<Desc/Clms Page number 1>
Verfahren und Vorrichtung zum Spalten von Kohlenwasserstoffölen.
EMI1.1
<Desc/Clms Page number 2>
verläuft von der Heizschlange 1 nach einer Spaltkammer 11. Diese besitzt vorzugsweise einen Mantel. Ha aus geeignetem Isolationsmaterial, welcher sie gegen Wärmestrahlung schÜtzt. Sie ist mit einem ventil-
EMI2.1
werden. Der Auslass 19 läuft in eine Sammeltrommel 27 aus. die einen Gasauslass 22 und einen Kondensat- auslass 23 besitzt. Die Kondensatleitung 17, welche vorzugsweise eine Wärmeisolierung 17b besitzt, ist an der Düse 7 a mit der Zufuhrleitung 7 verbunden.
Bei der Durchführung des Verfahrens mit diesem Apparat wird das zu behandelnde Öl durch die
Zufuhrleitung 7 mit erheblichem Druck hindurchgedrückt und rasch durch die Heizschlange 1 geführt. wo es auf die erforderliche Temperatur erwärmt wird. Diese Temperatur ist vorzugsweise etwas höher als die Temperatur, bei welcher man die Spaltung durchzuführen gedenkt. Wenn das Öl durch die Heiz- schlange hindurchgesehickt wird. nimmt es die erforderliche Temperatur an. eine wesentliche Zersetzung findet aber wegen der Schnelligkeit seines Flusses nicht statt, d. h.. die Zersetzung wird eben nur eingeleitet, ehe das Öl in das Rohr 9 übergeführt und an die Spaltkanuner 11 abgegeben wird. wo ein dauernder Ölkörper unter Spalttemperatur und unter Druck aufrechterhalten wird.
Der Wärmeüber- schuss des Öles bewirkt, dass der Ölkörper auf der gewünschten Spalttemperatur erhalten bleibt und eine molekulare Zersetzung nachdrüeklich durchgeführt wird. Die erzeugten Gase und Dämpfe gelangen
EMI2.2
ist als der Druck in der Spaltkammer, bewirkt, dass das Kondensat dauernd und zwangsweise in die
Frischleitung eingedrückt und schnell in und durch die Schlange 1 befördert wird. Die Kondensate können an irgendeiner passend erscheinenden Stelle in die Erhitzungszone zurückgeführt werden. Wenn dieses
Kondensat zersetzt wird, gibt es keine grosse Menge Kohlenstoff ab, so dass die Ölbeschickung dauernd mit Öl verdünnt wird, welches in leichtere Produkte zersetzt werden kann, ohne dass grosse Kohlen- stoffmengen entstehen.
Dieses Kondensat erreicht die Düse in erhitztem Zustand, vorzugsweise mit einer
Temperatur, die nicht wesentlich unter seinem Siedepunkt liegt, und wärmt so die in die Heizschlange tretende Ölbesehiekung. Der durch dieses Kondensat gebildete Wärmekreislauf trägt zur Aufrecht- erhaltung der geeigneten Spalttemperaturen in der Spaltkammer bei.
Durch das ganze System hindurch wird ein erheblicher Druck aufrechterhalten und durch das
Ventil 20 oder das Ventil des Gasauslasses 22 geregelt. Der angewandte Druck schwankt gewöhnlich zwischen 7 und 28 Atm., je nach der Art des verarbeiteten Öles und der Art des gewünschten Produktes.
Bei Verwendung von Ölen derjenigen Art, wie man sie gewöhnlich zur Umsetzung in gasolinartige Produkte anwendet, verwendet man in der Kammer 11 eine Temperatur von 400 -455 C und in der Schlange 1 eine Temperatur von 425 -510 C.
Das zu zersetzende Öl wird dauernd in die Heizschlange gedrückt, so dass ein stetiger Strom erhitzten Öls in die Spaltkammer eingeführt ist. Der Kohlenstoff enthaltende Rückstand, der während der Fm- setzung entstanden ist, wird bei 12 abgezogen, vorzugsweise in solchem Umfange, dass in der Spaltzone ein konstanter Ölkörper aufrechterhalten wird.
Der Spaltkammer kann gewünschtenfalls Hilfswärme zugeführt werden, beispielsweise in der
Weise, dass man nur den oberen Teil der Kammer isoliert und Wärme bei mässiger Temperatur oder in kleiner Menge durch einen Brenner. 30 zuführt. In den Anfangsstadien einer Betriebsperiode kann die Kammer, da keinerlei Gefahr der Überhitzung einer kohlenstoffreien Fläche besteht, frei erwärmt werden, bis der erforderliche Wärmezyklus entstanden ist und die Zersetzung begonnen hat. Wenn aber die Zer- setzung beginnt und sich infolgedessen Kohlenstoff bildet, muss die Wärme verringert werden, da sich sonst der Kohlenstoff auf den heissen Flächen ansammelt und zäh haftende Ablagerungen darauf bildet.
Bei Fortdauer des Betriebes wird nur eine mässige Erwärmung vorgenommen, die gerade ausreicht, um die Wärme zu ersetzen, welche infolge der Zersetzung und der Wärmestrahlverluste verbraucht worden ist. Gewünschtenfalls kann die Kammer durch Abhitze des Ofens 2 oder von innen her elektrisch geheizt werden. Man kann auch den Brenner 30 weglassen und sich gemäss Fig. 2 auf den Isoliermantel 77a oder eine vollständige Isolierdeeke. 31 verlassen, um den Abgang der Wärme von der Kammer zu verhindern.
In Fig. 3 ist eine vollkommenere Apparatur dargestellt, die sich speziell für einen Grossbetrieb eignet. Diese Apparatur besteht im wesentlichen aus dem Wärmeaustauschapparat A. einem Ekono- miser B, einer Heizkammer C", einer Spaltzone D. einer Scheidevorrichtung E, einem Kondensator F und einem Sammler G.
<Desc/Clms Page number 3>
EMI3.1
welcher mit gestrichelten Linien angedeutet ist und demjenigen gemäss Fig. l entsprechen kann.
Ein Auslass 49 der Heizschlange 47 ist an eine Kammer 50 der Spaltzone angeschlossen. Diese ist mit einer Kammer M verbunden und jedes dieser Gefässe veranschaulicht eine Reihe vertikaler Masse
EMI3.2
niederschlag verhindert wird. Eines der Gefässe dient als Sammelgefäss von dem der in Ruhe sich absetzende Rückstand abgezogen werden kann. Es kann jede geeignete Zahl derartiger Kammern verwendet
EMI3.3
rohr J- ? und ein Dampfrohr 54 verbunden.
Die Umsetzung des Öles erfolgt in den Gefässen der Spaltzone D, obgleich die zur Zersetzung erforderliehe Wärme dem Öl in der Hauptsache während seines Durchflusses durch die hoch erhitzte Schlange 47 zugeführt wird. Es ist deshalb nicht nötig, an den Gefässen so hohe Ofentemperaturen anzuwenden. und werden dieselben durch das neue Arbeitsverfahren um 100#300 C verringert.
Die Spaltung kann ohne Zufuhr äusserer Wärme durchgeführt werden, abgesehen von dem Beginn einer Arbeitsperiode, wo sie bis zu Beginn der Zersetzung erforderlieh ist, vorausgesetzt, dass die Gefässe gegen Wärmeverlust isoliert
EMI3.4
gestrichelten Linien veranschaulicht ist, und nur so viel Wärme zuzuführen. dass die Wärmeverluste ausgeglichen werden und die Gefässe auf der geeigneten wesentlich gleichförmigen Spalttemperatur ge- halten werden. Gewünschtenfalls können die Gefässe von innen her elektrisch beheizt werden.
Die Gefässe 50 und 51 sind in dem Ofen so angeordnet, dass ihre unteren Enden über die Heizzone nach unten vorstehen und gegen die direkte Ofenhitze abgedeckt sind ; auch die oberen Teile der Gefässe stehen oberhalb des Mauerwerks.
Jedes Gefäss ist mit einer Welle 57 versehen, die Bürsten oder Schaber 58 trägt und unter Vermittlung von Zahnrädern 60 durch eine Welle 59 angetrieben wird.
Die Gefässe sind mit Vorrichtungen ausgerüstet, um den Rückstand und den Kohlenstoff aus dem System zu entfernen. Vorzugsweise ist jedes Gefäss mit zwei Ableitungen versehen, so dass im Falle der Verstopfung einer Leitung mit Kohlenstoff die andere Leitung verfügbar ist. So besitzt z. B. das
Gefäss 50 die Auslassrohre 63 und 64 mit Ventilen 65 und 66 und das Gefäss 51 die Auslassrohre 67 und 68 mit den Ventilen 69 und 70. Diese Auslasseitungen münden in eine gemeinsame Rüekstandsleitung 71, welche vorzugsweise nach der mit einem Abzug 72 versehenen Austauschtrommel 43 verläuft und so das durch die Schlange 42 fliessende Öl erwärmt.
In jedem Falle wird der Rückstand vollständig aus dem System entfernt, und es gelangt kein Teil desselben zur Nachbehandlung in die Heiz- und Spaltzone. Es empfiehlt sieh, die Gefässe mit zusätzlichen unter Ventilüberwachung stehenden Auslässen 7. 3 zu versehen, welche an dem untersten Gefässboden gelagert sind.
Zum genauen Anzeigen des Flüssigkeitszustandes ist jedes Gefäss mit einem Rohr 75 und Sehallvorrichtung 78 versehen.
Von dem Gefäss 51 verläuft ein kurzer und leicht geneigter Dampfauslass 80 zur Scheidevorrichtun oder den Rickflussverdichter E, der aus einem Primärseheider 81 und einem Sekundärscheider 8"2 besteht.
Der Sehwerseheider 81 besitzt eine untere Trommel oder Vorlage 83 von vorzugsweise zylindrischer Gestalt und eine entsprechende obere Trommel 84, die durch eine Reihe senkreehter Rohre. S3 verbunden sind. Der Dampfauslass 80 kann von einem oder mehreren Rohren gebildet werden, welche von dem Dampfraum der Blase 51 oder eines andern dieser Gefässe ausgehen.
Ein Dampfauslass 86 verläuft von der Oberseite der Trommel 84 zu der unteren Trommel 87 des Leiehtseheiders 82, welcher dem Primärscheider in der Konstruktion gleicht und eine obere Trommel 88 besitzt, welche mit der unteren durch Rohre 89 verbunden ist. Ein Kondensator 90 mit Ventil 91 verläuft von dem unteren Teil der Trommel zum oberen Teil der Trommel 83. rm die Hitze der eintretenden Dämpfe wirksamer für die Wiederdestillation des Kondensates auszunutzen, ist die Trommel 83 mit einer oder mehreren Destillierschalen 92 versehen, in welche der Rückfluss aus dem Sekundärscheider entladen werden kann.
Die primäre Funktion der Seheidevorrichtung E besteht darin, aus den aus dem Dampfauslass SO
EMI3.5
<Desc/Clms Page number 4>
EMI4.1
verläuft. Es wird so ein Wärmekreislauf erzeugt, welcher zur Aufrechterhaltung der erforderlichen Wärme in den Gefässen beiträgt, und das Kerosin und ähnliche Bestandteile werden schliesslich in die gewünschten flüchtigen Produkte zersetzt. Gemäss Fig. 3 wird das Kondensat beispielsweise durch eine Ölpumpe 96 zwangsweise in den rasch strömenden Frischölstrom und von da in die Schlange gedrückt.
Es kommt mitunter vor, besonders zu Beginn einer Betriebsperiode, dass Wasser in den Seheidern E ausgeschieden wird. Um dessen Abführung zu erleichtern, ist die Leitung 94 mit einer Nebenleitung 97 vorgesehen, welche den Anschluss an eine von der Kondensationsleitung 90 nach unten ragenden Neben- leitung 98 herstellt. Das Rohr 97 besitzt ein Ventil 99, das Rohr 98 ein Ventil 100, und beide Rohre endigen in einem Abzugsrohr 101. Durch Schliessen des Ventils 96 und Öffnen eines oder beider Ventile 99 und 100 kann Flüssigkeit bei Bedarf abgezogen werden.
Die in der Seheidevorrichtung B nicht kondensierten Dämpfe gelangen in den Dampfauslass 103, der in eine in einem gekühlten Kondensatorkasten JM des Kondensators F gelagerte Schlange 104 aus- läuft und mit einem Überwachungsventil versehen sein kann. Im allgemeinen ist es indessen bequemer, am Kondensatorauslass bei 108 dieses Ventil anzubringen. Die Leitung 107 endigt in einer Vorrichtung
EMI4.2
Kondensatorauslass 112 mit Ventil 11. besitzt.
Als Beispiel zur Veranschaulichung des für die Spaltung erforderlichen Zeitraumes sei erwähnt,
EMI4.3
Kohlenstoffbildung in der Schlange statt, und die Schlange besitzt deshalb eine fast unbegrenzte Lebensdauer.
Es ist klar, dass die Aufspaltungszone eine verschiedenartige Ausgestaltung erfahren kann. Jedoch ist es wichtig, dass sie derart gebaut ist, dass das auf die Cracktemperatur erhitzte Öl in der Aufspaltungszone dieser Temperatur durch einen für den gewünschten Aufspaltungsgrad genügend langen Zeitraum ausgesetzt wird. Hier wird das Öl, während es noch unter wesentlich dem gleichen Druck ist wie in der Heizschlange, während der zur Zersetzung erforderlichen Zeit auf Spalttemperatur gehalten. Natürlich kann in den Gefässen eine gewisse Druekverminderung bestehen, womöglich bis zu 3'5 Atm., da die Reibung des Rohres 47 den Druck in der Heizschlange etwas vermehrt.
PATENT-ANSPRÜCHE :
1. Verfahren zum Spalten von Kohlenwasserstoffölen, bei welchen ein Strom von Öl, während er eine Erhitzungszone (z. B. Heizschlange) rasch durchfliesst, unter solchen geregelten Bedingungen von Druck, Temperatur und Geschwindigkeit auf Spalttemperatur erhitzt wird, dass in der Erhitzungzone im wesentlichen keine Spaltung stattfindet und kein Kohlenstoff sich bildet, worauf das erhitzte Öl in eine Zersetzungszone fliesst, in welcher das Öl unter Druck und bei Spalttemperatur genügend lange gehalten wird, so dass der gewünschte Zersetzungsgrad erreicht wird, dadurch gekennzeichnet, dass die aus der Zersetzungszone austretenden Dämpfe einer Teilkondensation unterworfen werden und das Kondensat in heissem Zustande wieder durch die Erhitzungszone und Zersetzungszone geführt wird, um mit dem Ausgangsöl wieder behandelt zu werden,
während die unverflüchtigten Produkte aus der Zersetzungszone abgezogen werden, so dass kein Teil derselben in das System zurücklaufen kann.