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Verfahren zum selektiven Auswaschen von Gasbestandteilen aus Gasen
Es ist bekannt, aus Gasen, die Kohlenwasserstoffe enthalten, einzelne oder mehrere
dieser Kohlenwasserstoffe bei erhöhtem Druck und gegebenenfalls erniedrigterTemperatur
mit Waschflüssigkeiten auszuwaschen, in denen die Kohlenwasserstoffe, insbesondere
mit zwei oder mehr Kohlenstoffatomen, löslich sind. Dabei hat man schon vorgeschlagen,
die selektive Waschwirkung dadurch zu erhöhen, daß man in mehreren Stufen, gegebenenfalls
unter verschiedenen Drücken, wäscht, wobei die Waschmittelmengen verschieden groß
sein können. Weiterhin ist es bekannt, die Selektivität der Auswaschung dadurch
zu verbessern, daß man durch Zwischenentspannung hauptsächlich die schwer löslichen
Bestandteile austreibt und sie in einer Stufe niedrigeren Druckes dem Waschmittel
aus der Zwischenentspannungsstufe entgegenführt, um die leichter löslichen Bestandteile
aus dem Waschmittel zu verdrängen. Ferner ist es bekannt, daß man gegebenenfalls
das in der ersten Entspannungsstufe frei werdende Gas dem Rohgas wieder zuführt,
um die Ausbeute zu erhöhen. .
Bei diesen Verfahren ist es- jedoch
nicht möglich, z. B. Kohlenwasserstoffe mit zwei .oder mehr Kohlenstoffatomen, die
im Rohgas in geringer Konzentration vorhanden sind und deren Löslichkeiten nahe
zusammen liegen, in hoher Konzentration wirtschaftlich selektiv auszuwaschen.
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Gegenstand vorliegender Erfindung ist ein Verfahren, das diese. Aufgabe=löst;
es baut sich auf folgender überlegung auf: Wäscht man ein z. B. verschiedene @Kohlenwasserstoffe
enthaltendes Gas bei erhöhtem Druck mit so viel Waschmittel, daß der zu gewinnende
Kohlenwasserstoff von ihm aufgenommen werden kann, so werden bekanntlich außer leichter
löslichen Gasbestandteilen auch schwerer lösliche mit ausgewaschen. Die bei der
ersten teilweisen Entspannung frei "-werdenden Gase werden dem Rohgas wieder zugeführt.
Wird nun das Waschmittel weiter entspannt und das dabei frei werdende Gas wieder
auf den Druck, der ersten Entspannungsstufe verdichtet und mit dem bei diesem Druck
vorher entgasten Waschmittel gewaschen, so werden bei dieser Waschung nunmehr schwer
lösliche Gase frei, da die Waschmittelmenge für die Lösung dieser Gasbestandteile
nicht mehr ausreicht. Benutzt man diese Erkenntnis für die folgenden Entspannungsstufen,
so kann man fortschreitend von den schwer löslichen bis zu den leicht löslichen
Bestandteilen die im Waschmittel aufgenommenen Gase selektiv frei machen. Ist nun
in einem Waschmittel eine größereAnzahl von Gasbestandteilen gelöst, so kann unter
Umständen ein sehr hoher Anfangswaschdruck nötig sein, um eine ausreichende Zahl
von Stufen zu erhalten. Um diesen hohen Anfangsdruck zu vermeiden, kann die stufenweise
Entgasung des: Waschmittels und Wiederwaschung des in einer niedrigeren Druckstufe
frei gewordenen Gases bei höherem Druck durch entgastes Waschmittel in dieser höheren
Druckstufe unterbrochen und die Waschung unter erhöhtem Druck derart wiederholt
werden, daß das in der letzten Entgasungsstufe frei gewordene Gas auf den neuen
Waschdruck verdichtet und mittels eines Waschmittels gewaschen wird, das nicht das
gleiche zu sein braucht. Danach wiederholt sich in diese!- zweiten Waschanlage die
selektive Entgasung der im Waschmittel gelösten Gase. Derartige Waschanlagen mit
oder ohne eigenen Waschmittelkreislauf können beliebig oft hintereinandergeschaltet
werden.
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Die vorliegende Erfindung besteht demnach in folgender Arbeitsweise:
In der zweiten oder bzw. und einer folgenden Entspannungsstufe wird zuerst das Waschmittel
entgast, wobei vorwiegend schwer lösliche Gasbestandteile frei werden. Danach wird
dieses entgaste Waschmittel beim gleichen Druck zur Waschung des in der folgenden
niedrigeren Druckstufe frei gewordenen Gases oder eines Teiles davon benutzt, nachdem
man dieses Gas auf den Druck der Stufe verdichtet hat, bei der die Waschung erfolgt.
Hierdurch wird die -Aufnahmefähigkeit des Waschmittels für die leichter löslichen
Bestandteile erhöht und die Aufnahmefähigkeit .für die schweren` löslichen derart
erniedrigt, daß zunächst die schwerst löslichen Bestandteile frei werden und bei
Wiederholung des Verfahrens mit sinkendem Druck fortschreitend stufenweise ein selektives
Freiwerden von den schwer löslichen zu den leicht löslichen Gasbestandteilen stattfindet.
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Weiterhin kann die stufenweise Freisetzung der einzelnen Gasbestandteile
derart unterbrochen werden, da3 das z. B. in der dritten oder einer folgenden Entspannungsstufe
freigewordene Gas nach Verdichtung auf einen höheren Druck mit einem weiteren Waschmittel,
das dieselbe Zusammensetzung wie das zuerst verwendete besitzen kann, nach dein
oben beschriebenen Verfahren behandelt wird. Klan kann auch .das in einer Entspannungsstufe
frei werdende Gas zum Teil abführen und nach Verdichtung auf einen höheren Druck
mit einem weiteren Waschmittel in der geschilderten Weise behandeln.
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Das Verfahren wird an Hand der Zeichnung am Beispiel eines mit r bezeichneten
Rohgases näher erläutert.
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Das zu waschende Rohgas hat folgende Zusammensetzung: Kohlenwasserstoffe
mit mehr als 2 C-Atomen 0,7 Volumprozent, C2 HB o,85 Volumprozent, C2 H4
2,6 Volumprozent, C H4 26,26 Volumprozent, H2 69,6 Volumprozent. Die Waschung soll
mittels 01 zur Gewinnung von Äthylen erfolgen. Es wird z. B. bei 18 at mit der Waschung
des Rohgases i begonnen. Die erste Entspannungsstufe liegt bei i at, das in dieser
Stufe frei werdende Gas 2 wird durch den Verdichter a auf 18 at verdichtet und dem
Rohgas i wieder zugeführt. Nach der Entgasung des Waschöls bei i at wird dieses
beim gleichen Druck zur Waschung des durch den Verdichter b auf i at verdichteten,
aus der zweiten Entgasungsstufe, die z. B. unter o,2 at arbeitet, freigesetzten
Gases 3 verwendet. Bei dieser Waschung werden der Wasserstoff und das Methan aus
dem Waschöl verdrängt und können als Restgas 4 bei i at abgeführt werden. Das Waschöl
wird dann über die Entspannungsstufe bei o,2 at auf z. B. 0,05 at entspannt, wobei
ein Gas 5 von etwa folgender Zusammensetzung erhalten wird: Kohlenwasserst offe
mit mehr als 2 C-Atomen 12,o Volumprozent, C2H6 2o,o Volumprozent, C2H4 68,o Volumprozent.
Das bei o,o5 at entgaste Waschöl 5 wird im Kreislauf durch die Pumpe c auf 18 at
zurückgeführt und erneut zur Waschung verwendet. Das bei o,o5 at erhaltene Gas 6
wird durch den Verdichter d auf" z. B. 18 at verdichtet und z. B. wieder mit einem
anderen Waschöl 7 gewaschen. Nach Entspannung auf 3 at wird das Gas 8 durch den
Verdichter e auf 18 at verdichtet und, um die Ausbeute zu erhöhen, dem Gas 6 zugeführt.
Das bei 3 at entgaste Waschöl wird zur Waschung des z. B. bei der Entspannung auf
i at freigewordenen Gases 9, das durch den Verdichter f auf 3 . at verdichtet wurde,
benutzt. - Bei dieser Waschung wird durch das Gas 9 das nunmehr schwerer lösliche
Gas, nämlich Äthylen io, aus dem Waschöl verdrängt und mit hoher Reinheit abgezogen.
Das Waschöl wird über die Stufe bei i at weiter auf z. B. 0,05 at entspannt, wobei
in dieser Stufe Äthan und leichter
lösliche Kohlenwasserstoffe i
i entgasen, die nach dem beschriebenen Verfahren beliebig weiter durch Waschung
und selektive Entspannung getrennt werden können. Das Waschöl dieser Stufenfolge
wird durch die Pumpe g im Kreislauf auf 18 at zurückverdichtet und erneut zur Waschung
verwendet.