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Getrenntes Abscheiden von höher und niedriger siedenden Kohlenwasserstoffen
aus Gasen Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum getrennten Abscheiden von höher
und niedriger siedenden Kohlenwasserstoffen aus Gasen bzw. Gasdampfgemischen, in
denen dieselben beim Rohzustand dampfförmig getragen werden, mit Anwendung von Kühlung
der Gase und Auswaschung der niedrig siedenden Rohlenwasserstoffe mittels Waschöles.
Die als Ausgangsgase in Betracht kommenden Gase und Gasdampfgemische ergeben sich
in der Technik bei zahlreichen verschiedensten Verarbeitungen. insbesondere bei
fast allen Verfahren, die der Veredelung von Kohle in irgendeiner Form dienen, z.
B. bei der Verkokung, Schwelung, Hydrierung, Extraktion, Benzinsynthese. Die beim
getrennten Abscheiden erfaßten höher und niedriger siedenden Kohlenwasserstoffe
solcher Gase oder Gasdampfgemische reichen, nach der Siedepunktlage geordnet, von
den höchstsiedenden Teeren und Teerölen über- Mittelöle, Leichtöle bis zu den Benzolen
und Benzinen und schließlich zu Gasolen, welch letztere bei gewöhnlicher Temperatur
nur unter Druck verflüssigt werden können.
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Für das getrennte Abscheiden von höher und niedriger siedenden Kohlenwasserstoffen
aus Kohlendestillationsgasen u. dgl. ist es bekannt, daß die höher siedenden Kohlenwasserstoffe
durch eine fraktionierte Kühlung des Gases mit Hilfe einer rektifizierend wirkenden
Kühllolonne und einer nachfolgenden, bis zu gewöhnlicher Temperatur kühlen den Vorrichtung,
aus deren öligen Kondensat ein regelbarer Teil auf die Kühlkolonne als unmittelbar
wirkender Rücklauf aufgegeben wird, abgeschieden und daß die niedriger siedenden
Kohlenwasserstoffe, d. h. BenzolleichtöTe, mittels aus den Gasen stammenden Waschöls
ausgewaschen werden.
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Die Erfindung besteht darin. daß bei einem Verfahren der vorerwähnten
bekannten Gattung die auf die rektifizierend wirkende Kühlkolonne als Rücklauf aufzugebende
Ölkondensatmenge derart bemessen wird, daß die obere Siedegrenze des aus der Kolonne
dampfförmig abgehenden und in der nachfolgenden Kühlvorrichtung flüsig anfallenden
Ölkondensats auf etwa 220 C eingestellt wird und daß die außer dem Rücklauf verbleibende
C,lkondensatnenge in einem Waschölabtreiber zusammen mit dem durch die Gaswaschanlage
kreisenen gesättigten Waschöl gleicher Art so verarbeitet wird, daß der Abtreiberrückstand
Siedegrenzen von etwa 180 bis 220° besitzt.
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Dieses erfindungsgemäße Verfahren ergibt den Vorteil. daß aus den
höher siedenden Kohlenwasserstoffen des Gases selbst ohne eine weitere besondere
Destillation ein Waschöl beschafft wird, das wegen seiner verhältnismäßig niedrigen
Siedepunktslage und insbesondere seiner Siedepunktbegrenzung nach oben auf 220 die
alle für die Auswaschung ungeeigneten, noch höher siedenden Anteile ausschließt,
für die Auswaschung der niedrigsiedenden Kohlenwasserstoffe hervorragend geeignet
ist. Die befriedigende Auswaschung von Leichtölen. wie des Benzols und des Benzins,
und namentlich der sog. Gasole, d. h. der verhältnissmäßig niedrigsiedenden und
stark flüchtigen Kohlenwasserstoffe, berehet besonders hinsichtlich der letzteren
von vornherein crhehlic;ile Schwierigkeiten und macht deshalb die Anwendung eines
Waschöls von stets ausgesuchter Güte, insbesondere eines solchen mit möglichst wenig
höchstsiedenden und mit vorwiegend niedrig-er siedenden Anteilen notwendig. Durch
die Anwendung der Erfindung wird diesen Forderungen aufs beste entsprochen, da ständig
dem Betriebe ein frischer Waschölersatz von höchster Güte neu zugeführt wird Gleichzeitig
wird die urspriinglich in diesem frischen Waschöl enthaltene Anteilmenge an gewinnbaren,
niedrigsiedenden Kohlenwasserstoffen ohne hesondere Aufwendung. zusammen mit den
in der Wäscheranlage erfaßten gleichartigen, niedrigsiedenden Kohlenwasserstoffen
gewonnen, Das Verfahi en wird nachstehend an Hand der in schematischer Darstellungsweise
gehaltenen Zeichnung erläutert.
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Das Ausgangsgas, das beispielsweise aus einem Benzinsyntheseorozeß
a gefallen ist, wird aus der Zufuhrleitung l unter einem Druck von beispielsweise
10 Atm. mit einer Temperatur von beispielsweise etwa 200 eine rektifizierend wirkende
Kolonne 2 eingeleitet, die die erste Stufe der fraktionierten Gaskühlung darstellt.
Aus der Spitze dieser Kolonne 2 entweicht das Gas durch die Rohrleitung 3 mit einer
vorteilhaft, jedoch nicht unbedingt oberhalb des Wassertaupunktes liegenden Temperatur
von z. B. etwa 120° und wird nunmehr in die rein kühlend wirkende Vorrichtung 4
eingeleitet, um in dieser bis auf gewöhnliche Temperatur von 20 bis %' gekühlt zu
werden. Diese Vorrichtung 4 ist in der Zeichnung z. B. als ein indirekt wirkender,
mit Wasser als Kühlmittel beschickter Röhrenwärmeaustauscher dargestellt, könnte
jedoch auch ein direkt wirkender Berieselungskühler sein da die Beimengung von Beriselungswasser
zu den auszuscheidenden Kondensaten des Gases bei der Art derselben keine Rolle
spielt. Das durch die Rohrleitung 5 abziehende Gas wird nunmehr zur Entfernung seines
verbliebenen Gehaltes an Benzol oder Benzin und Gasol in die Gaswaschkolonne 6 eingeleitet,
die von oben her aus der Rohrleitung 7 mit Waschöl berieselt wird, das aus einem
(nicht gezeichneten) Waschölabtreiber kommt und zieht durch die Rohrleitung 8 ab.
Das in der Kolonne 6 mit niedrigsiedenden Kohlenwasserstoffen beladene Waschöl fließt
durch die Rohrleitung 9 ab und wird durch die anschließende Rohrleitung 10 dem Waschõlabtreiber
zugeführt.
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In den beiden Gaskühlstufen 2 und 4 werden aus dem Gas flüssige Kohlenwasserstoffe
als ölige Kondensate, in der zweiten Kühlstufe 4 außerdem praktisch das gesamte,
von ihm als Dampf herangetragene Wasser ausgeschieden. Die rein öligen Kondensate
der Kühlkolonne 2 fließen durch die Rohrleitung lt in einen Sammelbehälter Ig, die
aus Ölen und Wasser zusammengesetzten Kondensate der zweiten Kühlstufe 4 durch die
Rohrleitung 12 ill einen Scheidebehälter 13 ab. Aus diesem gelangt das Wasser in
einen Sammelbehälter 14, n-iihrend das öl mittels einer Pumpe 16 entnommen und durch
die Steigleitung 17, 18 zum Teil auf die Spitze der rektifizierend wirkenden Kühlkolonne
2 geführt wird, um hierin als unmittelbar wirkender Rücklauf ausgenutzt zu werden.
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Zur Durchführung der Erfindung wird mittels entsprechender Laufregelung
der Pumpe 16 die Menge des Ölkondensats, das durch die Leitung 17, I8 auf die Kühlkolonne
2 als unmittelbar wirkender Rücklauf aufzugeben ist, derart bemessen, dalj die obere
Siedegrenze der aus der Spitze der Kolonne 2 nach der Kühlvorrichtung 4 dampfförmig
abziehenden Kohlenwasserstoffe, die dann bier als flüssiges Ölkondensat anfallen,
auf etwa 220- eingestellt wird. Zugleich wird der außer dieser Rücklaufmenge verbleibende
restliche Teil des durch die Pumpe I6 geförderten Öles durch die Abzweigleitung
19 in die nach dem Waschölabtreiber hinführende Rohrleitung 10 fiir beladenes Waschöl
überführt.
Der Waschölabtreiber selbst wird so betrieben, daß sein dampfförmig abgehendes Destillat
praktisch nur aus niedrigsiedenden Kohlenwasserstoffen bis zur oberen Siedegrenze
von etwa 1800 besteht und der Abtreiberrückstand Siedegrenzen von etwa 180 bis 220°
besitzt. Dieser Abtreiberrückstand ist dann der dem Betriebe ständig neu zufließende
Waschölersatz und stellt durch seine verhältnismäßig niedrige und enge Siedelage,
insbesondere durch das Fehlen von höher als 220° siedenden Kohlenwasserstoffen,
ein ausgezeichnetes Waschöl dar, das in seiner Güte wegen der dauernden Zufuhr von
frischem Waschölersatz stets gleichbleibt.
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Als ein Zahlenbeispiel für die durch die Kühlanlage 2,4 vom Gas selbst
getragenen und als Rücklauf zirkulierenden Mengen an Kohlenwasserstoffen bzw. Ölkondensat
möge folgendes dienen: Das durch die Rohrleitung I herangeführte Ausgangsgas, das
bei dem vorausgesetzten Ausführungsbeispiel volumenmäßig zum weit überwiegenden
Teil aus permanenten Gasen und zum kleineren Teil aus Kohlenwasserstoffen besteht,
trägt in der Zeiteinheit eine Gesamtmenge von 650 kg solcher Kohlenwasserstoffe
heran, die bei vollständiger Kühlung des Gases zu Flüssigkeit verdichtet werden;
hiervon mögen 250 kg in der Kühl kolonne 2 als erste, höher siedende Fraktion, d.
h. als Schweröl, und 400 kg in der Kühlvorrichtung 4 als zweite, niedriger siedende
Fraktion, d. h. als Leichtöl, flüssig gewonnen werden. Die durch die Rohrleitung
18 mittels der Pumpe I6 auf die Spitze der Kolonne 2 als Rücklauf eingeführte, im
Kreislauf befindliche Ölkondensatmenge aus dem Ablauf der Kühlvo,rlichtung 4 beträgt
in der Zeiteinheit 5000 kg. Bei vollständiger Verdampfung dieser Rücldaufmenge in
der Ko,-lo,nne 2 wird das in sie eingeführte Rohgas von der angenommenen Anfangstemperatur
2000 auf etwa 120° abgekühlt und dadurch die obere Siedepunktsgrenze der durch die
Rohrleitung 3 mit dem Gas entweichenden IsohTenwasserstoffdämpfe auf etwa 2200 festgelegt.
Diese aus der Spitze der Kolonne 2 entweichenden Kohlenwasserstoffdämpfe enthalten
außer den verdampften 5000 kg Riicklauföl noch die vom Gas selbst an dieser Stelle
noch dampfförmig mitgeführten 400kg Leichtöl, zusammen also 5400 kg keichtöl.
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Diese Leichtölmenge wird in der Vorrichtung 4 vollständig kodensiert
und gelangt in den Scheidehehälter 13. Es muß daher auch die Pumpe 16 im ganzen
5400kg Ölkondensat fördern, von denen jedoch nur die erwähnten 5000kg durch die
Rohrleitung 18 der Kühlkolonne 2 und der Rest von 400 kg, der also der anteilien
Gewinnung aus dem Gase in 4 gleich ist, durch die Rohrleitungen 19 und 10 dem Waschölabtreiber
als Wasch ölersatz zugeführt wird. Die Zusammensetzung dieses Leichtöles kann z.
B. wie folgt angenommen werden: etwa 200/0 Leichtbenzin, in dem auch sämtliche leichtest
flüchtigen Kohlenwasserstoffe enthalten sind, bis 145 siedend; etwa 40% Schwerbenzin
von 145 bis 180° siedend; und etwa 40% Anteile von etwa 180 bis 2200 siedend. Die
letztgenannte Fraktion bildet den Abtreiberrü,ckstand, der als neuer Waschölersatz
dem Betriebe zugeht.
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Bei dem Verfahren der Erfindung kann die Behandlung der kohlenwasserstoffhaltigen
Gase nach Belieben unter erhöhtem Druck, wie im Beispiel beschrieben, oder auch
bei gewöhnlichem Druck durchgeführt werden.
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Auch die Abtreibung des gesättigten Waschöles ist bei gewöhnlichem
Atmosphärendruck oder beliebigem anderem Dampfdruck möglich.