136320. lajstromszámú szabadalom • Eljárás gázkeverékek mélyhűtéssel való szétbontására

Megjelent 1954. évi augusztus hó 15.-én ORSZÁGOS TALÁLMÁNYI HIVATAL SZABADALMI LEÍRÁS 136.320. SZÁM. 17 g. OSZTÁLY. - G-9643. ALAPSZÁM. Eljárás gázkeverékek mélyhűtéssel való szétbontására Deutsche Gold- und Silber-Scheideanstalt vormals Roessler, Frankfurt a/M. A bejelentés napja: 1942. december 30. Németországi elsőbbsége: 1942. február 13. A találmány különösén célszerű összetett eljárás gázkeverékeknek a mélyhűtési eljárás szerint való feldolgozására. A találmány értelmében elsősorban hidrogén, nitrogén, szénoxid, illetve az említett gázok megfelelő keverékeinek előállításáról van szó, mint amilyeneket például ammóniák előállításához, metanolszintézishez, benzinszintézishez és egyéb hidrogénező folyamatokhoz használnak. Ide tartozik továbbá a nemesgáztartalmú keverékek feldolgozása. A kiindulási keverékek tetszőleges eredetűek lehetnek, mint például oly gázkeverékek, melyek közvetlenül generátorokban keletkeznek vagy olyanok, melyek adott esetben konvertáló folyamaton is átmentek vagy pedig egyéb kémiai folyamatoknál keletkező hulladékgázkeverékek. Az ilyen gázkeverékeket számos esetben előnyösen a mélyhütéses eljárás szerint dolgoznak fel, amikor a gázkeverékeket annyira lehűtik, hogy azok teljesen vagy részben lecsapódnak és a cseppfolyós gázokat frakcionáltan lepárolják. Ehhez szükséges, hogy a vízgőzt és széndioxidot, mely anyagok a kiindulási keverékekben mindig jelen vannak, előzetesen lehetőleg messzemenően eltávolítsák, mivel e két anyag viszonylag magas fagypontja, illetve szublimálási pontja következtében a gázbontó berendezésben kifagy és azt rövid idő alatt eltömi. A vízgőz, illetve széndioxid eltávolítására használatos önmagukban ismert eljárások számos esetben nem elegendők ahhoz, hogy a támasztott követelményeknek megfeleljenek, vagy pedig az ezekhez az eljárásokhoz szükséges berendezés eléggé bonyolult. A találmány új és technikailag értékes összetett eljárás, melynél a fentemlített hátrányokat kiküszöböljük. A találmány szerinti eljárás lényege abban van, hogy a magasabb nyomás alatt álló gázalakú kiindulási keverékből közönséges hőmérsékletén metanollal való kezeléssel (4) a vizet messzemenően eltávolítjuk, majd az így kapott és metanollal telített gázkeveréket alacsony, azonban a széndioxid szublimálási pontjánál, illetve a metanol fagypontjánál nem alacsonyabb hőmérsékletre hűtjük, majd az ekként kapott lehütött gázelegyet hasonlóan lehatott metanollal, előnyösen ellenáramban kimossuk (6) és a közben visszamaradó gázalakú összetevőt önmagukban ismert mélyhűtő berendezésekben tovább bontjuk, mimellett a széndioxidnak a nyomás alatti mosás közben keletkezett, metanolban való oldatát oly mértékben expandáltatjuk és adott esetben hevítjük (7), hogy az oldott széndioxid messzemenően felszabadul, majd ezután az itt kapott, metanollal telített széndioxidot vízzel olymódon mossuk (9), hogy az eltávozó széndioxid metanoltól lehetőleg mentes legyen. A találmány szerinti eljárás sem a berendezés szerkezete, sem az üzemvezetés szempontjából nem jár nehézséggel. Eljárhatunk például akként, hogy a feldolgozandó gázalakú kiindulási keveréket először magasabb például 20 atm. nyomásra sűrítjük (lásd a mellékelt ábrán „1"). A sűrített keverék ezután a 2 hűtőn, valamint 3 vízleválasztón áramlik át. A sűrített, de még mindig nedves gázelegyet ezután mosóberendezésben, célszerűen a 4 mosóoszlopban ellenáramban metanollal kezeljük. E mosást közönséges hőmérsékleten foganatosíthatjuk. E mosás közben a gázkeverékben még visszamaradt vizet messzemenően eltávolítjuk és a 4 mosóoszlop aljáról elvezetjük. A sűrített, metanoltartalmú keveréket a mosóoszlop felső részében lehetőleg alacsony hőmérsékletre hűtjük, miközben azonban gondoskodunk arról, hogy a hőmérséklet a szénsavnak a részleges nyomásról függő szublimációs pontja alá, illetve a metanol fagypontja alá ne süllyedjen, úgyhogy ennél a helynél a széndioxid szilárd kiválását teljesen vagy legalább is lényegileg elkerüljük. Az ekként hűtött gázelegy az alacsony hőmérsékleten dolgozó 6 mosóba jut, melyben a gázkeverékben jelenlévő széndioxidot metanollal mossuk ki. A széndioxidnak metanolban való oldatát a 6 mosó fenekéről vezetjük el és a 6 mosó felső résziét elhagyó sűrített és hideg gázokat vagy azonnal közvetlenül tovább dolgozhatjuk fel, vagy adott esetben további lehűtés után ismert mélyhütéses eljárások szerint tovább bonthatjuk. A széndioxidnak metanolban való oldatát, mely a 6 mosóból folyamatosan folyik el, a 7 készülékben expandáltatjuk, miközben a szénsav szabaddá válik. E szénsavat a magával ragadott gőzalakú metanol visszanyerése végett vízzel dolgozó 9 mosón vezetjük át, úgyhogy a berendezést gyakorlatilag tiszta szén-