DE943609C

DE943609C - Process for the production of ethylene from coke oven gases

Info

Publication number: DE943609C
Application number: DEB3548D
Authority: DE
Inventors: Dr Otto Grosskinsky; Dr Walter Klempt
Original assignee: BERGWERKSVERAND ZUR VERWERTUNG
Current assignee: BERGWERKSVERAND ZUR VERWERTUNG
Priority date: 1942-05-14
Filing date: 1942-05-14
Publication date: 1956-05-24

Description

Verfahren zur Gewinnung von Äthylen aus Koksofengasen Es ist bekannt, zur Gewinnung von Äthylen die Koksofengase einer Tiefkühlung zu unterwerfen und dadurch Äthylen als Kondensat abzuscheiden.Process for the production of ethylene from coke oven gases It is known, to subject the coke oven gases to deep freezing for the production of ethylene and thereby separating ethylene as a condensate.

Dieses mit hohem Energieaufwand verbundene Verfahren ist jedoch nur in Sonderfällen, z. B. bei der Herstellung von Synthesegas für die Ammoniaksynthese anwendbar; für die Gewinnung von Äthylen aus Koksofengas als Selbstzweck kommt es, da viel zu teuer, im allgemeinen nicht in Betracht.However, this energy-consuming process is only in special cases, e.g. B. in the production of synthesis gas for ammonia synthesis applicable; for the production of ethylene from coke oven gas as an end in itself it comes as much too expensive, generally out of the question.

Es ist ferner bekannt, das Äthylen mit Absorptionsflüssigkeiten aus Koksofengasen auszuwaschen und aus dem Waschmittel wieder auszutreiben. Als Waschflüssigkeit sollen Alkohole, Äther und Ketone sowie Schwerbenzine der Siedelage von etwa I30 bis I50" und Solventnaphtha der Siedelage I50 bis I800 verwendet werden, also zum Teil fabrikationsfremde Stoffe, die entweder in besonderen Verfahren hergestellt oder von anderer Stelle bezogen werden müssen. Die bekannten betriebseigenen Lösungsmittel befriedigen überdies nur wenig, da sie ein verhältnismäßig geringes Absorptionsvermögen für Äthylen besitzen. It is also known to make ethylene with absorption liquids Wash out coke oven gases and drive them out of the detergent again. As a washing liquid alcohols, ethers and ketones as well as heavy petrol should be in the settlement area of around I30 to I50 "and solvent naphtha of the boiling point I50 to I800 are used, so for Partly non-manufacturing materials that are either manufactured using special processes or have to be obtained from another location. The well-known in-house solvents In addition, they are not very satisfactory because they have a relatively low absorption capacity for ethylene.

Es wurde nun gefunden,4aß man unter Anwendung des Absorptionsverfahrens das Äthylen aus Koksofengasen mit geringerem Aufwand an Lösungsmittel und entsprechend geringeren Vert lusten bei gleichem Arbeitsaufwand dadurch ge winnen kann, tdaß man bei etwa - 100 das Äthylen mitToluol, also mit einem verhältnismäßig niedrigsie den den betrieb sei genen aromatischen Kohlenwasserstoff aus den Koksofengasen auswäscht. Es zeigte sich nämlich, daß Toluol gegenüber den bekannten Mitteln ein stärkeres Absorptionsvermögen insbesondere bei tieferliegenden Temperaturen besitzt. It has now been found that the absorption method was used the ethylene from coke oven gases with less solvent and accordingly lower losses with the same amount of work as a result, tthat one at about - 100 the ethylene with toluene, thus with a relatively low she the operation washes out aromatic hydrocarbons from the coke oven gases. It was shown that toluene is stronger than the known agents Has absorption capacity especially at lower temperatures.

Infolgedessen gelingt es mit Hilfe von verhältnismäßig geringen Mengen an Toluol bei ein maliger Waschung des Gases im Gegenstrom bis zu seiner Sättigung eine höhere Anreicherung des ethylens im Lösungsmittel zu erzielen. Das ausgetriebene Gas kann in vielen Fällen bereits zur chemischen Weiterverarbeitung, z. B. auf Äthylenchlorid, Glykol, Äthylenoxyd, Äthylenchlorhydrin und Äthylendiamin, sowie zur Herstellung von Polymerisationsprodukten auf Basis Äthylen dienen. As a result, it works with the help of relatively small amounts of toluene by washing the gas once in countercurrent until it is saturated to achieve a higher concentration of ethylene in the solvent. The expelled In many cases, gas can already be used for further chemical processing, e.g. B. on ethylene chloride, Glycol, ethylene oxide, ethylene chlorohydrin and ethylene diamine, as well as for production of polymerization products based on ethylene.

Legt man dagegen für bestimmte Zwecke Wert auf ein weitgehend gereinigtes Äthylen, so wiederholt man den Waschvorgang erforderlichenfalls mehrere Male, und zwar jeweils nach vorhergehender Entgasung der Waschflüssigkeit.If, on the other hand, value is placed on a largely purified one for certain purposes Ethylene, the washing process is repeated several times if necessary, and after each previous degassing of the washing liquid.

Wie bei allen Absorptionsvorgängen wirkt die Anwendung von Druck steigernd auf die von der Waschflüssigkeit aufnehmbare Äthylenmenge. Bei Verarbeitung von Kokereigas ist es daher vorteilhaft, das Gas vor der Äthylenwäsche zu komprimieren, was um so eher geschehen kann, als das Gas im Falle seiner Verwendung als Ferngas ohnedies komprimiert werden muß. As with all absorption processes, the application of pressure is at work increasing to the amount of ethylene that can be absorbed by the washing liquid. When processing of coke oven gas it is therefore advantageous to compress the gas before scrubbing with ethylene, which can happen all the sooner than the gas in the case of its use as long-distance gas has to be compressed anyway.

Am vorteilhaftesten ist es, wenn man die Gase auch unter Hochdruck, z. B. 100 atü, behandelt. Im allgemeinen werden in gewöhnlichen Kokereibetrieben derartig hohe Drucke zwar nicht angewendet, wohl aber kann, wenn, wie es heute vielfach geschieht, mitlderKokerei eine Anlage zur Herstellung synthetischen Ammoniaks verbunden ist, dessen Erzeugung ohnedies hohe Drucke erfordert. Sollen die vom Äthylen befreiten Gase nicht unter den bei der Äthylenauswaschung angewendeten Drucken weiter benutzt werden, so gewinnt man die bei der Kompression der Gase aufgewendete Energie bei der Entspannung wieder weitgehend zurück. It is most advantageous if the gases are also used under high pressure, z. B. 100 atü treated. In general, in ordinary coking plants Such high pressures are not used, but can, if, as is often the case today happens, with the coking plant connected to a plant for the production of synthetic ammonia the production of which requires high pressures anyway. Let them be freed from ethylene Gases no longer used under the pressures used for ethylene leaching the energy used to compress the gases is gained the relaxation largely back again.

Es zeigte sich ferner, daß bei der Auswaschung von Äthylen aus den Koksofengasen gleichzeitig das darin enthaltene Kohlendioxyd in erheblichen Mengen mit ausgewaschen wird. Man tut gut daran, insbesondere bei Gewinnung eines höherprozentigen Äthylens durch zwei oder mehrere Waschungen das Kohlendioxyd nach der ersten Wäsche selektiv aus dem exhalierten Gas zu entfernen, z. B. durch eine Laugewäsche od. dgl. Ähnlich störend wirkt sich der Propylengehalt des Kcksofengases aus, denn es zeigte sich, daß Propylen einen besonders hohen Absorptionskoeffizienten für Kohlenwasserstoffe besitzt. Zur Herstellung besonders reinen Athylens ist daher die Abscheidung des Propylens aus dem exhaiierten Gas durch Tiefkühlung oder Fraktionierung unter Druck erforderlich, die vorzugsweise nach einer zweiten Exhalation des ausgewaschenen Gases vorgenommen wird. It was also found that in the leaching of ethylene from the Coke oven gases at the same time the carbon dioxide contained therein in considerable quantities with is washed out. One would do well, especially if a higher percentage is obtained Ethylene by two or more washes removes carbon dioxide after the first wash selectively remove from the exhaled gas, e.g. B. od by a lye wash. The like. The propylene content of the Kckofengas has a similarly disruptive effect, because it it was found that propylene has a particularly high absorption coefficient for hydrocarbons owns. For the production of particularly pure ethylene, the separation of the Propylene from the exhaled gas by freezing or fractionation under pressure required, preferably after a second exhalation of the washed-out Gas is made.

Beispiel Kokereigas mit 2 Volumprozent C 02, I,80/a C2H4, o,zO/o C3 H6, 0,5 % O2, 6,5 % CO, 53 % H2, 260/0 CH4 und höhere Homologe, I0°/o N2 wird bei- 10 atü urmdI0° bis zur Sättigung mit Toluol behandelt, das man anschließend entspannt. Das exhalierte Gasgemisch enthält nach Entfernung der Kohlensäure 18,7 Volumprozent C2H4, I,8°/o C3H«;, I O/o 02, 5,8 O/o C 0, 8,2 °/o 59,6 O/o C H4, 4,9 % N2. Example coke oven gas with 2 percent by volume C 02, I, 80 / a C2H4, o, zO / o C3 H6, 0.5% O2, 6.5% CO, 53% H2, 260/0 CH4 and higher homologues, 10% N2 becomes Treated with toluene at 10 atmospheres until saturation, which is then treated relaxed. The exhaled gas mixture contains 18.7 after removal of the carbonic acid Percentage by volume C2H4, 1.8% C3H ";, 10 / o 02, 5.8% / o C 0.28 ° / o 59.6% / o C H4, 4.9 % N2.

Wird dieses Gas ein zweites Mal unter denselben Bedingungen mit Toluol gewaschen, so erhält man nach Abscheidung des Propylens ein Gasgemisch mit 55,4 Volumprozent C2H4, o,80/o 02, I,3 0/0 CO, I,60/o H2, 40,6% CH4 und 0,3 O/a N2. Durch eine nochmalige Behandlung dieses Gases mit Toluol gelangt man zu 87,50/oigem Äthylen. Der Aufwand an Absorptionsmittel beträgt dabei für je I000 Ncbm Gas in den drei Trennungsgängen 30,3, 3 und 0,5 cbm Toluol.Is this gas a second time under the same conditions with toluene washed, a gas mixture of 55.4 is obtained after the propylene has been separated off Volume percent C2H4, o, 80 / o 02, I, 3 0/0 CO, I, 60 / o H2, 40.6% CH4 and 0.3 O / a N2. By a repeated treatment of this gas with toluene leads to 87.50% ethylene. The consumption of absorbent amounts to 1000 Ncbm of gas in each of the three Separation passages 30.3, 3 and 0.5 cbm toluene.

Vergleichsbeispiel Das gleiche Kokereigas wird bis zur Sättigung unter den gleichen Bedingungen gemäß Beispiel I bis zur Sättigung mit Solventnaphtha der Siedelage I50 bis I800 behandelt und anschließend das Lösungsmittel entspannt. Das exhalierte Gasgemisch enthält nach Entfernung der Kohlensäure I6,5 Volumprozent C2H4, I,70/o C3H6, 1,20/0 02, 5,60/o CO, 7,90/0 H2, 4,5°/o N2 und 62.60/0 CH4. Comparative Example The same coke oven gas is used to saturation under the same conditions as in Example I up to saturation with solvent naphtha the boiling point I50 to I800 treated and then relaxed the solvent. After removal of the carbonic acid, the exhaled gas mixture contains 16.5 percent by volume C2H4, 1.70 / o C3H6, 1.20 / 0 02, 5.60 / o CO, 7.90 / 0 H2, 4.5 ° / o N2 and 62.60 / 0 CH4.

Wird dieses Gas ein zweites Mal unter den gleichen Bedingungen mit Solventnaphtha gewaschen, so erhält man nach Abscheidung des Propylens ein Gasgemisch von 48,8 Volumprozent C2H4, o,80/o 02, IO/o CO, I,60/o H2, 47,60/0 CH4 und 0,2°/o N2.Will use this gas a second time under the same conditions When solvent naphtha is washed, a gas mixture is obtained after the propylene has been separated off of 48.8 percent by volume C2H4, o, 80 / o 02, IO / o CO, I, 60 / o H2, 47.60 / 0 CH4 and 0.2% N2.

Durch eine nochmalige Behandlung dieses Gases mit- Solventnaphtha gelangt man zu einem nur 78,50/oigen Athylen. Der Aufwand an Absorptionsmittel beträgt dabei für je I000 Ncbm Gas in den drei Trennungsgängen 36,3, 3,6 und o,6.m3 Solventnaphtha.By treating this gas again with solvent naphtha one arrives at an ethylene of only 78.50 per cent. The amount of absorbent required is for each 1000 Ncbm of gas in the three separation passages 36.3, 3.6 and 0.6m3 of solvent naphtha.

Claims

PATENT CLAIMS: I. Process for the production of ethylene from coke oven gases by scrubbing the gases with hydrocarbons or mixtures thereof and expelling them of the absorbed ethylene from the washing liquids, characterized in that you get the ethylene at about - 100 from the coke oven gases using toluene washes out as an absorbent.

2. The method according to claim I, characterized in that the Leaching of the ethylene under pressure and, if necessary, with recovery of the Makes compression energy.

3. The method according to claim I and 2, characterized in that one from the scrubbing liquid loaded with the ethylene-containing gases speed expels the absorbed gases, subjects them to a new wash and if necessary Repeated washing and exhalation several times, using carbon dioxide before washing again and selectively removing propylene from the exhaled gas.

Cited publications: German patents 66I 435; British Patent 458 052; U 11 mann, encyclopedia d. techn. Chemie, 2nd ed., Vol. 2, 1928, p.26I, and Vol. 9, 1932, pp. 672, 673.