NO148337B

NO148337B - Fremgangsmaate ved avkjoeling av gasser.

Info

Publication number: NO148337B
Application number: NO76762876A
Authority: NO
Inventors: Horst Frank; Hans Peter Langebach
Original assignee: Linde Ag
Priority date: 1975-08-29
Filing date: 1976-08-20
Publication date: 1983-06-13
Also published as: DE2538611C2; GB1506692A; US4040266A; DE2538611A1; NO762876L; NO148337C

Description

Oppfinnelsen vedrorer en fremgangsmåte for avkjoling av en rågassblanding som inneholder hydrokarboner med forskjellig kokepunkt, ved at rågassblandingen avkjbles ved direkte varmeutveksling med vann, og de derved utkondenserende og faste hydrokarbone r utva ske s.

Ved den termiske spaltning av hydrokarboner, f.eks. fortrinns-vis parafiniske hydrokarboner med 2-5 karbonatomer, avgies på et hoyt temperaturnivå, f.eks. mellom 800 og 1000°C, en spaltgass som er sammensatt av et bredt spektrum av hydrokarboner med forskjellig kokepunkt. For å unngå sekundærreak-

sjoner blir denne spaltgass i såkalte spaltgasskjolere forst rask nedkjolt til en mellomtemperatur, f.eks. ca. 350°C.

Den videre avkjoling av denne rågassblanding som i forste rekke inneholder hydrokarboner med 1-8 karbonatomer, men som også

er forurenset mad mindre mengder hoyere kokende hydrokarboner samt koks og tjære, til omtrent omgivelsestemperatur, skjer vanligvis ved direkte varmeutveksling med vann som i en egnet kolonne bringes i kontakt med rågassblandingen.

I sumpen av denne kolonne avgies det en blanding bestående av vann, flytende hydrokarboner samt tjære og koks, som i en fast-stoff utskiller underkastes en vannadskillelse. Det avgitte vann kjoles påny i en eller flere varmeutvekslere, i direkte varmeutveksling med et kjolemiddel, og derefter mates inn i kolonnen. Ulempen med denne fremgangsmåte er at det i faststoffutskilleren kun oppnåes en ufullstendig adskillelse av hydrokarboner og vann. Dette har til folge at de ikke fraskilte faste og flytende hydrokarboner i kjolekretslopet forer til en avsetning på varmeutvekslerens varmeflater. Derfor må disse renses hyppig og utstyres med reservedeler, noe som er for-bundet med urimelig hbye ytterligere tekniske og apparat-inve steringer.

Oppfinnelsens oppgave er å frembringe en fremgangsmåte for avkjoling av en rågassblanding som er enkelt å gjennomfore og hvor ingen avsetning skjer i varmeutvekslerne.

Denne oppgave loses ifolge oppfinnelsen slik at avkjolingen utfores i det minste på to trinn, idet kjolingen i det forste trinn skjer ved fordampning av vannet og i det andre trinn ved tilforsel av kjolemedium.

Med fremgangsmåten ifolge oppfinnelsen er det mulig å unngå

at hydrokarbonene hhv. de faste forurensningene, slik som tjære og koks, utkondenseres i rågassblandingens kjoleforlbp, avleirer seg isolerende på varmeutvekslernss varmeflater.

Dette oppnåes ved at hydrokarbonene og de faste forurensningene som ville fore til en avsetning på varmeutveksler-varmeflåtene, utkondenseres hhv. utvaskes allerede i det forste kjoletrinn hvor avkjolingen skjer ved hjelp av vannfordampning. Fordi avkjolingen i det forste kjoletrinn skjer i direkte varmeutveksling med fordampende vann, forloper den praktisk talt adiabatisk. Således er det ikke nodvendig i det forste kjoletrinn å tilfore noe kjolemedium; derfor trenges det heller ingen varmeflater for overforingen av varme, hvilke varmeflater kunne dekkes av de utkondenserende tunge hydrokarboner resp. faste forurensningene slik som tjære og koks.

Den videre avkjoling av rågassblandingen til omtrent omgivelsestemperatur, skjer nu i det andre trinn ved tilforsel av kjo-lemedium f.eks. via et kjolevannkretslop. Herved blir i indirekte varmeutveksling med et kjolemedium, nedkjolt vann varmet opp i lopet av kjoletrinnet i direkte varmeutveksling med rågassblandingen. I det andre kjøletrinnet som utføres i en kolonne, forsynt med anordninger til forbedring av varmeutvekslingen, vil det avgies en blanding av kretslopsvann, utkondensert vann og utkondenserte hydrokarboner. Kretslopsvannet avkjbles igjen ved tilforsel av kjolemedium og innfores pånytt i det andre kjoletrinn. Fordi samtlige tunge hydrokarboner hhv. forurensningene slik som tjære og koks allerede i det forste kjoletrinn ble adskilt fra rågassblandingen, er det ingen grunn til å frykte en avsetning i varmeutvekslerne i hvilke krets-lopsvannets avkjoling skjer i det andre trinn. Samtlige varmeutvekslerne kan derfor utfores uten noen reserveenheter. Ut over dette bortfaller en faststoffutskiller i vannkretslopets annet kjoletrinn.

Rågassblandingens avkjoling i det forste kjoletrinn skjer inn-til vannets duggpunkttemperatur er nådd. På denne måte oppnåes at rågassblandingen som forlater det forste kjoletrinn, er full-stendig mettet med vann, hvorved en maksimal avkjoling er ga-rantert i dette kjoletrinn.

Vannmengden som tilfores i det forste kjoletrinn, avmåles slik at man ved hjelp av den ikke fordampede andel oppnår i dette trinn en effektiv utvaskning av de faste forurensningene og kondenserte tunge hydrokarboner. Disse bestanddeler kan i det minste delvis skilles fra vannet slik at dette i kretslopet kan fores tilbake til det forste kjoletrinn.

Ifolge et ytterligere trekk kan vannunderskuddet som oppstår

ved fordampning i det forste kjoletrinn, kompenseres ved tilforsel av vann fra vannkretslopet i det andre kjoletrinn.

Oppfinnelsen skal forklares ytterligere ved hjelp av den i ut~ forelseseksempelet skjematisk viste figur.

Ifolge figuren fores en rågassblanding som skal behandles, so.v.

i forste rekke består av hydrokarboner med 1-8 karbonatomer, men også inneholder noen hoyere kokende hydrokarboner samt faste forurensninger slik som tjære og koks, til anlegget via en ror-ledniig 1 ved en temperatur på ca. 320° og mates inn i en forste vannskillekolonne 2. I kolonnen 2 som tilsvarer et forste kjoletrinn, avkjbles rågassblandingen ved direkte varmeutveksling med fordampende vann som fores til kolonnen 2 via en rorledning 5.

På grunn av avkjolingen kondenserer en del av de tunge hydrokarboner ut fra rågassblandingen og samler seg i kolonnens 2 nedre område sammen med de faste forurensningene slik som tjære og koks, hvilke vaskes ut av ikke fordampet vann.

Derfra fores blandingen av vann, flytende hydrokarboner og faste forurensninger til en faststoffutskiller 3, hvor storste delen av vannet påny skilles fra blandingen. Mens hydrokarbonene samt forurensningene tappes via en rorledning 4 fra et forste kammer 13 i faststoffutskilleren 3, strommer vannet over en skillevegg 14 inn i et annet kammer 15 og fores pånytt tilbake til kolonnen 2 via rorledningen 5 ved hjelp av en pumpe 16. Fordi avkjolingen i soylen 2 skjer ved hjelp av fordampende vann, altså praktisk talt adiabatisk, d.v.s. uten tilforsel av kjolemedium, kreves det ikke flere varmeutvekslere for det sirkulerte vannets avkjoling. Derfor kan heller ingen varmeflater tildekkes av tunge hydrokarboner og faste forurensninger, som på grunn av den relativt ufullstendige adskillelse i faststoffutskilleren 3 fremdeles er tilstede i vannet som sirkulerer gjennom rorledningen 5.

For videre avkjoling skal den fra kolonnen 2 ved en temperatur på ca. 90°C avgitte rågassblanding som nu er mettet med vann-damp, fores til en annen vannseparasjonskolonne 8 via en rorledning 7. Også i dette andre kjoletrinn skjer avkjolingen ved direkte varmeutveksling med vann som fores i kretslopet, hvilket vann avkjbles i varmeutvekslere 10 under indirekte varmeutveksling med et kjolemedium, og derefter mates inn i kolonnen 8

via rorledningen 17 og 18. I kolonnens 8 sump avgies en blanding av vann og flytende hydrokarboner, hvilken blanding ved hjelp av en. pumpe 19 påny ledes delvis via rorledningen 9 gjennom varmeutvekslerne 10. En annen del skal for dekning av vann-tapet ledes via en rorledning 6 til den forste kolonne 2, mens resten føres ut fra anlegget via en rørledning 12.

Fordi samtlige tunge hydrokarboner samt de faste forurensningene allerede er skilt fra rågassblandingen i den forste kolonne 2, er det ingen grunn til å frykte en avsetning i varmeutvekslerne 10 i vannkretslbpet av den andre vannskillesbyle 8 slik at den kan fremstilles på en enkel måte, dvs. uten reservedeler. Dessuten er ingen anordning av en ytterligere faststoffutskiller i kolonnens 8 vannkretsløp nødvendig.

Den avkjølte rågassblanding tappes ved en temperatur på ca. 35°C via en rørledning 11 fra den andre kolonnens 8 topp.

Claims

1. Fremgangsmåte ved avkjøling av en rågassblanding som inneholder hydrokarboner med forskjellig kokepunkt, ved at rågassblandingen avkjøles ved direkte varmeutveksling med vann og de derved utkondenserende og faste hydrokarboner utvaskes, karakterisert ved at avkjølingen utføres i det minste over to trinn slik at rågassen avkjøles i første trinnet ved hjelp av fordampende vann, utkondenserende tunge hydrokarboner og faste bestanddeler utvaskes ved hjelp av overskytende vann, og i det andre trinn skjer den ytterligere kjøling av rågassen ved varmeutveksling med et vannkretsløp som er kjølt ved hjelp av kjølemedium.

2. Fremgangsmåte ifølge krav 1, karakterisert ved at rågassblandingen i det første trinn kjøles ned til vannets duggpunkttemperatur.

3. Fremgangsmåte ifølge krav 1, karakterisert ved at den i det første trinn avgitte blanding av vann, flytende hydrokarboner og faste forurensninger deles opp i en vannrik fraksjon og en som er anriket med hydrokarboner og forurensninger, og den vannrike fraksjon sammen med en del av den fraksjon som avgies i det andre kjøletrinn, bestående av vann og hydrokarboner, føres påny tilbake til det første trinn.