DE693926C - Verfahren zur Zerlegung von Gasgemischen durch Kompression und Kuehlung mit Hilfe eines Gemischgaskreislaufes - Google Patents

Verfahren zur Zerlegung von Gasgemischen durch Kompression und Kuehlung mit Hilfe eines Gemischgaskreislaufes

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Description

Bei der Zerlegung von Gasgemischen' durch • . Kompression und Kühlung findet die Ausscheidung von Gasbestandteilen fast immer in einem erheblichen Temperaturbereich statt. Zur Herbeiführung der Kondensation dieser Gasbestandteile verwendet man in derartigen Fällen Hilfsgase, die komprimiert und verflüssigt werden und nach Entspannung bei bestimmten Temperaturen verdampfen' und durch Übertragung ihrer Verdampfungskälte die Gemischbestandteile ausscheiden.
Um den Temperatunbereich, über den mit einem solchen Kreislauf eine Wärmeübertragung ausgeführt werden kann, zu ver-15größern, hat man'als Hilfsgas ein aus mehreren Stoffen bestehendes Gemisch verwendet; die Vejrdampfungsgebiete der Bestandteile .wählte man so, daß ein für die Zerlegung des zu trennenden Gasgemisches ausreichendes ao Temperaturgebiet bestrichen werden kann. Nun hat sich gezeigt, daß man bei diesem Verfahren die Spitzenkälte besonders wirtschaftlich gewinnen kann, wenn man im Gegensatz zur» bisherigen Arbeitsweise als Hilfsgas ein Gemisch verwendet, dessen Kornponentenweitauseinanderliegende Siedepunkte haben und die in flüssiger Form gut ineinander löslich sind.
Gemäß der Erfindung dient als Hilfsgas ζ. B. ein Gemisch von Butan und Methan. Das erfundene Verfahren ist jedoch keineswegs auf die Verwendung von Hilfsgasen beschränkt, die aus nur zwei Stoffen bestehen. Gelegentlich ist auch die Verwendung von Mehrstoffgemischen vorteilhaft. Komprimiert und kühlt man dieses Gemisch, dann erhält man bereits bei Kühlwassertemperatur einen Teil des schwer kondensierbaren Gases oberhalb ,seiner kritischem Temperatur in flüssiger Form, nämlich gelöst im verflüssigten, leicht kondensierbaren Gas. Da die Kondensation des schwerer kondensierbaren also bereits bei niedrigeren Drucken und höheren Temperaturen erfolgt als sie das schwerer
kondensierbare Gas" allein zu seiner Verflüssigung benötigen würde, wird dadurch, eine erhebliche Kraftersparnis erzielt.
Gemäß der Erfindung erfolgt die an die Kompression des Hilfsgases anschließende Kühlung so, daß die verflüssigten Anteile des Hilfsgases in Berührung mit den noch nicht verflüssigten Anteilen bleiben, so daß im Verlauf der Kühlung das schwerkondensierbare Gas weitgehend im verflüssigten Anteil gelöst wird. Die Kühlung erfolgt vorzugsweise mit möglichst billiger Kälte, z. B. durch Kühlwasser.
Im folgenden wird das Verfahren an Hand eines Ausführungsbeispiels und einer schematischen Zeichnung erläutert.
Das zu zerlegende Gas sei Koksgas, welches nach Vorreinigung und Vorkühlung in der bekannten Weise mit etwa —350 und
jo unter Druck bei 1 in den Wärmeaustauscher 2 und von dort in den Rückflußkondensator 3 gelangt. Es steigt nunmehr in den Röhren 4 aufwärts, die so bemessen sind, daß das Kondensat entgegen dem Gasstrom zurücklaufen kann, worauf es sich am Boden des Kondensators flüssig ansammelt. Das kondensätfreie Restgas wird bei 5 abgeführt, durchströmt denVerdampfungsgegenströme'r 6 und den Wärmeaustauscher 2, um bei 7 auszutreten. Das am Boden des Kondensators 3 angesammelte Kondensat wird über Ventil 8 in den Gleichstromverdampfer 9 entspannt, rieselt hier über Platten abwärts und verdampft im Wärmeaustausch mit dem in den Rohren 4 teilweise kondensierenden Koksgas. Das verdampfte Kondensat wird durch den Wärmeaustauscher 2 abgeführt und bei 10 entnommen;. Es dient ebenfalls zur Vorkühlung des zu zerlegenden Koksgases.
Das Hilfsgas besteht z. B. aus Methan, Äthylen und Propan und wird durch den Kreislaufkompressor 14 verdichtet. Zwischenkühler 15 und 16 sind in die Druckstufen des Kompressors eingeschaltet. Im Kühler 16 etwa flüssig ausgeschiedenes Kondensat wird durch eine Flüssigkeitspumpe 18 auf den Enddruck gefördert. Ein bei 19 abgezweigter Teil des komprimierten Hilfsgases dient zur Beheizung des Kondensators 3 und wird dann über Ventil 20 dem anderen Teil des Hilfsgases wieder zugesetzt. Das Hilfsgas wird nun im Wärmeaustauscher 11 abgekühlt, durchströmt dem Verdampf ungsgegenströmer 6 und wird dabei indirekt durch entgegenströmendes verdampfendes Hilfsgas gekühlt. Dabei verflüssigt sich praktisch das gesamte Hilfsgas, das sich nun in zwei Ströme teilt, von denen der eine über Ventil 22 den Verdampfungsgegenströmer 6 berieselt, während der andere über Ventil 24 in den Gleichstromverdampfer 25 eingeführt wird. In beiden Verdampfern rieselt die Flüssigkeit im Wärmeaustausch mit entgegenströmendem komprimierten Hilfsgas bzw. zu zerlegendem Koksgas unter allmählicher Verdampfung abwärts. Dabei verdampft zunächst bei verhältnismäßig tiefer Temperatur das gelöste Methan, dessen Verdampfungswärme zur Deckung der Spitzenkälte dient, während die höhersiedenden Bestandteile des Hilfsgases vorzugsweise in 6 und Ii verdampfen. Das über Ventil 22 geführte Hilfsgas wird nach Verdampfung über die Ventile 23 und 13 wieder in den Kreislauf zurückgeführt. Der andere, über Ventil 24 gegangene Hilfsgasanteil wird nach teilweiser Verdampfung bei 26 entnommen und etwa in der Mitte des Verdampfungsgegenströtners 6 mit dem anderen Teil des verdampfenden Hilfsgases vereinigt.
Für die Vorkühlung des zu zerlegenden Gases kann ein Teil der schweren Kondensate des Hilfsgases aus dem Flüssigkeitsabscheider entnommen werden, der dem Kühler 16 nachgeschaltet ist. Nach erfolgter Verdämpfung werden diese Kondensate in eine entsprechende Druckstufe des Kreislaufkompressors zurückgeführt. Verluste des Kreislaufgases können aus den anfallenden Zerlegungsprodukten ergänzt werden.
Der Vorteil des geschilderten Verfahrens besteht in einer Kraftersparnis, da es gelingt, den tiefsiedenden Anteil des Hilfsgases schon oberhalb seines kritischen Punktes durch Lösen im höhersiedenden Anteil zu kondensieren, wobei die Kondensationswärme vorzugsweise an Kühlwasser abgegeben wird. Ein weiterer Vorteil besteht darin, daß die Lösung schon bei verhältnismäßig tiefer Temperatur zu verdampfen beginnt und in einem weiten, Temperaturbereich. Kühlwir- · kungen auszuüben vermag.

Claims (3)

Patentansprüche:
1. Verfahren zur Zerlegung von Gasgemischen durch Kompression und Kühlung, wobei die zur Zerlegung notwendige zusätzliche Kälte ganz oder zum großen Teil durch ein aus zwei .oder mehreren Gasbestandteilen bestehendes Hilfsgas ge- no liefert wird, dadurch gekennzeichnet, daß als Hilfsgas ein Gemisch von Gasen mit erheblich verschiedenen Siedepunkten verwendet wird, das komprimiert, durch Kühlung verflüssigt, dann entspannt und »5 im Wärmeaustausch mit dem zu zerlegenden Gas bzw. dem verdichteten Hilfsgas verdampft und in den Kreislauf wieder zurückgeführt wird.
2, Verfahren) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß man die hinter den einzelnen Stufen des Kreislaufkompres-
sors etwa flüssig ausgeschiedenen Bestandteile des Hilfsgases von den gasförmig gebliebenen Anteilen trennt, mit einer Flüssigkeitspumpe auf den Enddruck fördert und wieder mit dem auf de» End-' druck komprimierten Teil des Hilfsgases vereinigt, das Hilfsgas weiter kühlt, entspannt und im Gegenstrom zum komprimierten Hilfsgas verdampft.
3. Verfahren nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß ein Teil des vor der Endstufe des Kreislaufkompres- · sors ausgeschiedenen flüssigen Hilfsgases zum Vorkühlen des zu zerlegenden Gases verwendet und nach seiner Verdampfung in eine niedrigere Stufe des Kreislaufkompressors wieder eingeführt wird.
Hierzu 1 Blatt Zeichnungen
DE1939G0099509 1939-02-02 1939-02-02 Verfahren zur Zerlegung von Gasgemischen durch Kompression und Kuehlung mit Hilfe eines Gemischgaskreislaufes Expired DE693926C (de)

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