DE1795340A1 - Verfahren zur Kompression von Wasserstoff - Google Patents
Verfahren zur Kompression von WasserstoffInfo
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Description
DIPL-iNG. DIETER K. SPEISER 179534Q
Aktenzeichen: Heuanmeldung 28 B re M en 1
ANMEtDERNAME: SHE RÄIPH M. PABS(^S ΟΟΜΡΑΗΪ (Tf, «Μ. D A O- H A USJ
TELEFON: (0481) ««77
TELEGRAMME: FERROPAT
BREMER BANK 100 »072 POSTSCHECK HAMBURG 25576?
DATUM
: 13. September 1968
TM TUJSR M. PARSONS COKPAHY, eine Gesellschaft nach
den Gesetzen des Staates Nevadaj Los Angöles, Staat
Kaliforaiea (V. St,A.)
Verfahren aur Kompression von Wasserstoff
Die Erfindung "betrifft ©in Verfahren zur Kompression von
Wasserstoff von einem Anfangsdruck auf einen relativ
hohen Enddruck &it einem Kreiselverdichter.
Kohlenwasserstoffe von relativ hohem Molekulargewicht
werden in bekannten Reaktionsanlagen in leichtere Produkte wie etwa Benein verwandelt; Schwefel, Stickstoff»
Sauerstoff und Halogenide enthaltende Komponenten werden
in hydrierte Stoffe umgewandelt. Derartig» Umsetzungen finden in einer Urawandlungsanlage bei Anwesenheit von
einem oder mehreren Katalysatoren bei erhöhten Temperatu-
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BAU OfItGfNAL
ran und Drucken statt. Außerdem wird in derartigen Verfahren eine beträchtliche Menge molekularen Wasserstoffs
verbraucht. Der benötigte Wasserstoff wird gewöhnlich
in einem Wasserstoffaggregat bei wesentlich niedrigeren Φ Brücken al β den in der Bydrieranlage benutzten erzeugt·
Wasserstoff wird oft bei Drucken von 14 at bis 55 at
(200 psig bis 500 psig) gewonnen, während die wasserstoffverbrauchende Reaktionsanlage gewöhnlich mit einem
Minimaldruck von etwa 70 at arbeitet.
Bislang wurde der Druck des Wasserstoffs auf den Eingangedruck der Reaktionsanlage mit Hilfe von Kolbenverdichtern
gebracht. Man benutzte Kolbenverdichter, weil man ihre
gung das notwendigen Singangsdruckes fur den Wasserstoff hielt. .Jedoch sind Kolbenverdichter teuer und
arbeiten nicht so zuverlässig, wie das für die Einleitung von Wasserstoff in die meisten Reaktionsanlagen erforderlich ist. Sie müssen in periodischen Abständen überholt werden, meist alle drei oder vier Monate, wae fur
Folge hat, daß entweder die wasserstoffverarbeitend· Reaktloneanlage während des Überholens stillgelegt werden muß, oder'daß zwei mit teilweiser Kapazität laufend·
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■■- 3 -
Kompressoren parallel arbeiten. Bin zweiter Kompressor
vergrößert offensichtlich die Unkosten des Aggregate,
er kann das Stillegen nicht vollständig verhindern, weil
die Kapazität des Aggregats verringert ist, wenn beide Kompressoren außer Betrieb sind.
Andererseits werden Kreiselverdichter normalerweiße für
zuverlässiger und wirtschaftlicher gehalten. Für die Kompression
molekularen Wasserstoffs auf den Eingangedruck in eine Reaktionsanlage wurde die Verwendung von Kreiselkompressoren
jedoch noch nicht versucht, da das für derartige Anlagen benötigte Wasserstoffvolumen eine große
Anzahl von Kompressionsstufen wegen des niedrigen Molekulargewichtes des Wasserstoffe mit seiner geringen auftretenden Wärme erfordert.
• ." . ■
Die Erfindung löst daher die Aufgabe, die Kompression ran.
Wasserstoff auf relativ hohen Druck mit Kreiselverdichter!!
wirtschaftlich durchführbar su machen.
Die Lösung dieser Aufgäbe gelingt durch das erfindungagem&Be
Verfahren, wonach bei einem verhältnismäßig niedri gen Anf-angsdxuck aus dem Wasserstoff und einen Verdünner
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ein Arbeitsstrom mit genügend hohem mittlerem Molekulargewicht
gebildet wird, so daß die Kompression des Arbeitsstromes durch eine oder mehrere Kreiselverdichterstufen
auf einen relativ hohen Enddruck möglich wird. Bei der Anwendung dieses Verfahrens in einer Reaktionsanlage
mit mindestens einer Reaktionsstufe, in die Wasserstoff relativ hohen Eingangsdruckes eingeleitet wird und aus
der ein Strom von Reaktionsprodukten austritt, wird der
Verdünner erfindungsgemäß aus den Reaktionsprodukten erzeugt, der Enddruck des Kreiselverdichters gleich dem
Eingangsdruck der Reaktionsstufe gewählt und nach der Kompression der Verdünner zu einem weitaus größten Teil
von dem Wasserstoff vor dessen Eintritt in die Reaktionsstufe getrennt. In einer weiteren Ausgestaltung des erfindungegemäßen
Verfahrens kann diese Trennung des Verdünners vom Wasserstoff nach der Kompression dadurch ausgeführt
werden, daß der komprimierte Arbei'tsstrom in den einen
GasEnteil und einen Flüssigkeitsanteil enthaltenden Strom
der Reaktionsprodukte eingeführt, der Verdünner durch
den Flüssigkeitsanteil absorbiert wird und schließlich
der Gasanteil alt dem Wasserstoff su einem wesentlichen
Teil von dem restlichen Strom abgetrennt und In die Ie-
aktionsstufe eingeleitet werden« Dabei 1st es für das
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erfindungsgemäße Verfahren besonders zweckdienlich, wenn die Temperatur des komprimierten Arbeitsstromes und die
{!temperatur des Stromes der Reaktionsprodukte bei der Einführung
im wesentlichen gleich sind. Der Verdünner besteht bevorzugt aus Kohlenwasserstoffen, deren Kohlenstoffanteil
in äen Molekülen vorzugsweise aus drei bis nenn
Kohlenstoffatomen besteht. Derartige Verdünner enthalten
im wesentlichen Propan und/oder Butan bzw. Featan mit geringen Zusätzen höherer Kohlenwasserstoffe·
Die Erfindung ^7ird vorzugsweise in einer Reaktionsanlage
mit mindestens einer Reaktionsstufe angewandt· Petroleum,
Schieferöl, Teer, Kohlenteeröl -oder andere Kohlenwasserstoffbeschiokung
wird in die Reaktionsstufe eingeführt und in .Gegenwart molekularen Wasserstoffs aus einem
Aufbereitungsstrom in den Strom der Reaktionsprodukte
verwandelt. Letzterer enthalt umlaufgas, flüssige Endprodukte
und möglicherweise Umlauf flüssigkeiten in einer Mischung von Kohlenwasserstoffen, die sich vom Wasserstoff bis zu Kohlenwasserstoffen mit einem Kochpunkt
erstreckt, der weitgehend durch den Kochpunkt der Beschickung bestimmt ist und etwa 3*0° 0 (650° F) od*y
mehr beträgt. Aus den Reaktionsprodukten wird ein Yerdfin-
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SJmgsatroa gewonnen und ait dem ^ Ä
niedrigen Druckent z.B. 14 bis 55 at (200 fetöSjQ psig)
zu einem Arbeitsstrom vermischt, dessen mittletff Molekulargewicht für die Kompression in mindestens $$$?
Epeiselverdichterstufe genügend hoch ist« $jraj££yl0e!L-verdichter
erhöht den Druck des ArbeitBati^e|t'; auf den .
für die Heaktionsanlage benötigten Singarigsariitfk. Bas
mittlere Molekulargewicht des Arbeitsstromeö,h;&|gt von
dem Arbeitsdruck der Beaktionsanlage ab und steigt mit
diesem an. Nach übt Kompression in dem Kreiselverdichter
wird der .Arbeitsstrom in die Reaktionsanla^e :|i|igeführt,
wo der Verdünner von dem Wasserstoff abgetrennt wird.
Danach wird der Wasserstoff dem in die ßealctionsstufe
eintretenden Aufbereitungsstrom zugeführt, ^a der Reaktionsstufe wird der Wasserstoff für die Umwandlung der Beschickung
itt die !Reaktionsprodukte verwandt.
Vorzugsweise wird der komprimierte Arbeitssiirom in den
Strom der Reaktionsprodukte vor der Abtrenniing d#p umlauf»
gases von dem Plüssigkeitsanteil dieser Reaktioneprodulctö i[
eingeleitet, öle Reaktionsprodukte aus der B^|ijocraoker- ,
stufe enthalten: .wie vorerwähnt, ein breites. Öpektruo an
Komponenten, von denen die Sase normalerweise ala ein
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des .zur Reaktorstufe zurückkehrenden Stromes umlaufen 0
Vorzugsweise werden die in den Reaktionsprodukten enthaltenen
Flüssigkeiten als Absorber oder Schwamm für die Abtrennung des Verdünners vom Wasserstoff benutzt. Die
Abtrennung kann in gewöhnlichen Trennstufen erfolgen,
die für die Gewinnung des Umlaufgases benutzt werden. Der
Arbeitsstrom wird daher vorzugsweise vor der (Drennstufe
für die Abtrennung des Umlaufgases von dem Flüssigkeitsanteil der Realctionsprodukte eingeführt, um möglichst
reinen Wasserstoff strom vor seiner Berührung mit den.
Katalysatoren in der Reaktorstufe zu erhalten. Der in dem Flüssigkeitsanteil der Reaktionsprodukte absorbierte
Verdünner wird vorzugsweise von dieser Flüssigkeit für die tfiederbenutzung in dem Arbeitsstrom abgetrennt. Dies
wird durch einfache Druckverminderung oder fraktionierte Destillation in einer gewöhnlichen Rektifikationssäule
erreicht, in der schwerere Stoffe von leichteren Produkten
zur Gewinnung des Verdünnungsstromes separiert werdeno
Der Verdünnungsstrom setzt sich vorzugsweise aus Eropan
oder Butan oder aus beiden in Dampf- oder flüssiger Ehaee
zusammen. Wenn der Verdünner Flüssigkeit enthält» sollte
sie in Dampf umgewandelt oder vor der Einleitung in den
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Kreiselverdichter entfernt werden. Im allgemeinen setzt
sich der Verdünnurigsstrom aus Kohlenwasserstoffen zusammen, die pro Molekül drei bis sehn Kohlenstoff atome enthaltene
Das mittlere Molekulargewicht des Arbeitsstromes sollte
für die wirtschaftliche Kompression durch Kreiselverdichterstufen ausreichend sein. Gewöhnlich beträgt das MoIekulargewieht
des Arbeitsstromes, dasseine Benutzung in Kreiselverdichtern wirtschaftlich und praktisch durchführbar
werden läßt, mindestens sechs bis zwölf. Das günstigste Molekulargewicht des Arbeitsstromes aus Verdünner
und Wasserstoff verändert sich jedoch in Abhängigkeit
von dem Arbeitsdruck der Reaktionanlage und dem Druck, bei welchem der molekulare Wasserstoff in den Verdünnerstrom eingeführt wird. Daher kann unter bestimmten
Bedingungen das mittlere Molekulargewicht aus dem angegebenen Bereich herausfallen.
Das erfindungsgemäße Verfahren gestattet die Anwendung der Kreiselverdichtung für die Einführung von Wasserstoff
in Reaktionsanlagen. Die dazu benutzten Kreiselverdichter bieten erhöhte Zuverlässigkeit und Wirtschaftlichkeit *
gegenüber den nach dem Kolbenprinzip arbeitenden Verdichtern, was schon die längeren Arbeitszeiten zwischen den
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BAD OBiOlNAL.
GkB
Uberholpausen der ersteren anzeigen.
Die erflndungsßeiaäßea Merkmale und Vorzüge werden noch
deutlicher bei der Besehreibung einer bevorzugten Ausführungsform
anhand der beigefügten Zeichnung. Sie zeigt ein schematisches Flußdiagraram für die Erläuterung des
erfIndungsgeinäßen Verfahrens in seiner Anwendung auf eine
Bydrocrackeranlage.
Die Hydrocracker-Reaktlonsanlage umfaßt eine Bördrocraeker-Eeaktionsstufe
10, eine Verdünnergewinnungsstuf« 12
und eine Wasserstoff aufbereitungsstufe 14. Im allgemeinen
wird Wasserstoff verhältnismäßig hoher Reinheit mit einem Verdünner in einer Aufbereitungestufe 14 zu einem Arbeitestrom
vermischt, dessen mittleres Molekulargewicht für die wirtschaftlich« Kompression durch eine oder mehrere
Kreiselverdichterstufen genügend'hoch ist« Der komprimierte Arbeltsstrom wird in die Hydrocrackaranlage XO eingeführt,
wo der Wasserstoff für die Hydrocrackeratufe getrennt wird.
Die Wasserstoffaufbereitungsstufe 14 umfaßt eine Waeeerstofferzeugurigseinheit
16, die den Wasserstoff für die
109885/1
Mischling mit einem Verdünner aus einem der Verdünnungsströme 18a, IQb oder ISc zur Bildung eines Arbeitestromes
20 erzeugt. Das Molekulargewicht, Qualität, Quantität und
Phase des mit dem Wasserstoff vormischten Verdünners 1st
so gewählt, daß sich ein Arbeitsstrom relativ hohen Molekulargewichts ergibt. Der Arbeitsetrom läuft durch
eine Ausscheidtrommel 22, in der die in dem Strom enthaltene Flüssigkeit ausgeschieden wird. Diese AusBCheidtroB-mel 22 soll dafür sorgen, daß der in den Kreiselverdichter 24 eintretende Arbeitestrom im wesentlichen vollständig gasförmig ist, um den Verdichter vor durch Flüssigkeit
verursachten Schaden zu bewahren. Der aus der Ausscheidtrommel 22 kommende Arbeltsstrom wird durch eine oder
mehrere Kreiselverdichterstufen 24 auf einen Druck komprimiert, der de« Eingangsdruck in die Bydrocrackeranlage
10 entspricht.
Die ftftseerstoffgewiimungseinneit 16 erzeugt den Wasserstoff
vorzugsweise bei Drucken zwischen 14- at und 50 at (2ΘΟ paig
bis 500 psig). Der Wasserstoff kann darin durch Deapfnethin-ümformung kohlenwasserstoff reicher Ga»e, durch
teilweise Oxydation gasförmiger, flüssiger oder fester Brennmaterialien oder durch andere Verfahren gewonnen
- li -
werden. Der Wasserstoff ist vorzugsweise von relativ
hoher Reinheit, von etwa 93 "bis etwa 98 Mol-% und
er sollte normalerweise zwischen 2 und etwa 7 Mol-% Methan
enthalten. Der Verdünner wird zu dem Wasserstoff bei
einem Druck gegeben, der im wesentlichen gleich dem Wasserstoffdruck aus der Einheit 16 ist. Der Kreiselverdichter
komprimiert den Arbaitsstrom 20 auf den Druck
der ^rdrocracker-Reaktioneanlage, der üblicherweise
zwischen etwa 70 at und etwa 350 at (1000 psig bis 5000 psig) liegt.
Das Molekulargewicht des Arbeit sstromes 20 1st ausreichend
für einen wirtschaftlichen Betrieb des Kreiselverdichters
24-. Das benötigte Molekulargewicht hängt von dem Auegangedruck des Kreiselverdichters ab und damit.auch von dem
Druck der Hydrocracker-Reakfcionsanlage 10» Im allgemeinen
macht es diese funktionale Beziehung nötig, daß das mittlere Molekulargewicht des Arbeitsstromes ansteigtr wenn
der Druck der Bydrocracker-Anlage ansteigt, da die Druckdifferenz
über dem Kreiselverdichter 24 ansteigt. In den
meisten Anwendungen besitzt der Arbeitsetrom 20 ein minimales Molekulargewicht zwischen 6 und 12. :
im Laufe der weiteren Beschreibung noch deutlich 10988S/U87
werden wird, variieren das Molelmlargewicht, die Quantität,
Qualität und Phase der Kohlenwasserstoffkomponenten der Verdünnerströme 18a bis 18c solange in weiten Grenzen,
als das Molekulargewicht des Arbeitsstromes für den
wirtschaftlichen Betrieb der Kreiselverdichter noch ausreicht, "Geeignete Verdünner sind Propan, Propan mit
Butan gemischt oder andere Kohlenwasserstoffe, die Propan
und Butan wie auch solche Komponenten -enthalten können, die fünf Kohlenstoffatome und mehr pro Molekül besitzen.
Der Verdünner sollte aus Kohlenwasserstoffen bestehen, die in dem Arbeitsstrom in der Dampfphase bei der Temperatur
und dem Kompressionsdruck des Kreiselverdichters existieren» Außerdem sollte der Verdünner in der Bydrocraclceranordnung
hergestellt und leicht, aber nicht notwendig vollständig, von dem Wasserstoff nach der Kompression
in dem Kreiselverdichter abgetrennt werden· Beispielsweise werden in einigen Anlagen, in denen der Wasserstoff
von etwa 14 at bi3 etwa 105 at (200 psig bis
1500 psig) komprimiert wird, Pentene und kleine ZueStee
schwererer Kohlenwasserstoffe als Verdünnermaterialien bevorzugt. Pentene kondensieren bei diesen Drucken nicht
und wegen ihres Molekulargewichtes werden relativ kleiner· Mengen Pentan für die Erzeugung des Arbeitestromes benötigt, dessen mittleres Molekulargewicht für den wirtschaft·
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o-gtos original
lichen Betrieb der Kreiselverdichter genügend hoch ist.
Bin Beschickungsstrom 28 aus Stoffen, die in der Bydrocrackerstufe
umgewandelt werden sollen, wird in die Hydrocrackerstufe
26 eingeleitet. Das Beschickungsmaterial be steht typiseherweise aus Kohlenwasserstofföl,aus
Petroleum, Schieferöl, Teer, Kohlenteeröl, oder anderen
Quellen. In der Hydrocrackerstufe seihst werden "bekanntlich
bewegte oder feststehende Katalysatorschichten,
hohe Temperaturen, hoher Brück und Wasserstoff zur Umwandlung der Beschickungsstoffe in die Reaktionsprodukte
"benutzt. In vielen Anlagen "besteht das Endprodukt der
Ifydrocracker-Reaktionsanlage zunächst aus Benzin· Die
Reaktionsprodukte verlassen die Bydrocrackerstufe 26 als
ein Strom 30 und passieren einen Wärmeaustauscher 32, der aus einer öder mehreren Waisaeaußtauscherstuf en besteht j danach wird der Strom 30 mit dem Arbeitsstrora 20
Mj1SCh-
zu einem „strom 34· kombiniert» Dieser lüschstrom enthält Reaktionsprodukte, Umlauf gas, mo'glieherweise Umlaufflüssigkeit, Verdünner und Wasserstoff· Der Misch,-strom
läuft durch eine oder mehrere Warmeaustausoherstufen
36, in denen seine Temperatur für den Eintritt in einen Hochdrucfeseparator 38 erniedrigt wird. Der Wärme-
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austauscher 36 kann aus einem Iaift- oder einem Wasserkühler "bestehen. In dem Hochdruckseparator 38 wird der
Mischstrom in einen vorherrschend wasserstoff reichen
Dampf strom 40 und einen flüssigen Strom 42 getrennt. Dieser flüssige Strom 42 enthält den Verdünner, die Hydrocracker-Reaktionsprodukte
und irgendeinen Tlüssigkeitsumlauf.
Der Flüssigkeitsanteil des Stromes der Reaktionsprodukte wirkt als ein Schwamm für die Aufnahme des Verdünners und Reinigung des Dampfstromes·
Der Dampfstrom 40 setzt eich im allgemeinen aus 50
90 Mol-# Wasserstoff und den verbleibenden Steilen des
Beaktionsumiaufgases aus Stickstoff, Schwefelwasserstoff,
Ammoniak, Wasserdampf, Kohlenoxyden und C^-, Og-, °3""»
Iso- und Jformal-C^-Kohlenwasserstoffen und schwereren
Komponenten bis etwa C^ «-Kohlenwasserstoffen zusammen.
™ Der Dampf strom 40 ist der wasserstoff enthaltende Strom
für die Hydrocrackerstufe 26. Wegen des relativ hohen
für die Reaktionen in dar Stufe 26 benotigten Partialdruckes
des Wasserstoffes muß der Verdünner im wesentlichen
vollständig von dem Wasserstoff in dem Hochdruckseparator ^S abgetrennt werden. Vollständige Abtrennung ist a.B.
dann nicht möglich, wenn der Verdünner in erster Linie
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aus Methan be steht ,was zu einem für einen rationellen Gebrauch
in der Bydrocrackerstufe zu geringen Partialdriick
des Wasserstoffs/in dem Strom 40 führt. Der Strom 4-0
wird in dem Verdichter -44 auf einen für den Eintritt in
die ^yürocrackerstufe 26 ausreichenden Druck komprimiert.
Der Dampf strom 40 lauft von dem Verdichter 44 durch den
Wärmeaustauscher 32 in die Hydrocrackerstufe 26 entweder allein oder manchmal zusammen mit der ganzen oder teilweisen
Beschickung 28. Während des Durchtrittes durch den
Wärmeaustauscher 32 nimmt der ganze Dampf strom 4-0 oder
ein Teil davon aus dem Strom 30 der Reaktionsprodukte Wärme auf· Es kann auch zusätzlich Wärme durch einen "befeuerten
Erhitzer oder eine1andere Vorrichtung, wenn nötig, hinzugefügt
werden· Weiter kann ein Teil des Dampf stromes 40
aus dem Verdichter 44,ohne durch den Wärmeaustauscher 32 zu laufen, direkt in die Hydrocrackerstufe 26 gelenkt und
für Abkühlung oder andere Zwecke benutzt werden·
Der aus dem Hochdruckseparator 38 kommende Flüssigkeitsstrom 42 enthält einen wesentlichen Anteil des Verdünners,
ferner Eeaktionsendprodukte und irgendwelche Flüssigkeitsumläufe. Der Strom läuft zur weiteren Verarbeitung durch
einen oder mehrere Niederdruckseparatoren 46, in denen.
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di© Dampfe nach oben-entweichen und die Bchwer©j?en Anteil©
als ein !Üeilstrom 4-8 der Ifydrocrackerreaktiön^produlcte
weiterläuft. Die Dämpfe können als Brennmaterial oder in weiteren Verarbeitungsstufen verwendet werden.
Die -vorstellend "beschriebene Hydrocracker-Reaktionsstufe
kann in ihrer Auslegung abgeändert und den Erfordernissen
einer größeren Anlage angepaßt werden. Die Reaktionsstufe ,
sieht jedoch die Verarbeitung des Arbeitsstromes 20 im
Separator 38 zur Entfernung eines größeren Teiles des
Verdünnermaterials von dem Wasserstoff vor, um den letzteren
für die Einleitung in die Hydro cracker stufe 26 ^zubereiten.
Bsi dieser Abtrennung wirken die flüssigen Anteile der Hydrocrackerreaktionsprodukte als ein Schwamm
oder Absorptionsmedium im Separator 38, um das Verdünnermaterial
von dem Wasserstoff wesentlich abzutrermen und
das Gas aus dem Strom der Reaktionsprodukte umlaufen au
lassen. Außerdem ist die Hydrocrackerstufe wichtig für
die Erläuterung der Stellung und des Zustandes des Arbeitsstromes, bei der er in die Anlage eingeführt wird. Die
Einführung geschieht an der Stelle, an der der Druck der Reaktionsprodukte und der Druck des Arbeitsstromes 20 im
wesentlichen gleich sind. Weiterhin geschieht die Einlei-
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■- 17
tung vorzugsweise an der Stelle, an der die ^temperatur
. des Stromes der Reaktionsprodukte und die !Temperatur des
Arbeitsstromes ebenfalls im wesentlichen gleich sind*
Wenn die Temperatur des Arbeitsstromes 20 an der Stelle
seiner Einleitung in den Strom 4-0 der Reaktionsprodukte
und die temperatur des Stromes 40 im wesentlichen einander gleich sind, ist die Effektivität des Wärmeaustausches
in der Reaktionsanlage IO nicht wesentlich verschieden
von der Effektivität einer gut angelegten Reaktionsanlage, so daß die Betriebsunkosten minimal gehalten werden„
Der Q?ei !strom der Hydrocrackarreaktionsprodukte aus dem
Separator 46.enthält einenwesentliehen Anteil des Verdünnermaterials,
das Hydrocrackerreakfcionsprodukt und irgendeinen Flüssigkeitsumlauf. Der Teilstrom 48 wird für die
Abtrennung der Verdünnerkomponenten weiter verarbeitet»
Wie bereits erwähnt, kann der Verdünner im wesentlichen
Propan bis hin zu Kohlenwasserstoffen aus Ck bis 0/m
enthalten· 35ie Anlaß© 12 bewirkt die Abtrennung des Verdünners und besteht aus mehreren abwechselnd aufeinanderfolgenden Zweigen» die abhängig oder unabhängig voneinander
betrieben werden können, um den für die Mischung mit dem
Wasserstoff aus der Wasserstoffgewinnungseinheit 16 erforderlichen
Verdünner su erhaltenο
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Der erste Zweig für die Abtrennung des Verdünners innerhalb
der Anlage 12 ist mit dem Bezugszeichen 50 versehen·
Der Teilstrom 48 wird in einen Ehtspannungsturm 52 eingeführt,
wo nach einer möglichen Druckreduktion und Erwärmung der größere Teil des in der Beschickung des
Entspannungsturmes enthaltenen Gases von der Flüssigkeit ' getrennt wird. Am oberen Ende des Sitspannungstunaes
52 gelangt das entspannte Material auf dem mit 5* "bezeichneten Wege durch den Kondensator56in den Hücklaufsammler
58. Der Rücklaufstrom 60 wird dem Sammler 58 entnommen
und in den Entspannungsturm 52 eingeführte Das flüssige Bodenprodukt des EntSpannungsturmes 52 wird als
ein Strom längs der I&nie 62 entnommen, wo es der weiteren
Fraktionierung für die Abtrennung von Endprodukten aus
der Umlauf flüssigkeit zugeführt werden kann· Bin Teil
der Iieichtprodukte. aus dem Rücklauf sammler 58 bilden den
Verdünnerstrom 18c· Sin Teil dieses Stromes wird als ein Strom 64 but Verwendung als Brennmaterial oder zur
weiteren Verarbeitung abgezweigt. Der Verdünnerstrom 18c vermischt sich mit dem aus der Wasserstoffgewinnungseinhöit
16 kommenden Wasserstoff zu dem Arbeitsstrom 20 vor dessen Einleitung in die Abscheidetrommel 22. Der Verdiinnerstrom
18c enthellt üblicherweise ein breites Spektrum von KSohlenwasserstoffkoffiponenten, etwa Butan, Propan,
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iso- und normal-Penten und Kohlenwasserstoffe bis zu C^Q·
In dem zweiten Zweig 68 der Anlage 12 tritt der Tp. Istrom
48 in den fraktionierturm ?Q ein, aus dem die gewünschten
,Destillate als Ströme 72 erhalten werden. Aus dem oberen^
Ende des Fraktionierturaes 70 tritt ein Strom 74 aus
und gelangt durch einen Kondensator76Ln einen Ruckfluß sammler 78. Der Strom 79 läuft aus dem Rückflußsammler 78
und verzweigt eich, in den Rückflußstrom 80 und den Strom
88, Der Rückflußstrom 80 wird wieder in den Fraktionierturm 70 eingeleitet, während der Strom 88 in einen Entbutanisierer
82 eintritt. Der Strom 84 aus dem Rückflußsaramler 78 enthalt Dämpfe, die als Brennmaterial oder
für die weitere Verarbeitung geeignet sind. Der Debutani—
sierer 82 entfernt im wesentlichen Butan und Propan aus
dem Strom 88. Butan und Propan verlassen den Debutanisiertr
82 an seinem oberen 3nde als ein Strom 89. Der Strom 86 enthält üblicherweise Fentan und schwerere Kohlenwasserstoffe. -Sin Teil des Stromes 89 kann ohne weitere Verar- -«
beitung. als Verdünner benutzt werden oder er kann, wie
dargestellt, durch einen Kondensator90pLn einen Bückflußsammler
92 eintreten,-in dem seine schwereren Kohlenwasserstoffkomponenten
für die Wiedereinleitung in den Satbutanieierer 82 oder die Einleitung in einen üintpropani-
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sierer 94 allgetrennt werden. Daher verlaßt der Strom 96
den Rückflußsammler 92 und verzweigt sich in einen Rückflußetrom
97» der in den iSntbutanipierer 82 führt, und
einen Strom 99, der in den Entpropanisierer 94 geleitet
wird· Der Verdünnerstrom 18b wird aus dem Rückflußsammler
92 als ein relativ reines Verdünnungsgas hauptsächlich aus Butan und Propan entnommen. Der Entpropanisierer 94
verarbeitet die Komponenten des Stromes 99 zur Gewinnung
eines Propanstromes 107« Butan verläßt den Sntpropanisierer 94 als ein Strom 98. Ein Propanstrom verläßt den
Entpropanisierer 94 an seinem öfteren -^nde auf einem mit
100 bezeichneten Weg und gelangt durch einen Kondensator 102 in einen ßückflußsammler 104. Diesen Rückflußsammler
104 verläßt ein Strom 105, der sich in einen Rückflußstrom 106 in dem Entpropanisierer 94 und einen Propanausgangsstrom
107 verzweigt. Dem RückfluBsammler 104
wird der Verdünnerstrom 18a zur Kombination mit dem aus der Wasserstoffgewinnungseinheit 16 kommenden Wasserstoff
entnommen. Der Verdünnungsstrom 18a besteht in erster Linie
aus Propan, üblicherweise in Dampfphase. Wahlweise kann ein !eil des flüssigen Propanstromes 107 oder ein
Teil des flüssigen Butanstroraes 98 als Verdünnungsstrom
benutzt werden»
Die Sntbutanisierungs- und Entpropanisierungsschritte,
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ORIGiNAL
mit 68 bezeichnet?, bewirken die Abtrennung von Butan und
Propan aus dem Teilstrom 48 der Biydrocrackerreaktionsprodukte
und die nachfolgende Entfernung von Butan, um einen im wesentlichen aus Propan bestehenden Verdünner
als Strom 18 zu erzeugen. Diese Abfolge kann «Jedoch auch umgekehrt werden, wenn die Wirtschaftlichkeit der Anlage
es erfordert, so daß dann der Strom 18a in erster Linie
Butan enthält.
Das erfindungsgemäße Verfahren wurde anhand ihrer Anwendung
auf eine Bydrocracker-Reaktionsanlage beschrieben« Die
Anwendung der Erfindung auf andere wasserstoffverbrauchende Verfahren, in denen Wasserstoffumsetzung, Hydrierung,
ShtSchwefelung, Denitrierung, Sättigung von Olefinen
und ähnliche Realstionen bei der Verarbeitung von Petroleum,
Schieferoi, leer, Kohlenteerol oder anderen Kohlenwasserstoffen stattfinden, iat im wesentlichen gleichartig mit
der beschriebenen Anwendung auf das Eördrocracker-Verfahren,
ohne dabei von dem in den nachfolgenden Ansprüchen zum
Ausdruck kommenden, der Erfindung augrunde liegenden Gedanken abzuweichen.
109885/1407
jmmo mim original
Claims (6)
1. Verfahren zur Kompression von Wasserstoff von einem
Anfangsdruck auf einen relativ hohen Enddruck mit einem
Kreiselverdichter, dadurch gekennzeichnet, daß der Wasserstoff mit einem Verdünner, dessen Molekulargewicht gegenüber
dem des Wasserstoffs relativ hoch ist, beim Anfangsdruck zu einem Arbeitsstrom vermischt und dieser Arfoeitsstrom
in mindestens einer Kreiselverdichterstufe auf den Enddruck komprimiert wird«
2· Verfahren nach Anspruch 1 in einer Eeaktionsanlage
mit mindestens einer Reaktionsstufe, in die Wasserstoff relativ hohen Eingangsdruckes eingeleitet wird und aus
der ein Strom von Reaktionsprodukten austritt, dadurch gekennzeichnet, daß als Verdünner ein Kohlenwasserstoff-Verdünner
aus den Reaktionsprodukten erzeugt, der aid&ruck
des Kreiselverdichters gleich dem Singangsdruck der Reaktionsstufe gewählt und nach de? Kompression der Verdünner zu einem mindestens wesentlichen Teil vom Wasserstoff
vor dessen Eintritt in die BeaJctionsstufe getrennt
wird·
109885/1407
....... JAiIfSiRO OAS BAD ORIGINAL .... ■.'. - . ..:... .- "V
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet,
daß der komprimierte Arbeitestrom-in-den einen Gasanteil
und einen Flüssigkeitsanteil enthaltenden Strom der Reaktionsprodukte eingeführt, der Verdünner durch
den Flüssigkeitsanteil absorbiert wird und schließlich
der Wasserstoff und der Gasanteil zu einem mindestens wesentlichen £eil von dem restlichen Strom abgetrennt und
in die Eeaktionsstufe eingeleitet werden.
4-«. Verfahren nach Anspruch 3» dadurch gekennzeichnet, daß
die Temperatur des komprimierten Arbeitsstromes und die
Temperatur des Stromes der Reaktionsprodukte bei der Einführung
ist wesentlichen gleich sind.
5» Verfahren nach einem der Ansprüche 1 - 4·, dadurch gekennzeichnet,
daß das kleinste mittlere Molekulargewicht des Arbeitsstromes zwischen etwa sechs und etwa zwölf
liegt.
6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 - 5, dadurch gekennzeichnet,
daß der Verdünner Kohlenwasserstoffkomponenten enthält, die pro Molekül drei bis zehn Köhlenstoffatome
enthalten.
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in-:, :^0 'im BAD original
7ο Verfahren nach einem der Ansprüche 1-6* dadurch gekennzeichnet,
daß der Verdünner im" wesentlichen Propan und Butan oder eines von beiden oder Pentan mit geringen
Zusätzen höherer Kohlenwasserstoffe enthalte
109885/U87
BAD
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
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Publications (1)
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Family Applications (1)
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CA (1) | CA956585A (de) |
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GB (1) | GB1213335A (de) |
NL (1) | NL6813513A (de) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN115142080A (zh) * | 2021-03-15 | 2022-10-04 | 气体产品与化学公司 | 一种用于在离心式压缩机中压缩氢气的工艺和装置 |
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1967
- 1967-09-22 US US00669950A patent/US3803025A/en not_active Expired - Lifetime
-
1968
- 1968-09-10 CA CA029,589A patent/CA956585A/en not_active Expired
- 1968-09-11 JP JP43065005A patent/JPS5010278B1/ja active Pending
- 1968-09-14 DE DE19681795340 patent/DE1795340A1/de active Pending
- 1968-09-20 NL NL6813513A patent/NL6813513A/xx unknown
- 1968-09-20 GB GB44741/68A patent/GB1213335A/en not_active Expired
- 1968-09-23 FR FR1584826D patent/FR1584826A/fr not_active Expired
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CN115142080A (zh) * | 2021-03-15 | 2022-10-04 | 气体产品与化学公司 | 一种用于在离心式压缩机中压缩氢气的工艺和装置 |
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US3803025A (en) | 1974-04-09 |
JPS5010278B1 (de) | 1975-04-19 |
NL6813513A (de) | 1969-03-25 |
CA956585A (en) | 1974-10-22 |
FR1584826A (de) | 1970-01-02 |
GB1213335A (en) | 1970-11-25 |
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