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DE2363504A1 - Verfahren zur zerlegung eines aus kohlenwasserstoffen und luft bestehenden gasgemisches - Google Patents

Verfahren zur zerlegung eines aus kohlenwasserstoffen und luft bestehenden gasgemisches

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Publication number
DE2363504A1
DE2363504A1 DE2363504A DE2363504A DE2363504A1 DE 2363504 A1 DE2363504 A1 DE 2363504A1 DE 2363504 A DE2363504 A DE 2363504A DE 2363504 A DE2363504 A DE 2363504A DE 2363504 A1 DE2363504 A1 DE 2363504A1
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DE
Germany
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gas mixture
air
gas
residual gas
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DE2363504A
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Inventor
Gerhard Dipl Ing Frey
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Linde GmbH
Original Assignee
Linde GmbH
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    • B01D5/0033—Other features
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Description

LiNDEAKTlENGESELLSCHAFT
(H 780) H 73/84
La/fed 19.12.1973
Verfahren zur Zerlegung eines aus Kohlenwasserstoffen und Luft bestehenden Gasgemisches
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Zerlegung eines aus Kohlenwasserstoffen und Luft bestehenden Gasgemisches, wobei das Gasgemisch einer adsorptiven Behandlung an einem Adsorptionsmittel unterzogen und das Adsorptionsmittel von,Zeit zu Zeit mittels Wasserdampf regeneriert wird.
Es ist bekannt, aus einem aus Luft und Kohlenwasserstoffen bestehenden Gasgemisch, das z.B. beim Verladen von Benzin in Raffinerien anfällt, die Kohlenwasserstoffe mittels eines Adsorptionsmittel, wie z.B. Aktivkohle, abzutrennen. Die Regenerierung des Adsorptionsmittels erfolgt durch Wasserdampf,
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ι der von Zeit zu Zeit mit dem Adsorptionsmittel in. Kontakt gebracht wird. Das bei der Regenerierung anfallende Gasgemisch aus Kohlenwasserstoffen und Wasserdampf wird verbrannt. Durch das bekannte Verfahren gelingt es somit auf relativ einfache Weise, aus einem
;, aus Luft und Kohlenwasserstoffen bestehenden Gasgemisch die Komponente Luft in relativ reinem Zustand zu gewinnen, was hin- ! sichtlich der negativen Umweltbelastung durch Kohlenwasserstoffe ! von Vorteil ist. Es gelingt jedoch nicht, die Kohlenwasserstoffe Il ebenfalls in relativ reinem Zustand zu gewinnen. Diese Tatsache ist insbesondere im Hinblick auf die sich immer stärker abzeichnende Energieknappheit von großem Nachteil.
Es wurde auch bereits ein Verfahren vorgeschlagen, das
es ermöglicht, sowohl die Luft als auch die Kohlenwasserstoffe in J! relativ reinem Zustand aus einem diese Komponenten enthaltenden !ι Gasgemisch zu gewinnen (Patentanmeldung P 23 37 055·0).
Gemäß diesem Verfahren wird das zu behandelnde Gasgemisch zunächst auf geringen Überdruck verdichtet und daraufhin in ι einem Wärmeaustauscher im Wärmeaustausch mit einem Kältemittel gekühlt. Durch die Kühlung kondensieren die Kohlenwasserstoffe aus und sammeln sich im unteren Bereich des Wärmeaustauschers, während
-
im oberen Bereich ein im wesentlichen aus Luft bestehendes Gasgemisch anfällt. Der Nachteil dieses Verfahrens liegt darin, daß zur Gewinnung von relativ riner Luft, und dies ist aus Gründen des Umweltschutzes erwünscht bzw. sogar erforderlich, eine verhältnismäßig, starke Kühlung notwendig ist, die wiederum mit einem erheblichen Energieaufwand verbunden 1st.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein einfaches und energiesparendes Verfahren zur Rückgewinnung der einzelnen Komponenten aus einem aus Luft und Kohlenwasserstoffen bestehendes Gasgemisch in möglichst reinem Zustand zu entwickeln.
Die Aufgabe wird dadurch gelöst, daß das bei der Regenerierung anfallende, im wesentlichen aus Kohlenwasserstoffen und Wasserdampf bestehende Abgas zur Abtrennung zumindest des größten Teiles des Wasserdampfes vorzerlegt wird und daß das bei der Vorzerlegung anfallende, im wesentlichen aus Kohlenwasserstoffen bestehende Restgas zumindest einstufig verdichtet und anschließend gekühlt wird.
Die Erfindung wira zwei wesentlichen Erfordernissen gerecht. Einmal ermöglicht sie die Gewinnung nahezu beliebig reiner Luft aus einem aus Kohlenwasserstoffen bestehenden Gasgemisch und leistet somit einen erheblichen Beitrag zur Vermeidung von Luftverschmutzungen und zum anderen gelingt es, die Kohlenwasserstoffe auf einfache und energiesparende Weise in nahezu reinem Zustand in flüssiger Form zurückzugewinnen, so daß diese z.B. als hochwertige Energieträger unmittelbar weiter verwendet werden können.
Dadurch, daß das bei der Regenerierung anfallende Abgas einer Vorzerlegung unterzogen wird, bei der bereits der größte Teil des Wasserdampfes abgetrennt wird, ist die Menge des mit Kohlenwasserstoffen angereicherten Restgases relativ klein, so daß zur Verdichtung relativ kleine Kompressoren herangezogen wer-
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den können. Nach der Verdichtung wird das Restgas, z.B. mittels eines Wasserkühlers, gekühlt, so daß die Kohlenwasserstoffe auskondensieren und als flüssiges Endprodukt zur Verfügung stehen.
Besonders zweckmäßig hat es sich erwiesen, wenn die Vorzerlegung des während der Regenerierung des Adsorbers anfallenden , aus Kohlenwasserstoffen und Wasserdampf bestehenden Abgases durch Wasserkühlung erfolgt. Hierbei kondensiert der Wasserdampf fast vollständig aus, so daß des bei der Vorzerlegung anfallende Restgas fast ausschließlich nur noch aus Kohlenwasserstoffen besteht .
Falls in dam zu behandelnden Gasgemisch mehrere Kohlenwasserstoffe mit verschiedenen Siedepunkten enthalten sind, ist es zweckmäßig, sine mehrstufige Verdichtung des Restgases vorzusehen, und nach jeder Verdichtungsstufe jeweils einen Teil der Kohlenwasserstoffe, durch z.B. Luft- oder Wasserkühlung, auszukondensieren.
Weitere Erläuterungen zu der Erfindung sind dem in der Figur schematisch dargestellten Ausführungsbeispiel zu entnehmen.
Gemäß der Figur wird das zu behandelnde, aus im Benzinbereich liegenden Kohlenwasserstoffen und Luft bestehende Gasgemisch über Leitung 1 der Anlage zugeführt, im Kompressor 2 auf etwa 9 ata verdichtet und daraufhin im Wärmeaustauscher 3 im Wärmeaustausch mit einem im Querschnitt 4 strömenden Kältemittel auf
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i!
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j; ca. 40 C abgekühlt. Bei diesem Wärme austau sch kondensiert ein
! Teil der Kohlenwasserstoffe aus und fließt über Leitung 5 in das Auffanggefäß 6. Das im Kopf des Vi arme austauscher s 3 anfallende Restgasgemisch, das sich im xtfesentliahen aus Luft und geringen Mengen an Kohlenwasserstoffen zusammensetzt, wird Über die Leitung ? abgezogen, im Ventil 8 entspannt, im Querschnitt 9 des
j Wärmeaustauschers 3 erneut angewärmt und daraufhin über die Lei-
■ tung 10 einem Adsorber "11 mit Aktivkohle als Adsorptionsmittel
ι zugeführt, in dem die im Restgasgemisch enthaltenen Kohlenwasserj stoffe vollständig ausgeschieden werden, so daß nahezu reine Luft über Leitung 12 abgezogen werden kann.
Sobald der Adsorber 11 mit Kohlenwasserstoffen beladen ist, erfolgt dessen Regenerierung. Hierzu wird heißer Wasserdampf Über die Leitung Ij5 zugeführt. Das im Zuge der Regenerierung an-Γ fallende, aus Wasserdampf und Kohlenwasserstoffen bestehende Abgas Ii wird Über Leitung .14 abgezogen und im Wasserkühler 15 auf eine I Temperatur, die etwa zwischen 20 und 35 0C liegt, abgekühlt.
. Im Zuge dieser Abkühlung kondensiert der im Abgas entj haltene Wasserdampf fast vollständig aus. Das anfallende Wasser
j wird im Abscheider l6 ausgeschieden.
|. Im Kopf des Abscheiders 16 fällt ein Eestgas an, das im
[I
!; wesentlichen nur noch Kohlenwasserstoffe enthält. Dieses Restgas j wird Über Leitung 17 aus dem Abscheider l6 abgezogen, in einer i ersten Verdichtungsstufe 18 auf ca. 3 ata verdichtet, im Wasserkühler 19 partiell kondensiert und im Abscheider 20 einer Phasen-Ii trennung unterzogen.
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Die nicht verflüssigten, tiefersiedenden Kohlenwasserstoffe werden Über Leitung 21 aus dem Abscheider 20 abgezogen, in eine r zweiten Verdichtungsstufe 22 auf etwa 9 ata verdichtet, daraufhin im Wasserkühler 23 vollständig verflüssigt und dem Sammelgefäß 2k zugeführt. Aus dem Sammelgefäß werden die flüssigen, tiefersiedenden Kohlenwasserstoffe über Leitung 25 abgezogen und mit den im Abscheider 20 anfallenden, höhersiedenden flüssigen Kohlenwasserstoffen, die mittels der Pumpe 26 auf den Druck der zweiten Verdichtungsstufe verdichtet werden, vereint.
Die vereinte Menge an flüssigen Kohlenwasserstoffen kann Über Leitung 27 unmittelbar einem hier nioht dargestellten Vorratstank zugeführt werden. Sie kann aber auch zumindest teilweise über die Leitung 28 und das Entspannungsventil 29 dem über Leijj tung 1 einströmenden Gasgemisch erneut zugemischt werden. Die
zweite Möglichkeit ist insbesondere dann zweckmäßig, wenn das anfallende Gasgemisch eine Kohlenwasserstoffkonzentration aufweist, die innerhalb der Explosionsgrenze liegt. Durch die Zumischung gelingt es, die Kohlenwasserstoffkonzentratjon Über diese Explosionsgrenze anzuheben und somit die Sicherheit des Verfahrens wesentlich zu erhöhen.
Da die im Abscheider 16 anfallende Restgasmenge sehr gering ist, sie beträgt größenordnungsmäßig nur einige Promille der anfallenden Gasgemisch menge, kann ein die Verdichtungsstufen 18 und 22 enthaltender Kompressor relativ klein ausgelegt sein, so daß der Invest it ions- und Energieaufwand zur Durchführung des Verfahrens insgesamt nur gering ist.
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Palls ein kontinuierlicher Betrieb des Verfahrens erwünscht oder erforderlich ist, kann der Adsorber 18 durch ein aus zwei Adsorbern bestehendes wechselbares Adsorbersystem ersetzt werden, wobei während der Beladung des einen Adsorbers der andere regeneriert wird.
Für den Fall, daß im Wärmeaustauscher 3 Pestausscheidungen anfallen, z.B. ausfrierender Wasserdampf, der aufgrund der Luftfeuchtigkeit im zu behandelnden Gasgemisch enthalten 1st, kann auch der Wärmeaustauscher 3 durch ein umschaltbares, aus mindestens zwei WärmeaustauscnesT. bestehendes Warraeaustausohersystern ersetzt werden.
Durch die Kombination des Wärmeaustauschers 3 und des Adsorbers 11 kann ein Teil der Kohlenwasserstoffe ohne allzu starke Kühlung bereits im Wärmeaustauscher 3 unmittelbar aus dem Kohlenwasserstoff-Luft-Gemisoh abgetrennt werden, während die Restmenge an Kohlenwasserstoffen, zu deren unmittelbaren Abtrennung im Wärmeaustauscher 3 eine relativ starke Kühlung erforderlich wäre, nicht aus einem Kohlenwasserstoff-Luft-Gemisch, sondern lediglich aus einem Kohlenwasserstoff-Wasserdampf-Gemisch abgetrennt zu werden braucht.
Ein weiterer Vorteil der Kombination Wärmeaustauscher und Adsorber 11 liegt darin, daß insgesamt kleinere Adsorber verwendet werden können.
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Das erfindungsgemäße und in der Figur anhand eines AusfUhrungsbeispiels näher erläuterte Verfahren eignet sich besonders vorteilhaft zur Rückgewinnung des in einem Benzin-Luft-Gemisch enthaltenen Benzins.
5 Patentansprüche
1 Blatt Zeichnungen
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Claims (1)

  1. LiNDEAKTIENGESELLSCHAFT
    780) H 73/84
    La/Dd 19.12.1973
    Patentansprüche
    1. Verfahren zur Zerlegung eines aus Kohlenwasserstoffen und Luft bestehenden Gasgemisches, wobei das Gasgemisch einer adsorptiven Behandlung an einem Adsorptionsmittel unterzogen und das Adsorptionsmittel von 2öit zu Zeit mittels Wasserdampf regeneriert wird, dadurch &kennzeichnet, daß das bei der Regenerierung anfallende, im wesentlichen aus Kohlenwasserstoffen und Wasserdampf bestehende Abgas zur Abtrennung zumindest des größten Teils des Viasserdampfes vor zerlegt wird und daß das bei der Vorzerlegung anfallende, im wesentlichen aus Köhlenwasserstoffen bestehende Restgas zumindest einstufig verdichtet und anschließend gekühlt wird.
    2« Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Vorzer legung des Abgases durch Wasserkühlung erfolgt.
    Ϊ 3* Verfahren nach einem der Anspruch· 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Verdichtung des Rostgases mehrstufig erfolgt, wobei das Restgas nach jedervVerdichtungsstufe, ausschließlich der letzten, partiell kondensiert und einer Phasentrennung unterzogen wird.
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    UHDB AKTrENGESELLSCHAFT
    4. Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die bei der Verdichtung und Kühlung des Restgases: anfallenden Kohlenwasserstoffe denr aus Luft und Kohlenwasserstoffen bestehenden Gasgemisch zumindest teilweise erneut zugemischt werden.
    5. Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß das aus Luft und Kohlenviasserstoffen bestehende Gasgemisch zunächst verdichtet und anschließend durch Wärmeaustausch mit einem Kältemittel partiell kondensiert wird und daß das bei der partiellen Kondensation anfallende RestGasgemisch der adsorptiven Behandlung unterzogen wird.
    509827/0741
DE2363504A 1973-07-20 1973-12-20 Verfahren zur zerlegung eines aus kohlenwasserstoffen und luft bestehenden gasgemisches Pending DE2363504A1 (de)

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