DE814160C

DE814160C - Verfahren und Vorrichtung zum Scheiden von Koksofengas

Info

Publication number: DE814160C
Application number: DEP31184A
Authority: DE
Inventors: Pieter Jan Haringhuizen
Original assignee: NIEDERLAENDISCHE STAAT
Current assignee: NIEDERLAENDISCHE STAAT
Priority date: 1948-01-09
Filing date: 1949-01-08
Publication date: 1951-09-20
Also published as: FR978751A; BE486681A; US2591658A

Description

Es wurde bereits vorgeschlagen, Gase im Gegenstrom mit Kühlmitteln unter gleichzeitiger Kondensation einer oder mehrerer Komponenten der Gase ihre Wärme austauschen zu lassen, wobei die Gase eine spiralförmige Bahn entlang geführt werden. Dabei passieren die Gase wiederholt die Kühlkörper in aufeinanderfolgenden Etagen dieser Bahn, wobei die Richtung, der das Kühlmittel folgt, der axialen Strömungsrichtung der Gase entgegengesetzt und der axialen Strömungsrichtung des Kondensats gleich ist.

Dieses Verfahren hat den Vorteil, daß die Staugrenze, d. h. die Grenze der Gasgeschwindigkeit, bei der das Kondensat mitgerissen wird, beträchtlich höher als bei den bekannten anderen Konstruktionen ist.

Da man demgemäß eine höhere Gasgeschwindigkeit einsetzen kann, nimmt die Wärmeübertragung beträchtlich zu, und man kann sich deshalb mit einer geringeren wärmeaustauschenden Oberfläche begnügen.

Diese Vorteile kann man auch bei der Ausscheidung der Benzolfraktion aus Koksofengas erzielen, wenn man, nachdem das Gas den bzw. die Ammoniakkühler passiert hat, die Benzolfraktion in der obengenannten Weise durch Kühlung ausscheidet. Diese Benzolfraktion besteht hauptsächlich aus Homologen von Benzol und aus Cyclopentadien.Das Benzol ist größtenteils schon in den Ammoniakkühlern kondensiert worden. Im Hinblick auf die hohe Wärmeübertragung

kann die Länge des auf diesem Prinzip beruhenden Benzoltiefkühlers beträchtlich kürzer sein.^als normal üblich ist.

Außerdem ermöglicht die vorliegende Erfindung noch einen weiteren Vorteil. Es hat sich nämlich gezeigt, daß eine Kombination des Benzoltiefkühlers mit der gewöhnlich darauffolgenden Äthylenkolonne möglich ist, ohne daß die Länge eine derartige wird, daß die Konstruktion dieser kombinierten Kolonne in ίο Normalanlagen bezüglich der zulässigen Bauhöhe Schwierigkeiten ergeben würde. In geeigneter Höhe muß die kombinierte Kolonne mit einem Boden zum Abfangen der Äthylenfraktion versehen werden.

Die Kombination von Benzoltiefkühler und Äthylenkolonne weist eine Reihe von Vorteilen auf. Zunächst sind die Verluste durch Strahlenwirkung bedeutend geringer als bei zwei Einzelkolonnen. Infolgedessen ist der Energieverbrauch der Vorrichtung ebenfalls geringer. Außerdem wird die Konstruktion viel einfacher ao und mithin auch billiger. Auch kann man das Kondensat aus dem Boden in den darunter befindlichen Teil der Kolonne überfließen lassen und auf diese Weise das Kondensationsverfahren dort beeinflussen, wodurch der Kühler einer Rektifizierkolonne ähnelt, as Die vorliegende Erfindung bezieht sich demnach auf ein Verfahren zur Scheidung von Koksofengas in seine Komponenten, wobei das Gas, nachdem es einen oder mehrere Ammoniakkühler passiert hat, im Gegenstrom mit den durch Kühlung ausgeschiedenen Komponenten, unter gleichzeitiger Kondensation einer oder mehrerer derselben, dadurch Wärme austauscht, daß es entlang einer spiralförmigen Bahn geführt wird, wo es die Kühlkörper wiederholt in aufeinanderfolgenden Etagen dieser Bahn in Querrichtung passiert, während die Richtung, der das Kühlmittel folgt, der axialen Strömungsrichtung des Gases entgegengesetzt und der axialen Strömungsrichtung des Kondensats gleich ist. Das Verfahren ist dadurch gekennzeichnet, daß nacheinander die Benzol- und Äthylenfraktionen in derselben Kolonne durch Kühlung ausgeschieden werden, wobei diese Fraktionen einzeln aufgefangen werden. Außerdem bezieht sich die vorliegende Erfindung auf eine Vorrichtung zur Durchführung dieses Verfahrens. Diese Vorrichtung besteht aus einem rohrförmigen Gehäuse, in dem um einen zentralen Kernkörper herum eine schraubenlinienförmige Fläche angeordnet ist, durch die die Kühlkörper, vorzugsweise Kühlrohre, hauptsächlich parallel zu der Achse des rohrförmigen Gehäuses hindurchlaufen, wobei Leitungen zur Gaszufuhr nach und zur Gasabfuhr aus dem Raum zwischen Kernkörper und Gehäuse nebst Leitungen für das Kühlmittel nach den Kühlkörpern vorhanden sind. Wesentlich ist, daß die schraubenlinienförmige Fläche an einer oder mehreren Stellen durch einen Boden zum Abfangen des Kondensats unterbrochen ist.

Vorzugsweise teilt man die Kolonne in drei Etagen,

wobei sich auf dem zusätzlichen Boden die Propylenfraktion sammelt. Auch diese kann man in den darunter befindlichen Teil der Kolonne überfließen lassen.

Das Gas kann von dem einen Abschnitt in den

folgenden durch sowohl über als auch unter dem Boden befindliche öffnungen in den hohlen zentralen Kernkörper überströmen. Es hat sich herausgestellt, daß diese öffnungen trotz der sehr hohen Gasgeschwindigkeiten örtlich auch gleichzeitig zum Überfließen des Kondensats in den darunter befindlichen Abschnitt der Kolonne dienen können. Selbstverständlich kann man auch andere übliche Verfahren zum Überführen des Kondensats verwenden.

Das erfindungsgemäße Verfahren sowie die Vor-' richtung zu seiner Durchführung soll im folgenden an Hand der Zeichnung näher erläutert werden.

Von der kombinierten Benzoltiefkühleräthylenkolonne ist in der Zeichnung einfachheitshalber nur ein einzelnes Rohr 8 dargestellt. Das Gas tritt bei 4 in den Hohlkern 3, durch die öffnungen 12 in den unteren Teil des Kühlers und steigt die Schraubenlinienfläche 2 entlang empor, indem es die Rohre 8 in Querrichtung passiert. Durch die Leitungen 6 und 7 bzw. 20 werden die Methan-, die Wasserstoff- und die Kohlenmonoxydfraktion den Rohren zugeführt und über die Leitungen 9, 10 und 21 weggeführt.

In dem unteren, vom Boden 13 abgeschlossenen Teil des Kühlers kondensiert sich die Benzolfraktion, die durch die Leitung 11 weggeführt wird. Der Rest des Gases tritt durch die öffnungen 14 wieder in den Hohlkern und mittels über dem Boden 13 vorhandene öffnungen 15 in den zweiten Teil des Kühlers. Selbstverständlich müssen sich in dem Hohlkern Scheidewände 16 befinden. In diesem zweiten Teil kondensiert sich die Propanfraktion, die in dem Boden 13 aufgefangen und über die Leitung 17, nachdem Entspannung stattgefunden hat, als Kühlmittel durch einen Teil der Rohre 8 geführt wird. Durch die öffnungen 18 und 19 wird das Gas nach dem oberen Teil geführt, wo die Äthylenfraktion sich kondensiert, in dem Boden 22 aufgefangen, und durch die Leitung 23 weggeführt wird. Sie wird ebenso wie die Propanfraktion entspannt und einem Teil der Rohre zugeführt. ·

Das Restgas verläßt durch die Leitung 5 den Kühler. Die Größe der vorhandenen wirksamen wärmeaustauschenden Oberfläche des Kühlers läßt sich durch Verwendung der zusätzlich angebrachten Gaszufuhrleitung 2-4 bzw. Abfuhrleitung 25 verringern.

Durch die öffnungen 15 bzw. 19 kann die Flüssigkeit aus den Böden 13 und 22 überfließen und über die öffnungen 14 und 18 in die darunter befindlichen Teile der Kolonne gelangen, wodurch die Kondensation in diesen Teilen beeinflußt werden kann.

Einfachheitshalber ist die die Wand 1 des Kühlers umgebende Isolierung fortgelassen.

Das eintretende Gas hat eine Temperatur von

— 50⁰C, das Propylen in dem Boden 13 von etwa

— 80⁰C, das Äthylen in dem Boden 22 von etwa —110° C und das austretende Gas schließlich eine Temperatur von —140 ° C.

Eine derart kombinierte Kolonne mißt vom Montageboden aus etwa um und besitzt eine Kapazität von 13000 m³ Gas pro Stunde.

Claims

Patentansprüche:

i. Verfahren zum Scheiden von Koksofengas in seine Komponenten hinter einem oder mehreren Ammoniakkühlern durch Wärmeaustausch im Gegenstrom zu den durch Kühlung ausgeschiedenen

Komponenten unter gleichzeitiger Kondensation einer oder mehrerer dieser Komponenten, dadurch gekennzeichnet, daß das Gas entlang einer spiralförmigen Bahn geführt wird, wobei es die Kühlkörper wiederholt in aufeinanderfolgenden Etagen dieser Bahn in Querrichtung passiert, daß das Kühlmittel der axialen Strömungsrichtung des Gases entgegengesetzt und der axialen Strömungsrichtung des Kondensats gleich strömt und daß die Benzol- und Äthylenfraktionen nacheinander in derselben Kolonne durch Kühlung ausgeschieden werden, wobei man diese Fraktionen einzeln auffängt.
2. Verfahren nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß gleichzeitig zwischen den beiden Fraktionen eine einzelne Propanfraktion aufgefangen wird.
3. Verfahren nach Anspruch ι oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß man einen Teil der aufgefangenen Fraktionen im Gegenstrom in das Gas mit höherer Temperatur einführt, um dessen Kondensation zu beeinflussen.
4. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach den Ansprüchen 1 bis 3, gekennzeichnet durch ein rohrförmiges Gehäuse (1), in dem um einen zentralen Kernkörper (3) herum eine schraubenlinienförmige Fläche (2) angeordnet ist, durch die die Kühlkörper, vorzugsweise Kühlrohre (8), hauptsächlich parallel zur Achse des rohrförmigen Gehäuses hindurchlaufen, wobei Leitungen zur Gaszufuhr (4) zu und zur Gasabfuhr (5) aus dem Raum zwischen Kernkörper und Gehäuse sowie Leitungen für das Kühlmittel zu den Kühlkörpern (6, 7, 20) vorhanden sind und die schraubenlinienförmige Fläche (2) an einer oder mehreren Stellen von einem Boden zum Auffangen des Kondensats unterbrochen ist (13, 22).
5. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Kühlräume unter und über dem Boden miteinander durch Öffnungen (14, 15, 18, 19) in der Wand des hohlen zentralen Kernkörpers zwecks Hindurchführung des Gasstromes verbunden sind.
6. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Öffnungen in einer solchen Höhe angebracht sind, daß sie gleichzeitig zur Beförderung des Kondensats nach darunter gelegenen Teilen der Kolonne benutzt werden können.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

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