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Dokumentenidentifikation DE10257577A1 01.07.2004
Titel Verfahren zur Aufbereitung zerfallsfähigen Gase
Anmelder BASF AG, 67063 Ludwigshafen, DE
Erfinder Helfert, Herbert, Dr., 67227 Frankenthal, DE;
Laqua, Gerhard, Dr., Kapellen, BE;
Buckel, Gerhard, 67069 Ludwigshafen, DE;
Eiden, Ulrich, Dr., 67271 Kindenheim, DE
DE-Anmeldedatum 10.12.2002
DE-Aktenzeichen 10257577
Offenlegungstag 01.07.2004
Veröffentlichungstag im Patentblatt 01.07.2004
IPC-Hauptklasse B01D 53/14
IPC-Nebenklasse C07C 7/11   
Zusammenfassung Zur Aufbereitung zerfallsfähiger Gase, insbesondere Acetylen, werden die Gase durch eine Füllkörper oder eine Packung enthaltende Stoffaustauschkolonne hindurchgeleitet und im Gegenstrom mit einer Flüssigkeit gewaschen. Die Gase werden dabei unter erhöhtem Druck dem unteren Ende der Stoffaustauschkolonne und die Waschflüssigkeit unter im Verhältnis zur Temperatur der Gase erniedrigter Temperatur am oberen Ende der Stoffaustauschkolonne zugeführt. Die Förderung der Waschflüssigkeit erfolgt in einer Kreislaufführung, die eine Kühleinrichtung einschließt. Durch die Kühlung der Gase lassen sich einerseits die in diesen enthaltenen kondensierbaren Bestandteile entfernen und andererseits kann die berieselte Schüttung deflagrative Zerfälle der Gase sicher verhindern.

Beschreibung[de]

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Aufbereitung zerfallsfähiger Gase, insbesondere Acetylen, bei dem die Gase durch eine Füllkörper oder eine Packung enthaltende Stoffaustauschkolonne hindurchgeleitet und im Gegenstrom mit einer Flüssigkeit gewaschen werden.

Bei zerfallsfähigen Gase müssen sowohl bei den abgebenden als auch bei den abnehmbaren Anlagen Zerallsperren vorgesehen werden, um das Ausbreiten deflagrativer Zerfälle von der Anlage in das Rohrleitungsnetz sowie vom Rohrleitungsnetz in die Anlage zu verhindern. Als Zerfallssperren dienen dabei Füllkörperschüttungen, die entsprechend derjeweiligen Verordnungen dimensioniert sein müssen. In vielen Fällen enthält das in einer chemischen Anlage benötigte zerfallsfähige Gas störende; kondensierbare Verunreinigungen, die eine Aufbereitung des Gases erforderlich machen. Hierzu wird das Gas in einem meist mit Sole betriebenen Gaskühler gekühlt und das sich bildende Kondensat entfernt. Aufgrund des schlechten gasseitigen Wärmeübergangs müssen große und teure Gaskühler eingesetzt werden. Häufig ist der Wirkungsgrad solcher Gaskühler unbefriedigt.

Weiterhin ist aus der DE-A 25 18 878 ein Verfahren zum Kontaktieren eines Gases mit einer Flüssigkeit bekannt, bei dem das Gas von untern nach oben durch eine Kontaktzone geführt wird, die lose mit leichten Füllkörpern bepackt ist. Die Füllkörper sind auf einem Gitter angebracht und werden von oben oder von unten mit einer Flüssigkeit beaufschlagt. Durch die nach oben gerichtete Strömung des Gases geraten die Füllkörper in Bewegung, so das nur ein geringfügiger Kontakt zwischen dem Gas und der Flüssigkeit stattfindet. Um diesen Mangel zu beseitigen ist ein erheblicher apparativer Aufwand notwendig.

Zur Abscheidung partikelförmiger und/oder tropfenförmiger Bestandteile im submikronen Größenbereich aus staubhaltigen und/oder aerosolhaltigen Gasströmen wird nach der DE-C 195 27 395 der Gasstrom in einer innerhalb einer Kolonne befindlichen Schüttung aus Füllkörpern, Packungen oder Drahtgestricken im Gegenstrom mit einem in eine Vielzahl von Teilströmen unterteilten Flüssigkeitsstrom gemischt. An der Eintrittsstelle des Gasstromes in den Flüssigkeitsstrom besteht ein deutlicher Unterschied zwischen der Temperatur des Gasstromes und der des Flüssigkeitsstromes, so dass es an den Partikeln und/oder Tröpfchen durch heterogene Kondensation zur Bildung vergrößerter Tropfen kommt, die ausgeschieden werden. Nachteilig dabei ist jedoch dass die Verunreinigungen beim Eintritt in die Kolonne partikelförmig oder aber bereits auskondensierte Tröpfchen sein müssen.

Mit der Erfindung soll ein einfaches und preisgünstiges Verfahren zur Aufbereitung zerfallsfähiger Gase geschaffen werden, um bei Anlagen, die zerfallsfähige Gase verwenden, die Anlagensicherheit hinsichtlich der Ausbreitung eines deflagrativen Zerfalls der Gase zu erhöhen und gleichzeitig die Aufbereitung des zerfallsfähigen Gases kostengünstig zu bewerkstelligen.

Diese Aufgabe wird durch die Maßnahmen des Anspruchs 1 gelöst. Zweckmäßige Weiterbildungen des erfindungsgemäßen Verfahrens sind Gegenstand der Unteransprüche 2 und 3.

Unter Aufbereitung zerfallsfähiger Gase im Sinne der Erfindung wird im wesentlichen die Kühlung der Gase mit gleichzeitigem Auskondensieren der im Gas enthaltenen Verunreinigungen verstanden, wodurch ein deflagrativer Zerfall im Rohrleitungsnetz oder in der Anlage verhindert bzw. bereits in der Stoffaustauschkolonne gelöscht wird. Dazu werden die Gase unter erhöhtem Druck von im allgemeinen ...... bar bis .... bar in das untere Ende der Stoffaustauschkolonne eingeführt und durch die in der Kolonne enthaltenen Füllkörper oder Packungen hindurchgeleitet. Die Zufuhr der Flüssigkeit/Waschflüssigkeit, vorzugsweise Wasser oder ein Gemisch aus Wasser und Ethylenglykol mit einer im Verhältnis zur Temperatur des Gases erniedrigten Temperatur erfolgt am oberen Ende der Stoffaustauschkolonne. Insgesamt hat es sich als zweckmäßig erwiesen, die Waschflüssigkeit bei einer Temperatur von –10°C bis +10°C von oben und/oder von der Seite in die Stoffaustauschkolonne zu fördern. Die Waschflüssigkeit wird in einer Kreislaufführung gefördert; sie nimmt dabei das Kondensat auf und erwärmt sich entsprechend der erforderlichen Kühlleistung auf der Gasseite. Vom Sumpf der Füllkörper oder eine Packung enthaltenden Kolonne wird die Waschflüssigkeit abgezogen und im Rücklauf durch einen mit Sole betriebenen Kühler geführt, der in der Regel als kleiner, preiswerter Plattenwärmetauscher ausgeführt sein kann, da hier ein guter Wärmeübergang zwischen zwei Flüssigkeiten stattfindet. Ein sich ggf. einstellender Flüssigkeitsüberschuss kann am Sumpf der Kolonne kontinuierlich entfernt werden.

Die Erfindung wird nachfolgend unter Hinweis auf die Zeichnung näher erläutert.

Die in der Zeichnung schematisch dargestellte Stoffaustauschkolonne (1) besteht aus einem zylindrischen Behälter (2) mit wenigstens einem als Lochplatte ausgebildeten Boden (3) zur Aufnahme der Füllkörper (4), beispielsweise Raschig-Ringe, Kugeln oder auch geordnete Packungen, wie z.B. Mellapack®. Mit (5) und (6) sind ein Gaszuführrohr oberhalb des Kolonnensumpfes (7) und ein Gasabführungsrohr am Kolonnenkopf bezeichnet. Das Gas wird zwischen Kolonnensumpf (7) und der Füllkörperschüttung (4) in die Kolonne eingeleitet und während des Durchströmens der Füllkörperschüttung gekühlt. Hierzu wird entsprechend des geforderten Reinheitsgrades des Gases Waschflüssigkeit im Gegenstrom von oben nach unten durch die Schüttung geleitet. Das Zuführrohr (8) für die in einer Kreislaufführung geförderte Waschflüssigkeit ist seitlich am oberen Ende des Behältermantels angeschlossen. Das durch Kühlung entstehende Kondensat wird von der Waschflüssigkeit aufgenommen und im Kolonnensumpf (7) gesammelt. Die Waschflüssigkeit erwärmt sich dabei leicht, entsprechend der aus dem Gas abzuführenden Wärmemenge. Vom Kolonnensumpf wird die Waschflüssigkeit mit Hilfe einer im Rücklauf angeordneten Pumpe (9) durch einen mit Sole betriebenen Kühler (10) gefördert, gekühlt und bei (8) wieder in die Kolonne eingespeist. Der Kolonnensumpf enthält zudem eine Einrichtung (11) für das Entfernen überschüssiger Waschflüssigkeit.


Anspruch[de]
  1. Verfahren zur Aufbereitung zerfallsfähiger Gase, insbesondere Acetylen, bei dem die Gase durch eine Füllkörper oder eine Packung enthaltende Stoffaustauschkolonne hindurchgeleitet und im Gegenstrom mit einer Flüssigkeit gewaschen werden, dadurch ge kennzeichnet, dass die Gase unter erhöhtem Druck dem unteren Ende der Stoffaustauschkolonne und die Waschflüssigkeit unter im Verhältnis zur Temperatur der Gase erniedrigter Temperatur am oberen Ende der Stoffaustauschkolonne zugeführt werden, wobei die Waschflüssigkeit in einer Kreislaufführung gefördert und im Rücklauf gekühlt wird.
  2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass als Waschflüssigkeit Wasser oder ein Gemisch aus Wasser und Ethylenglykol verwendet wird.
  3. Verfahren nach den Ansprüche 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Waschflüssigkeit bei einer Temperatur von –10°C bis +10°C von oben und/oder von der Seite in die Stoffaustauschkolonne gefördert wird.
Es folgt ein Blatt Zeichnungen






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