene Regenerationsperioden, z. B. von weniger als g/, Stunden, insbesondere weniger als 'J_ Stunde.