DE908862C - Verfahren zur Gewinnung eines tiefsiedenden Gases, insbesondere zur Gewinnung von Methan aus Koksofengas - Google Patents

Verfahren zur Gewinnung eines tiefsiedenden Gases, insbesondere zur Gewinnung von Methan aus Koksofengas

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DE908862C
DE908862C DEG318D DEG0000318D DE908862C DE 908862 C DE908862 C DE 908862C DE G318 D DEG318 D DE G318D DE G0000318 D DEG0000318 D DE G0000318D DE 908862 C DE908862 C DE 908862C
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Dipl-Ing Rudolf Becker
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Description

Im deutschen Patent 762 787 ist ein Verfahren zur Gewinnung eines tiefsiedenden Gases aus einem Rohgas, z. B. aus Koksofengas, beschrieben, bei dem unter Anwendung von drei oder mehr zyklisch umschaltbaren Kältespeichern ein tief siedendes Gas, z. B. Methan, gewonnen wird.
Das Verfahren nach der Erfindung bringt für gewisse Fälle eine Vereinfachung des Verfahrens nach dem deutschen Patent 762 787 und besteht darin, daß nicht drei Kältespeicher oder Kältespeichersysteme für das Rohgas, Restgas und das
reine Produkt verwendet werden, sondern daß in an sich bekannter Weise nur zwei Kältespeicher oder Kältespeichersysteme vorhanden sind, durch die das Rohgas ein- bzw. das Restgas austritt, und das reine Produkt, z. B. Methan, durch innerhalb der Kältespeicher untergebrachte Rohrsysteme fortgeleitet und in diesen angewärmt wird.
Es ist zwar bekannt, bei Anwendung von Kältespeichern für Luftzerlegungsanlagen den Sauerstoff in Rohren innerhalb der Kältespeicher herauszuführen (s. britisches Patent 276 381), jedoch war
hierfür Voraussetzung, daß in entsprechenden gegenläufigen Rohren Hochdruckluft eingeführt wird (S. i, Zl. 27 bis 53, und S. 2, Zl. 15 bis 18). Es bestanden nämlich Zweifel hinsichtlich des Kältehaushalts der Anordnung, weil befürchtet wurde, daß zu viel Kälte durch den Sauerstoff herausgetragen würde. Infolgedessen ist die Anordnung nach der britischen Patentschrift auch niemals angewendet worden.
Bei dieser Sachlage bedurfte es der Überwindung eines besonderen Vorurteils, um trotz aller Bedenken ein ähnliches Verfahren, insbesondere für andere Gase als Luft, anzuwenden. Die Erfindung soll sich daher nicht auf Luftzerlegungsanlagen mit innerhalb der Kältespeicher verlegten Rohren für die Einführung der Hochdruckluft beziehen.
Der Vorteil des Verfahrens nach der Erfindung beruht nicht allein in der Vereinfachung der Anlage durch Fortfall eines Kältespeichers, sondern vor allem auch in der Tatsache, daß in dem Rohrsystem, durch welches das reine Produkt austritt, eine Verunreinigung desselben unter keinen Umständen erfolgen kann; auch eine Spülung dieses Rohrsystems ist nicht erforderlich. Dadurch, daß das Rohrsystem in den Kältespeicher verlegt ist und von dem reinen Produkt (Methan) in der Richtung vom kalten zum warmen Ende des Kältespeichers durchströmt wird, wird das reine Produkt bis zum Austritt aus dem Kältespeicher in dem gleichen Maße angewärmt, wie dies der Fall wäre, wenn es einen eigenen Kältespeicher im Sinne des Hauptpatents durchströmen würde.
Es ist zweckmäßig, die Rohrsysteme für das reine Produkt auf beide Kältespeicher gleichmäßig zu verteilen. Man kann dann das reine Produkt entweder ständig auf die Rohrsysteme in den beiden Kältespeichern gleichmäßig verteilen, oder man kann diese Rohr systeme im Takt der Umschaltungen der Kältespeicher ebenfalls umschalten. Es ist zweckmäßig, das letzte derart durchzuführen, daß das reine Produkt stets durch das Rohrsystem in demjenigen Kältespeicher austritt, durch den gleichzeitig das Rohgas eintritt. In diesem Fall ist die Sublimation aller Festausscheidungen, die sich aus dem Rohgas auf der Außenseite der Rohrsysteme für das reine Produkt niederschlagen, sichergestellt, weil eine genügende Anwärmung erfolgt. Andernfalls, wenn das reine Produkt durch das Rohrsystem strömen würde, welches in dem Kältespeicher liegt, durch welchen das kalte Restgas strömt, würden die Rohre etwas kalter sein, so daß die Sublimation nicht mehr restlos erfolgen könnte.
Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird nachstehend an Hand der Zeichnung beschrieben. Es sind zwei Kältespeicher A und B vorhanden, welche in bekannter Weise taktmäßig, z. B. alle 5 Minuten, durch Umschaltung miteinander vertauscht werden. Durch einen Kältespeicher tritt jeweils das Rohgas ein, durch den anderen das Restgas aus. Innerhalb der Speichermasse der beiden Kältespeicher sind die Rohrsysteme C untergebracht, durch welche das reine Produkt, z.B. Methan, die Anlage verläßt. Die Kältespeicher A !
und B haben am oberen, warmen Ende die Um-' schaltventile O1 und b1 und am unteren, kalten Ende die entsprechenden Umschaltventile a2 und &2. Diese Ventile werden zwangsläufig so gesteuert, daß z. B. 5 Minuten lang das Rohgas durch den Kältespeicher A eintritt (Warmperiode des Kältespeichers A), während gleichzeitig das Restgas j durch den Kältespeicher B austritt (Kaltperiode des Kältespeichers B). Nach Ablauf der 5 Minuten werden die Kältespeicher mittels der Ventile av bv a,,, b2 derart umgeschaltet, daß durch den Kältespeicher A das Restgas austritt (Kaltperiode des Kältespeichers A), während gleichzeitig das Rohgas durch den Kältespeicher B eintritt (Warmperiode des Kältespeichers B). Das doppelte Rohrsystem C1 das in den Kältespeichern A und B untergebracht ist, hat am oberen, warmen Ende das Umschaltventil c. Das Umschaltventil c wird zwangsläufig zusammen mit den Umschaltventilen av h\, a2, D2 so gesteuert, daß das aus der Leitung 12 kommende reine Produkt stets durch diejenige Hälfte der Rohrsysteme C fließt, welche in dem j Kältespeicher der jeweiligen Warmperiode liegen, so daß also stets die Richtung der Gasströmung in dem eingeschalteten Teil der Rohrsysteme C entgegengesetzt der Richtung der Gasströmung in dem betreffenden Kältespeicher ist.
Im übrigen ist der Vorgang folgender: Koksgas mit 15 bis 25% Methangehalt tritt über die Leitung 1 in einen der Kältespeicher A oder B und über die Leitung 2 in einen der Kältespeicher A oder B und über die Leitung 2 in den Zerlegungsapparat 3 ein. Von der Kondensatorseite des Kondensatorverdampfers 4 wird das gasförmige Restgas über die Leitung 5 entnommen und in der Entspannungsturbine 6 annähernd auf Atmosphärendruck entspannt. Die hierbei erzeugte Kälte gibt das Gas im Kondensator 7 ab, an dessen äußerer Oberfläche sich die aufsteigenden Dämpfe der Säule 3 zum Teil verflüssigen. Über Leitung 8, einen Kältespeicher A oder B und Leitung 9 wird das Restgas seinem weiteren Verwendungszweck zugeführt. Am Boden der Zerlegungssäule 3 wird flüssiges Methan entnommen und über Leitung 10 und Entspannungsventil 11 der Verdampferseite des Kondensators 4 zugeführt. Das verdampfte Methan wird zum größten Teil über Leitung 12 und das Rohrsystem C durch die Vakuumpumpe 13 abgesaugt, die es etwa auf Atmosphärendruck oder etwas höher fördert und eventuell einer weiteren Nachreinigung zuführt. Ein Teil des am Kopf der Säule 3 entnommenen Methans wird über Leitung 14, Gegenströmer 15 und Leitung 16 durch den Kompressor 17 abgesaugt und auf 20 bis 150 atü verdichtet. Nach Vorkühlung im Kühler 18, in dem z. B. flüssiges Ammoniak verdampft, wird das verdichtete Methan über Leitung 19 und Gegenströmer 15 im Verflüssiger 20, der von flüssigem Methan umspült wird, verflüssigt und nach Entspannung im Ventil 21 den Rektifikationsböden des Zerlegungsapparates 3 zugeführt.
Wenn der Kompressor 17 nicht gegen Unterdruck ansaugen soll, so führt man die Leitung 16
nicht, wie gezeichnet, zum Kompressor, sondern in die aus dem Rohrsystem C in die Pumpe 13 führende Leitung. Die Pumpe 13 fördert dann das nicht für die Produktion benötigte Methan auf die Saugseite des Kompressors 17, von dem es anschließend verdichtet wird. Außerdem kann der Wärmeaustauscher 15 unter Umständen durch ein Kältespeicherpaar ersetzt werden. Dies bringt den Vorteil geringerer Kälteverluste.
Die periodische Umschaltung dieser Kältespeicher kann unabhängig von dem Umschaltzyklus der Kältespeicher A und B erfolgen. In diesem Fall genügt es, das Kreislaufgas auf einen geringeren Druck als 20 atü zu verdichten, z. B. auf den im Trenner herrschenden Druck von 3 atü; es wird dann direkt in den Kolonnensumpf eingeblasen; der Verflüssiger 20 und das Regulierventil 21 entfällt dann.

Claims (6)

  1. PATENTANSPRÜCHE:
    i. Verfahren zur Gewinnung eines tiefsiedenden Gases aus Gasgemischen, außer bei Luftzerlegungsanlagen mit innerhalb der Kältespeicher verlegten Rohren für die Einführung der Hochdruckluft, insbesondere zur Gewinnung von Methan aus Koksofengas, durch Tiefkühlung unter Verwendung von taktmäßig umgeschalteten Kältespeichern, durch welche das Rohgas unter Kompressordruck eintritt und dabei abgekühlt wird, und das Restgas unter Zerlegungs- oder Atmosphärendruck austritt und dabei angewärmt wird, nach dem deutschen Patent 762 787, dadurch gekennzeichnet, daß das reine Produkt, z. B. Methan, durch innerhalb der Kältespeicher untergebrachte Rohrsysteme fortgeleitet und in diesen angewärmt wird.
  2. 2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die in den Kältespeichern untergebrachten Rohrsysteme für das austretende reine Produkt im Takt der Kältespeicher derart umgeschaltet werden, daß das reine Produkt stets durch denjenigen Kältespeicher austritt, durch den gleichzeitig das Rohgas eintritt.
  3. 3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das reine Produkt durch die in den Kältespeichern untergebrachten Rohrsysteme unter Unterdruck abgesaugt wird.
  4. 4. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß ein Teil des gewonnenen reinen Produkts der Trennsäule (3) unabhängig von den Kältespeichern entnommen, angewärmt und nach Verdichtung (17) und erneuter Tiefkühlung (15) sowie totaler oder teilweiser Verflüssigung (20) nach Entspannung (21) im Kreislauf wieder der Trennsäule zugeführt wird.
  5. 5. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Restgas vor der Wiederanwärmung(i5) arbeitsleistend entspannt wird.
  6. 6. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Kreislaufgas in einem Kältespeicherpaar (15) abgekühlt bzw. angewärmt wird.
    Hierzu 1 Blatt Zeichnungen
    © 5904 4.54
DEG318D 1942-07-02 1943-12-09 Verfahren zur Gewinnung eines tiefsiedenden Gases, insbesondere zur Gewinnung von Methan aus Koksofengas Expired DE908862C (de)

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US2930202A (en) * 1957-03-22 1960-03-29 Union Carbide Corp Process of and apparatus for lowtemperature separation of air

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* Cited by examiner, † Cited by third party
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US2930202A (en) * 1957-03-22 1960-03-29 Union Carbide Corp Process of and apparatus for lowtemperature separation of air

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