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Verfahren zur Gewinnung von L'eichtölen aus Spaltgasen Bei der Hochtemperaturspaltung
von Kohlenwasserstoffen, die beispielsweise im elektrischen Lichtbogen, durch partielle
Verbrennung mit Sauerstoff oder Luft, mittels thermischer oder katalytischer Regenerativ-,
Recuperativ-, Fließbett-, Schwebebett- und anderer Verfahren durchgeführt werden
kann, entstehen neben den gasförmigen Spaltprodukten erhebliche Mengen von Teerfflen,
Naphthalin sowie Leichtölen vorwiegend aromatischen Charakters, darunter insbesondere
große Mengen von Benzol. Die Gewinnung dieser Leichtöle ist aus wirtschaftlichen
Gründen wünschenswert, die Abtrennung erforderlich, um Störungen bei der Verarbeitung
der Spaltgase zu vermeiden. Diese Gewinnung der Teere und der Leichtöle erfolgt
daher zweckmäßig möglichst zu Beginn der Aufarbeitung der Spaltgase. Dieses kann
z.B. durch Wäsche mit aromatischen Waschölen geschehen. Hierbei wird eine zur Auswaschung
der Leichtöle ausreichende Menge Wasch61, etwa t Volumteil Waschöl auf iooo
Vo#lumteile Spaltgas, verwendet, das anschließend einem Abtreiber zugeführt wird,
in dem das Leichtöl z. B. durch Erhitzen auf i8o' bei i ata abgetrieben wird, worauf
das leichtölfreie Waschöl zur Wäsche wieder verwendet werden kann. Hierbei zeigt
es sich, daß das Waschöl sehr rasch verschmutzt und insbesondere der Vorwärmer für
das abzutreibende Waschöl und der Abtreiber durch ausfallende Festsubstanzen verstopft
werden. Dieses rührt daher, daß das Waschöl neben den Leichtölen auch höhere Acetylene
und Olefine aufnimmt, und zwar im wesentlichen Verbindungen, die etwa in den Siedegrenzen
der Leichtöle sieden. Da diese ungesättigten Verbindungen äußerst polymerisationsfreudig
sind, verursachen sie im Laufe der Zeit eine Verschmutzung des Waschöles und weiter
Ablagerungen von Polyrnerisaten im Vorwärmer und Abtreiber,
Man
hat daher zur Gewinnung von Leichtölen aus Spaltgasen der erwähnten Art bereits
vorgeschlagen, die Spaltgase in zwei Stufen mit Waschölen zu behandeln, wobei laufend
ein Teil des Waschöles, etwa ein Fünftel bis ein Drittel, destilliert wird, die
Leichtöle und das Waschöl getrennt gewonnen werden und die aus den höhersiedenden
ungesättigten. Verbindungen entstehenden Polyinerisate als pechartige Rückstände
zurückbleiben. Diese Arbeitsweise ist indessen mit hohen Destillationskosten belastet.
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Es wurde gefunden, daß man Leichtöle aus Spaltgasen durch Beliandeln
dieser mit Waschölen vorzugsweise aromatischen Charakters in zwei Stufen und Abtreiben
des Ip-ichtöles aus dem Waschöl wesentlich wirtschaftlicher gewinnen kann, wenn
man einen kleineren Teil des aus dem Abtreiber kommenden Waschöles der ersten Stufe
zuführt, das aus der ersten Stufe ablaufende Waschöl destilliert und das Destillat
zusammen mit dem größeren Teil des aus dem Abtreiber kommenden Waschöles der zweiten
Stufe zuführt. -
Da die bei der Wäsche aufgenommenen höhersiedenden ungesättigten
polymerisationsfreudigen Verbindungen in dem aus dem Abtreiber kommenden Waschöl
po#lymerisiert sind, ist das Waschöl imstande, in der ersten Stufe wieder diese
Verbindungen aufzunehmen. Das aus der ersten Stufe ablaufende Waschöl geht daher
mit einer höheren Schmutzbeladung, als es mit Rücksicht auf den einwandfreien Betrieb
des Abtreibers zulässig ist, zur Destillation. Bei gleicher Schmutzbeladung des
Waschöles aus dem Abtreiber ist eine geringere Menge Waschöl, verglichen mit der
bisher üblichen Arbeitsweise, zu destillieren, um die gleiche Menge Pc>lymerisat
aus dem, Kreislauf des Waschöles zu entfernen.
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Bei einem Verhältnis der auf die zwei Stufen gegebenen Waschöhnengen
von 1:4 werden von den in den Spaltgasen vorhandenen ungesättigten Verbindungen,
die in den Siedegrenzen des Leichtöles sieden, in der ersten Stufe mindestens :250/0,
in der zweiten Stufe die restlichen 750/0 ausge#-waschen. Das von der ersten
Stufe ablaufende, mit Leichtöl, ungesättigten polymerisationsfreudigen Verbindungen
und deren Polymerisaten beladene Waschöl wird fraktioniert destilliert, wobei das
Leichtöl gewonnen und ein pechartiger Destillationsrückstand laufend oder zeitweilig
abgezogen wird. Das leichtölfreie Waschöldestillat wird mit dem Teilstrom des aus
dem Abtreiber ablaufenden Waschöles vereinigt, welcher der zweiten Stufe zugeführt
wird. Die Destillation des Waschöles kann jedoch auch in der Weise durchgeführt
werden, daß das Leichtöl ohne Fraktionierung zusammen mit dem Waschöl abdestilliert
wird. Das abdestillierte Gemisch aus Leichtöl und Waschöl wird sodann zusammen mit
dem ablaufenden Waschöl der zweiten Stufe im Abtreiber mit Dampf vom Leichtöl befreit,
während das aus dem Abtreiber ablaufende Waschöl auf die Stufen i und 2 gegeben
wird. Man kann sich dabei die Kondensation der aus Leichtöl und Waschöl bestehenden
Dämpfe ersparen und die Dämpfe aus der Destillation direkt dem Wasehöl vor der Abtrelberkolonne
zuführen. Hierbei erfolgt die Aufheizung des abzutreibenden Waschöles zweckmäßig
zweistufig. In der ersten Stufe wird das Waschöl durch Wärmeaustausch mit dem vom
Abtreiber ablaufenden heißen Waschöl oder durch Dampf (Niederdruckdampf) auf etwa
i2o bis 140' erwärmt, während in der zweiten Stufe durch Mischung mit den heißen
Dämpfen die benötigte Endtemperatur von etwa i8o' erreicht wird. Durch dieses Verfahren
wird nicht nur eine beträchtliche Wärmemenge eingespart, sondern die Möglichkeit
einer Verschmutzung des sehr ernpfindlichen indirekten Vorwärmers ist bei den erheblich
niedrigeren Betriebstemperaturen wesentlich kleiner.
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In den Zeichnungen werden vorteilhafte Ausführungsformen des Verfahrens
näher erläutert; es bedeuten i den Wascher der zweiten Stufe, 2 den Abtreiber,
3 den Wascher der ersten Stufe, 4 die Destillationskolonne, 5 den
Vorwärmer, 6 den Kühler, 7 ein Mischgefäß. Beispiel i (vgl.Abb. i)
500 m3 Lichtbogenspaltgas der ungefähren Zusammensetzung i8% ungesättigte
Kohlenwasserstoffe (Äthylen, Acetylene usw.), 2o% gesättigte Kohlenwasserstoffe
(Methan, Äthan usw.), 5,50/0 Wasserstoff und 7 Oh, Inertgase (Kohlenoxyd,
Stickstoff) werden in einem Wascher i mit 5oo 1/h Waschöl, z. B. Steinkohlenteeröl
Kp.:24o bis 330', gewaschen. Nach einer Aufwärmung auf i8o' im Vorwärmer
5 wird das Leichtöl (12,75 1/h) in einem Abtreiber 2 mit Dampf abgetrieben.
75 1 des abge-,triebenen Waschöles gehen zum Wascher 3 und von hier
zur Destillationskolonne 4, wobei die Zerlegung in Leichtöl (2,25 1/h) und
Waschöl (67,75 1/h) erfolgt; das anfallende Polymerisat (etwa 5 kg/h)
wird laufend oder zeitweise in Form von Pech abgezogen. Das eventuell mit frischem
Waschöl ergänzte destillierte leichtölfreie Waschöl (75 1/h) wird mit dem
aus dem Abtreiber:2 ablaufenden, ebenfalls leichtölfreien Waschöl (425 1/h) nach
dem Abkühlen im Kühler 6 auf etwa 2o' dem Wascher i zugeführt. In dem zwischen
dem Abtreiber 2 und dem Wascher i umlaufenden Waschöl stellt sich nach einiger Zeit
ein Polymerisatgehalt von 26 g/1 (gewichtsanalytisch durch Fällen mit Normalbenzin
bestimmt) ein, während in dem vom Wascher 3 zur DestillatiOnskOlOnne 4 laufenden
Waschöl ein Polymerisatgehalt von 44 gll festgestellt wird. Es werden somit in der
ersten Stufe 410/0, in der zweiten Stufe 59 (l/o der ungesättigten polymerisationsfreudigen
Verbindungen abgeschieden. Um zu einem gleichen Polymerisatgehalt bei einstufiger
Wäsche im umlaufenden Waschöl zu kommen, müßten bei sonst gleichen Verhältnissen
etwa 127 1/h Waschöl statt 75 1/h destilliert werden. Beispiel 2 (vgl. Abb.2)
5oo m3 Lichtbogenspaltgas der gleichen Zusammensetzung wie bei Beispiel i werden
in einem
Wascher i mit 5oo 1/h Steinkohlenteerwaschöl vom Kp. 240
bis 33o' gewaschen. Im Vorwärmer 5 wird das ablaufende Öl mit Niederdruckdampf
auf etwa 135' erwärmt. Im Mischgefäß 7 erfolgt durch Vermischung mit den
von der Destillation 4 abziehenden Leichtöl- und Waschöldämpfen eine Aufwärmung
auf die Abtreibtemperatur von etwa i8o0. Im Abtreiber 2 wird das Leichtöl (15
1/h) mit Wasserdampf abgetrieben. Nach dem Abkühlen auf etwa 20' im Kühler
6 werden 75 1/h des abgetriebenen Waschöles dem Wascher
3 zugeführt, während der Rest nach einer Ergänzung durch frisches Waschöl
auf 500 1/h zum Wascher i geht. Das vom Wascher 3 ablaufende Waschöl
wird der Destillation 4 zugeführt. In der Destillation wird das anfallende Polymerisat
in Form von Pech (etwa 5 kg/h) laufend oder zeitweilig abgezogen, während
das verdampfte Leichtöl und Waschöl zur Ölaufheizung zum Mischgefäß 7 gehen.
Bei gleicher prozentualer Verteilung der eingewaschenen ungesättigten polymerisationsfreudigen
Verbindungen wie beim Beispiel i, stellt sich in dem zwischen Abtreiber 2 und Wascher
i umlaufenden Waschöl ein Polymerisatgehalt von 29 g/1 ein, während das der
Destillation zugeführte Waschöl ebenfalls auf 44 9 Polymerisat
je Liter aufgesättigt wird.