Verfahren zur Trennung von Gasgemischen durch fraktionierte Verflüssigung
unter Anwendung von hohen, mittels Kompressoren erzielten Drucken Die Trennung von
Gasgemischen erfolgt in der Technik vielfach durch fraktionierte Verflüssigung.
Diese wird entweder durch einfache Kompression der Gase bewirkt, z. B. bei der Ausscheidung
von Benzindämpfen, Pentan, Butan, Amylen, Butylen usw., aus Erdgasen oder den Abgasen
von Petroleumraffinerien oder Krackanlagen, oder sie wird in Luft- oder Kokereigasverflüssigungsapparaten,
z. B. nach Linde oder Claude, ausgeführt. Die Zerlegung der Gase wird bei diesen
Verfahren durch den Umstand sehr erschwert, daß beim Arbeiten unter hohem Druck
die Dichteunterschiede zwischen Flüssigkeit und Gas oft nicht genügend groß sind,
wie z. B. bei der Trennung von Äthylen, Propylen, Athan und Methan enthaltenden
Gemischen, die durch Krackung von Öldämpfen bei hoher Temperatur erhalten werden.
Bei der Trennung von Gas und Flüssigkeit wird hierbei leicht Flüssigkeit in Nebel-
oder Tröpfchenform mit dem nicht verflüssigten Gas fortgeführt, so daß man dadurch
keine reinen Gase, sondern durch die nebelförmig mitgerissenen, später wieder verdampften
Bestandteile verunreinigte Gasgemische erhält.Process for the separation of gas mixtures by fractional liquefaction
using high pressures obtained by means of compressors The separation of
In technology, gas mixtures often take place through fractional liquefaction.
This is achieved either by simply compressing the gases, e.g. B. in excretion
from gasoline vapors, pentane, butane, amylene, butylene, etc., from natural gases or the exhaust gases
from petroleum refineries or cracking plants, or it is used in air or coke oven gas liquefaction equipment,
z. B. after Linde or Claude executed. The decomposition of the gases is carried out with these
Process made very difficult by the fact that when working under high pressure
the density differences between liquid and gas are often not large enough,
such as B. in the separation of ethylene, propylene, ethane and methane containing
Mixtures obtained by cracking oil vapors at high temperature.
When separating gas and liquid, liquid is easily converted into mist
or droplet form continued with the non-liquefied gas, so that one thereby
no pure gases, but through the mist-like entrained gases, which later evaporated again
Contains contaminated gas mixtures.
Es wurde nun gefunden, daß man bei diesem Verfahren eine vorzügliche
Trennung der Gasgemische erzielt, wenn man die durch Nebel oder Tröpfchen verunreinigten,
unter hohem Druck stehenden Gase durch ein Elektrofilter schickt, in dem unter dem
Einfluß eines Hochspannungsfeldes die Nebel oder Tröpfchen an die eine der beiden
Elektroden wandern, um dort nach Entladung als Flüssigkeit herunterzurieseln. Es
war zwar bekannt, daß es möglich ist, die Abgase von Hochöfen und Röstöfen sowie
Generatorgas durch Elektrofilter von Schwebeteilchen zu befreien. Es war auch schon
gelungen, in einem mit Hochdruckgas gefüllten Raum starke elektrische Felder zu
erzeugen. Es war aber nicht bekannt, daß die ungenügende Trennung von Gasgemischen
bei der Verflüssigung durch mitgeführte Flüssigkeitsnebel bedingt ist, die sich
infolge der geringen Dichteunterschiede zwischen den verflüssigten und unter hohem
Druck stehenden gasförmigen Stoffen leicht bilden und nur sehr schwer abscheiden,
und daß diese Schwierigkeiten durch Verwendung eines Elektrofilters behoben werden
und hierdurch eine vorzügliche Zerlegung des Gases ermöglicht wird.It has now been found that this method is excellent
Separation of the gas mixtures is achieved when the contaminated by mist or droplets,
sends high pressure gases through an electrostatic precipitator in which the
Influence of a high voltage field the mist or droplets on one of the two
Electrodes migrate in order to trickle down there as a liquid after discharge. It
Although it was known that it is possible to remove the exhaust gases from blast furnaces and roasting ovens as well
To free generator gas from suspended particles by means of electrostatic precipitators. It was already
succeeded in creating strong electric fields in a room filled with high pressure gas
produce. But it was not known that the insufficient separation of gas mixtures
is due to the liquefaction by entrained liquid mist, which
due to the small density differences between the liquefied and under high
Easily form gaseous substances under pressure and separate them only with great difficulty,
and that these difficulties are eliminated by using an electrostatic precipitator
and thereby an excellent decomposition of the gas is made possible.
Das Elektrofilter kann je nach der Stelle, an der es Verwendung finden
soll, verschiedenartig gebaut werden. Es besteht z. B. aus einem geerdeten Hochdruckrohr
als Niederschlagselektrode, an dessen Innenwand gegebenenfalls passende Führungskörper
angebracht
sind, die die herabrieselnde Flüssigkeit gegen__Zerstäubtwerden
durch den aufsteigenden Gasstrom schützen. Zentral in dem Hochdruckrohr is.t isoliert
die Sprühelektrode aufgehängt, die aus einem Draht oder einer Stange von guter elektrischer
Leitfähigkeit oder aus einem Halbleiter bestehen kann. An Stelle der Stange kann
auch ein Rohr oder Netzgeflecht verwendet werden. Zwischen beiden Elektroden wird
eine Gleichspannung von ioooo bis iooooo Volt, vorzugsweise etwa 4o bis 50 ooo Volt,
angelegt. Unter dem Einfluß des elektrischen Feldes trennen sich Gas und Nebel.
Die Polarität der zentralen Elektrode wird so gewählt, daB die Nebeltröpfchen an
die Außenelektrode wandern. An Stelle der hier beschriebenen Anordnung kann ein
ganzes Bündel von einfachen Rohren in einem weiten Hochdruckrohr angeoränet werden,
wobei jedes Rohr des Bündels seine eigene Zentralelektrode besitzt.The electrostatic precipitator can be used depending on where it is used
should be built in different ways. There is z. B. from a grounded high pressure pipe
as a collecting electrode, on the inner wall of which there may be suitable guide bodies
appropriate
which prevent the trickling liquid from being atomized
protect from the rising gas flow. Is.t insulated in the center of the high pressure pipe
the spray electrode suspended from a wire or rod of good electrical
Conductivity or can consist of a semiconductor. Instead of the rod
a pipe or mesh can also be used. Between the two electrodes is
a DC voltage of 10000 to 10000 volts, preferably about 40 to 50,000 volts,
created. Gas and mist separate under the influence of the electric field.
The polarity of the central electrode is chosen so that the mist droplets appear
the outer electrode migrate. Instead of the arrangement described here, a
whole bundle of simple pipes are arranged in a wide high pressure pipe,
each tube of the bundle having its own central electrode.
Falls erforderlich, können die Elektroden auch auf höherer Temperatur
als das durchströmende Medium gehalten werden, was immer dann von Vorteil ist, wenn
im Nebel auch feste Teilchen vorhanden sind. Diese schmelzen dann an den Elektroden
und fließen herab.If necessary, the electrodes can also be set to a higher temperature
as the medium flowing through, which is always an advantage when
solid particles are also present in the fog. These then melt on the electrodes
and flow down.
Derartige Elektröfilter können in Verbindung mit den oben beschriebenen
Verfahren vorteilhaft z. B. bei der Zerlegung von Luft, Kokereigas, Ölgas, Krackgasen,
Erdgasen, Wassergas, Generatorgas, Schwelgas usw. verwendet werden.Such electrical filters can be used in conjunction with those described above
Method advantageous z. B. in the decomposition of air, coke oven gas, oil gas, cracked gases,
Natural gases, water gas, generator gas, carbonization gas, etc. can be used.
Beispiel Bei der Krackung von amerikanischem Rohöl erhält man neben
flüssigen Krackprodukten ein Gas mit 32 % Äthylen, 804 Propylen, 3% Butylen, etwa
--010 höheren Olefinen in Dampfform, und der Rest des Gases besteht aus Methan und
Wasserstoff. Die Trennung des Äthylens von Propylen und Butylen durch partielle
Verflüssigung durch Kompression unter gleichzeitiger Kühlung macht große Schwierigkeiten,
weil in den Kolonnen, in denen die Abscheidung 'des verflüssigten Propylens und
Butylens von dem gasförmigen Äthylen stattfinden soll, infolge des großen spezifischen
Gewichts des komprimierten Äthylens keine vollständige Trennung von dem in Form
feinster Tröpfchen als Nebel darin enthaltenen Propylen und Butylen durchführbar
ist. In der Zeichnung stellt A einen dreistufigen, mit Wasserkühlung versehenen
Kompressor dar, in dem das Gas auf rund 8o at gepreßt wird. In den zwischen. den
zwei letzten Stufen eingeschalteten Abscheidern B und C setzen sich die höheren
Olefine und Butylen flüssig ab, ein Teil des Butylens löst sich in diesen flüssigen
Olefinen. Von dem Kompressor geht nun das Gas mit 8o at in der mit Wasser gekühlten
Leitung D zu dem gleichfalls gekühlten Druckabscheider E und wird beim Austritt
oben bei dem Ventil F kontinuierlich entspannt. Das entspannte Gas enthält rund
27 % Äthylen, 3 % Propylen und 0,3 °% Butylen. In dem Druckabscheider ist eine Elektrode
G eingebaut. Wird an die Elektrode eine Spannung von ao ooo Volt angelegt, so findet
eine quantitative Abscheidung der nebelförmigen Olefine an .der Wand des Druckabscheiders
statt, die unten bei H abgelassen werden.Example In the cracking of American crude oil, one receives next to
liquid cracked products a gas with 32% ethylene, 804 propylene, 3% butylene, approx
--010 higher olefins in vapor form, and the remainder of the gas consists of methane and
Hydrogen. The separation of ethylene from propylene and butylene by partial
Liquefaction by compression with simultaneous cooling makes great difficulties,
because in the columns in which the separation of the liquefied propylene and
Butylene should take place from the gaseous ethylene, owing to the great specificity
Weight of the compressed ethylene does not completely separate from that in the form
finest droplets as a mist contained propylene and butylene feasible
is. In the drawing, A represents a three-stage, water-cooled
Compressor, in which the gas is pressed to around 8o at. In the between. the
Separators B and C switched on in the last two stages, the higher ones sit down
Olefins and butylene from liquid, part of the butylene dissolves in these liquid
Olefins. The gas from the compressor now goes at 80 atm in the water-cooled one
Line D to the also cooled pressure separator E and is at the outlet
above at the valve F continuously relaxed. The relaxed gas contains around
27% ethylene, 3% propylene and 0.3% butylene. There is an electrode in the pressure separator
G built in. If a voltage of ao, ooo volts is applied to the electrode, then
a quantitative separation of the nebulous olefins on the wall of the pressure separator
instead, which are drained below at H.