DE637330C

DE637330C - Process for the extraction of light petrol

Info

Publication number: DE637330C
Application number: DEG86803D
Authority: DE
Inventors: Dr Paul Schuftan
Original assignee: Gesellschaft fuer Lindes Eismaschinen AG
Current assignee: Linde GmbH
Priority date: 1933-11-10
Filing date: 1933-11-10
Publication date: 1936-11-07

Description

Verfahren zur Gewinnung von Leichtbenzin Es ist bekannt, aus Gasgemischen, wie Erdgas, Spaltgas, Schwelgas usw., die als l@Zotörenbrennstoff verwendbaren Bestandteile (nachstehend kurz Leichtbenzin genannt) durch Kompression und Abkühlung auszuscheiden. Das auf diese Weise gewonnene flüssige Produkt enthält jedoch erhebliche Mengen leicht flüchtiger Bestandteile, wie Propan und Butan, die vor seiner Verwendung als Motorenbrennstoff ausgetrieben werden müssen, eine Maßnahme, die man meist als Stabilisation bezeichnet. Zur Austreibung der leichtest flüchtigen Bestandteile wurde bisher allgemein eine mit Dampf beheizte Rektifikationssäule verwendet.Process for the production of light petrol It is known that from gas mixtures, such as natural gas, cracked gas, carbonization gas, etc., the components that can be used as l @ Zotören fuel (hereinafter referred to as light gasoline for short) to be excreted by compression and cooling. However, the liquid product obtained in this way contains significant quantities volatile components, such as propane and butane, prior to its use must be driven out as engine fuel, a measure that is usually referred to as Called stabilization. To drive out the most volatile constituents a steam-heated rectification column has heretofore been generally used.

Gegenstand vorliegender Erfindung ist ein Verfahren, das in besonders einfacher und wirtschaftlicher Weise die Kondensation des Leichtbenzins mit seiner Stabilisierung kombiniert. Erfindungsgemäß erfolgt das Austreiben der leicht flüchtigen Bestandteile aus dem Leichtbenzin mit Hilfe des Kreislaufes eines Kälteträgers oder eines Kältemittels in mittelbarem Wärmeaustausch mit dem Frischgas, so daß die Verdampfungskälte der leichtsiedenden Bestandteile zur Kondensation von Leichtbenzin aus dem Frischgase ausgenutzt wird. Das Verfahren wird für ein Ausführungsbeispiel an Hand der Figur näher erläutert.The present invention is a method in particular simple and economical way to condense the light gasoline with his Combined stabilization. According to the invention the expulsion of the highly volatile takes place Components from the light gasoline with the help of the circuit of a coolant or a refrigerant in indirect heat exchange with the fresh gas, so that the evaporation cold the low-boiling components for the condensation of light petrol from the fresh gases is exploited. The method is based on the figure for an exemplary embodiment explained in more detail.

Der Kompressor i saugt das zu verarbeitende und gegebenenfalls vorgereinigte Gasgemisch an und fördert es auf den Zerlegungsdruck von 3 bis 4 at. Die Kompressionswärme wird in dem Wasserkühler a abgeführt. Daraufhin wird das Gasgemisch in dem auswechselbarenKühler3abzw.3b in Gegenstromwärmeaustausch mit leichtbenzinfreiem Gas gebracht und die bei dieser Abkühlung anfallenden Kondensate werden in dem Abscheider 4a gesammelt. Einer der beiden Kühler 311 bzw. 3b dient hierbei in bekannter Weise zur Kühlung des Gases, während der andere erwärmt wird, um die in ihm fest ausgeschiedenen Kondensate, insbesondere das Eis, abzutauen. Die weitere Kühlung des leichtbenzinhaltigen Gases erfolgt in dem Kühler 5 in Wärmeaustausch mit unter Unterdruck verdampfendem Ammoniak, wodurch sich eine Abkühlung bis etwa -50° erzielen läßt. Die sich bei dieser Temperatur ausscheidenden Kondensate werden in dem Abscheider 4b aufgefangen.The compressor i sucks in the processed and, if necessary, pre-cleaned Gas mixture and promotes it to the decomposition pressure of 3 to 4 at. The heat of compression is discharged in the water cooler a. Thereupon the gas mixture in the exchangeable cooler 3ab brought into countercurrent heat exchange with gasoline-free gas and that with this Condensates resulting from cooling are collected in the separator 4a. One of both coolers 311 and 3b are used in a known manner to cool the gas, while the other is heated to remove the condensates that have firmly separated out in it, especially the ice to defrost. The further cooling of the gas containing light petrol takes place in the cooler 5 in heat exchange with ammonia evaporating under negative pressure, whereby a cooling down to about -50 ° can be achieved. Which are at this temperature The condensates which precipitate are collected in the separator 4b.

Der Rest an Leichtbenzin, den das Gasgemisch bei -5o° noch enthält, wird durch Entspannen des Gases unter Leistung äußerer Arbeit kondensiert. Die Entspannung erfolgt in der Expansionsmaschine 6, die, wenn man Kolbenmaschinen verwendet, unmittelbar mit dem Kompressor i gekuppelt wird. In glei cher Weise läßt sich. eine Turbine mit einem.. Turbokompressor kuppeln. Bei der Expan=: sion des Gases läßt sich eine Endteinperatux von etwa -8o° erreichen, bei der praktisch alle als Leichtbenzin verwertbaren Gasbestandteile kondensiert sind. Die bei der Expansion anfallenden Kondensate werden in dem Abscheider 4c aufgefangen.The remainder of light petrol that the gas mixture still contains at -5o °, becomes more external by releasing the gas under power Work condenses. The relaxation takes place in the expansion machine 6, which, if you have piston engines is used, is coupled directly to the compressor i. In the same way themselves. Coupling a turbine with a .. turbo compressor. With the expansion of the Gases, an endteinperatux of about -80 ° can be achieved, at which practically all Gas components that can be used as light petrol have condensed. The one in the expansion Accumulating condensates are collected in the separator 4c.

Die Stabilisierung des in den Abscheidern 4a bis 4c gesammelten Rohproduktes vor seiner Verwendung als Motorenbrennstoff erfolgt in der Rektifikationssäule 7, in die die Kondensate aus 4a bis 4c in einer ihrer Zusammensetzung entsprechenden Höhe eingeführt werden und in der Propan, Butan und die eigentlichen Leichtbenzin-Kohlenwasserstoffe getrennt gewonnen werden können.The stabilization of the crude product collected in the separators 4a to 4c before its use as engine fuel takes place in the rectification column 7, in which the condensates from 4a to 4c in a composition corresponding to Height are introduced and in the propane, butane and the actual petrol hydrocarbons can be obtained separately.

Die zur Verdampfung der leicht flüchtigen Kondensate erforderliche Wärme soll erfindungsgemäß dem Frischgas entzogen werden. Würde man das -Frischgas unmittelbar zur Beheizung der Säule 7 verwenden, so ergäbe sich die Schwierigkeit, daß sich die Heizrohre durch die Kondensation von Eis usw. in kurzer Zeit verlegen. Für kontinuierlichen Betrieb müßte man infolgedessen zwei Rektifikationssäulen verwenden, -die in gleicher Weise wie die Kühler 3a und 3b abwechselnd zur Kühlung des Frischgases dienen bzw. aufgetaut werden. Erfindungsgemäß kann man jedoch mit einer Rektifikationssäule auskommen, wenn man den Wärmeaustausch zwischen Frischgas und rohem Leichtbenzin mittelbar vornimmt. Bei der Arbeitsweise nach Fig. i wird die Kälte der Rektifikationssäule auf das Frischgas durch einen Kälteträger, z. B. Sole, oder zweckmäßiger durch das als Endprodukt gewonnene Leichtbenzin übertragen. Zu diesem Zweck wird der Kälteträger durch die Kühler 3a bzw. 3b in Gegenstrom zu dem Frischgas geführt und dabei angewärmt und dann unter Beheizung der Säule 7 wieder gekühlt. Der Kreislauf des Kälteträgers zwischen der Säule 7 und dem Kühler 311 bzw. 3b wird durch die Pumpe io bewirkt.The necessary for the evaporation of the volatile condensates According to the invention, heat is to be withdrawn from the fresh gas. Would you get the -fresh gas use directly to heat the column 7, the difficulty would arise that the heating pipes are laid in a short time due to the condensation of ice, etc. As a result, two rectification columns would have to be used for continuous operation, -the same way as the cooler 3a and 3b alternately for cooling the fresh gas serve or be thawed. According to the invention, however, one can use a rectification column get by if you have the heat exchange between fresh gas and crude petrol indirectly carries out. In the procedure according to Fig. I, the cold of the rectification column on the fresh gas through a coolant, e.g. B. brine, or more expedient by that light petrol obtained as an end product. The coolant is used for this purpose passed through the cooler 3a and 3b in countercurrent to the fresh gas and warmed up in the process and then cooled again with the column 7 heated. The coolant circuit between the column 7 and the cooler 311 or 3b is effected by the pump io.

Eine etwas abweichende Arbeits-,veise ist in Fig.2 dargestellt. In diesem Falle wird die Verdampfungswärme der leicht flüchtigen Kondensate nicht durch einen Kälteträger, sondern durch ein Kältemittel, wie Kohlensäure, Äthylen, das aus dem Gas gewonnene Propan oder insbesondere Ammoniak, auf das Frischgas übertragen und hierbei gleichzeitig ein Teil der zur Durchführung des Verfahrens notwendigen Kälte gewonnen. Die Säule 7 wird bei dieser Arbeitsweise durch die Kondensation des in 8 verdichteten bzw. durch die Unterkühlung des in dem Wasserkühler 9 kondensierten Kältemittels beheizt, ßsen Verdampfung dann zur Kühlung des @,lers 5 dient. Diese Arbeitsweise läßt sich 'Hetz ihrer Einfachheit und ihrer besonders .günstigen Kälteausnutzung jedoch nur dann anwenden, wenn die in der Säule 7 frei werdende Kältemenge zur Kondensation oder Unterkühlung 'des Kältemittels ausreicht. Andernfalls müßte man das Kältemittel auf zwei Kreisläufe verteilen von denen nur der eine zur Beheizung der Säule 7 dient. In diesem Falle ist es jedoch einfacher, die.Kälteül5ertragung wie bei der Arbeitsweise nach Fig. i mittels eines Kälteträgers vorzunehmen. Im allgemeinen wird man die Arbeitsweise nach Fig. i anwenden, wenn nur eine relativ geringe. Kältemenge übertragen werden soll, also nur wenige leicht flüchtige Bestandteile auszutreiben sind. Steht jedoch bei der Beheizung der Säule 7 eine relativ große Kältemenge zur Verfügung, weil das Leichtbenzin reich an flüchtigen Bestandteilen ist, dann ist die Arbeitsweise nach Fig. - vorzuziehen.A slightly different working method is shown in Fig.2. In In this case, the heat of evaporation of the volatile condensates is not through a refrigerant, but by a refrigerant such as carbonic acid, ethylene, the Propane obtained from the gas or, in particular, ammonia, transferred to the fresh gas and at the same time a part of the necessary to carry out the procedure Cold won. The column 7 is in this mode of operation by the condensation that compressed in 8 or that condensed in the water cooler 9 by the subcooling Heated refrigerant, evaporation then serves to cool the @, lers 5. These The way of working can be 'agitated by its simplicity and its particularly favorable use of cold however, only use if the amount of cold released in the column 7 leads to condensation or subcooling 'of the refrigerant is sufficient. Otherwise you would have to use the refrigerant Distribute over two circuits, only one of which is used to heat column 7. In this case, however, it is easier to transfer the cold oil as in the working method to be carried out according to Fig. i by means of a coolant. In general, one becomes the Use the procedure according to FIG. I, if only a relatively small one. Transferring the amount of cold should be, so only a few volatile components are to be driven off. Stands however, when the column 7 is heated, a relatively large amount of cold is available, because the light gasoline is rich in volatile components, then the way it works according to Fig. - to be preferred.

Bei hohem Gehalt des Gases an tiefsiedenden Leichtbenzinbestandteilen tritt bei der Entspannung des Gases in der Expansionsmaschine eine starke Kondensation ein, die leicht Störungen beim Lauf der Maschine verursacht. In diesem Falle wird das aus dem Abscheider 4b austretende Gas in etwas abweichdnder Arbeitsweise nicht unmittelbar in die Expansionsmaschine eingeleitet, sondern zunächst mit dem kalten entspannten, aus der Expansionsmaschine kommenden Gas in Wärmeaustausch gebracht, bevor letzteres in die Kühler 3a bzw. 3b eingeleitet wird. Da die Kälteleistung und derArbeitsrückgewinn in der Expansionsmaschine mit sinkender Eintrittstemperatur des Treibmittels abnehmen, wird erfindungsgemäß das Frischgas in dem Kühler, in dem es mit dem expandierten Gas in Wärmeaustausch kommt, wieder zurückgeführt, so daß es nur intermediär abgekühlt wird und in die Expansionsmaschine praktisch mit der gleichen Temperatur eintritt, als ob es ihr unmittelbar nach dem Ammoniakkühler zugeführt worden wäre. Dafür ist das Gas aber stark ungesättigt, da bei der intermediären Abkühlung eine weitere Kondensation von Leichtbenzin stattgefunden hat, so daß die Expansionsmaschine wesentlich entlastet ist.If the gas has a high content of low-boiling light petrol components Strong condensation occurs when the gas is expanded in the expansion machine that easily causes malfunctions in the running of the machine. In this case it will the gas emerging from the separator 4b does not work in a somewhat different manner directly introduced into the expansion machine, but first with the cold one relaxed gas coming from the expansion machine is brought into heat exchange, before the latter is introduced into the cooler 3a or 3b. Because the cooling capacity and the work recovery in the expansion machine with decreasing inlet temperature decrease of the propellant, according to the invention, the fresh gas in the cooler, in which it comes into heat exchange with the expanded gas, fed back again, so that it is only cooled intermediately and practically with the expansion machine the same temperature occurs as if it were you immediately after the ammonia cooler would have been fed. But the gas is highly unsaturated because of the intermediate Cooling has taken place a further condensation of light gasoline, so that the Expansion machine is significantly relieved.

Wenn ein Gas zu verarbeiten ist, das bei Temperaturen unter ungefähr -50°, also nach. dem Ammoniakkühler, nur noch geringe Mengen von als Motorbrennstoff brauchbaren Kondensaten liefert, dann ist die Entspannung des Gases nicht mehr zum Zwecke der Kälteleistung bzw. einer starken Temperatursenkung nötig, da die Kälteerzeugung durch eine Ammoniakmaschine im allgemeinen wirtschaftlicher ist als durch Expansion des Gases. In diesem Falle ist dagegen bei der" Entspannung des Gases ein möglichst hoher Energierückgewinn anzustreben. Hierzu wird das Gas vor der Entspannung in Gegenstromwärmeaustausch mit dem Frischgas erwärmt. Nutzt man auch noch die Kompressionswärme aus, so läßt sich eine Aufwärmung bis auf mehr als ioo° erreichen. Bei der Entspannung von dieser Temperatur aus wird ein beträchtlich höherer Energierückgewinn in der Expansionsmaschine erzielt als bei der Entspannung bei tiefen Temperaturen.When a gas is to be processed that at temperatures below approximately -50 °, so after. the ammonia cooler, only small amounts of as engine fuel supplies usable condensates, then the expansion of the gas is no longer to Purposes of cooling capacity or a strong temperature reduction necessary, since refrigeration by an ammonia machine is generally more economical is than by expansion of the gas. In this case, on the other hand, is at the "relaxation" to strive for the highest possible energy recovery of the gas. To do this, the gas heated in countercurrent heat exchange with the fresh gas before the expansion. Uses if you also turn off the compression heat, you can warm up to more than reach ioo °. When relaxing from this temperature, there will be considerable higher energy recovery achieved in the expansion machine than with the relaxation at low temperatures.

Durch das neue Verfahren wird es möglich, nicht nur die normalen Leichtbenzinbestandteile außerordentlich vollständig abzuscheiden, sondern daneben noch eine beträchtliche ;Menge an tiefer siedenden Stoffen, wie Butan und Propan, zu gewinnen. Diese können für sich weiterverwendet werden, z. B. für chemische Prozesse; da aber bei vorliegendem Verfahren die Butanfraktion vollständig frei von noch tiefer siedenden Stoffen erhalten wird, wird es möglich, diese ganz oder zum großen Teil in dem Leichtbenzin zu belassen, ohne dadurch dessen Siedebeginn in unzulässiger Weise zu erniedrigen. So erklärt es sich, daß man bei dem vorliegenden Verfahren zu Ausbeuten an handelsfähigem flüssigem Brennstoff gelangt, die bis zu 33 °/o höher liegen als bei den üblichen Wasch- oder Kompressionsverfahren.The new process makes it possible to use not just the normal light petrol components to be separated extremely completely, but also a considerable amount ; Amount of lower-boiling substances, such as butane and propane, to be obtained. these can can be used for themselves, e.g. B. for chemical processes; but there with the present The process keeps the butane fraction completely free of even lower-boiling substances it will be possible to leave all or a large part of it in the light gasoline, without thereby lowering its onset of boiling in an inadmissible manner. So explained it is that in the present process, yields of commercially available liquid Fuel reaches, which are up to 33% higher than with the usual washing or Compression method.

Claims

PATENT CLAIMS: i. Process for the extraction of light petrol and the like Hydrocarbons from gas mixtures by cooling them under pressure and expelling them the pond test volatile constituents from the condensate, characterized that the volatile components are released by the evaporation of the pond test Cooling indirectly with the help of a circulating coolant or refrigerant is transferred to the fresh gas.

2. The method according to claim i, characterized in that that to the transfer of the evaporation cold of the pond test volatile constituents liquid petrol is used on the fresh gas.

3. The method according to claim i, characterized in that the evaporation cold of the pond test volatile constituents for condensation or subcooling of the refrigerant, e.g. B. of ammonia, serves, the fresh gas is cooled by its evaporation.