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Verfahren zum Umwandeln hochsiedender lioblenwasserstofföle in solche von niedrigerem Siedepunkt.
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Die leichten, benzinartigen Fraktionen, die nahezu zur Gänze aus den Spaltprodukten des zweiten Ölstroms herrühren und den Dephlegmator in Dampfform verlassen, werden in der üblichen Weise kondensiert und als endgültige Produkte aus dem Prozess gezogen. Die Spaltgase können zur Beheizung der Apparatur verwendet werden.
Die schwersten Fraktionen des übergetriebenen Schweröl, die teils unverdampft in Tröpfchenform mitgerissen, teils gerade noch verdampft worden waren, fallen zusammen mit den schwersten Fraktionen der Spaltprodukte im Verdampfer wieder zurück und bilden dort den Expansionsrückstand oder Bodensatz, der von freiem Kohlenstoff weitgehend frei ist und daher ohne weiteres als Heizöl verkäuflich ist.
Gemäss einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung werden aber weder die schweren Expansionsrückstände noch die mittelschweren. Dephlegmationsrückläufe aus dem Verfahren gezogen, sondern im Kreisprozess in das Verfahren zurückgeleitet. Es ist an sich bekannt, Zwischenprodukte eines Spaltoder Destillationsverfahrens in den Kreislauf zurückzuführen, und die Erfindung besteht in der eigenartigen Ausführung und hiedurch erzielten fortschrittlichen Wirkung :
die im Verdampfer zurückfallenden hochsiedenden Bestandteile werden nämlich-meist zusammen mit Frischer-erneut der vor der Bildung von Leichtölen abgebrochenen Druckwärmebehandlung zugeführt, während die mittelschweren Dephlegmationskondensate der Druekwärmespaltung auf Leichtöle unterworfen werden und die Spaltprodukte liefern, deren expandierender Strahl zum Übertreiben der hochsiedenden Kohlenwasserstoffe verwendet wird.
Bei dieser Betriebsweise werden also die Schweröle gewissermassen in zwei Stufen verarbeitet :
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neigen, auf Leichtöle. Der Expansionsrückstand wird nicht wie bei den bekannten Verfahren in die Spaltzone, sondern nur in die Zone der schonenden Erwärmung rückgeleitet.
In der Zeichnung ist eine zur Durchführung der Verfahren gemäss der Erfindung geeignete Einrichtung beispielsweise dargestellt : aus der Leitung 1 wird das schwere Frischöl durch Ventil 2 und Leitung 5 der Pumpe 6 zugeführt, die dasselbe durch Leitung 7 den im Heizofen 8 mit Fuchs 10 gelegenen Heizschlangen 9 zuführt, aus denen es durch Leitung 11 und Ventil 12 in das Mischrohr 13 eintritt.
Der zweite Ölstrom wird der Ölpumpe 36 auf einem der unten beschriebenen Wege zugeführt und von dieser durch die Leitung 37, die Vorwärmschlange 38, Verbindungsleitung 39, die eigentliche Krackschlange 40 im Spaltungsofen-M und von dort durch die Überleitung 41 mit Ventil 42 in die isolierte Reaktionskammer 43 geleitet, wo das hocherhitzte Öl unter dem vom Manometer 44 angezeigten Druck längere Zeit auf Spaltungstemperatur gehalten wird, worauf es dann durch Leitung 45, Expansionsventil 46 in das Mischrohr 13 gelangt.
In diesem Mischrohr 13 trifft der expandierende Strahl der Spaltprodukte auf das aus dem Heizofen 9 kommende Schweröl und treibt dieses in Dampf-und Nebelform in den Verdampfer 14 über, an dessen Boden sich die zurückfallenden schwersten Fraktionen des expandierten Gemisches sammeln und durch das von dem selbsttätigen Spiegelregler 15 gesteuerte Ventil 16, Leitung 17, Kühlwanne 18, Leitung 19 zum Schwerölbehälter 20 abfliessen.
Die mittleren und leichten Produkte ziehen oben durch das Rohr 21 aus dem Verdampfer 14 ab und werden im Dephlegmator 22 voneinander geschieden ; die leichten, benzinartigen Fraktionen und Spaltgase ziehen oben durch Leitung 28, Kühlwanne 18, Leitung 29 in den Gasabscheider 30, aus
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Leitung 31 in den Behälter 32 abgeleitet werden.
Die Mittelfraktionen, die sich am Boden des Dephlegmators 22 sammeln, verlassen diesen durch das vom selbsttätigen Spiegelregler 23 gesteuerte Ventil 24 und können durch Leitung 25, Kiihlwanne 18 dem Behälter 27 zugeführt werden. Aus diesem können sie durch Leitung 35 der Pumpe 36 (zur Speisung der Spaltschlangen 38, 40) zugeführt werden. Die Mittelfraktionen können aber auch unter Umgehung der Kühlwanne 18 und des Behälters 27 unmittelbar durch Ventil 52, Sammelgefäss 50, Pumpe 51, Ventil 53 noch in heissem Zustand der Pumpe 36 und damit den Spaltschlangen 38, 40 zugeleitet werden.
Die schweren Fraktionen können aus Behälter 20 durch Leitung 3 und Ventil 4 der Pumpe 6 zwecks neuerlicher Speisung der Schlange 9 zugeleitet werden. Durch Einstellen der Ventile 2 und 4 kann der Anteil des Frischöls und der Rückstandsöle an der Beschickung der Schlange 9 geregelt werden.
Die angewendeten Drücke und Temperaturen richten sich je nach den verarbeiteten Materialien : Der Druck in Schlange 9 soll im allgemeinen 7 Atm. nicht übersteigen. Wenn Rohöl, das noch natürliches Benzin enthält, als Rohmaterial verwendet wird, soll die Temperatur in Schlange 9 etwa 210 bis 315 C betragen. Soll jedoch Heizöl oder eine schwere Rohölfraktion verarbeitet werden, so kann die Temperatur in Schlange 9 auf 4300 bis 4550 C und. darüber gesteigert werden. Auf den Spaltvorgang im andern Ölstrom haben diese Temperaturen keinen Einfluss.
Im Spaltungsofen 34 wird dieser andere Ölstrom auf Spaltungstemperaturen von etwa 425 bis 4850 C und darüber erhitzt und in der schwer isolierten Reaktionskammer 43 unter einem Druck von etwa 40 Atm, längere Zeit erhalten, damit die beim schnellen Durchströmen der Rohre 38, 40 begonnene
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Spaltung in leichte, benzinartige Fraktionen sich vollenden kann. Die Spaltprodukte verlassen die
Reaktionskammer noch mit Temperaturen von etwa 370 bis 420 C.
An der Mischstelle im Rohre 13 können also die beiden Ölströme verschiedene relative Temperaturen haben, je nach dem in Schlange 9 vorerhitzten Rohmaterial. In beiden Fällen wird der für das Verfahren gemäss der Erfindung wesentliche Effekt erzielt.
Der Druck im Verdampfer 14 liegt nahe am Atmosphärendruck und übersteigt diesen im allgemeinen nur insoweit, als notwendig, um die Gase und Dämpfe durch die anschliessende Apparatur zu treiben, wozu 0'5 bis 1 Atm. Überdruck meist genügen.
Die Temperaturen im Verdampfer liegen etwa zwischen 340 und 320 C und im Dephlegmator zwischen 320 und 170 C. Bei direkter Rückleitung der Dephlegmatorrückläufe durch Leitung 49 können diese in die Vorwärmschlange 38 des Spaltungsofel1s 34 noch mit etwa 160 C eintreten und in dieser auf 280 C erhitzt werden, während die Erhitzung in Schlange 40 nötigenfalls auf über 500 C getrieben werden kann. Die Eintrittstemperatur der Beschickung von Schlange 9 hängt von der Temperatur der Aussenluft ab und mag im Durchschnitt 270 C betragen.
Die Verluste in Form von festem Kohlenstoff sind überhaupt zu vernachlässigen, da die Reaktionskammer 43 nur jeden Monat einmal ausgeräumt werden muss. Der Anteil der permanenten Gase an den Endprodukten mag an 10% betragen. Da diese Gase aber zur Beheizung der Öfen 8 und 34 im allgemeinen ausreichen, sind sie im Gesamtergebnis nicht als Verlust zu betrachten. Die Expansionsrüekstände am Boden des Verdampfers 14 werden etwa 30% ausmachen. Es ist daher bei vollständiger Rüekleitung derselben noch etwa doppelt soviel Frischöl durch Leitung 1 zuzuführen als aus Leitung 3 in den Kreislauf der Schlange 9 zurückgebracht wird.
Die Ausbeute an leichten, benzinartigen Fraktionen hängt natürlich von dem verarbeiteten Rohmaterial ab und kann im Durchschnitt mit 60% angenommen werden ; jedenfalls übersteigt sie die aus dem gleichen Rohmaterial bisher erzielte Ausbeute. Diese Daten ändern sich natürlich, wenn Expansionsrückstände (zwecks Verkaufs als Heizöl) oder Dephlegmations- rückläufe (zwecks Verkaufs als Gasöl) den Tanks 20 bzw. 27 entnommen werden.
PATENT-ANSPRÜCHE :
1. Verfahren zum Umwandeln hochsiedender Kohlenwasserstofföle in solche von niedrigerem Siedepunkt durch Erhitzen unter Druck in flüssigem Zustand und darauffolgende Expansion und fraktionierte Kondensation, dadurch gekennzeichnet, dass schwere Kohlenwasserstoffe unmittelbar nach ihrer unter Druck beim raschen Durchströmen eines Heizofens erfolgten Erhitzung bei Druckverminderung mit den expandierenden Spaltprodukten eines nach seiner Erhitzung unter Druck längere Zeit unter Spaltbedingungen gehaltenen Kohlenwasserstofföles gemischt und von diesen in einen Verdampfer übergetrieben werden, an den sich der übliche Dephlegmator schliesst.