PL69546B1 - - Google Patents

Description

Pierwszenstwo: 2i.v.i969 Opublikowano: 30.XI.1973 Niemiecka Republika Federalna 69546 KI. 12o,19/01 MKP C07c 11/24 UKD Wspóltwórcy wynalazku: Hartmut Vóigt, Erich Schneck Egon Malow, Walter Wetzel, Wlasciciel patentu: Farbwerke Hoechst Aktiengesellschaft vormals Mei- ster Lucius u. Briining, Frankfurt n/Menem (Nie¬ miecka Republika Federalna) Sposób oddzielania acetylenu z gazu nosnego, powstajacego przy pirolizie weglowodorów Przedmiotem wynalazku jest sposób wydzielania acetylenu z gazów nosnych, powstajacych przy pirolizie weglowodorów, przez selektywna absorpcje acetylenu wysokowrzacym rozpuszczalnikiem, a na¬ stepnie desorpcje, podczas której odpedza sie w kil¬ ku stadiach skladniki gazowe, pobrane przez roz¬ puszczalnik, stosujac przy tym czesciowo gaz po¬ mocniczy.W znanych sposobach absorpcje te prowadzi sie pod cisnieniem 10—20 ata, zaleznie od wlasciwosci rozpuszczalnika i najczesciej w temperaturze od +30 do —60°C. W tych warunkach nawet rozpusz¬ czalniki o duzej selektywnosci, jak dwumetylofor- mamid i N-metylopirolidon, rozpuszczaja oprócz acetylenu takze inne skladniki gazu nosnego. Sklad¬ niki te, którymi sa glównie: dwutlenek wegla, ety¬ len i metan, odpedza sie w pierwszym stopniu de¬ sorpcji, czesto za pomoca frakcjonujacej kolumny desorpcyjno-absorpcyjnej, wymywajac równoczesnie acetylen, a nastepnie spreza i zawraca je do stop¬ nia absorpcji.W kolumnie desorpcyjno-absorpcyjnej, noszacej takze nazwe „reboiled-absorber", prowadzi sie pro¬ ces z reguly pod cisnieniem 0,31—5 atn, przy czym korzystniejsze sa nizsze cisnienia. Ogrzewanie ko¬ lumny typu „reboiled-absorber", wymywanie acety- - lenu, jak równiez sprezanie oddestylowanych ga¬ zów, wymaga znacznego zuzycia energii, które wy¬ stepuje takze wówczas, gdy w procesie bierze udzial 20 25 30 gaz pomocniczy. Koszty aparaturowe tego stadium procesu sa bardzo znaczne.W nastepnym stopniu desorpcji wydziela sie ace¬ tylen przez jedno- lub kilkakrotne ogrzewanie roz¬ puszczalnika. Ostateczna regeneracja rozpuszczalni¬ ka nastepuje po ogrzaniu go do temperatury wrze¬ nia, korzystnie pod zmniejszonym cisnieniem. O ile stosowano do regeneracji gaz pomocniczy, wówczas odprowadzano wraz z nim znaczna ilosc nieodzy- skanego acetylenu.Dwumetyloformamid, stosowany korzystnie jako rozpuszczalnik w znanych sposobach, regeneruje sie przez ogrzewanie. Duza wada tej metody regenera¬ cji jest koniecznosc stosowania podwyzszonej tem¬ peratury, przyspieszajacej rozklad rozpuszczalnika, oraz znaczne zuzycie energii.Sposób wedlug wynalazku usuwa braki opisanego sposobu, a zwlaszcza zmniejsza zuzycie energii i ilosc aparatury potrzebnej do wykonywania sposobu oraz eliminuje straty acetylenu, odprowadzanego z gazem pomocniczym.Sposób wedlug wynalazku wydzielania acetylenu z zawierajacych etylen mieszanin gazowych, otrzy¬ manych przy pirolizie weglowodorów, przez se¬ lektywna absorpcje acetylenu wysokowrzacym roz¬ puszczalnikiem i nastepna wielostopniowa desorpcje z równoczesnym zastosowaniem gazu pomocniczego polega na tym, ze gaz pomocniczy prowadzi sie w obiegu zamknietym przez stopien regeneracji roz¬ puszczalnika, przez pierwszy stopien desorpcji, na- 69 54669 546 stepnie przez stopien absorpcji, wreszcie przez urza¬ dzenie do oddzielania skladników gazu otrzymywa¬ nego ze szczytu absorbera z powrotem do stopnia regeneracji.Sposób wedlug wynalazku jest szczególnie ko- 5 rzystny z tego wzgledu, ze pozwala calkowicie unik¬ nac strat acetylenu z uwagi na specjalny sposób przesylania gazu pomocniczego przez poszczególne stopnie procesu technologicznego.Dalsza zaleta sposobu polega na zmniejszeniu strat 10 rozpuszczalnika, gdyz rozpuszczalnik, porwany wraz z gazem pomocniczym, zostaje odzyskany lacznie z produktem, odbieranym ze szczytowej czesci ab¬ sorbera, bez koniecznosci stosowania dodatkowej fazy procesu technologicznego. 15 Jako gaz pomocniczy mozna stosowac obcy gaz, który w warunkach procesu nie rozpuszcza sie w rozpuszczalniku i nie reaguje ze skladnikami gazu poddawanego obróbce. Szczególnie korzystne jest za¬ stosowanie lekkiego, pirolitycznego gazu resztkowe- 20 go, który i tak otrzymuje sie w instalacji do oddzie¬ lania etylenu znajdujacej sie za urzadzeniem do od¬ dzielania acetylenu.Wedlug wynalazku rozpuszczalnik poddawany jest dzialaniu ciepla tylko w niewielkim stopniu. Po- 25 niewaz w fazie desorpcji i regeneracji mozna sto- stowac znacznie wyzsze cisnienie niz w znanych metodach, wiec zmniejsza sie znacznie zuzycie ener¬ gii, potrzebnej do ponownego sprezania gazów.„Reboiled-absorber" mozna zastapic prostym de- sorberem. Zapotrzebowanie energii w fazach pro¬ cesu, w których zachodzi wydzielanie acetylenu, wynosi w wielu przypadkach tylko okolo jednej trzeciej zapotrzebowania, wystepujacego w konwen¬ cjonalnych metodach, w których jako rozpuszczal¬ nik stosuje sie aceton, i okolo polowy zapotrzebo¬ wania energii, wystepujacego w znanych metodach, w których jako rozpuszczalnik stosuje sie dwume- tyloformamid. W metodach tych stosuje sie bardzo niskie cisnienia w fazie desorpcji oraz pracuje przy uzyciu tak zwanego „reboiled-absorbera". Duza za- 40 lete sposobu wedlug wynalazku w porównaniu do znanych metod stanowi zwiekszenie bezpieczenstwa ruchowego zwiazane z obnizeniem stezenia acetyle¬ nu gazowego w pierwszym stopniu desorpcji.Wplyw chroniacego dzialania zmniejszonego ob- 45 ciazenia cieplnego jest szczególnie korzystny w przy¬ padku stosowania dwumetyloformamidu jako roz¬ puszczalnika.Mozna jednak stosowac takze inne rozpuszczalni¬ ki, jak na przyklad N-metylopirolidon. Szczególnie 50 korzystny zakres cisnien potrzebnych do pelnej re¬ generacji rozpuszczalnika wynosi od 0,2-krotnego do 0,9-krotnego cisnienia, panujacego w stopniu ab¬ sorpcji. Cisnienie w pierwszym stopniu desorpcji moze byc 1,05 razy wieksze od cisnienia absorpcji, 55 lecz mozna równiez stosowac cisnienie nizsze. Ko¬ rzystnie stosuje sie cisnienie do 0,5-krotnej wartos¬ ci cisnienia stopnia absorpcji. Cisnienie w pierw¬ szym stopniu desorpcji powinno byc w kazdym przypadku wieksze od cisnienia w stopniu regene- 60 racji.Na zalaczonym rysunku wyjasniono sposób wed¬ lug wynalazku, Absorber 1 odpowiada stopniowi absorpcji, desorber 2 — pierwszemu stopniowi de¬ sorpcji, desorber 3 — drugiemu stopniowi desorpcji, 65 który sluzy do oddzielania acetylenu, a desorber 4 — stopniowi regeneracji. Cyfra 5 oznaczono pompy, a cyfra 6 — dmuchawe. Kompleksowa instalacje do oddzielania etylenu oznaczono prostokatem 7..Poszczególne wymienniki ciepla, znajdujace sie na linii obiegu rozpuszczalnika, oraz chlodnice posred¬ nie w Absorberze nie zostaly pokazane na rysunku w celu uproszczenia. Rurociagi obiegu gazu pomo¬ cniczego oznaczono cyframi 8, 9, 10, 11 i 12, a ru¬ rociag sluzacy do przesylania rozpuszczalnika, cyf¬ ra 13.Gaz pirolityczny doprowadzony jest równoczesnie z pirolitycznym gazem resztkowym i/lub gazem po¬ mocniczym innego pochodzenia rurociagiem 8 do absorbera 1.Czesc gazu pirolitycznego, nie rozpuszczona w rozpuszczalniku i nie zawierajace juz acetylenu, plynie rurociagiem 9 do instalacji oddzielania ety¬ lenu 7.W instalacji tej otrzymuje sie obok etylenu, wo¬ doru, metanu i innych produktów takze gaz reszt¬ kowy, który jako gaz pomocniczy wolny od acety¬ lenu i etylenu plynie rurociagiem 10 do desorbera 4. Tu miesza sie on z wydzielajacym sie przez de¬ sorpcje rozpuszczalnika acetylenem, po czym poda¬ wany jest dmuchawa 6 przez rurociag 11 do desor¬ bera 2, a nastepnie przez rurociag 12 i ewentualnie za pomoca drugiej dmuchawy 6 wprowadzany do strumienia gazu pirolitycznego plynacego do absor¬ bera. Gaz pomocniczy znajduje sie w obiegu zam¬ knietym, oczywiscie z pominieciem desorbera 3, w którym wydziela sie acetylen.W obiegu zamknietym znajduje sie takze roz¬ puszczalnik, którym moze byc na przykald dwume- tyloformamid. Rozpuszczalnik ten plynie po zakon¬ czeniu regeneracji do absorbera 1, tam rozpuszcza w sobie glównie acetylen oraz niektóre trudniej rozpuszczalne gazy, przy czym te ostatnie gazy ule¬ gaja ponownie calkowitej desorpcji w desorberze 2.Wydzielanie acetylenu nastepuje w desorberze 3 przy zastosowaniu ogrzewania pod cisnieniem 1,1— —1,3 ata, a wiec znacznie nizszym od cisnien wy¬ stepujacych w pozostalych stopniach desorpcji. Dal¬ sza droga rozpuszczalnika wiedzie przez desorber 4 z powrotem do absorbera.Do obiegu doprowadza sie swiezy rozpuszczalnik w celu uzupelnienia strat produkcji. Gaz resztkowy utrzymuje sie w obiegu w przyblizeniu w stalej ilosci odprowadzajac stale z ukladu odpowiednia jego ilosc.Przyklad I. Do absorbera 1 wprowadza sie 20 000 Nm3/godz. gazu pirolitycznego pod cisnieniem 19 ata i w temperaturze 0°C, zawierajacego wodór, CO, metan, etylen, dwutlenek wegla i acetylen.Do glowicy absorbera 1 doprowadza sie dwumetylo- formamid o temperaturze — 5°C, w ilosci 40 t/godz.Temperature rozpuszczalnika, odplywajacego z ab¬ sorbera ustala sie przez chlodzenie miedzystopniowe na poziomie +18°C. Rozpuszczalnik przeplywa w warunkach adiabatycznych i takze pod cisnieniem 19 ata przez desorber 2. Ochladza sie on przy tym do temperatury 11°C, a nastepnie chlodzi zregenero¬ wany rozpuszczalnik. Produkt otrzymany ze szczytu tego stopnia plynie' do absorbera 1, przy czym nie zachodzi koniecznosc stosowania dmuchawy. W dru¬ gim stopniu desorpcji (desorber 3) rozpuszczalnikr 69 5 5 rozpreza sie do cisnienia 1,2 ata i ogrzewa do tem¬ peratury 120°C, przy czym wydziela sie z niego ace¬ tylen. Po tej operacji zawiera on jeszcze tylko sla¬ dy dwutlenku wegla i etylenu. Rozpuszczalnik poz¬ bawiony w ten sposób znacznej ilosci acetylenu pod- 5 daje sie nastepnie pompa do stopnia regeneracji 4, przez który przeplywa on w warunkach adiabaty¬ cznych pod cisnieniem 17 ata. Do stopnia regenera¬ cji doprowadza sie 5000 Nm8/godz. gazu resztkowe¬ go, który czerpany jest z urzadzenia rozdzielajacego 10 7 pod cisnieniem 17 ata, tak ze i tu zbyteczna jest dmuchawa. Gaz, otrzymywany ze szczytu stopnia regeneracji spreza sie za pomoca dmuchawy do cisnienia 17—19 ata i doprowadza do dna desórbe- ra 2. Nie zostaje przy tym przekroczone cisnienie 15 czastkowe acetylenu, gdyz wysokie cisnienie czast¬ kowe obojetnego gazi^ pomocniczego hamuje roz¬ klad acetylenu.Przyklad II. Do indentycznej aparatury jak w przykladzie I wprowadza sie w tych samych 2o warunkach 20 000 Nm8/godz. gazu pirolitycznego, za¬ wierajacego wodór, tlenek wegla, metan, etylen i acetylen, a wiec wolnego od dwutlenku wegla.Ilosc dwumetyloformamidu wynosi 35 t/godz. Desor- bery 2 i 3 pracuja w sposób opisany w przykladzie 25 I. Do zdesorbowania rozpuszczonego wraz z acetyle¬ nem etylenu potrzeba jednak tylko 2500 Nm8/godz. gazu pomocniczego. Aby zmniejszona ilosc dopro¬ wadzanego gazu pomocniczego umozliwila dosta¬ teczna regeneracje rozpuszczalnika w stopniu de- 30 sorpcji 4, gaz ten powinien miec cisnienie 8 ata i temperature 120°C. 6 PL PL

Claims (5)

1. Zastrzezenia patentowe 1. Sposób wydzielania acetylenu z gazu nosnego, powstajacego przy pirolizie weglowodorów, przez selektywna absorpcje acetylenu wysokowrzacym rozpuszczalnikiem i nastepna desorpcje, podczas której odpedza sie w kilku stadiach skladniki ga¬ zowe pobrane przez rozpuszczalnik, przy równocze-; snym czesciowym zastosowaniu gazu pomocniczego^ znamienny tym, ze gaz pomocniczy prowadzi sie w obiegu zamknietym, kolejno przez stopien rege¬ neracji rozpuszczalnika, dalej przez pierwszy sto¬ pien desorpcji, nastepnie przez stopien absorpcji i wreszcie przez urzadzenie do oddzielania skladni¬ ków gazu, otrzymywanego ze szczytu absorbera, z powrotem do stopnia regeneracji.

2. Sposób wedlug zastrz. 1, znamienny tym, ze jako gaz pomocniczy stosuje sie pirolityczny gaz resztkowy.

3. Sposób wedlug zastrz. 1 i 2, znamienny tym, ze jako rozpuszczalnik stosuje sie dwumetyloform- amid.

4. Sposób wedlug zastrz. 1—3, znamiennymtyn\ ze w stopniu regeneracji stosuje sie cisnienie robo-i cze, stanowiace 0,21—0,9 cisnienia roboczego w stop,-* niu absorpcji.

5. Sposób wedlug zastrz. 1—4, znamienny tym, ze cisnienie robocze w pierwszym stopniu desorpcji wynosi 0,5—1,05 cisnienia roboczego w stopniu ab¬ sorpcji.KI. 12o,19/01 69 546 MKP C07c 11/24 iJB- 12 7 13' UJ3 -S- 13 * » 13' 4 /13 l dO C9H 2n2 JO ^ RSW Zakl. Graf. W-wa, zam. 919-73, nakl. 110+20 eg Cena 10 zl PL PL