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Verfahren und Verrichtung zur Gewinnung von organischen Verbindungen
aus Wässern In der Technik entstehen vielfach Wässer, die organische Verbindungen,
insbesondere Ketone, wie Aceton und Homologe, und gegebenenfalls andere sanerstoff-,
stickstoff- und bzw. oder schwefelhaltige organische Verbindungen, wie Alkohole,
Aldehyde, Nitrile, Stickstoffbasen, Mercaptane, organische Disulfide od. dgl., meistens
nur in geringen Mengen von einigen: Gramm im Liter, z. B.
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bis 30 g/1, enthalten. Insbesondere fallen derartige Wässer
bei der Schwelung von Braunkohlen und anderen bituminösen Stoffen, wie Torf, Ölschiefer,
jüngerer Steinkohle, Holz od. dgl., an. Wegen ihres Gehaltes an organischen Stoffen
können sie nicht ohne weiteres abgestoßen. werden. Andererseits sind diese Mengen
so gering, daß eine Gewinnung der organischen Stoffe auf wirtschaftliche und technische
Schwierigkeiten stößt.
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Es ist schon vorgeschlagen worden, aus diesen Wässern durch Destillation
die abtreibbaren Stoffe zu entfernen und sie aus den Destillationsdämpfen zu kondensieren.
Dabei zeigte sich indessen, daß in den Kondensationsanlagen Verstopfungen durch
feste
und halbflüssige Ansätze auftraten. Diese Verstopfungen führten zu Betriebsstörungen
und bedingten einen teuren: Betrieb der Kondensationsanlage.
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Durch die Erfindung gelingt es, dieses Verfahren wesentlich betriebssicherer
und wirtschaftlicher zu gestalten. Erfindungsgemäß werden die Dämpfe, die beim Abtreiben
der organischem Verbindungen aus den Wässern entstehen, mit heißem Wasser behandelt,
bevor sie im die Kondensation eintreten. Dadurch gelingt es, die erwähnten Verstopfungen
zu vermeiden, ohne daß das Abtreiben der organischen Verbindungen aus den Wässern
gestört wird. In Fällen, in denen genügend Wasserdampf in den Dämpfen enthalten
ist, braucht das zum Waschen der Dämpfe benutzte Wasser nicht unbedingt schon vor
der Einführung in die Waschanlage die Behandlungstemperatur zu haben. Es kann auch
mit niedriger Temperatur zugegeben werden, weil es in diesen Fällen schon im Augenblick
des Einführers auf die nahe dem Siedepunkt des Wassers liegende Behandlun.gatemperatur
erhitzt wird.
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Mit besonderem Vorteil werden zum Waschen der Dämpfe solche Wässer
verwendet, die ebenfalls abtreibbare organische Verbindungen, wie Ketone ü.-dgl.,
enthalten, weil dann eine Mitgewinnung dieser Stoffe gelingt, die im der Ab-treibeanlage
aus der Waschflüssigkeit verflüchtigt werden, ohne daß ein zusätzlicher nennenswerter
Wärmeaufwand erforderlich ist. Zum Beispiel werden zum Waschen Wässer verwendet,
mittels denen aus: Benzinen, Teeren, Ölen od. dgl. Ketöne, Alkohole, Aldehyde, Schwefel-
und stickstoffhaltige Verbindungen od. dgl. herausgenommen. worden sind.
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Im übrigen kann die Flüssigkeit, die erfindungsgemäß zum Waschen der
beim Abtreiben entstehenden Dämpfe verwendet wird, beliebig gewählt werden. Zum
Beispiel sind außer den Wässern auch Lösungen, z. B. von Salzen, verdünnte Laugen,
verdünnte Säuren od. dgl. anwendbar.- Bedingung ist nur, daß darin nicht erhebliche
Mengen solcher Stoffe enthalten sind, die beim Abtreiben. verflüchtigt und beim-
anschließenden Abkühlen der abgetriebenen Dämpfe in fester Form abgeschieden werden.
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An Hand der Zeichnung sei die Erfindung beispielsweise erläutert.
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i ist die untere Abteilung einer Abtreibekolonne, der das erfindungsgemäß
zu behandelnde Wasser z. B. bei 2, durch die Leitung 3 zugeführt wird, zweckmäßig
nachdem es im Wärmeaus-tauscher 4 genügende vorgewärmt worden ist. Im die Blase
5 der Kolonne wird Wasserdampf od. dgl. durch die Vorrichtung 6 eingeführt. Die
beim Abtreiben in der Abteilung i entwickelten Dämpfe treten durch die Vorrichtung
7 in den: zweiten Teil 8 der Kolonne. Durch die Leitung g wird vorgewärmtes Wasser
z. B. bei io in. den oberen Teil B. der Kolonne eingefiihrt, das durch die Leitung
i i die Kolonne wieder verläßt und in beliebiger Weise verwertet oder verarbeitet
werden kann. Es ist auch möglich, durch ii nur einen Teil des bei io zugegebenen
Wassers abzuziehen und den Rest im die Abtei-Jung i der Kolonne gelangen zu lassen.
Man kann. auch die Abteilung 8 einmal oder mehrfach unterteilen und in diesen Unterabteilungen
gegebenenfalls verschiedene der genannten Waschflüssigkeiten anwenden. Dadurch kann
eine Reinigung bzw. Trennung der zu gewinnenden Stoffe erreicht werden.
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Aus: der Abteilung 8 treten die Dämpfe durch die Leitung 12 in den
Kühler 13 über, aus dem das Kondensat in den Abscheider a,4. fließt. In diesem bilden
sich gewöhnlich zwei Schichten. Die obere, die Hauptmenge der zugewinnenden Stoffe
enthaltende Schicht wird durch die Leitung 15 abgezogen, die untere wäßrige
Schicht verläßt den Abscheider durch die Leitung 16. Diese Flüssigkeit, die meistens
einen Teil der zu gewinnenden Stoffe aufgenommen hat, kann durch die Leitung 17
und den Vorwärmer q. in den. Teil i der Kolonne zurückgeführt oder in, beliebiger
andererlA'tise verarbeitet werden. Ein Teil der Flüssigkeit kann auch in den Kühler
13 zurückgegeben werden, den sie mit den zu kühlendem Dämpfen durchfließt. Unkondensierbare
Gase, die im Verfahren sich bilden und z. B. beim Abtreiben der zu gewinnenden Stoffe
frei werden, können z. B. aus dem Abscheider 14. durch die Leitung i8 abgezogen
werden. Zwecks Herausnahme vom Resten der zu gewinnenden Stoffe können sie beispielsweise
in einem Waschturm ig mit Wasser od. dgl. behandelt werden. Diesem Turm kann durch
die Leitung 2o die Waschflüssigkeit zugeführt werden, die dann durch die Leitung
21 abläuft und mit der zu behandelnden Flüssigkeit zusammen in die Abteilung i der
Abtreibekolonne geleitet werden kann. Zum Ableiten der behandelten Gase aus dem
Turm ig kann die Vorrichtung 2z dienen.
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Zum Waschen der Abgase im Turm ig können z. B. Frischwasser, die erfindungsgemäß
zu behandelnden Wässer oder auch andere Flüssigkeiten dienen, z. B. solche, die
in der Abteilung 8 der Kolonne verwendet werden oder die in vorgeschalteten oder
nachgeschalteten Arbeitsgängen, wie Schwelerei., Hydrierung, Entphenolung od. dgl.,
entstehen.
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Beispielsweise wird, nach dem Verfahren gemäß der Erfindung ein Leichtölwasser
aufgearbeitet, das beim Abtreiben des beladenen Waschöls in der Leichtölgewinnungsanlage
einer Braunkohlenschwelerei anfällt. Dieses Wasser enthält im Liter beispielsweise
12 g Ketone und ungefähr 12 g andere abtreibbare organische Verbindungen der eingangs
genannten Art. Es wird der Abteilung i der Kolonne mit ungefähr go° zugeführt. Die
Vorwärmung erfolgt im Wärmeaustauscher q.. Das Wasser oder ein. Teil desselben kann
vorher im Waschturm ig als Waschflüssigkeit verwendet werden, um die in dem Abgasen
enthaltenem Ketone oder sonstigen flüchtigen Stoffe zu gewinnen.
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In der Kolonne wird ein Teil, z. B. 5 bis io °!o der bei 2. zugeführten
Wässer, verdampft. Der Rest verläßt die Kolonne durch die Leitung 23, um nach Durchgang
durch dem Wärmeaustauscher 4. bei 24 abgeführt zu werden.
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In den Benzinen, die in- der Braunkohlenschwelerei
anfallen,
sind -ebenfalls noch geringe Mengen, z. B. zwischen i bis 5 %, Sauerstoff-. Stickstoff-
und schwefelhaltige organische Verbindungen enthalten, die sich mit Wasser herauslösen
lassen und die zum Teil höher bewertet werden als das Benzin. Erfindungsgemäß wird
nun das Benzin in der Pumpe 27, der es aus dem Vorratsbehälter
25
durch die Leitung 26 zufließt, mit Wasser, z. B. Frischwasser, gemischt,
das aus dem Behälter 28 durch die Leitung 29 in die Pumpe 27 gelangt. Die Pumpe
-27 liefert das Gemisch in den Abscheider 39. Hier trennen sich Benzin und Waschflüssigkeit,
von denen das Benzin durch die Leitung 3o abfließt, während die Waschflüssigkeit
durch die Leitungen 31 und 9 dem oberen Teil 8 der Kolonne zugeführt wird, nachdem
sie im Wärmeaustauscher 32 auf etwa 9o^ erhitzt worden ist .
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Stimmt die Menge des zur Behandlung des Benzins benötigten Wassers
nicht mit der Menge überein, die zur Berieselung des oberen Kolonnenteils benötigt
wird, so kann, falls von dein Wasser ein Liberschuß vorliegt, dieser z. B. durch
die Abzweigung 33 über den Wärmeaustauscher .I und die Leitung 3 zusammen mit dem
erfindungs,emäß zu behandelnden Wasser in. den Teil i der Kolonne geschickt werden.
Benötigt der Teil 8 der Kolonne mehr Wasser als zur Behandlung des Benzins in den
Vorrichtungen 27 und 29 verwendet wird, so kann z. B. die fehlende Menge durch Frischwasser
od. dgl. ersetzt werden.
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In dem Teil 8 der Kolonne werden durch die Waschflüssigkeit, die init
Temperaturen von etwa 6o bis 9o'= verwendet wird, diejenigen Stoffe oder der größte
Teil derselben aus den Dämpfen herausgenominen, die sich sonst im Kühler 13 in fester
Foren abscheiden würden, z_, B. Ammoncarbonat, Ammonsulfid, organische sulfidische
oder Amnioniumverbindungen. Diese Stoffe werden von der in der Abteilung 8 abwärts
fließenden Flüssigkeit initgefiihrt, während die Betone und. die übrigen wertvollen
zu gewinnenden Stoffe praktisch nicht von ihr aufgenommen werden. Die Waschflüssigkeit
kann unten aus dem oberen Teil der Kolonne 8 abgeleitet und gegebenenfalls weiter
verarbeitet werden. Ein Teil der Flüssigkeit kann aber auch noch durch den unteren
Teil der Kolonne geschickt «-erden. Sind abtreibbare wertvolle Verbindungen, z.
B. betone, in der Waschflüssigkeit, die bei io zugegeben wurde, vorhanden, so werden
diese beim Durchgang durch den Teil 8 der Kolonne praktisch restlos ausgetrieben.
Das durch die Leitung i i abfließende Wasser enthält gegebenenfalls nur einen ganz
geringen Prozentsatz der zu gewinnenden Stoffe. Werden saure und bzw. oder alkalische
Waschflüssigkeiten verwendet, so nehmen diese aus den Dämpfen auch noch basische
und bzw. oder saure organische Verbindungen auf.
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Die durch die Leitung 15 aus der Kondensation abfließenden Erzeugnisse
enthalten z. B. .lo bis 6o 1/o Betone, wasserfrei gerechnet, während der Rest sich
aus den anderen organischen Verbindungen der erwähnten Art zusammensetzt, die je
nach der Herkunft des Wassers und der in der Abteilung 8 verwendeten Waschflüssigkeit
in schwankenden Mengen in dem Kondensat enthalten sein können. Entsteht im Abscheider
I¢ eine wäßrige Schicht, so kann, diese ohne weiteres, wie beschrieben, aufgearbeitet
werden. Man kann sie aber auch noch dazu benutzen, um die Kondensation zu verbessern,
indem man, wie bereits bemerkt, einen Teil im Kreislauf durch den Kühler 13 und
Abscheider 14 führt. Die Kolonnen, Waschtürme, Kondensatoren u. dgl. können in bekannter
Weise ausgebildet sein; z. B. kann man Kolonnen mit Rieselkörperfüllung oder mit
Glockenböden verwenden. Statt der angegebenen Einrichtungen zur Behandlung von Benzinen,
Ölen, Teeren od. dgl. mit der in; der Abteilung 8 angewendeten Waschflüssigkeit
können auch andere Extraktionsanlagen benutzt werden. Die Extraktion kann auch mehrstufig
erfolgen.