DE4437078A1 - Verfahren zur Beseitigung von in der Luft enthaltenen Kohlenwasserstoffen durch Adsorption - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Beseitigung der in der Luft enthaltenen Kohlenwasserstoffe durch Adsorption, und insbesondere in der Atmosphäre von gewissen Fabriken, aus de­ nen sie abgezogen werden, um den Hygiene- und Sicherheitsvor­ schriften, die durch die Gesetzgebung vorgegeben sind, zu ent­ sprechen. Im weiteren betrifft die Erfindung auch die organi­ schen flüchtigen Verbindungen, die außer Kohlenstoff und Was­ serstoff S und N als Struktur Atome enthalten können.

Die Tatsache, selektiv, bei niedriger Temperatur, die organi­ schen Verbindungen der Luft auf einer adsorbierenden adäquaten Masse zu adsorbieren ist bekannt und wird seit Jahrzehnten praktiziert genauso wie die Tatsache, daß der Vorgang der De­ sorption durch Spülen der adsorbierenden Masse durch einen Desorptionsgasstrom, beispielsweise Luft, ausgeführt wird, die auf eine Temperatur von mehr als 100 bis 200°C über der Ar­ beitstemperatur der Adsorption gebracht wird. Die am häufig­ sten empfohlenen adsorbierenden Massen sind heute die Aktiv­ kohlen mit hoher Oberfläche, die Silicalite und die oleophilen Zeolithe, die durch starke Entaluminierung der Zeolithe bei einem erhöhten SiO₂/Al₂O₃ Verhältnis erhalten wurden, darunter die Zeolithe vom Typ ZSM, der Mordenit und insbesondere der Faujasit; diese silicierten Verbindungen (composes siliciques) weisen den Vorteil auf, daß sie bei Warmluft regenerierbar sind, ohne Beschädigungen zu erfahren, die man bei den Aktiv­ kohlen befürchten muß. Ein letztes Adsorptionsmittel, das bei diesem Typ von Vorgang verwendet werden kann, kann aus einem amorphen Siliciumoxid-Aluminiumoxid hergestellt werden, das zweckmäßig entaluminiert wurde. Die Leistungen dieser Silici­ umoxide-Aluminiumoxide liegen geringfügig unterhalb denen der entaluminierten Zeolithe, was Adsorptionsgeschwindigkeit und adsorbierte Kohlenwasserstoffmengen pro Gramm Feststoff bei der Sättigung betrifft, das Entaluminierungsverfahren ist je­ doch einfacher und die Kosten der erhaltenen Feststoffe liegen weniger hoch.

Die vorliegende Erfindung betrifft vorbeschriebene Adsorp­ tionsmittel und insbesondere die silicierten Verbindungen un­ ter Originalbedingungen, die es ermöglichen, den besten Nutzen aus ihren physiko-chemischen Eigenschaften zu ziehen. Dieser Einsatz ist so getroffen, um das günstigste Ergebnis aus der Aktivität des Adsorptionsmittels (ausgedrückt als Adsorptions­ geschwindigkeit), seiner Adsorptionsfähigkeit, der Leistungen als Eliminationsmaterial der COV (flüchtige organische Verbin­ dungen) zuziehen, und dabei die Druckverluste mitten im Ad­ sorptionsbett zu minimieren. Die zu überwindenden Druckverlu­ ste zwischen Eintritt und Austritt der Einheit sowohl in der Adsorptionsperiode wie in der Desorptionsperiode bedeuten tat­ sächlich den wichtigsten wirtschaftlichsten Posten unter den verschiedenen Betriebskosten.

Der Stand der Technik spricht Adsorptionsverfahren an, die auf Adsorptionsmittel zurückgreifen, die in Form von festen Axial­ betten, fluidisierten Betten oder sogar beweglichen Betten eingesetzt werden (Handbook of separation proccess technolo­ gy - 1987), welches die verschiedenen Typen von Adsorptions­ reaktoren beschreiben. Unter diesen Reaktoren legt keiner die erfindungsgemäß in Betracht gezogene Verwirklichung nahe.

Ausgehend von Adsorptionsmitteln vom Typ Aktivkohle: Silicium­ oxiden, entaluminierten Siliciumoxiden-Aluminiumoxiden, Sili­ caliten, entaluminierten Molekularsieben, die in der Lage sind, die Kohlenwasserstoffe zu adsorbieren und allgemein die COV in Anwesenheit von Wasser betrifft das Ziel der Erfindung einen originellen Einsatz der adsorbierenden Materialien, die es ermöglichen, den Druckverlust durch das Adsorptionsbett hindurch zu reduzieren und dabei ein gutes Rückhalten der Koh­ lenwasserstoffe (sogar der COV), die am Feststoff zu eliminie­ ren sind. Sicherzustellen und damit beachtlich die Druckver­ luste im Adsorptionsreaktor zu vermindern, ohne den erwarteten Leistungen zu schaden, die ausgedrückt sind bezüglich des in den Vorgang eingesetzten Adsorptionsvolumens.

Nach einer ersten Variante des Verfahrens wird das in Form von Granulaten verwendete Adsorptionsmittel, deren mittlerer equi­ valenter Durchmesser zwischen 0,5 und 5 mm liegt, im Innern der Volumina von gewebten oder gewirkten Geweben aus metalli­ schen silicierten oder aus temperaturbeständigen Verbundmate­ rialien bestehenden Drähten eingekapselt. Die Masche ist klei­ ner als der Durchmesser der Partikel und der equivalente Durchmesser des Elementarvolumens, der die Partikel betrifft, wird eingestellt auf die Abmessungen des Reaktors. Die beob­ achteten Druckverluste sind dann eng mit den Abmessungen des Elementarvolumens verbunden und im Adsorptionsreaktor verhält sich jedes der Elementarvolumina wie ein Adsorptionsminireak­ tor, der ausgedrückt als Leistung den allgemeinen Gesetzen auf dem Gebiet der Chemie gehorcht. Unter diesen Bedingungen kann die Form des Bettes entsprechend einer oder der anderen der folgenden Geometrien sein: Axialbett, Radialbett, Einführung in ein zylindrisches solares zellulares Bett. Die Geometrien dieser drei Typen von Betten sind dargestellt in den Fig. 1A, 1B, 1C (wobei E wenigstens einen Eintritt und S wenigstens einen Austritt bezeichnet). Die adsorbierenden Elementarvolu­ mina können unterschiedliche geometrische Formen (an der Seite der Fig. 1B gezeichnet) haben: Zylinder, Kugeln, Kuben oder bevorzugt Tetraeder, wie sie in der europäischen Patentanmeldung Nr. 494550-A beschrieben wurden. In sämtlichen Fällen beobachtet man, daß der Durchmesser des Adsorptionsbettes etwa 50mal größer als der equivalente Durchmesser des Elementarvo­ lumens ist.

Die Verminderung des Druckverlustes, der durch ein Bett aus freien Körnern gleicher Dicke hervorgerufen wird, liegt ober­ halb eines Faktors 10. Es wird somit möglich, Bettdicken zu verwenden, die zwei bis fünfmal größer als diejenige ist, die durch den Druckverlust zugelassen wird, wenn man ein Bett aus freien Körnern verwendet. Darüber hinaus erfordern diese Bet­ ten aus in Elementarvolumina eng gepreßten Körnern es, daß der Gasstrom zufällige Wege nimmt, die bei vergleichbaren Druck­ verlusten und vergleichbarer Raumgeschwindigkeit, zu wesent­ lich besseren Reinigungsleistungen als die führen, die am Ad­ sorptionsmittel vom Typ Monolith mit parallelen Kanälen erhal­ ten wurden, die mit adsorbierender Phase vom Typ Monolith be­ strichen sind.

In einer zweiten Variante des Verfahrens sind die Körner freie Körner entweder in Form voller Extrudate oder in Form von hoh­ len Extrudaten, die in ein radiales Minibett eingeführt sind, wie es in der Fig. 2 dargestellt ist; diese Elementarreakto­ ren haben eine Länge zwischen 100 und 200 cm, eine Dicke zwi­ schen 10 und 30 cm und sind im Innern eines Sammelvolumens für das behandelte Gas angeordnet wie Rohre eines Wärmeaustau­ schers (Fig. 2A und 2B). Jedes Adsorptionsvolumen liegt als ein radialer Minireaktor vor, der von der Mitte aus gespeist ist, wobei die behandelten Gase außerhalb im Kalander gewonnen werden, wo die Minireaktoren lagern. Dieser Typ von Ausbildung bietet den Vorteil, daß geringe Druckverluste hervorgerufen werden und daß er aus identischen Elementen aus metallischem Gewebe zusammengesetzt ist, die man füllen kann, bevor sie in den Sammelkalander eingeführt werden. Die Kapazität jedes Ele­ ments liegt zwischen 50 und 200 l für eine Elementlänge von 100 cm; die Bettdicke ist verknüpft mit dem equivalenten Durchmesser der adsorbierenden Körner und dem in der Einheit zugelassenen Druckverlust. Zwei Reaktoren sind parallel ange­ ordnet, der eine in Adsorptionsphase, der andere in Desorp­ tionsphase (Fig. 2D). Jeder Reaktor kann beispielsweise 4 bis 36 Minibetten enthalten und für die großen Leistungen ist es möglich, zwei Minibetten derart gegeneinander zu setzen, daß die Installatinskapazität verdoppelt wird. Präzisieren wir, daß dieser katalytische Bett-Typ geringer Dicke besonders zweckmäßig ist für den Einsatz von oleophilen entaluminierten Molekularsieben (Mordeniten, ZSM, Faujasit), für die die cha­ rakteristische Kurve QA·f(PA) (wo QA die Menge von A ist, die am Feststoff adsorbiert wurde und PA ihr Partialdruck) zu ih­ rer Stufe (Podest) (Sättigung des Feststoffs) für geringe Wer­ te von PA führt, wobei A der zu adsorbierende Kohlenwasser­ stoff ist. In diesem Fall bildet sich eine wohlgeschnittene Adsorptionsfront, die die Verwendung einer geringen Bettdicke zuläßt.

Dieser Ausbildungstyp kann es auch zulassen, parallel-epiped­ förmige Einheitselemente gemäß dem Schema der Fig. 2C zum Einsatz zu bringen.

Ob es sich jetzt nun um zylindrische oder parallel-epipedför­ mige Einheitselemente handelt, die Wandungen des Elements für Eintritt und Austritt des Gases sind gebildet aus steifem rostfreien Stahlgewebe (oder durch Verstärkungsstäbe verstärk­ tes Gewebe) dessen Maschenbreite kleiner als die kleinste Ab­ messung der Adsorptionspartikel bleibt.

In einer dritten Variante wird das Adsorptionsmittel durch Coating auf einem gewirkten Träger, entweder aus Aluminium­ draht oder aus Glasfasern abgeschieden, um eine Matte zu bil­ den, in der die Gase beliebige Wege einnehmen werden.

Diese jedoch einen geringen Druckverlust bietenden Elemente finden Anwendungen in der Behandlung von Luft, wo die Durch­ sätze erheblich und wo die verfügbaren Drücke gering sind.

Dagegen erfordert die Volumenadsorptionskapazität, aufgrund der geringen Masse des durch Coating abgeschiedenen Adsorp­ tionsmittels (in der Größenordnung von 100 kg pro m³) den Ein­ satz einer solchen Masse für ein kontinuierliches Regenerativ­ verfahren (siehe Fig. 1c).

Für die Adsorptionen flüchtiger organischer gewöhnlicher Zu­ sammensetzungen (COV) die wenig oder nicht polymerisierbar sind, arbeitet die Adsorption unter gewöhnlichen Bedingungen von Temperatur und Druck, d. h. bei einer Temperatur zwischen 0 und 120°C und bevorzugt zwischen 20 und 60°C beim Druck der Zurückweisung der zu eliminierenden Gase. Im allgemeinen sind die COV in der Luft verfügbar bei einem Relativdruck zwischen 0,1 und 1 MPa und im allgemeinen zwischen 0,1 und 0,2 MPa. Die angelegte Raumgeschwindigkeit hängt vom betrachteten Adsorp­ tionsmittel ab. Für die Aktivkohlen liegt sie zwischen 1000 und 5000 m³/h zu behandelnden Gases pro m³ Adsorptionsmittel und für die entaluminierten Zeolithe zwischen 5000 und 50 000 m³/h/m³. Die Raumgeschwindigkeit, insbesondere für die Aktiv­ kohlen hängt ab von dem in Betracht gezogenen Reinigungsgrad.

Ist einmal das Adsorptionsmittel unter den angewendeten Be­ dingungen von Adsorption und Reinigung gesättigt, so wird der Strom zu reinigender Luft (oder Gases) unterbunden und ersetzt durch einen Desorptionsstrom, dessen Eigenschaften vom verwen­ deten Adsorptionsmittel abhängen. Ist das Adsorptionsmittel ein Siliciumoxid-Aluminiumoxid oder ein entaluminierter Zeo­ lith, so wird das Desorptionsmittel gebildet durch einen Strom von Luft, die zwischen 140 und 300°C und vorzugsweise zwischen 160 und 250°C erwärmt ist, die man auf das Adsorptionsbett bei einer Raumgeschwindigkeit zwischen 100 und 500 m³/h leitet. Der Desorptionsmittelfluß wird auf gewöhnliche Temperatur durch einen Austauscher hindurch gekühlt und die organischen Dämpfe zum Teil kondensiert, bevor sie von der gasförmigen Phase in einem Separator getrennt werden. Nach der Trennung kann die gasförmige Phase in das Adsorptionsbett recyclisiert werden, wenn man einen Minimumrückstand an flüchtigen organischen Ver­ bindungen haben will. Der Desorptionsvorgang wird bei einem Druck benachbart und geringfügig höher als der Atmosphären­ druck durchgeführt.

Ist das verwendete Adsorptionsmittel Aktivkohle, so wird die Desorption unter vorerwähnten Bedingungen realisiert, um je­ doch einen Abbau des Adsorptionsmittels zu vermeiden verwendet man bevorzugt bei Luft ein Inertgas (Stickstoff oder Verbren­ nungsgas) nahe der Stoechiometrie als Desorptionsstrom.

Das in Betracht gezogene Verfahrensschema kann sich in zwei Varianten gemäß dem Typ von eingesetztem Reaktor darstellen: beweglicher oder fester Reaktor.

Ist der Reaktor beweglich, vom Typ Fig. 1C, so bewegt man das Adsorptionsbett aus der Adsorptionszone in die der Desorption. Der in identische Reaktorviertel unterteilte Reaktor (bei­ spielsweise 6 bis 10 Volumina) dreht sich periodisch um seine Achse vom Wert eines Kreissektors. Wenn der Reaktor n Sektoren (beispielsweise 6 bis 10 identische Sektoren) umfaßt, so be­ finden sich n-3 Sektoren in Adsorptionsphase und werden von oben nach unten von dem zu behandelnden Gas durchströmt, wie in Fig. 1C beispielsweise, die anderen drei Sektoren befinden sich in Desorptionsphase, was die drei folgenden Phasen mit­ einbezieht: Heizung, Desorption, Kühlung. In diesem Fall sind Sammlerzonen gut unterteilt und ermöglichen die Rückgewinnung der gasförmigen Ströme, indem man verhindert, daß sie sich mit den zu behandelnden Gasen mischen. Die Erwärmung erfolgt unter Desorptionsgasstrom, der zwischen 130 und 250°C erwärmt ist. Die Kühlung des regenerierten Feststoffs erfolgt unter Kalt­ luftstrom (oder kaltem Desorptionsgas).

Die Systeme mit festen Reaktoren können zwei identische Ad­ sorptionsreaktoren umfassen, unabhängig von ihrer Zahl und der Geometrie der Adsorptionsmittelbetten. Einer der Reaktoren befindet sich in Adsorptionsphase, während bei anderen die Folge ist: Erwärmung, Desorption, Kühlung. Das Arbeitsprinzip bleibt das gleiche, ob es sich nun um die Fig. 1A, 1B, 2A, 2C handelt.

Beispiele Beispiel 1

Ein Faujasit mit einem Atomverhältnis Si/Al gleich 100, in Form von Extrudaten mit einem mittleren Durchmesser von 1,8 mm für eine mittlere Länge von 4 mm wird in konische Volumina aus rostfreiem Stahlgewebe eingesetzt, dessen Maschenlänge 1,2 mm für eine Drahtdicke von 0,3 mm beträgt. Der Konus hat eine lange Kante von 30 mm und einen Basisdurchmesser von ebenfalls 30 mm. Diese Konuse, in einer Menge von 85 pro Liter werden in einen zylindrischen Reaktor eingesetzt, wo sie ein Adsorp­ tionsbett von 1,12 m Höhe für 0,07 m² Basisfläche bilden. Das Bett wird an seiner Basis durch ein perforiertes rostfreies Stahlgewebe gehalten, dessen Masche bei 5 mm für eine Draht­ dicke von 1 mm liegt. Die Fluide durchströmen das Adsorptions­ bett von unten nach oben.

Die Adsorptionsversuche werden mit Luft durchgeführt, die mit Butylacetat und Xylolen in einer Menge von 200 (Teilen pro Million) in Luft von 30°C bei etwa 70% relativer Feuchte (HR) beladen ist. Die Beaufschlagungsraumgeschwindigkeit liegt bei 10000, ausgedrückt in Volumina verunreinigter Luft pro Adsorp­ tionsvolumen und pro Stunde, was Lineargeschwindigkeiten bei leerem Zylinder von 3,1 m pro Sekunde entspricht. Der beobach­ tete Druckverlust liegt bei 240 mm WS (24 hPa, etwa 24 mbar). Der Abstrom wird bei Austritt analysiert und der Versuch zur Desorption unterbrochen, wenn der Gehalt an kohlenwasserstoff­ haltigen Verbindungen bei insgesamt 5% des zu behandelnden Gases liegt. Unter den experimentellen Versuchsbedingungen stellt man fest, daß der Zeolith 8,4% seines Gewichts an Koh­ lenwasserstoffen desorbiert. Dies entspricht 2 kg Kohlenwas­ serstoffen während eines Betriebs von 2,6 Stunden vor dem Durchbohren des Bettes.

Zum Desorptionsbetrieb läßt man Warmluft von 180°C bei einer Raumgeschwindigkeit von 300 m³ pro m³ Bett und Stunde zirkulie­ ren. Die Temperatur des Bettes geht allmählich von 30°C auf 175°C mit einer ebenfalls progressiven Desorption der adsor­ bierten Kohlenwasserstoffe und einer chromatographischen Do­ sierung der Konzentration der Gase. Das Butylacetat desorbiert schneller als das Xylol, jedoch nach einer 1 h 30 von Warm­ luftzirkulation ist das Produkt völlig desorbiert. Die bei -15°C kondensierten Produkte entsprechen einem Gewicht von etwa 2 kg.

Das Adsorbens wird anschließend bei 30°C durch Zirkulation nicht-verunreinigter Luft bei einer Raumgeschwindigkeit von 2000 gekühlt. Der gemessene Druckverlust während der Adsorp­ tionsperioden liegt unter 10 mm WS (= 1 hPa = 1 mbar).

Beispiel 2

Die Bedingungen dieses Versuchs sind identisch denen des Ver­ suchs 1 bis auf die auf 5700 h^-1 geminderte Raumgeschwindig­ keit. Der über das Adsorptionsbett gemessene Druckverlust liegt dann bei 137 mm WS (= 13,7 hPa = 13,7 mbar). Der Maxi­ malgehalt an adsorbierten Kohlenwasserstoffen insgesamt steigt auf 9,8% des Gewichts des eingesetzten Zeolith, was 2,5 kg Gewichtnahme vor dem Durchbohren des Bettes entspricht. Die Durchbohrung tritt nach 4,5 Adsorptionsstunden auf.

Die Desorption wird durch Zirkulation eines Gases aus fast stoechiometrischer Verbrennung des vorher auf 200°C gekühlten Methans bei einer Raumgeschwindigkeit gleich 150 h^-1 reali­ siert. Unter den angewendeten Bedingungen kann der Vorgang als nach 1 Stunde Zirkulation des Desorptionsgases beendet angese­ hen werden.

Beispiel 3

Der Versuch wird mit dem gleichen Zeolith wie Beispiel 1 und unter den gleichen Arbeitsbedingungen durchgeführt, man führt ihn jedoch in tetraedrische Volumina von 3 cm Kantenlänge an­ statt in konische Volumina ein. Der beobachtete Druckverlust liegt geringfügig darunter (190 mm WS oder 19 hPa = 19 mbar) und die beobachteten Leistungen sind geringfügig niedriger, daß nämlich die Durchbohrung des Bettes nach nur 2,3 h Adsorp­ tion eintritt.

Beispiel 4

Ein Versuch wurde unter identischen Arbeitsbedingungen wie denen des Beispiels 2 durchgeführt, d. h. mit einer Raumge­ schwindigkeit 5000, in der man jedoch als Adsorptionsmittel Siliciumoxid-Aluminiumoxid, die auf 98,7% entaluminiert wa­ ren, verwendet. Dieses Siliciumoxid-Aluminiumoxid liegt vor in Form von Kugeln, deren Durchmesser zwischen 2 und 4 mm be­ trägt. Die erhaltenen Ergebnisse zeigen eine unerwartete, je­ doch nicht vernachlässigbare Adsorption der beiden Kohlenwas­ serstoffe, jedoch auch eine sehr starke Adsorption von Wasser.

Das Durchbohren erfolgt nach 1,2 h anstatt 4,5 h wie an dem entaluminierten Zeolith beobachtet. Im Augenblick des Durch­ bohrens hat das Adsorptionsmittel 1% kohlenwasserstoffhaltige Lösungsmittel und 35% Wasser eingefangen. Ein solches Adsorp­ tionsmittel kann vorzugsweise zur gleichzeitigen Adsorption der organischen flüchtigen Verbindungen und des Wasserdampfs verwendet werden.

Beispiel 5

Man verwendet als Adsorptionsreaktor einen Reaktor wie in Fig. 2B dargestellt, der für große Kapazitäten ausgebildet sein kann, wie in Fig. 2C angegeben, und zwar in einem parallel­ epipedförmigen oder zylindrischen Raum. Die Wandungen des Betts sind durch ein steifes Gewebe aus rostfreiem Stahl mit einer Maschengröße von 1,4 mm ausgebildet und bestehen aus Drähten von einem Durchmesser gleich 1 mm, die dem Gewebe eine gute Steifigkeit verleiht. Darüber hinaus umfaßt jedes Element eine steife Fachwerkkonstruktion, die jede Verformung des Ad­ sorptionsvolumens unter dem Einfluß der Geschwindigkeiten der Gase oder Temperaturanstiege während des Desorptionsvorgangs vermeidet. Die Dicke der Adsorptionsschicht ist gleich 9 cm; der mittige Sammler hat einen Durchmesser von 10 cm, die Höhe des Elements liegt bei 1 m, daher ein Bett, das 55 Liter Ad­ sorptionsmittel enthält und radial von den zu behandelnden Gasströmen durchsetzt ist. Das feste Adsorptionsmittel ist entaluminiertes Zeolith identisch dem in Beispiel 1 in Be­ tracht gezogenen, wird jedoch in einem Zustand eingesetzt ohne Einführen in Elementarvolumina, egal von welcher geometrischen Gestalt.

Bei 30°C beobachtet man für eine Raumgeschwindigkeit = 10 000 h^-1 mit einem Gas identisch dem des Beispiels 1 einen Druckver­ lust = 61 mm WS (6 hPa). Das Durchbohren des Bettes stellt sich ein, wenn der Gehalt an adsorbierten Kohlenwasserstoffen bei 2,1% nach 3 h Lauf oder Betrieb liegt.

Die mit einem Heißluftstrom von 220°C durchgeführte Desorption läuft in 35 Minuten ab (35 mm) und gibt dem behandelten Ad­ sorptionsmittel seine Ausgangseigenschaften wieder.

Ein Bett gleichen Volumens (55 l) und gleicher Dicke (9 cm), jedoch parallel-epipedformig ergibt einen Druckverlust von 50 mm WS und Leistungen, die geringfügig oberhalb liegen, ausge­ drückt in Menge adsorbierten Kohlenwasserstoffs vor dem Durch­ bohren (10,3%).

Beispiel 6

Man behandelt das Gas des Beispiels 1, indem man jedoch als Adsorptionsmasse Aktivkohle verwendet, die in konische Mikro­ volumina eingeführt wird, die identisch denen des Beispiels 1 sind. Das Bett aus konischen Volumina hat die gleichen Abmes­ sungen wie die des Beispiels 1. Die Arbeitsbedingungen ausge­ drückt in Temperatur und Druck sind die gleichen, die Raumge­ schwindigkeit wird jedoch auf 4000 h^-1 gesenkt. Der verwendete Kohlenstoff liegt in Form von Partikeln vor, die die folgenden Eigenschaften haben: mittlerer Durchmesser: 1,2 mm; spezifi­ sche Oberfläche 937 m²/g; Fülldicke nicht gesiebt: 0,22. Unter diesen Bedingungen erfolgt das Durchbohren des Betts nach 23 Stunden Betrieb und Kohlenwasserstoffe der Kohle werden mit 35% bezogen auf ihr Eigengewicht zurückbehalten.

Die Desorption wird durchgeführt, indem man über das Bett ein Verbrennungsgas aus Erdgas streichen läßt, das auf 250°C ge­ kühlt und sehr arm an Sauerstoff ist, und zwar mit einer Raum­ geschwindigkeit von 200 h^-1. Die Kohlenwasserstoffe werden nach dem Kühlen kondensiert; die gasförmige Fraktion des Austritts­ separators wird zur Desorption nach Mischen mit dem Gas aus der Verbrennung, an der es teilnimmt, recyclisiert, wobei die Kühlung bis 250°C erfolgt. Der Desorptionsvorgang kann als nach 3 h Behandlung beendet angesehen werden.

Ein zweiter Adsorptionsvorgang identisch dem ersten ermöglicht es, ein Einfangen von Kohlenwasserstoffen mit 34 Gew.-%, bezogen auf das Gewicht der verwendeten Kohle, zu erreichen.

Ein dritter, dann ein vierter Adsorptionsvorgang, denen De­ sorptionsvorgänge unter den vorbeschriebenen Bedingungen vor­ hergehen, ermöglicht es 34,5 und 35,3 Gew.-% Rückhaltung an ad­ sorbierten Kohlenwasserstoffen zu erreichen.

Beispiel 7

Man verwendet als Adsorptionsmasse eine Matte entweder aus Aluminiumdraht oder aus Glasfasern, gewirkt, dann beschichtet mit einem Zeolithpulver vom gleichen Typ wie dem der vorherge­ henden Beispiele nach einem relevanten Stand der Technik, wie er bereits für die Realisierung katalytischer Töpfe angewandt wird.

Die so erhaltene Matte liegt vor in Form eines Zylinders von 80 mm Durchmesser und 200 mm Länge, dessen Maschen 2 bis 3 mm sind und bei dem der Durchmesser des Drahtes etwa 8/10 mm be­ trägt. Diese Adsorptionsmasse enthält 92 g Faujasit mit einem Atomverhältnis Si/Al<100 wie im Beispiel 1.

Der Adsorptionspuffer wird in einen zylindrischen Reaktor von 80 mm Durchmesser gesetzt, indem man bei Umgebungstemperatur Luft mit einem Durchsatz von 30 m³/h, d. h. bei der Geschwindig­ keit von 1,7 m/s beladen mit 300 ppm Butylacetat d. h. etwa 1,2 g/m³ Kohlenwasserstoff zirkulieren läßt.

Durch Chromatographie beobachtet man die Konzentration am Aus­ tritt alle 3 Minuten.

Die Konzentration an Kohlenwasserstoff ist kleiner als 25 ppm für die vier ersten Messungen und steigt plötzlich auf 300 ppm für die folgenden, wobei ein Durchbohren der Adsorptionsfront nach 12 bis 15 Minuten Betrieb angezeigt wird.

Der gemessene Druckverlust an einem solchen "Adsorptionsbett" liegt unterhalb 2 hPa (20 mbar) oder wenigstens bei 100 mm WS pro Meter Länge des Betts bei der Geschwindigkeit von 1,7 m/s.

Die Global-VVH liegt bei 30 000 h^-1und die Volumenadsorp­ tionskapazität in der Größenordnung von 9 kg Butylacetat pro m³ Bett.

Die Regenerierung wird realisiert wie in den vorhergehenden Beispielen durch Warmluft bei 150° und Gegenstrom.

Claims (6)

1. Verfahren zur Adsorption von Kohlenwasserstoffen, die in in einen Adsorptionsreaktor über wenigstens einen Eintritt E eintretender und über wenigstens einen Austritt S austretender Luft enthalten sind, dadurch gekennzeichnet, daß ein Adsorp­ tionsmittel, das insbesondere unter den Granulaten, vollen Extrudaten, hohlen Extrudaten gewählt ist, in Einheitsvolumina eingeführt wird, die radial durch die zu behandelnden Gase durchströmt werden und die in einem Kalander vom Austauscher­ typ angeordnet sind, wobei diese Einheitsvolumina gewählt sind aus: Konen, Tetraedern, Zylindern, die es ermöglichen, in be­ achtlicher Weise die Druckverluste im Adsorptionsreaktor zu vermindern, ohne den erwarteten Leistungen, ausgedrückt in Bezug auf das in den Vorgang eingesetzte Adsorptionsvolumen zu schaden.

2. Verfahren nach Anspruch 1, bei dem das aus der Desorp­ tion stammende Gas gekühlt wird, bevor es in einen Separator eingebracht wird, wo man die organischen desorbierten Verbin­ dungen kondensiert, bevor die aus dieser Trennung stammende Fraktion zum Kopf der Adsorption recyclisiert wird.

3. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 2, bei dem das eingesetzte Adsorptionsmittel ein entaluminierter Zeolith vom Typ Faujasit, Mordenit oder ein Silikat ist.

4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, bei dem das eingesetzte Adsorptionsmittel ein entaluminiertes Silicium­ oxid-Aluminiumoxid ist, das besonders zu empfehlen ist, wenn es sich darum handelt, gleichzeitig in den zu behandelnden Gasen enthaltenes Wasser und Kohlenwasserstoffe zu extrahie­ ren.

5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, bei dem das Adsorptionsmittel eine Aktivkohle ist, deren Regenerierung durch Zirkulation eines Inertgases (Stickstoff oder Verbren­ nungsgas), das an Sauerstoff verarmt ist, sichergestellt wird, wobei die gasförmige Fraktion des Separators nach Kondensation als Verdünnungsmittel und Kühlfluid für das Desorptionsgas verwendet wird.

6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 und 3 bis 5, bei dem das Desorptionsgas nicht gekühlt, kondensiert und recycli­ siert, sondern insgesamt katalytisch oder zum Teil nach Küh­ lung und Kondensation und ggf. Recycliesierung als Desorp­ tionsverdünnungsmittel verbrannt wird, wenn der verwendete Feststoff eine Aktivkohle ist.