DE873730C

DE873730C - Process for purifying coke oven gas

Info

Publication number: DE873730C
Application number: DEH6242A
Authority: DE
Inventors: Erich Dr-Ing Engel
Original assignee: Harpener Bergbau AG
Current assignee: Harpener Bergbau AG
Priority date: 1950-10-05
Filing date: 1950-10-05
Publication date: 1953-04-16

Description

Verfahren zur Reinigung von Koksofengas Aus dein bei der trockenen Destillation der Steinkohle anfallenden Gas, dem sogenannten Leuchtgas oder Iiolcsofengas, werden Teer, Ammoniak und Benzol gewonnen und einige weitere Stoffe, wie Schwefelverbindungen, Naphthalin usw., entfernt, welche bei der weiteren Verwendung des Gases zu Störungen Anlaß geben können. Man hat bereits seit langem erkannt, daß die Gewinnung und Entfernung dieser Stoffe mit geringerem Aufwand möglich ist, wenn das Koksofengas unter erhöhtem Druck steht. Da aber das Unterdrucksetzen des Gases auch im Fall einer nachträglichen Entspannung unter äußerer Arbeitsleistung mit erheblichen Betriebskosten verbunden ist, kommt normalerweise eine Reinigung unter Druck nur dann in Frage, wenn das Gas bereits aus anderen Gründen unter erhöhten Druck gebracht wurde, wie dies bei der Fernleitung des Kokereigases der Fall ist. Hier liegt denn auch der Vorschlag vor, die gekühlten und sonst noch ungereinigten Gase mehrerer Kokereien in einer Sammelstelle zu vereinigen, dort auf den für den Ferntransport erforderlichen Druck zu bringen und alsdann der Reinigung zu unterwerfen.Methods for cleaning coke oven gas from your dry Distillation of the gas produced by hard coal, the so-called luminous gas or Iiolcsofengas, tar, ammonia and benzene are extracted and some other substances, such as sulfur compounds, Naphthalene, etc., removed, which can interfere with further use of the gas Can give cause. It has long been recognized that the extraction and removal These substances are possible with less effort if the coke oven gas is under increased Pressure is on. But since the pressurization of the gas also in the case of a subsequent Relaxation under external work performance associated with considerable operating costs pressure cleaning is normally only an option if that Gas has already been pressurized for other reasons, such as in the long-distance pipeline of the coke oven gas is the case. This is where the suggestion lies before, the cooled and otherwise uncleaned gases from several coking plants in one To unite collection point, there on the pressure required for long-distance transport to bring and then to be subjected to purification.

Für die Gewinnung des Benzols aus dem Kokereigas wird allgemein eine Wäsche des Gases mit einem Benzollösungsmittel angewendet. Diese Wäsche gestaltet sich wirtschaftlicher, wenn sie unter Druck erfolgt. Für eine Kokerei, welche Ferngas liefert und bei der gleichzeitig ein Teil des Kokereigases zur Beheizung der Öfen dient, müssen auf diese Weise zwei vollständige Benzolwäschen und Waschölabtreiber vorhanden sein.For the recovery of the benzene from the coke oven gas is generally a Wash the gas with a benzene solvent applied. This laundry designed more economical when done under pressure. For a coking plant that has long-distance gas supplies and at the same time a part of the coke oven gas for heating the ovens two full benzene washes and washing oil removers must be carried out in this way to be available.

Seit langem ist ein anderes Verfahren zur Gewinnung des Benzols und- der sonstigen im Kokereigas - enthaltenen Kohlenwasserstoffe bekannt, welches bisher nur im Zusammenhang mit der Gaszerlegung benutzt wurde, d. h. der Gewinnung des im Kokereigas enthaltenen Wasserstoffes für die Zwecke der Ammoniak- oder Treibstoffsynthese. Durch Kühlung des Kokereigases auf zunächst etwa -4ö° wurde das Benzol ausgeschieden und mit ihm diejenigen anderen Stoffe, die bei der nachfolgenden Hochkompression zu einer Verstopfung der Verdichtungsmaschinen führen würden. Auf der anderen Seite ist es üblich geworden, zur Herabsetzung des Naphthalin- und Wassergehaltes auf einen für die Fernleitung unschädlichen Betrag das bereits verdichtete Ferngas auf eine Temperatur von. etwa + 5'° C abzukühlen. Eine solche Kühlung wird durch einen mittelbaren Wärmeaustausch mit einer Kälteflüssigkeit, z. B. komprimiertes und entspanntes Ammoniak, erzielt.Another process for obtaining benzene and- the other in the coke oven gas - known hydrocarbons contained, which was previously only used in connection with gas separation, d. H. the Extraction of the hydrogen contained in the coke oven gas for the purpose of ammonia or fuel synthesis. By cooling the coke oven gas to initially about -4 ° the benzene is excreted and with it those other substances which are involved in the subsequent process High compression would lead to clogging of the compaction machines. on on the other hand, it has become common practice to reduce the naphthalene and water content the already compressed long-distance gas to an amount that is harmless to the pipeline to a temperature of. to cool down to about + 5 ° C. Such cooling is done by an indirect heat exchange with a cold liquid, e.g. B. compressed and relaxed ammonia.

Aus dem Schrifttum ist ferner ein Verfahren zur Abscheidung von Benzol und anderem Kohlenwasserstoffen bekanntgeworden, bei dem das Gas zunächst komprimiert und dann .unter Arbeitsleistung zur Expansion gebracht wird; aus den den Kompressor verlassenden Gasen soll dabei zunächst die Hauptmenge des Naphthalins, Wassers und Schmieröls in, flüssiger Form abgeschieden und eine Störung in der Expansionsmaschine infolge Abscheidung des Restbenzols dadurch vermieden werden, daß in das Gas ein Lösungsmittel für Benzol, z. B. Toluol, eingeführt wird. Dieses Verfahren der Kompression und darauffolgenden Entspannung hat sich aber wirtschaftlich nicht als tragbar erwiesen.A method for separating benzene is also from the literature and other hydrocarbons became known, in which the gas is initially compressed and then. is brought to expansion under work performance; from the the compressor leaving gases should initially contain the main amount of naphthalene, water and Lube oil deposited in, liquid form and a malfunction in the expansion machine as a result of the deposition of the residual benzene can be avoided that a Solvents for benzene, e.g. B. toluene is introduced. This method of compression and the subsequent relaxation, however, has not proven to be economically viable.

Für die meisten Verwendungszwecke muß das Destillationsgas einer Schwefelfeinreinigung unterzogen, werden, die in der Regel auf trockenem Wege mittels Reinigungsmasse, und zwar bei dem von Wettstoffen bereits befreiten Gas erfolgt. Sind vorher aus dem Gas durch Tiefkühlung desselben Benzol und Naphthalin ausgeschieden, so liegt die Gastemperatur niedriger, als es bei der Trockenreinigung erwühscht ist.For most uses, the distillation gas must be subjected to a sulfur purification are subjected to, which are usually dry using cleaning compound, namely with the gas that has already been freed from betting substances. Are out beforehand excreted from the gas by freezing the same benzene and naphthalene, so lies the gas temperature is lower than what is desired for dry cleaning.

Die Erfindung bezweckt, bei einem Koksofengas, das zum Zweck der Fernleitung unter erhöhten Druck gebracht wird, die vorzugsweise trockene Entschwefelung und die Herausnahme des Benzols urid Naphthalins so vorzunehmen, daß alle Gewinnungsstufen wirtschaftlich und mit höchster Ausbeute arbeiten.The invention aims at a coke oven gas for the purpose of long-distance transmission is brought under increased pressure, the preferably dry desulfurization and to take out the benzene urid naphthalene in such a way that all stages of production work economically and with the highest yield.

Gemäß der Erfindung wird das unter Nieder= druck von Teer und- Ammoniak befreite Koksofengas unter Druck gesetzt, alsdann mittelbar auf etwa + 2o bis + 25°1 C unter teilweiser Abscheidung von Kohlenwasserstoffen und Naphthalin gekühlt, sodann einer Schwefelreinigung= und darauf einer mittelbaren Kühlung auf eine Temperatur von etwa -2o bis -5o° C zum Zweck der Ausscheidung des restlichen Benzols und Naphthalins unterworfen.According to the invention, this is done under low pressure of tar and ammonia released coke oven gas is put under pressure, then indirectly to about + 2o to + 25 ° 1 C cooled with partial separation of hydrocarbons and naphthalene, then a sulfur purification = and then an indirect cooling to a temperature from about -2o to -5o ° C for the purpose of separating out the remaining benzene and naphthalene subject.

Bei dem Verfahren nach der Erfindung findet die trockene Schwefelreinigung bei einer für diesen Vorgang günstigen verhältnismäßig hohen Gastemperatur statt. Gegebenenfalls kann man das aus der ersten Kühlstufe austretende Destillationsgas noch etwas vorwärmen, vorzugsweise im Wärmeaustausch mit dem heißen verdichteten Rohgas, und durch Anfeuchtung auf den für die Schwefelreinigung günstigsten Wassergehalt bringen. Da das Gas keiner vorhergehenden Benzolwäsche unterworfen wurde, reicht die Menge der in der ersten Kühlstufe flüssig anfallenden Kohlenwasserstoffe aus, um das gleichzeitig ausgeschiedene Naphthalin vollständig zu lösen. Betriebsstörungen der Entschwefelungsanlage durch Naphthalinverstopfungen werden mit Sicherheit vermieden. Ferner erreicht man eine schnellere und bessere Gasentschwefelung als bei der bekannten Nachschaltung der Trockenreinigung in den kalten Strom des völlig von Wertstoffen befreiten Gases.In the method according to the invention, the dry sulfur purification takes place at a relatively high gas temperature that is favorable for this process. The distillation gas emerging from the first cooling stage can optionally be used preheat a little, preferably in heat exchange with the hot, compressed one Raw gas, and through humidification to the most favorable water content for sulfur purification bring. Since the gas was not subjected to any previous benzene scrubbing, it is sufficient the amount of liquid hydrocarbons occurring in the first cooling stage, to completely dissolve the simultaneously separated naphthalene. Operational disruptions the desulphurisation system caused by naphthalene clogging can be avoided with certainty. Furthermore, a faster and better gas desulphurization is achieved than with the known one Downstream of dry cleaning in the cold stream of completely recyclable materials freed gas.

In der nachfolgenden Tiefkühlung auf etwa -2o bis -5ö°t C erzielt man eine praktisch vollständige Abscheidung des restlichen Benzols und Naphthalins, ohne daß hierfür besondere Waschmittel erforderlich sind. Der betnächtliche Wärmeaufwand für das Abtreiben der Waschmittel, deren Volumen bei 6 bis z2 atü( Betriebsdruck etwa das Zehn bis Zwanzigfache der gewonnenen Kohlenwasserstoffe beträgt, wird hierdurch vollkommen erspart. In der Tiefkühlstufe fällt auch das zur Anfeuchtung des Gases vor Eintritt in die Trocken reinigung benutzte Wasser wieder aus. Nach seiner Abtrennung von dem Benzol erhält man unmittelbar ein normales Kokereirohbenzol. An Stelle der bisher üblichen Kühlung des verdichteten Gases auf etwa + 5°' C braucht nur eine solche auf tiefere Temperaturen vorhanden zu sein, was sich durch (Ersatz einer einstufigen Verdichtung der Kälteflüssigkeit durch eine zweistufige Verdichtung erzielen läßt.Achieved in the subsequent deep freeze to around -2o to -5o ° t a practically complete separation of the remaining benzene and naphthalene, without the need for special detergents. The nightly heat expenditure for driving off the detergents, the volume of which is 6 to z2 atmospheres (operating pressure is about ten to twenty times the amount of hydrocarbons obtained completely spared. In the deep-freeze stage, there is also the humidification of the gas used water before entering the dry cleaning. After his separation normal coke oven benzene is obtained directly from the benzene. Instead of The usual cooling of the compressed gas to about + 5 ° C only required one such to be present at lower temperatures, which is reflected in (replacement of a single-stage compression of the refrigerant by means of a two-stage compression can achieve.

Die zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens dienende Anlage enthält die üblichen ein- oder mehrstufigen Kompressoren, die mittelbaren Gaskühler der ersten Kühlstufe auf etwa. +:20 bis +:25"C und anschließend die trockene Schwefelreinigung. Die Anlage zur Tiefkühlung auf etwa -2o bis -5oP' C besteht aus zwei parallel geschalteten Kühlkammern, die wechselweise zur Abscheidung der restlichen Kohlenwasserstoffe und des Wassers aus dem Gas dienen. Die jeweils abgeschaltete Kühlkammer wird in -der üblichen Weise erwärmt und aus ihr das durch Auftauen anfallende Flüssigkeitsgemisch abgezogen. Durch Einbau von Wärmeaustauschern an geeigneter Stelle erreicht man ohne Aufwand an Fremdwärme und unter möglichster Vermeidung von. Wärmeverlusten durch Wärmeabfuhr im ablaufenden Kühlwasser, daß in den einzelnen Teilen der Gesamtanlage die g "uhstigsten Gastemperaturen herrschen.The system used to carry out the method according to the invention contains the usual single or multi-stage compressors, the indirect gas cooler the first cooling stage to about. +: 20 to +: 25 "C and then the dry sulfur cleaning. The system for freezing to around -2o to -5oP'C consists of two parallel-connected Cooling chambers that alternately separate the remaining hydrocarbons and serve the water from the gas. The cooling chamber that is switched off is shown in -Heated in the usual way and from it the liquid mixture resulting from thawing deducted. By installing heat exchangers at a suitable point, you can achieve without the use of external heat and with the greatest possible avoidance of. Heat losses through heat dissipation in the draining cooling water that in the individual parts of the overall system the cheapest gas temperatures prevail.

Der Vorteil des neuen Verfahrens besteht darin, daß die Anlagekosten und auch die Betriebskosten niedriger sind als bisher. Zudem ergibt sich eine größere Ausbeute an Benzol. Die Benzolgewinnung aus dem Gas mittels eines Waschöls hat die unausbleibliche Folge, dal3 sich das Gas mit Waschölbestandteilen. entsprechend deren Dampfdruck sättigt. Erfolgt die Kompression des Gases hinter der Benzolwäsche, so schlagen sich in den Kompressoren Waschölbestandteile nieder. Da diese zur Verharzung neigen, ergeben sich unangenehme Verstopfungen, welche bei den bekannten Anlagen ein Stillsetzen und Reinigen der Kompressoren in Abständen von wenigen Monaten erforderlich machen. Indem bei dem erfindungsgemäßen Verfahren auf die Benzolwäsche vor der Kompression des Gases verzichtet wird, fällt dieser Übelstand fort.The advantage of the new process is that the investment costs and the operating costs are also lower than before. In addition, there is a larger one Yield of benzene. The production of benzene from the gas by means of a washing oil has the inevitable consequence that the gas with washing oil components. corresponding whose vapor pressure saturates. The compression of the gas takes place behind the Benzene scrubbing means that washing oil components are deposited in the compressors. There these tend to gumming up, unpleasant blockages result, which with the known systems stopping and cleaning the compressors at intervals of a few months. By in the method according to the invention if benzene scrubbing is dispensed with before the gas is compressed, it falls Evil continued.

Claims

Claim: A method for cleaning coke oven gas which is brought under increased pressure for the purpose of the pipeline, characterized in that the coke oven gas freed from ammonia under low pressure is brought under pressure, then indirectly to about -4-2o to -f- 25 ° C partial excretion of hydrocarbons and naphthalene, then, if necessary after slight heating and humidification, is subjected to sulfur cleaning and then indirect cooling to a temperature of -2o to -50 ° C for the purpose of excreting the remaining benzene and naphthalene. Attached pamphlets: "Das Gas- und Wasserfach", 1935, pp. 118 to 121; German Patent Nos. 561 202, 478 927; British Patent No. 518,368; U.S. Patent No. 575 71q .; VDI magazine, vol. 82, pp. 423 to 1425.