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Vorrichtung zum Spalten von Kohlenwasserstoffen.
Gemäss dem Stammpatent wird die Spaltung von Kohlenwasserstoffen der Erd-oder Mineralol- gruppe durch Destillation unter Druck in der Weise durchgeführt, dass man behufs kontinuierlicher Störung des Gleichgewichtes innerhalb der flüssigen Phase, die in derselben gebildeten, niedrig siedenden Kohlenwasserstoffe mit Hilfe grosser Heizflächen, welche die rasche Zufuhr der'erforderlichen Wärmemengen bei geringster Temperaturdifferenz gegenüber der Flüssigkeit gestatten, ständig entfernt.
Den Gegenstand der vorliegenden Erfindung bildet eine Vorrichtung zur Ausführung dieses Verfahrens, die aus einem Reaktionsgefäss mit Rückflusskondensator besteht und dadurch gekennzeichnet ist, dass hinter dem Rüekflusskondensator ein Regelorgan eingeschaltet ist, welches den Dampfauslass in Abhängigkeit von der Temperatur der Dämpfe derart regelt, dass nur Dämpfe der gewünschten Siedetemperatur abströmen. Gemäss einer bevorzugten Ausführungsform dieser Vorrichtung wird das den Austritt der Dämpfe regelnde Ventil durch einen Motor gesteuert, in dessen Stromkreis ein von der Temperatur der abziehenden Dämpfe beeinflusstes Pyrometer eingeschaltet ist.
In der Zeichnung sind zwei Ausführungsbeispiele einer solchen Vorrichtung schematisch dargestellt.
In Fig. 1 bezeichnet 1 den zylindrischen Reaktionskessel, in dem elektrische Heizwiderstände 2 von grosser Oberfläche untergebracht sind. Sie werden durch den Transformator 3 gespeist, dem der Strom über einen Potentialregler 4 zufliesst. 5 ist der Steuermotor des Potentialreglers, der in Abhängigkeit vom Zustand des Dampfes im Kessel 1 gesteuert wird. Zu diesem Zwecke ist in den Stromkreis des Steuermotors ein Manometer 6 eingeschaltet, das unter dem Kesseldruck steht und den Steuermotor bei einem bestimmten Betriebsdruck unbeeinflusst lässt ; steigt oder fällt der Druck, so wird der Steuermotor im Sinne einer Verringerung bzw. Erhöhung der Energiezufuhr beeinflusst.
Eine solche Steuerung in Abhängigkeit vom Druck des Dampfes kann auch durch eine von der Temperatur abhängige Steuerung ersetzt werden ; die Druckregelung ist aber vorzuziehen, weil bei den hier in Betracht kommenden Zustands- änderungen kleinen Temperaturänderungen grössere Druekänderungen entsprechen.
An den Boden des Kessels ist die Abzugsleitung 7 für den Rückstand angeschlossen, in die ein DrosselventilS eingeschaltet ist, das in Abhängigkeit vom Flüssigkeitsstand im Kessel durch einen Motor 9 gesteigert wird. Gemäss dem dargestellten Ausführungsbeispiel ist ein Kondensator vorgesehen, der aus zwei konzentrischen Rohren 10 und 11 besteht, die in die Flüssigkeit eintauchen. Die mittlere Dielektrizi. tätskonstante des Dielektrikums des Kondensators ändert sich mit der Niveauhöhe der Flüssigkeit im Kessel, weil die Werte der Konstanten für flüssiges und gasförmiges Öl verschieden sind.
Dement sprechend wird bei Veränderung des Flüssigkeitsstandes die Kapazität geändert und damit ein den Kondensator durchfliessender hochfrequenter Wechselstrom, der ein Relais bedient, welches innerhalb der eingestellten Grenzen dem Motor 9 Strom in der einen oder anderen Richtung zuführt, wodurch das Ventil 8 entweder mehr geöffnet oder mehr geschlossen wird.
Die im Kessel gebildeten Dämpfe streichen durch ein Rohr 12 in den mit Rasehigringen ausgerüsteten Dephlegmator 13 und ziehen durch eine Leitung 14 ab, in die ein Drosselventil 15 eingeschaltet ist, das in Abhängigkeit von der Temperatur an der Decke des Dephlegmators gesteuert wird. Zu diesem Zwecke steht, wie in der Zeichnung schematisch angedeutet ist, der das Ventil 15 steuernde Motor 16 unter dem Einfluss einer thermometrisehen Vorrichtung 17, die der Temperatur an der Decke des Dephlegmators ausgesetzt ist. Steigt die Temperatur über ein vorbestimmtes Mass, so wird die Drosselung des Ventils
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vergrössert ; im anderen Falle wird sie verkleinert. Das hat zur Folge, dass ständig nur Spaltprodukte der gewünschten Siedetemperatur abziehen.
Die Leitung 14 ist an einen Gegenstromapparat 18 angeschlossen, dessen äussere Rohre von den aus dem Dephlegmator kommenden Dämpfen durchflossen werden. Die Kondensation der Dämpfe geht im Kühler 19 vor sich, der mit dem Gegenstromapparat durch eine Leitung 20 verbunden ist. An das Drosselorgan 8 der Abzugsleitung für den Rückstand ist ein druckloser Kessel 21 angeschlossen, in dem man den Rückstand expandieren lässt, um das niedrig siedende Material zu gewinnen, welches dann diesen Kessel am oberen Ende verlässt und im Kühler 22 kondensiert wird. Der schwere Rückstand wird vom Boden des Kessels abgezogen und einem Gegenstromapparat 23 zugeführt. Durch Ablassrohr 29 werden die Rückstände, durch Rohr 30 die Fertigprodukte abgezogen, durch Rohr 31 entweichen die permanenten Gase.
Der Betrieb der Vorrichtung vollzieht sich in der Weise, dass das Manometer 6 auf den gewünschten Druck, die thermometrische Vorrichtung 17 auf die gewünschte Temperatur und der Kondensator 10, 11 auf die empirisch ermittelte Niveauhöhe eingestellt werden. Die zu destillierenden Kohlenwasserstoffe werden durch die Pumpe 24 in gleichmässigem Strom zunächst in den Gegenstromapparat 18 gedrückt, gelangen von dort in den Gegenstromapparat 23 und durch die Leitung 25 in den Kessel, wo sie durch die elektrischen Heizkörper erhitzt werden. Ein motorisch angetriebenes Rührwerk 26 hält die Flüssigkeit in Bewegung, um die Bildung von Koks zu verhindern.
Zur Regelung des Niveaus kann an Stelle der Kondensatorvorrichtung 10, 11 auch jede andere automatisch wirkende Regelvorrichtung herangezogen werden, beispielsweise ein Area"-NiveauregIer. Schliesslich werden auch die aus dem Dephlegmator abziehenden Destillate ständig die gleiche Temperatur besitzen, weil die Kühlwirkung des Dephlegmators in Abhängigkeit von der Temperatur durch Einstellung des Drosselorganes 15 geregelt wird.
Beim Apparat nach Fig. 2 ist auf die Retorte 1 ein zylindrischer Aufsatz oder Dom 28 so aufgesetzt, dass er mit dem Retortenraum frei kommuniziert. Die elektrischen Heizkörper bestehen aus hohlen, schraubenförmig gewundenen Heizelementen 27, die zum Teil im Dom 28 und zum Teil in der Retorte derart angeordnet sind, dass die Windungen in den Flüssigkeitsraum der Retorte ragen. Diese schlagenförmigen Heizelemente sind aus Metall oder einer geeigneten Metallegierung hergestellt, z. B. einer solchen aus Chrom, Eisen und Nickel. Der untere Teil der Retorte ist mit einer (in der Zeichnung nicht dargestellten) Hilfsheizung ausgestattet. Dieser Apparat dient zum Ersatz des Reaktionsgefässes 1 in der Anlage nach Fig. 1 ; alle übrigen Teile der Anlage, insbesondere die Kontroll-und Betätigungseinrichtungen sind dieselben, wie zu Fig. 1 beschrieben.
Das Dampfauslassrohr ist hier unmittelbar an den Dom 28 angeschlossen, wobei der Dampfauslass durch ein in Abhängigkeit von der Temperatur der Dämpfe im oberen Teil des Domes gesteuertes Drosselorgan 15'geregelt wird.
Die zu behandelnden Kohlenwasserstoffe werden beim Durchfliessen der Schlagen 27 erhitzt und gelangen, nachdem sie auf die Kracktemperatur gebracht sind, in den Flüssigkeitsraum der Retorte.
Die äusseren Flächen der Heizspiralen 27 wirken gleichzeitig als Kühler für die aus der Retorte aufsteigenden Dämpfe, indem die schwereren Anteile dieser Dämpfe an diesen äusseren Flächen kondensiert werden und ihre Kondensationswärme an die im Innern der'Spiralen herabrinnende Flüssigkeit abgeben, während die leichteren Anteile, ohne kondensiert zu werden, oben am Dom 28 durch das Drosselventil 15 entweichen, dessen Einstellung in Abhängigkeit von der im oberen Teil des Domes herrschenden Dampftemperatur derart geregelt wird, wie dies für die Anlage nach Fig. 1 beschrieben wurde.
Diese Ausführungsform des Reaktionsgefässes sichert eine erheblich günstigere Wärmeausnutzung, weil die Kondensationswärme der schwereren Dämpfe zur Erhitzung des zu behandelnden Gutes nutzbar gemacht wird. Weiter bietet sie den Vorteil, dass die Flüssigkeit während des Erhitzens in lebhafter
Bewegung erhalten wird und daher für diesen Zweck keine besondere Einrichtung notwendig ist.
EMI2.1
1. Vorrichtung zum Spalten von Kohlenwasserstoffen durch Druckdestillation nach dem Stammpatent Nr. 116720, bestehend aus einem Reaktionsgefäss mit Rückflusskondensator, dadurch gekennzeichnet, dass hinter dem Rückflusskondensator ein Regelorgan'eingeschaltet ist, welches den Dampfauslass in Abhängigkeit von der Temperatur der Dämpfe derart regelt, dass nur Dämpfe der gewünschten Siedetemperatur abströmen.