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Verfahren und Vorrichtung zur kontinuierlichen Spaltung von schweren Kohlenwasserstoffen.
Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zur kontinuierlichen Spaltung von schweren Kohlenwasserstoffem, z. B. Petroleum und bezweckt die Verbesserung der Ausbeute von beliebigen, kondensierbaren leichten Kohlenwasserstoffen. Die Erfindung bezieht sich insbesondere auf ein Verfahren, bei dem die Öle zwischen einem Heizröhrensystem und einem darüber liegenden, unbeheizten Oberkessel durch eine eingebaute Fördervorrichtung im Kreislauf erhalten werden. Bei derartigen Verfahren erfolgt die fortlaufende Herstellung der leichten Kohlenwasserstoffe gleichzeitig mit der Einführung von frischer Beschickung in einen mit dem Oberkessel durch eine Rückstromleitung verbundenen, als Prellplattenturm ausgebildeten Dephlegmator.
Die Erfindung bezweckt, schädliche Stauungen des Rückstromes einschliesslich der frischen Beschickung im Prellplattenturm zu vermeiden und den Rückstrom von demselben derart in den Kreislauf zu leiten, dass etwa mitgerissene gasförmige oder flüchtige Bestandteile Gelegenheit haben, sich im Oberkessel abzuscheiden, so dass sie nicht oder nur in verschwindender Menge in das Heizröhrensystem gelangen können und ein schädliches Ansetzen von Kohlenstoffablagerungen an den Innenwänden der Heizrohre vermieden wird.
Nach einem bekannten Verfahren wird der vom Prellplattenturm kommende Rückstrom direkt in den Kreislauf, u. zw. durch die hintere Stirnwand des Oberkessels an einer unterhalb des Flüssigkeitsspiegels gelegenen Stelle, eingeführt. Nach einem anderen bekannten Verfahren wird der Rückstrom unmittelbar in den hinteren Verbindungsstutzen, in dem das Öl in Richtung vom Oberkessel zum Heizröhrensystem strömt, eingeführt, so dass er vom Kreisstrom unmittelbar vor Eintritt in das Heizröhrensystem aufgenommen wird.
Das erstgenannte Verfahren hat den Nachteil, dass der Rückstrom im Gegenstrom zum zwangläufig umgetriebenen Kreisstrom eingeführt wird, so dass ein Teil der kinetischen Energie des letzteren zur Verzögerung des eintretenden Rückstromes aufgewendet werden muss, was oft so weit geht, dass eine Stauung des Rückstromes im Prellplattenturm eintritt, wodurch sieh Unregelmässigkeiten in der Zufuhr und das noch gefährlichere, aussetzende und stossweise wieder einsetzende Zuströmen grosser Mengen des gestauten Öles von verhältnismässig niederem Siedepunkt in den Kreislauf ergibt. Das zweitgenannte Verfahren bringt wieder den Nachteil mit sich, dass der gesamte Rückstrom direkt in das Heizröhrensystem eintritt und dabei noch mitgerissene Reste von gasförmigen oder leichten Bestandteilen enthält.
Unter diesen Umständen scheiden sich die mitgerissenen gasförmigen Bestandteile in den Heizröhren ab, die sich an ihrer oberen Wandfläche, wohin die Gase aufsteigen, überhitzen, so dass sich Kohlenstoff ansetzt und Betriebsunterbrechungen sich ergeben.
Zur Vermeidung der genannten Übelstände werden gemäss der Erfindung die entstehenden Dämpfe einem an sich bekannten, mit Frischöl gespeisten Prellplattendephlegmator zugeführt, dessen Rückstromkondensat ständig an jenem Ende des Oberkessels in den Kreislauf eingeführt wird, an dem das Kreislauföl vom Heizröhrensystem in den Oberkessel eintritt. Ein weiteres Merkmal der Erfindung besteht darin, dass das Rückstromkondensat durch eine Rohrleitung im Gegenstrom zum Kreislauföl im Oberkessel, u. zw. in der Längsrichtung desselben, geleitet wird, wodurch das Rückstromkondensat vor Eintritt in den Kreislauf vorgewärmt wird.
Vorteilhaft wird dem Rückstromkondensat an der Austrittsstelle in den Kreislauf die Richtung des letzteren an dieser Stelle gegeben, so dass einerseits jede Störung des Kreisstromes vermieden und anderseits von letzterem eine saugende Wirkung auf den Rückstromaus- geübt wird, die das ungestörte und gleichmässige Rückströmen vom Prellplattenturm begünstigt.
Da das Rückstromkondensat nach Vereinigung mit dem Kreislauföl durch den gesamten Oberkessel strömen
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muss, bevor es in das Heizröhrensystem gelangt, können sich die gasförmigen und hochflüchtigen Bestandteile auf dem Wege von der Mündung des Rückstromes in den Kreislauf bis zum Eintritt in das Heizröhrensystem abscheiden, so dass nur so geringe Mengen dieser Bestandteile in die Heizrohre eintreten, dass eine Abscheidung und Ansetzen fester Kohlenstoff teile in demselben, somit die geschilderten Missstände vermieden sind.
Bei Einführung von Adsorptionsmitteln in den Dephlegmator wird ein besonders günstiger Adsorptionseffekt erzielt, da die Adsorptionsmittel gemeinsam mit dem Rückstromkondensat an der Eintrittsstelle des Kreisstromes in den Oberkessel eingeführt werden. Diese Stelle weist nämlich, da hier der Kreisstrom aufsteigt, die kleinste Oberflächenspannung auf, so dass hier der Übergang vom flüssigen in den gasförmigen Zustand besonders lebhaft ist.
In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel einer zur Durchführung des Verfahrens dienenden Vorrichtung dargestellt. Fig. 1 ist ein Längsschnitt durch die Vorrichtung, Fig. 2 ein waagreehter Längsschnitt durch den Oberkessel und Fig. 3 ein lotrechter Längsschnitt durch den Oberkessel mit einer abweichenden Ausführung der Rückstromleitung.
Die Anlage besteht aus einem Oberkessel1 mit vorderem und hinterem Verbindungsstutzen 2 und 3, die zu einem vorderen und hinteren Querkessel bzw. 5 führen. Letztere sind durch ein schräges Heiz- rohrbündel 6 miteinander verbunden, das von der Feuerung 7 beheizt wird. Der Inhalt der Vorrichtung wird durch einen Propeller 8, der im hinteren Verbindungsstutzen 3 angeordnet ist und durch die durch die Stopfbüchse 11 geführte Welle 10 vom Motor 9 angetrieben wird, im Kreislauf umgetrieben.
Der Oberkessel besitzt einen Flüssigkeitsstandanzeiger 12, ein Sicherheitsventil 13 und ist mit dem Prellplattenturm 15 durch die Dampfleitung 14 und die Rückstromleitung 16 verbunden ; die letztere teilt sieh innerhalb des Oberkessels in mehrere Zweige, von denen vorzugsweise zwei, 1'1, 17'verwendet werden (Fig. 2).
Im Betrieb wird die Einrichtung mit den zu spaltenden schweren Kohlenwasserstoffen ungefähr bis zum Niveau18, wie es im Kessell angedeutet ist und vom Flüssigkeitsstandanzeiger ? angezeigt wird, gefüllt. Das Öl wird durch die Feuerung 7 auf den Druck und die Temperatur gebracht, die zur Erzielung optimaler Ausbeute und Qualität der zu erzeugenden leichten Kohlenwasserstoffe erforderlich sind ; die ständige zwangläufige Kreisbewegung wird hiebei durch den Propeller 8 aufrechterhalten.
Wenn die Lieferung von leichten Kohlenwasserstoffen begonnen hat, wird die Zuführung von frischem Material und Adsorptionsmitteln unter Betriebsdruck von der Speisepumpe 19 besorgt, u. zw. durch die mit Sicher- heitsventil M und Drosselventil 22 versehene Speiseleitung 20, die zum oberenEnde des Prellplattenturms 23 führt ; sodann passiert die Beschickung den Verteiler 24 und fliesst im Gegenstrom zum aufsteigenden Gasolin und den Leichtöldämpfen, die in den Turm durch 14 eintreten, herab.
Die leichteren, teilweise dephlegmierten Fraktionen, die grösstenteils aus Gasolin bestehen, werden fortlaufend vom Oberteil des Turmes durch die Leitung 2 J, die das Sicherheitsreduzierventil26 aufweist, abgeführt, um weiter behandelt zu werden ; die schwereren Endprodukte fliessen mit der frischen Beschickung und den Adsorptionsmitteln durch die Rückstromleitung 16 in den Oberkessell zurück, wo sie beim Ein- tritt in die zwei Zweigströme 17 und 17'geteilt und auf ihrem Wege durch den Kessel ungefähr auf die Temperatur des Kreisstromes vorgewärmt werden. Die Zeigleitungen 17 und 17'laufen in Bogenstücke 28 und 28'aus, die den Rückstrom dem aus dem vorderen Verbindungsstutzen aufsteigenden, umgetriebenen Kreisstrom wieder zuführen.
Zweckmässig ist der Summenquerschnitt beider Zweigleitungen 17, 17' grösser als der Querschnitt der Leitung 16, so dass jegliche Stauwirkung auf den Rückstrom vermieden wird.
Ein Teil der kinetischen und Wärmeenergie wird dem Kreisstrom als Verdampfungswärme und Beschleunigungsarbeit für die mitgerissenen leichten und gasförmigen Endprodukte des Rückstromes entzogen, während die endgültige Entfernung aller niedrig siedenden, mitgeführten Teile bei der Vermischung des Rückstromes mit dem Kreisstrom während ihres freien Durchfliessens durch die obere Trommel erfolgt : so dass der dann durch den hinteren Verbindungsstutzen 3 abfliessende Strom von den mitgerissenen Teilen vollkommen frei ist und diese nicht in die Heizrohren 6 gelangen können.
In Fig. 3 ist zu sehen, wie die Rückstromleitung im oberen Teil der Rückwand in den Kessel 1 eintritt, der Länge nach durch diesen weitergeführt ist (27) und in den nach unten gekrümmten Teil 29 ausläuft, der die Richtung des Kreisstromes im Oberkessel aufweist.
Wenn ein Benzin erzeugt werden soll, das einen besonders hohen Prozentsatz von unter 100 C siedenden Teilen enthält, oder wenn eine Saugwirkung auf den Rückstrom ausgeübt werden soll, wird der letztere dem im Stutzen 2 aufsteigenden Kreisstrom unter einem Winkel zwischen 00 und 450 zugeführt.
Bei gewöhnlichem Gasolin wird man lieber einen Winkel von 45 bis 90 anwenden. Auf jedem Fall muss jedoch dieser Winkel derart gewählt sein, dass der Rreisstrom durch den Rückstrom nicht gestört wird.
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