DE973659C

DE973659C - Process for cleaning pressurized coal distillation gases for pipeline purposes

Info

Publication number: DE973659C
Application number: DEM15021A
Authority: DE
Inventors: Eberhard Dovermann; Paul Holthaus
Original assignee: MAERKISCHE STEINKOHLENGEWERKSC
Current assignee: MAERKISCHE STEINKOHLENGEWERKSC
Priority date: 1952-08-05
Filing date: 1952-08-05
Publication date: 1960-04-28

Description

Verfahren zur Reinigung unter Druck stehender Kohlendestillationsgase für Fernleitungszwecke Zur Reinigung von unter Druck stehenden Iiohlendestillationsgasen für Fernleitungszwecke ist es bekannt, die Gase zunächst auf einen höheren als den Fernleitungsdruck zu verdichten und sie anschließend durch Expansionskühlung, d. h. durch Entspannung unter äußerer Arbeitsleistung, auf den Fernleitungsdruck zu bringen. Bei der Expansionskühlung fallen, dem Unterschied zwischen der Anfangs- und Endtemperatur des Gases entsprechend, dessen kondensierbare Bestandteile in flüssiger Form an und können aus dem Gas abgetrennt werden. Man hat auch schon der Expansionsstufe eine direkte oder indirekte Gaskühlung vorgeschaltet, um bei gegebenem Druckgefälle in der Expansionsstufe eine niedrigere Endtemperatur des Gases und damit eine weitergehende Abscheidung der kondensierbaren Bestandteile zu erhalten.Methods for cleaning up pressurized coal distillation gases For pipeline purposes For cleaning pressurized oil distillation gases for pipeline purposes it is known to initially set the gases to a higher than the Compress pipeline pressure and then expand it by expansion cooling, d. H. through relaxation under external work performance, towards the pipeline pressure bring. With expansion cooling, the difference between the initial and end temperature of the gas accordingly, its condensable components in liquid form and can be separated from the gas. You already have that too Expansion stage a direct or indirect gas cooling upstream in order to with a given Pressure gradient in the expansion stage a lower end temperature of the gas and thus to obtain a more extensive separation of the condensable constituents.

In vielen Fällen genügt jedoch die auf diese NN- eise erreichbare Gasreinigung noch nicht. Bei Fernleitung des gereinigten Gases in oberirdischen Freileitungen kann infolge Absinkens der Außentemperatur auf beispielsweise -ao° C in strengen Wintern leicht der Taupunkt des gereinigten Gases unterschritten werden. Es findet dann ein weiteres Auskondensieren von Gasbestandteilen statt mit den gefürchteten Betriebsstörungen durch Verstopfen von Leitungen, Armaturen u. dgl. Zur Verineidung dieses Übelstandes hat man das Fernleitungsgas nach dem Gegenstromprinzip von Linde einer stufenweisen Expansionskühlung unterworfen und es in der letzten Stufe auf eine unterhalb der in der Fernleitung zu erwartenden Tiefsttemperatur gebracht. Die Expansionskühlung wird dabei so durchgeführt, daß es in der oder den unter o° C arbeitenden Stufen zur Eisbildung der auskondensierenden Gasbestandteile kommt. Man hat daher wenigstens zwei parallel geschaltete und abwechselnd in Betrieb gehaltene Expansionsanlagen vorgesehen und die außer Betrieb befindliche Anlage zwecks Auftauens der eisförmigen Niederschläge mit dem von der Verdichtungsanlage kommenden Rohgas durchspült. Hierfür sind jedoch umfangreiche Anlagen mit verhältnismäßig hohem Energieverbrauch notwendig, wodurch häufig die Wirtschaftlichkeit der Gasreinigung nicht mehr gegeben ist.In many cases, however, the one that can be reached in this way is sufficient Gas cleaning not yet. In the case of long-distance pipelines of the purified gas in aboveground Overhead lines can drop to -ao °, for example, as a result of the outside temperature dropping C in strict In winter, the dew point of the purified gas is slightly are undercut. There is then a further condensation of gas components instead of the dreaded breakdowns caused by clogging of pipes and fittings and the like. To avoid this inconvenience one has the gas pipeline after the Linde's countercurrent principle is subjected to gradual expansion cooling and it in the last stage to one below that to be expected in the pipeline Brought low temperature. The expansion cooling is carried out so that it in the one or more stages working below 0 ° C for ice formation of the condensing out Gas components comes. You therefore have at least two connected in parallel and alternating expansion systems that are kept in operation and those that are not in operation are provided System for the purpose of thawing ice-shaped precipitation with that of the compacting system flushed incoming raw gas. For this, however, extensive systems are proportionate high energy consumption is required, which often reduces the cost-effectiveness of gas cleaning is no longer given.

Es sind in anderen Zweigen der Technik zur Trennung von Gasgemischen, wie zur Gewinnung von Sauerstoff und/oder Stickstoff aus Luft, Anlagen bekannt, bei denen die Gasgemische durch Expansionskühlung auf nahe an o° C heruntergekühlt und danach durch Ausfrieren einer Trocknung unterzogen werden, und zwar so weit, daß der Taupunkt der Gase bei -3o° C oder tiefer liegt. Derartige Anlagen sind technisch außerordentlich aufwendig und erfordern, wenn es sich um den Durchsatz von so großen Gasmengen handelt, wie sie für Fernleitungszwecke aufbereitet werden müssen, zum Ausfrieren erhebliche und nicht tragbare Energiemengen sowie komplizierte Apparaturen. Außerdem liegen, da die für Ferngaszwecke aufzubereitenden Gasmengen nicht nur Wasser, sondern auch Kohlenwasserstoffe enthalten, die Kondensationsverhältnisse beim Ausfrieren ungünstig, so daß unerwünschte Ablagerungen in den Apparaturen auftreten. Man kann daher die aus anderen Zweigen der Technik bekannten Verfahren auf die F erngasaufbereitung nicht übertragen.In other branches of technology for the separation of gas mixtures, as known for the extraction of oxygen and / or nitrogen from air, plants, in which the gas mixtures are cooled down to almost 0 ° C by expansion cooling and then subjected to drying by freezing out, to the extent that that the dew point of the gases is -3o ° C or lower. Such systems are technical extremely time-consuming and required when it comes to the throughput of so large Gas quantities are as they have to be processed for pipeline purposes, for Freezing out considerable and unsustainable amounts of energy as well as complicated apparatus. In addition, since the gas quantities to be treated for long-distance gas purposes are not only water, but also contain hydrocarbons, the condensation conditions during freezing unfavorable, so that undesirable deposits occur in the equipment. One can hence the methods known from other branches of technology for gas processing not transferred.

Es ist endlich bekannt, Gastrocknungen mit flüssigen oder festen Trocknungsmitteln, wie Schwefelsäure, Alkohol, hygroskopischen Salzlösungen oder Calciumoxyd, durchzuführen. Die bloße Verwendung derartiger Trocknungmittel zur Aufbereitung von für die Fernleitung bestimmten Gasen reicht ebenfalls nicht aus, um die Trocknung so weit zu führen, daß in oberirdischen Freileitungen bei einem Absinken der Außentemperatur auf beispielsweise -2o° C Kondensatbildungen mit Sicherheit vermieden werden. Die Verwendung von Kieselsäuregel als Trocknungsmittel, die an sich eine weitergehende Trocknung gestattet, setzt bekanntlich voraus, daß die zu trocknenden Gase in besonders reiner Form vorliegen. Es ist ferner bekannt, Gase für, Ferngasleitungen mit Säure zu entwässern und hierbei eine Kühlung zwecks weitgehender Wasserabscheidung vorzuschalten. Auch hierdurch wird keine ausreichende Trocknung erzielt.It is finally known that gas drying with liquid or solid desiccants, such as sulfuric acid, alcohol, hygroscopic salt solutions or calcium oxide. The mere use of such desiccants for processing for the pipeline Certain gases are also not sufficient to carry out the drying process to the point where that in overhead power lines when the outside temperature drops to, for example -2o ° C condensation can be avoided with certainty. The use of silica gel as a drying agent, which in itself allows further drying it is known that the gases to be dried are in a particularly pure form. It is also known to dewater gases for gas pipelines with acid and this upstream cooling for the purpose of extensive water separation. Also because of this sufficient drying is not achieved.

Die Erfindung hat sich die Aufgabe gestellt, Kohlendestillationsgase für Fernleitungszwecke auf einfachste Weise so weit zu trocknen, daß auch unter den genannten Betriebsverhältnissen Ausscheidungen nicht mehr auftreten können.The invention has set itself the task of carbon distillation gases for pipeline purposes to dry so far in the simplest way that also under eliminations can no longer occur under the specified operating conditions.

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Reinigung unter Druck stehender Kohlendestillationsgase für Fernleitungszwecke, wobei das Gas auf einen Wassertaupunkt von etwa -2o° C getrocknet werden muß, und geht aus von der an sich bekannten Expansionskühlung derartiger Gase auf Fernleitungsdruck unter entsprechender Ausscheidung der darin enthaltencn kondensierbaren Bestandteile. Die Erfindung besteht in der Kombination der im folgenden beschriebenen Maßnahmen, nämlich a) die Expansionskühlung auf eine wenig über o° C liegende Temperatur vorzunehmen und die kondensierten Bestandteile abzutrennen und b) mit Hilfe von festen Trocknungsmitteln, wie Kieselsäuregel oder Calciumoxy d, auf den geforderten Wasserdampftaupunkt (etwa -2o° C) zu trocknen.The invention relates to a method for cleaning pressurized Carbon distillation gases for pipeline use, with the gas at a water dew point must be dried from about -2o ° C, and is based on the known expansion cooling such gases at pipeline pressure with corresponding excretion of the therein contain condensable components. The invention consists in the combination the measures described below, namely a) expansion cooling to a to undertake a temperature slightly above 0 ° C and the condensed components to be separated and b) with the aid of solid desiccants, such as silica gel or Calciumoxy d to dry to the required water vapor dew point (around -2o ° C).

Weder bei der Expansionskühlung noch in der nachgeschalteten Gastrocknung sind irgendwelche Eisbildungen möglich; man kann also eine in den jeweiligen Betriebspausen aufzutauchende Reserveanlage völlig ersparen.Neither in the expansion cooling nor in the downstream gas drying any ice formations are possible; so you can have one during the respective breaks Completely dispense with the need for a reserve system.

Die Stufen a) und b) sind jede für sich bekannt. Es war aber nicht zu erwarten, daß durch die Expansionskühlung auf wenig über o@ C neben der Abscheidung von Wasser auch eine so weitgehende Abtrennung von Verunreinigungen eintritt, daß durch die Kombination dieser Maßnahmen die festen Trocknungsmittel zur Reinigung von nicht besonders stark vorgereinigten Kohlendestillationsgasen für Fernleitungszwecke eingesetzt werden können.The stages a) and b) are each known for themselves. But it wasn't to be expected that due to the expansion cooling to a little above o @ C in addition to the deposition of water also so extensive a separation of impurities occurs that By combining these measures, the solid desiccants for cleaning of coal distillation gases that have not been particularly strongly pre-cleaned for pipeline purposes can be used.

Die Regenerierung des festen Trocknungsmittels erfolgt zweckmäßig unter Ausnutzung der Verdichtungswärme des zu reinigenden Gases. Zu diesem Zweck kann man das gesättigte Trocknungsmittel durch Hindurchleiten des vom Kompressor kommenden heißen Rohgases zunächst aufheizen und dann durch einen Teilstrom des gereinigten Endgases, der im mittelbaren Wärmeaustausch mit dem heißen Rohgas wieder erwärmt wird, trocknen und diesen Teilstrom in den Kompressor zurückführen.The regeneration of the solid desiccant is expedient using the heat of compression of the gas to be cleaned. To this end you can get the saturated desiccant by passing the from the compressor First heat the incoming hot raw gas and then through a partial flow of the cleaned end gas, which in indirect heat exchange with the hot raw gas again is heated, dry and return this partial flow to the compressor.

Claims

PATENT CLAIMS: r. Process for cleaning pressurized coal distillation gases for pipeline purposes, whereby the gas has to be dried to a water dew point of about -2o ° C, characterized by the combination of the following measures: condensable constituents cooled to a temperature slightly above 0 ° C; b) the water dew point of this pre-cooled gas is reduced to the required water dew point after the condensed components have been separated off by treatment with solid desiccants. 2. The method according to claim r, characterized in that the saturated solid desiccant is heated for the purpose of regeneration by compressed hot raw gas and then freed from the residues of the absorbed condensed gas components by relaxed on pipeline pressure dry end gas, preferably with recirculation of this end gas flow in the compression system of the Relevant publications: German patent specifications No. 560 357, 561 292, 585 281, 6or 154, 642 5 0 5 German patent application G 337 IV h / 12 e (published on April 24, 1952); British patent specification No. 615 683; Inst. Mech. Eng., 149, I9-43, no.

2, p.56; The Oil and Gas Journal, 1936, 3: 1. and 36. Earlier Patents Considered: German Patents Nos. 876 736, 930 52r.