DE1028279B

DE1028279B - Process for removing acetylene from organic gas mixtures

Info

Publication number: DE1028279B
Application number: DEK21742A
Authority: DE
Inventors: Robert Leard Irvine
Original assignee: Koppers Co Inc
Current assignee: Beazer East Inc
Priority date: 1953-04-20
Filing date: 1954-04-03
Publication date: 1958-04-17

Description

Verfahren zum Entfernen von Acetylen aus organischen Gasgemischen Die Erfindung bezieht sich auf die Entfernung von Acetylen oder Acetylen und kleineren Mengen von Äthylen aus einem acetylenhaltigen Gasstrom.Process for removing acetylene from organic gas mixtures The invention relates to the removal of acetylene or acetylene and smaller Amounts of ethylene from an acetylene-containing gas stream.

Die Abtrennung von Acetylen aus Gas strömen ist von besonderem Interesse wegen der Bedeutung der Acetylenherstellung und wegen der Anwesenheit von Acetylen in Industriegasen, insbesondere in Wärmespalt- und Raffineriegasen. Die Entfernung von Acetylen aus diesen Gasen ist eine Sache von größter Bedeutung. Im Falle von an Acetylen reichem, durch Hochtemperaturwärmespaltung von Kohlenwasserstoffen erhaltenem Regenerativofengas hat die Erfindung besondere Bedeutung. Zusätzlich muß Acetylen aus gasförmigen, durch Kracken von Kohlenwasserstoffölen bei erhöhten Temperaturen, z. B. im elektischen Lichtbogen, erhaltenen Produkten gewonnen werden. Ferner ist bei der Herstellung von Butadien, beispielsweise zur Verwendung bei der Gewinnung von synthetischem Kautschuk, das Rohbutadien im allgemeinen acetylenhaltig. The separation of acetylene from gas streams is of particular interest because of the importance of acetylene production and because of the presence of acetylene in industrial gases, especially in heat gap and refinery gases. The distance of acetylene from these gases is one thing of paramount importance. In case of rich in acetylene, obtained by high temperature thermal splitting of hydrocarbons Regenerative furnace gas is of particular importance to the invention. In addition, acetylene must be used from gaseous, by cracking hydrocarbon oils at elevated temperatures, z. B. in the electric arc, obtained products are obtained. Furthermore is in the production of butadiene, for example for use in extraction of synthetic rubber, the raw butadiene generally contains acetylene.

Es ist bekannt, daß es schwierig ist, durch Destillation Acetylen von beigemischten Gasen, wie z. B. It is known that it is difficult to produce acetylene by distillation of admixed gases, such as B.

Äthylen, wegen geringer Unterschiede in den in Betracht kommenden Siedepunkten oder weil die Mischung einen konstanten Siedepunkt besitzt, zu trennen. Ferner ist Acetylen von Natur aus explosibel, und normalerweise müssen Sicherheitsmaßnahmen gegen das tbersteigen des Partialdrucks von Acetylen über etwa 1,8 kg/cm2 absolut getroffen werden. Daher sind zahlreiche andere Verfahren als Destillation für die Abtrennung von Acetylen aus Gasgemischen vorgeschlagen worden. Ein solches Verfahren ist Lösungsmittelextraktion. Nach diesem Verfahren wird aus wirtschaftlichen Gründen ein flüchtiges Lösungsmittel, üblicherweise Acetaldehyd, Athylalkohol, Cyclohexanon, Diäthylcarbonat, Methyläthylketon, Diäthylglykol und Dimethylformamid, benutzt.Ethylene, because of slight differences in those in question Boiling points or because the mixture has a constant boiling point to separate. Furthermore, acetylene is inherently explosive and safety precautions are normally required against the partial pressure of acetylene exceeding about 1.8 kg / cm2 absolute to be hit. Hence, numerous processes other than distillation are available for the Separation of acetylene from gas mixtures has been proposed. Such a procedure is solvent extraction. Following this procedure is for economic reasons a volatile solvent, usually acetaldehyde, ethyl alcohol, cyclohexanone, Diethyl carbonate, methyl ethyl ketone, diethyl glycol and dimethylformamide are used.

Andere flüchtige Lösungsmittel mit einem hohen Selektivitätsgrad für Acetylen sind dem Fachmann bekannt, und zwar Lösungsmittel mit einem Siedepunkt von weniger als 1500 C bei atmosphärischem Druck. Flüchtige Lösungsmittel für Acetylen, z. B.Other volatile solvents with a high degree of selectivity for Acetylenes are known to those skilled in the art, namely solvents with a boiling point less than 1500 C at atmospheric pressure. Volatile solvents for acetylene, z. B.

Aceton, vermögen ein Vielfaches ihres Volumens an Acetylen zu absorbieren. Zusätzlich werden flüchtige Lösungsmittel insbesondere von dem Gesichtspunkt der Wärmewirtschaftlichkeit bevorzugt, weil sie leicht wieder zu verdampfen sind. Obwohl diese Lösungsmittel für die Absorption geeigneter als die üblichen Lösungsmittel sind, welche Gase nur gemäß dem Raoultschen Gesetz lösen, sind gewisse Schwierigkeiten damit verbunden. Wegen ihrer Flüchtigkeit werden beträchtliche Mengen davon mit den frei gesetzten Gasströmen weggetragen. Die Reinigung von Gasströmen mit merklichen Acetylmengen unter Be- nutzung eines flüchtigen Lösungsmittels bringt daher einen beträchtlichen Lösungsmittelverlust oder die Verwendung zusätzlicher Chemikalien zwecks ihrer Entfernung mit sich.Acetone, are able to absorb many times their volume in acetylene. In addition, volatile solvents are particularly important from the point of view of Heat economy preferred because they are easy to re-evaporate. Even though these solvents are more suitable for absorption than the usual solvents which solve gases only according to Raoult's law are certain difficulties associated with it. Because of their volatility, significant amounts of them are included carried away by the gas streams released. The purification of gas flows with noticeable Acetyl quantities below use of a volatile solvent therefore brings one significant loss of solvent or the use of additional chemicals for the purpose of their removal with them.

Dieses Verfahren wird durch die Erfindung verbessert. Gemäß der Erfindung wird ein Verfahren zum Abtrennen von Acetylen aus Gasgemischen unter Verwendung eines flüchtigen Lösungsmittels jedoch mit einem sehr geringen Lösungsmittelverlust unter sehr wirksamer und wirtschaftlicher Lösungsmittelrückgewinnung geschaffen. This method is improved by the invention. According to the invention is using a method for separating acetylene from gas mixtures of a volatile solvent but with very little solvent loss created with very effective and economical solvent recovery.

Das neue Verfahren zum Entfernen von Acetylen aus organischen Gasgemischen durch selektive Absorption mit unter 1500 C siedenden Lösungsmitteln ist gekennzeichnet durch die Verwendung der Expansionskälte des aus dem Absorber kommenden Abgasstromes insbesondere zum Kühlen des flüchtigen Lösungsmittels bzw. des zu behandelnden Rohgases, wobei der Speisegasstrom unter Druck mit dem flüchtigen Lösungsmittel in Berührung gebracht wird, der Druck auf den Abgasstrom verringert wird, die Lösungsmittelphase aus der Acetylenextraktion zwecks Abtreibens des acetylenreichen Gases daraus auf die Siedetemperatur von Acetylen erhitzt wird und das acetylenfreie Lösungsmittel aus der Acetylenabtreibungsstufe und das verflüssigte Lösungsmittel aus der Expansionsstufe zur Acetylenextraktion zurückgeführt werden. The new process for removing acetylene from organic gas mixtures is characterized by selective absorption with solvents boiling below 1500 C. by using the expansion cold of the exhaust gas flow coming from the absorber especially for cooling the volatile solvent or the raw gas to be treated, wherein the feed gas stream is in contact with the volatile solvent under pressure is brought, the pressure on the exhaust gas flow is reduced, the solvent phase from acetylene extraction to drive off the acetylene-rich gas therefrom the boiling point of acetylene is heated and the acetylene-free solvent from the acetylene stripping stage and the liquefied solvent from the expansion stage be returned to acetylene extraction.

Dabei. wird der lösungsmittelgesättigte. acetyl enreiche, in der Abtreibungsstufe entfernte Gas strom über ein festes Adsorbens wie aktivierte Kohle oder Aluminiumgel geleitet. Included. becomes the solvent saturated. acetylene rich, in the Abortion stage removed gas stream through a solid adsorbent such as activated charcoal or aluminum gel passed.

Bei einer bevorzugten Ausführungsform wird ein Teil des Speisegasstromes über das Adsorbens vor seiner Einführung in die Acetylenextraktion geleitet. In a preferred embodiment, part of the feed gas stream passed over the adsorbent before its introduction into the acetylene extraction.

Der Druck bei der Acetylenextraktion und der Druck des expandierten Abgases werden so geregelt, daß das Expansionsverhältnis im Bereich von 8 :1 bis 4 :1 liegt. The pressure of the acetylene extraction and the pressure of the expanded Exhaust gases are regulated so that the expansion ratio is in the range from 8: 1 to 4: 1.

In der Regel wird der Gasstrom mit dem Lösungsmittel bei einer Temperatur von etwa 30° C und bei einem Druck von etwa 4,2 bis 14 kg/cm2 absolut in Berührung gebracht. Usually the gas stream with the solvent is at one temperature of about 30 ° C and at a pressure of about 4.2 to 14 kg / cm2 absolutely in contact brought.

Im einzelnen wird die Erfindung in der nachstehenden Weise durchgeführt: Gemäß der Erfindung wird der Acetylenbestandteil von einem Lösungsmittel in einem Absorber absorbiert. Das aus dem oberen Teil des Absorbers herausgehende Absorbergas wird zwecks Verflüssigung des Lösungsmittels expandiert, und das expandierte Abgas geht zu einem Lösungsmittelabscheider, aus welchem das wiedergewonnene Lösungsmittel in den Absorber zurückgeführt wird. Das Acetylen enthaltende Lösungsmittel geht aus dem Boden des Absorbers heraus und wird in den oberen Teil einer Destillati onskolonne eingeführt. Der abdlestillierte Dampf, das mit Lösungsmittel gesättigte Acetylen, wird dann zwecks Entfernung des Lösungsmittels daraus behandelt. Er wird entweder durch den kalten Abgasstrom, wie noch beschrieben wird, gekühlt oder abwechselnd durch einen von zwei Behältern, die mit festem Absorbens angefüllt sind, durchgeleitet. Der eine Behälter adsorbiert Lösungsmittel, während der andere durch den Speisestrom regeneriert und dadurch das Lösungsmittel zu dem Absorber zurückgeführt wird. Acetylenfreies Lösungsmittel wird vom Boden der Destillationskolonne ebenfalls zurück in den Absorber geleitet. In particular, the invention is carried out in the following manner: According to the invention, the acetylene component is a solvent in one Absorber absorbs. The absorber gas emerging from the upper part of the absorber is expanded to liquefy the solvent, and the expanded exhaust gas goes to a solvent trap from which the recovered solvent is returned to the absorber. The acetylene containing solvent goes out of the bottom of the absorber and is in the upper part of a distillate on column introduced. The distilled vapor, the saturated with solvent Acetylene, is then treated to remove the solvent therefrom. He will either cooled by the cold exhaust gas flow, as will be described below, or alternately passed through one of two containers filled with solid absorbent. One container adsorbs solvent while the other is absorbed by the feed stream regenerated and thereby the solvent is returned to the absorber. Acetylene free Solvent is also fed back into the absorber from the bottom of the distillation column directed.

Das in dem Absorber bei der Acetylenextraktion benutzte Lösungsmittel soll naturgemäß eine größere Affinität für den Acetylenbestandteil als für den Gas rest besitzen. Daher wird gemäß einer Ausführungsform der Erfindung Acetylen aus einem Gas strom mit einem flüchtigen Lösungsmittel folgendermaßen entfernt: Der gasförmige Speisestrom wird unter Druck mit dem flüchtigen Lösungsmittel in Berührung gebracht zur Bildung einer Lösungsmittelphase, welche einen an Acetylen reicheren Extrakt als der gasförmige Speisestrom und einen an den Restgasen reicheren Abgasstrom als der gasförmige Speisestrom enthält; der Druck des Abgasstroms wird zwecks Abkühlung des Stroms durch Expansion verringert, wodurch das darin befindliche flüchtige Lösungsmittel verflüssigt wird; die Lösungsmittelphase aus der Acetylenextraktion wird zum Zweck des Abdestillierens des acetylenreichen Gases daraus als ein an Lösungsmittel gesättigter acetylenreicher Gasstrom erwärmt; der so entfernte an Lösungsmittel gesättigte acetylenreiche Gas strom wird über ein festes A.dsorbens geleitet, so daß das flüchtige Lösungsmittel dadurch adsorbiert wird; mindestens ein Teil des gasförmigen Speisestroms wird vor seiner einführung in die Acetylenextraktion über dieses Adsorbens geleitet, wodurch flüchtiges Lösungsmittel von der Oberfläche des Adsorbens in das System zurückgeführt wird; das acetylenfreie Lösungsmittel aus der Acetylendestillationsstufe und das verflüssigte Lösungsmittel aus der Expansionsstufe werden zur Acetylenextraktion zwecks weiterer Verwendung für die Acetylenentfernung zurückgeleitet. The solvent used in the absorber for acetylene extraction should naturally have a greater affinity for the acetylene component than for the gas own rest. Therefore, according to one embodiment of the invention, acetylene is made from a gas stream with a volatile solvent removed as follows: The gaseous feed stream is in contact with the volatile solvent under pressure brought about the formation of a solvent phase which makes one richer in acetylene Extract as the gaseous feed stream and a waste gas stream richer in residual gases as the gaseous feed stream contains; the pressure of the exhaust gas flow is used for cooling the flow is reduced by expansion, thereby reducing the volatile solvent therein is liquefied; the solvent phase from acetylene extraction becomes the purpose distilling off the acetylene-rich gas therefrom as one saturated with the solvent acetylene-rich gas stream heated; the solvent-saturated acetylene-rich which is removed in this way The gas stream is passed over a solid A.dsorbent, so that the volatile solvent is thereby adsorbed; at least a portion of the gaseous feed stream is before Its introduction into the acetylene extraction is passed through this adsorbent, whereby volatile solvent returned to the system from the surface of the adsorbent will; the acetylene-free solvent from the acetylene distillation stage and the Liquefied solvents from the expansion stage become acetylene extraction for the purpose of returned to further use for acetylene removal.

Verschiedene Ausführungsformen der Erfindung werden in den Fig. 1, 2 und 3 gezeigt. Es stellt dar Fig. 1 ein schematisches Acetylenabtrennverfahren, wobei der expandierte Abgasstrom teilweise das im Kreislauf zurückgeführte Lösungsmittel kühlt, Fig. 2 ein schematischies Acetyienabtrennverfahren, wobei der expandierte Abgasstrom zum Kühlen des Speisegases verwendet wird, Fig. 3 ein schematisches Acetylenabtrennverfahren, wobei der expandierte Abgasstrom zum Kühlen der aus der Destillationskolonne abströmenden Dämpfe benutzt wird. Various embodiments of the invention are shown in FIGS. 2 and 3 shown. It shows Fig. 1 a schematic acetylene separation process, wherein the expanded exhaust gas flow partially the recycled solvent cools, Fig. 2 a schematic acetylene separation process, the expanded Exhaust gas flow is used to cool the feed gas, Fig. 3 shows a schematic acetylene separation process, wherein the expanded exhaust gas stream for cooling the flowing out of the distillation column Vapors is used.

Nach Fig. 1 strömt Speisegas. aus welchem Acetylen entfernt werden soll, durch einen der Aktivkohlebehälter 22, 24 und durch Leitung 34 in den Absorber 2. According to Fig. 1, feed gas flows. from which acetylene is removed should, through one of the activated charcoal canisters 22, 24 and through line 34 into the absorber 2.

Das Lösungsmittel wird in die Absorptionssäule 2 durch Leitung 54 eingeführt, so daß innerhalb der Säule ein Gegenstrom vorhanden ist. Die Absorptionssäule 2 ist mit einem Siedeabteil versehen, wodurch die weniger löslichen Bestandteile heraus destilliert werden. Das hei 4 herausgehende Absorberabgas wird mittels einer Turbine oder einer ähnlichen Expansionsmaschine 6 zwecks Verflüssigung des Lösungsmittels entspannt. Das expandierte Abgas geht zu dem Lösungsmittelabscheider 8, von wo das wiedergewonnene Lösungsmittel zum Absorber 2 durch Leitungen 56 und 54 zurückgeführt wird. Der gekühlte lösungsmittelfreie Abgasstrom kann dann, wie noch beschrieben wird, verwendet werden. Die einen an Acetylen reicheren Extrakt als der Speisestrom enthaltende Lösungsmittelphase wird vom Boden des Absorbers 2 durch Leitung 10 zur Destillationskolonne 12 geleitet, die mit Wasserdampf i4 beheizt wird. In der Destillationskoloune 12 wird eine Trennung zwischen dem Acetylen und dem Lösungsmittel durchgeführt. Das Lösungsmittel wird vom Boden der Kolonne durch Leitung 36 abgezogen und durch Pumpe 38 durch Leitung 40 weitergeleitet, um indirekte Verdampfungswärme dem Absorber 2 abzugeben, wodurch das Lösungsmittel teilweise abgekühlt wird. Bei der Ausführungsform gemäß Fig. 1 wird das so teilweise gekühlte Lösungsmittel dann indirekt durch Wasser und Salzlösung in Austauschern 44 und 46 weiter gekühlt und dann noch weiter durch indirekten Wärmeaustausch in Kühler 48 mit dem zuvor durch Expansion in 6 abgekühltem Abgas weitergekühlt. Selbstverständlich kann jedes andere Kühlmittel an Stelle von Wasser und Salzlösung benutzt werden. Das den Kopf der Destillationskolonne 12 verlassende Acetylen ist mit Lösungsmitteldampf gesättigt. Zwecks Entfernung des Lösungsmittels wird dieses Acetylen über ein festes, für das Lösungsmittel selektives Adsorbens durch Leitung 16 und 18 oder 20 geleitet. Die Adsorber 22, 24 werden abwechselnd durchströmt. In einer wird das Lösungsmittel aus dem Acetylenstrom adsorbiert, während die andere mit Speisegas regeneriert und so das Lösungsmittel zurück zum Absorber 2 geführt wird. Der Speisestrom tritt bei 28 ein und geht durch Kammer 22 oder 24 und durch Leitung 36 oder 32 (Fig. 1) zur Absorptionssäule 2 über Leitung 34.The solvent is fed into the absorption column 2 through line 54 introduced so that there is a countercurrent flow within the column. The absorption column 2 is provided with a boiling compartment, eliminating the less soluble ingredients be distilled out. That is, 4 outgoing absorber exhaust gas is by means of a Turbine or a similar expansion machine 6 for the purpose of liquefying the solvent relaxed. The expanded exhaust gas goes to the solvent separator 8, from where the recovered solvents are returned to absorber 2 through lines 56 and 54 will. The cooled solvent-free exhaust gas stream can then, as described below will be used. The one extract richer in acetylene than the feed stream containing solvent phase is from the bottom of the absorber 2 through line 10 to Passed distillation column 12, which is heated with steam i4. In the distillation column 12 a separation between the acetylene and the solvent is carried out. The solvent is withdrawn from the bottom of the column through line 36 and through Pump 38 passed through line 40 to indirect heat of vaporization to the absorber 2 to dispense, whereby the solvent is partially cooled. In the embodiment According to FIG. 1, the solvent which has been partially cooled in this way is then indirectly replaced by water and saline in exchangers 44 and 46 are further cooled and then further through indirect heat exchange in cooler 48 with that previously cooled by expansion in 6 Exhaust further cooled. Of course, any other coolant can be used instead of Water and saline solution can be used. The one leaving the top of the distillation column 12 Acetylene is saturated with solvent vapor. To remove the solvent this acetylene becomes via a solid adsorbent which is selective for the solvent passed through line 16 and 18 or 20. The adsorbers 22, 24 are alternately flows through. In one, the solvent is adsorbed from the acetylene stream while the other regenerates with feed gas and so the solvent back to the absorber 2 is performed. The feed stream enters at 28 and passes through chamber 22 or 24 and through line 36 or 32 (FIG. 1) to absorption column 2 via line 34.

Bei der Ausführungsform gemäß Fig. 2 wird der Speisegasstrom durch indirekten Wärmeaustausch mit dem expandierten, den Abscheider 8 verlassenden Abgasstrom gekühlt. Der den Abscheider 8 verlassende Abgasstrom geht durch den Speisegasstromkühler 66 und zu dem Auslaß 68. Bei dieser Ausführungsform wird ein getrennter Kühler 60 zum Kühlen des zum Absorber 2 zurückzuführenden Lösungsmittels verwendet. Die anderen Teile der Fig. 2 haben die gleichen Bezugszeichen wie die entsprechenden Teile in Fig. 1. Bei beiden Verfahren wird erforderlichenfalls frisches Lösungsmittel bei 42 zugeführt. In the embodiment according to FIG. 2, the feed gas flow is through indirect heat exchange with the expanded exhaust gas flow leaving the separator 8 chilled. The exhaust gas flow leaving the separator 8 goes through the feed gas flow cooler 66 and to outlet 68. In this embodiment, a separate cooler 60 used to cool the solvent to be returned to the absorber 2. the other parts of Fig. 2 have the same reference numerals as their corresponding ones Parts in Fig. 1. Both methods use fresh solvent if necessary fed at 42.

Beispielsweise tritt Aceton in den oberen Teil eines Absorbers ein und absorbiert im Gegenstrom Acetylen aus dem Speisegasstrom. Das abziehende Absorbergas, welches mit Lösungsmitteln gesättigt ist, verläßt denselben mit einem Druck von etwa 8 kg/cm2 und einer Temperatur von 50 C. Dieses Abgas geht durch einen Abscheider für mitgerissene Stoffe und wird adiabatisch auf 1,4 kg/cm2 zwecks Erzielung einer Temperatur von etwa 75° C expandiert, wodurch Verflüssigung des Acetons durch innere Abkühlung eintritt. Das expandierte Abgas wird dann durch einen Lösungsmittelabscheider geleitet und das wiedergewonnene Lösungsmittel zum Kopf des Absorbers zurückgeführt. Das Acetylen enthaltende Lösungsmittel verläßt den Boden des Absorbers mit einer Temperatur von 10° C und wird in den Kopf einer mit 1,4 kg/cm2 arbeitenden und mit einem Wasserdampferhitzer ausgerüsteten Destillationskolonne eingeführt. Der abgetriebene Dampf ist das mit Aceton gesättigte Acetylen und geht abwech,sUelnd durch einen von zwei Aktivkohlebehälter hindurch. Der eine adsorbiert Aceton, während der andere mit Speisegas regeneriert wird. Das acetylenfreie Aceton wird vom Fuß der Destillationskolonne nach erfolgtem Wärmeaustausch zu dem Absorber, mit Kühlwasser, welches das Lösungsmittel auf 32° C kühlt, mit abgekühlter Salzlösung, welche das Lösungsmittel auf etwa5° C, und mit dem expandierten Absorberabgas, welches das Lösungsmittel auf etwa 100 C kühlt, in den Kreislauf zurückgeleitet. For example, acetone enters the top of an absorber and countercurrently absorbs acetylene from the feed gas stream. The absorber gas withdrawing, which is saturated with solvents, leaves the same with a pressure of about 8 kg / cm2 and a temperature of 50 C. This exhaust gas goes through a separator for entrained substances and is adiabatically to 1.4 kg / cm2 for the purpose of achieving a Temperature of about 75 ° C expands, causing liquefaction of acetone through internal Cooling occurs. The expanded exhaust gas is then passed through a solvent trap passed and the recovered solvent returned to the top of the absorber. The acetylene-containing solvent leaves the bottom of the absorber with a Temperature of 10 ° C and is in the head of a working with 1.4 kg / cm2 and with a steam heater equipped distillation column introduced. The aborted one Steam is acetylene saturated with acetone and goes alternately through one through two activated charcoal canisters. One adsorbs acetone while the other is regenerated with feed gas. The acetylene-free acetone is from the foot of the distillation column after the heat exchange to the absorber, with cooling water, which the solvent cooled to 32 ° C, with chilled brine which reduces the solvent to about 5 ° C C, and with the expanded absorber exhaust gas, which the solvent to about 100 C cools, returned to the circuit.

Bei einer weiteren Ausführungsform der Erfindung können auch die Lösungsmitteladsorptionsbehälter weggelassen werden. In diesem Fall werden die aus der Destillationskolonne abgehenden Dämpfe durch kaltes Abgas gekühlt (Fig. 3). In a further embodiment of the invention, the Solvent adsorption container can be omitted. In this case, the the vapors emanating from the distillation column are cooled by cold exhaust gas (FIG. 3).

Bei diesem Verfahren wird der zuvor durch Expansion gekühlte und lösungsmittelfreie Abgasstrom einem indirekten Wärmeaustausch mit dem an Lösungsmittel gesättigten acetylenreichen und den Kopf der Destillationskolonne 12 verlassenden Gasstrom unterworfen, wobei die Abscheidung von flüchtigem Lösungsmittel aus dem acetylenreichen Gasstrom bewirkt wird. Nach seiner Abkühlung durch den kalten Abgasstrom wird das aus dem Lösungsmittelabdampfer oben herauskommende Gas selbst zum Vorkühlen anderer den Lösungsmittelabscheider verlassender Gase verwendet. Mit anderen Worten, um flüchtiges Lösungsmittel aus dem die Destillationskolonne 12 durch Leitung 88 (Fig. 3) verlasEsenden Gas zu entfernen, wird das Destillationsgas zuerst in Kühler 86 durch indirekten Wärmeaustausch vorgekühlt. Die Destillatorgase werden anschließend weiter in Kühler 82 gekühlt, um Verflüssigung des Lösungsmittels durch indirekten Wärmeaustausch mit dem kalten expandierten den Lösungsmittelabscheider 8 durch Leitung 80 verlassenden Abgasstrom zu bewirken. Das Lösungsmittel wird aus dem so gekühlten Strom im Lösungsmittelabscheider 84 entfernt, wobei die gasförmige Acetylenphase aus dem Lösungsmittelabscheider 84 zur Vorkühlung, d. h. im Vorkühler 86, verwendet wird. In this process, the previously cooled by expansion and solvent-free exhaust gas flow an indirect heat exchange with the solvent saturated acetylene-rich and leaving the top of the distillation column 12 Subject to gas flow, with the deposition of volatile solvent from the acetylene-rich gas flow is effected. After it has been cooled by the cold exhaust gas flow the gas coming out of the solvent evaporator at the top is used to pre-cool itself other gases leaving the solvent trap are used. In other words, to remove volatile solvent from the distillation column 12 through line 88 (Fig. 3) To remove leaving gas, the distillation gas is first in condenser 86 precooled by indirect heat exchange. The distillation gases are then further cooled in cooler 82 in order to liquefy the solvent by indirect Heat exchange with the cold expanded the solvent separator 8 by conduction 80 to effect leaving exhaust gas flow. The solvent is removed from the cooled Stream removed in the solvent separator 84, the gaseous acetylene phase from the solvent trap 84 for pre-cooling, d. H. in the pre-cooler 86 is used will.

Selbstverständlich wird die Absorptionskoloune unter Druck betrieben, so daß der Abgasstrom vom Kopf des Absorbers zwecks Bewirkung der Verflüssigung des Lösungsmittels expandiert werden kann. Im allgemeinen werden Absorberdruck und Druck des expandierten Gases so geregelt, daß durch die Gasentspannung eine solche Temperatur erzeugt wird, welche ausreichend ist, um die Verflüssigung des flüchtigen Lösungsmittels zu erzielen. Normalerweise werden Acetylenextraktionsdruck und Druck des expandierten Abgasstroms so gewählt sein, daß das Expansionsverhältnis im Bereich von 8 l bis 4 1, vorzugsweise 6 :1, liegt. Das verflüssigte Lösungsmittel kann in dem Lösungsmittelabscheider wiedergewonneu werden. Der kalte expandierte Abgasstrom kann dann zur Abkühlung (gemäß Fig. 1) von dem umlaufenden Lösungsmittelstrom oder (gemäß Fig. 2) der Absorberbeschickung nach Regenerierung der Lösungsmittelwiedergewinnungshehälter oder (gemäß Fig. 3) der aus dem Kopf des Destillators abziehenden Dämpfe benutzt werden. Of course, the absorption column is operated under pressure, so that the exhaust gas flow from the head of the absorber in order to effect the liquefaction of the solvent can be expanded. In general, absorber pressure and Print of the expanded gas regulated so that such a Temperature is generated which is sufficient to cause the liquefaction of the volatile To achieve solvent. Usually acetylene extraction pressure and pressure of the expanded exhaust gas flow be chosen so that the expansion ratio in the range from 8 l to 4 l, preferably 6: 1. The liquefied solvent can be in recovered from the solvent separator. The cold expanded exhaust stream can then for cooling (according to FIG. 1) of the circulating solvent stream or (according to Fig. 2) of the absorber charge after regeneration of the solvent recovery tanks or (according to FIG. 3) the vapors withdrawn from the top of the distiller are used will.

Der Absorber kann bei einer Temperatur, die unterhalb des Siedepunktes des Lösungsmittels beim Arbeitsdruck liegt, bis zu Temperaturen von etwa 300 C betrieben werden. Der Absorberkolonnendruck muß für eine gute Selektivität niedrig genug sein, aber auch hoch genug gehalten werden, etwa 4 bis 14 kg/cm2, um die Lösungsmittelrückgewinnung durch Expansion des Abgases sicher zu stellen. Die Destillationskolonne wird gewöhnlich bei der Siedetemperatur des Lösungsmittels betrieben. Da der Betrieb des Destillators die Explosionsgrenze für Acetypen nicht überschreiten darf, sollte der Druck weniger als etwa 2,1 kg/cm2 absolut betragen. The absorber can operate at a temperature below the boiling point of the solvent is at the working pressure, operated up to temperatures of about 300 C. will. The absorber column pressure must be low enough for good selectivity, but also be kept high enough, around 4 to 14 kg / cm2, to allow solvent recovery to ensure by expansion of the exhaust gas. The distillation column becomes ordinary operated at the boiling point of the solvent. Because the operation of the distiller the explosion limit for acetypes must not exceed, the pressure should be less than about 2.1 kg / cm2 absolute.

Zusätzlich zu Acetylen können andere gegebenenfalls in dem Acetylenhestandteil vorhandene Gase ebenfalls wiedergewonnen werden, das sind Gase, welche in einem beliebigen Grad von dem Aceton mit dem Acetylen gelöst werden. In diesen Fällen sind nur zusätzlich Türme zur Bewirkung weiterer Trennung notwendig. Wenn z. B. das Speisegas Acetylenderivate höheren Molekulargewichts enthält, kann ein zusätzlicher Turm nach dem Acetylendestillator angeordnet werden. Das mit Acetylen beladene Lösungsmittel aus dem Absorber wird dann zu einer ersten Destillationskolonne geleitet, worin das Acetylen entfernt und über feste Absorberbehälter gemäß der Erfindung geleitet wird. Die Lösungsmittelphase vom Fuß des Destillators wird aber, an Stelle gekühlt und zu dem Absorber zurückgeleitet zu werden, zu einer zweiten Destillationskolonne geführt, worin die Acteylenderivate als oben abziehende Produkte entfernt werden. Die Acetylenderivate können auch über ein festes Adsorbens gemäß der Erfindung geleitet werden, während das Lösungsmittel vom Fuß des zweiten Destillators gekühlt und in den Absorber zurückgeleitet wird. In addition to acetylene, others may optionally be present in the acetylene component existing gases are also recovered, these are gases which in a any degree of the acetone can be dissolved with the acetylene. In these cases only additional towers are necessary to achieve further separation. If z. B. the feed gas contains acetylene derivatives of higher molecular weight, an additional Tower can be placed after the acetylene distillator. The solvent loaded with acetylene from the absorber is then passed to a first distillation column in which the acetylene removed and passed through solid absorber vessels according to the invention will. The solvent phase from the foot of the distillator is, however, cooled in place and to be returned to the absorber, to a second distillation column led, in which the acetylene derivatives are removed as products that are withdrawn from above. The acetylene derivatives can also be passed over a solid adsorbent according to the invention while the solvent from the foot of the second distillator is cooled and in the absorber is returned.

Feste, gemäß der Erfindung verwendbare Adsorbentien sind in der Technik bekannt, von denen z. B. Solid adsorbents useful in accordance with the invention are in the art known, of which z. B.

Aktivkohle brauchbar ist. Andere geeignete Adsorbentien sind Silikagel, Tierkohle, Tonerdegel und Diatomeenerde.Activated carbon is usable. Other suitable adsorbents are silica gel, Animal charcoal, clay gel and diatomaceous earth.

Die Erfindung ist auch als Lösungsmittelwiedergewinnungsverfahren anwendbar, wie Äthylen, das als selektives Lösungsmittel für Acetylen gedient hat. In diesem Fall wird ein zusätzlicher Turm verwendet. The invention is also useful as a solvent recovery process applicable, such as ethylene, which has served as a selective solvent for acetylene. In this case an additional tower is used.

Das selektive Absorbens absorbiert das Acetylen mit einer geringeren Menge Äthylen, während das meiste Äthylen des Speisegases durch das Absorbens hindurchgeht. Im ersten Turm, zu welchem die Lösungsmittelphase aus dem Absorber geleitet wird, wird Äthylen als oben abziehendes Produkt entfernt. Die Lösungsmittelphase wird dann zu einem weiteren Turm geleitet, worin Acetylen als oben abziehendes Produkt entfernt wird. Das Lösungsmittel wird dann gekühlt und zu dem Absorber zurückgeleitet, und das Äthylen und das Acetylen gehen zu getrennten Aktivkohlebehältern gemäß der Erfindung. Wenn der Speisegasstrom noch höhermolekulare Acetylen-Verbindungen enthält, kann eine dritte Kolonne zu deren Entfernung in entsprechender Weise verwendet werden.The selective absorbent absorbs the acetylene with less Amount of ethylene while most of the ethylene in the feed gas passes through the absorbent. In the first tower, to which the solvent phase from the absorber is directed, ethylene is removed as the product that is withdrawn from the top. The solvent phase will then passed to another tower in which acetylene is the product to be withdrawn from above Will get removed. The solvent is then cooled and returned to the absorber, and the Ethylene and the acetylene go to separate activated charcoal canisters according to the invention. If the feed gas stream still has higher molecular weight acetylene compounds contains, a third column can be used to remove them in a corresponding manner will.

Wenn Kohlendioxyd im Acetylen zugegen ist, kann es zusammen mit dem Äthylen aus dem ersten Turm entfernt werden. Das Kohlendioxyd enthaltende Äthylen kann dann durch ein selektives Lösungsmittel für Kohlendioxyd geleitet werden, um einen gereinigten Sithylenstrom zu erhalten.If carbon dioxide is present in the acetylene, it can go along with the Ethylene will be removed from the first tower. Ethylene containing carbon dioxide can then be passed through a selective solvent for carbon dioxide to obtain a purified sithylene stream.

Gemäß einem Merkmal der Erfindung dient der Speisegasstrom als Regeneriergasstrom für die Lösungsmittel-Adsorbensbehälter, wodurch das Lösungsmittel in den Kreislauf zurückgeführt wird. Da gemäß der Erfindung das Expansionsverhältnis 4:1 bis 8 :1 beträgt, ist der Druck des zur Entfernung des Lösungsmittels gehenden Speisegasstroms vier- bis achtmal größer als der Druck des Gases am Kopf der Destillationskolonne, aus welcher das Lösungsmittel durch das Adsorbens entfernt wird. Unter Annahme isothermischer Bedingungen wird das Lösungsmittel adsorbiert oder desorbiert, und zwar in der Richtung des niedrigsten Lösungsmittelp artialdrucks, wobei der Partialdruck etwa der Molbruchteil multipliziert mit dem Gesamtdruck ist. Das in bezug auf das Lösungsmittel, z. B. Aceton, gesättigte Destillatorabgas wird sein Aceton abgeben, bis es Gleichgewicht mit der adsorbierenden Phase in dem Adsorbens, z. B. Aktivkohle, erreicht. Das Absorberspeisegas, welches ursprünglich kein Lösungsmittel enthält, wird dann die Aktivkohle reaktivieren, weil der Partialdruck des Acetons in dem Speisegas immer niedriger als der in der adsorbierten Phase der Aktivkohle ist. Das Lösungsmittel wird daher in die Absorptionsanlage zurückgeführt. Der Grund dafür, daß der Partialdruck niedriger ist, liegt darin, daß die Hauptmasse des Gases das durch Verflüssigung unter Expansion wiedergewonnene Lösungsmittel enthalten hat und das Destillatorabgas nur einen Teil des gesamten Gasstromes darstellt. Da der Druck des Speisegasstromes in dem Aktivkohlebehälter etwa das vier- bis achtfache des Druckes der Destillatorabgase beträgt, würde der Partialdruck des Acetons in dem Behälter normalerweise hoch und eine Desorption ohne regeneratives Erwärmen unmöglich sein. According to one feature of the invention, the feed gas stream serves as a regeneration gas stream for the solvent-adsorbent container, which puts the solvent into the circuit is returned. Since, according to the invention, the expansion ratio is 4: 1 to 8: 1 is the pressure of the feed gas stream going to remove the solvent four to eight times greater than the pressure of the gas at the top of the distillation column, from which the solvent is removed by the adsorbent. Assuming isothermal Conditions, the solvent is adsorbed or desorbed in that direction the lowest partial pressure of the solvent, the partial pressure being approximately the mole fraction multiplied by the total pressure. With respect to the solvent, e.g. B. Acetone, saturated distiller exhaust, will give off its acetone until it equilibrates with the adsorbent phase in the adsorbent, e.g. B. activated carbon, achieved. The absorber feed gas, which originally does not contain any solvent, will then reactivate the activated carbon, because the partial pressure of acetone in the feed gas is always lower than that in the adsorbed phase is the activated carbon. The solvent is therefore in the absorption system returned. The reason the partial pressure is lower is because that the bulk of the gas is recovered by liquefaction with expansion Has contained solvent and the distillator exhaust only part of the total Represents gas flow. Because the pressure of the feed gas flow in the activated charcoal canister is about four to eight times the pressure of the distillator exhaust gases, the would Partial pressure of the acetone in the container usually high and a desorption without regenerative heating will be impossible.

PATENTANSPRVCHE 1. Verfahren zum Entfernen von Acetylen aus organischen Gasgemischen durch selektive Absorption mit unter 1500 C siedenden Lösungsmitteln, gekennzeichnet durch die Verwendung der Expansionskälte des aus dem Absorber kommenden Abgasstromes insbesondere zum Kühlen des flüchtigen Lösungsmittels bzw. des zu behandelnden Rohgases, wobei der Speisegasstrom unter Druck mit dem flüchtigen Lösungsmittel in Berührung gebracht wird, der Druck auf den Abgasstrom verringert wird, die Lösungsmittelphase aus der Acetylenextraktion zwecks Abtreibens des acetylenreichen Gases daraus auf die Siedetemperatur von Acetylen erhitzt wird und das acetylenfreie Lösungsmittel aus der Acetylenabtreibungsstufe und das verflüssigte Lösungsmittel aus der Expansionsstufe zur Acetylenextraktion zurückgeführt werden. PATENT CLAIM 1. Process for removing acetylene from organic Gas mixtures through selective absorption with solvents boiling below 1500 C, characterized by the use of the expansion cold of the coming from the absorber Exhaust gas flow in particular for cooling the volatile solvent or the to be treated Raw gas, the feed gas stream being pressurized with the volatile solvent is brought into contact, the pressure on the exhaust gas flow is reduced, the solvent phase from acetylene extraction to drive off the acetylene-rich gas therefrom the boiling point of acetylene is heated and the acetylene-free solvent from the acetylene stripping stage and the liquefied solvent from the expansion stage be returned to acetylene extraction.

Claims

2. The method according to claim 1, characterized in that the solvent-saturated, acetylene-rich gas stream removed in the abortion stage over a solid adsorbent how activated carbon or aluminum gel is conducted.

3. The method according to claim 1, characterized in that at least part of the feed gas flow through the adsorbent before it is introduced into the acetylene extraction is directed.

4. The method according to claim 1, characterized in that the pressure during acetylene extraction and the pressure of the expanded exhaust gas are regulated in such a way that that the expansion ratio is in the range of 8: 1 to 4: 1.

5. The method according to claim 1, characterized in that the gas stream with the solvent at a temperature of about 30 ° C and at a pressure of about 4.2 to 14 kg / cm2 is absolutely brought into contact.

Documents considered: German Patent No. 606 343.