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Verfahren und Einrichtung zum Zersetzen von schweren Kohlenwasserstoffen.
Den Gegenstand vorliegender Erfindung bildet eine Weiterentwicklung des Verfahrens und der Einrichtung nach Patent Nr. 126429 zur Zersetzung schwerer Kohlenwasserstoffe. Die Weiterentwicklung betrifft insbesondere die eigentliche Zersetzungsphase und bezweckt die vollkommene Sicherung der Kontinuität des Betriebes sowie Verbesserungen des Verfahrens in andern Richtungen, die nachstehend näher erläutert sind.
In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel der neuen Einrichtung der Zersetzungszone mit dem angeschlossenen Verdampfer schematisch dargestellt. Fi-fis sind die gemäss Patent Nr. 126429 ausgestatteten Zersetzungsbehälter, deren jeder einzelne mit Eintrittsleitungen a1-a3, die am Boden oder nahe über dem Boden der Behälter einmünden, und mit Austrittsleitungen b,-b"die von dem obersten Teile der Behälter ausgehen, versehen ist. Durch die Eintrittsleitungen aI-as können die einzelnen Behälter entweder an eine durch die Heizschlange gespeiste Hauptleitung 1, oder an eine Kreis-
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Verdampfer 1 führende Leitung 111 angeschlossen werden.
Eine weitere Leitung IV - im nachstehenden Fülleitung genannt dient zur Zuführung vorgewärmten Öles unter Druck nach den einzelnen Zersetzern Fi-F ;, ; der Vorwärmer von beliebiger Bauart und die damit verbundene Druckpumpe sind nicht dargestellt. Ausserdem kann jeder einzelne Behälter Fi-fis durch die Entleerungsleitung V auch unmittelbar mit dem Verdampfer 1 in Verbindung gebracht werden.
Die Kreisleitung II gestattet, jeden beliebigen Zersetzer, bei ungestörter Aufrechterhaltung des Betriebes mit den übrigen Zersetzern, zwecks Reinigung auszuschalten und an Stelle desselben einen vorher ausgeschalteten und gereinigten Zersetzer wieder einzuschalten.
Es sei angenommen, dass von den im Betriebe befindlichen Zersetzern Fi, F, F3, F4 der letztere zwecks Reinigung ausgeschaltet werden soll, während der vordem ausgeschaltete Zersetzer Fs bereits entleert und gereinigt worden, aber noch leer ist.
Das aus der Heizschlange durch die Hauptleitung 1 der Zersetzungszone zugeführte Rohmaterial wird langsam durch die nacheinander geschalteten Zersetzer Fi-F hindurchgeleitet, wobei es den folgenden Weg zurücklegt : Hauptleitung I, Ventile 11 und 21 (Ventile 11'und 11 geschlossen), Eintrittsleitung aI
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(Ventile 81 und 61 geschlossen), Kreisleitung II, Ventile 72 und 22 (Ventile 62 und 1. 2 geschlossen), Ein- trittsleitung a2 mit Rückschlagventil 32 (Ventil 92 geschlossen), Zersetzer F2 ;
Leitung b2, Ventile 42 und 52 (Ventile 82 und 62 geschlossen), Kreisleitung II, Ventile 73 und 2. 3 (Ventile 63 und 13 geschlossen), Eintrittsleitung a3 mit Rückschlagventil 33 (Ventil 93 geschlossen), Zersetzer Fa ; Leitung b3, Ventile 43 und 53 (Ventile 83 und 63 geschlossen), Kreisleitung II, Ventile 74 und 24 (Ventile 64 und 14 geschlossen), Eintrittsleitung a4 mit Rückschlagventil 34 (Ventil 94 geschlossen), Zersetzer F4.
Aus dem Behälter F4 gelangt dann das zersetzte Material durch Leitung b4 und Ventile 44 und 84 (in diesem Falle sind die Ventile 54 und 84'geschlossen) in die Leitung 111, um durch diese unter Umgehung des Zersetzers Fs bei offenem Ventil 85' (Ventil 85 geschlossen) unmittelbar oder nach Passieren des Kühlers J durch Reduzierventil G in den Verdampfkessel 1 geleitet zu werden.
Vor der Ausschaltung des Behälters F4 wird nun der Behälter Fs nach vorheriger Austreibung
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zur Sicherung der Kontinuität des Betriebes geöffnet wurde, durch Schliessen der Ventile 74,24, 44 und 84 ausgeschaltet und gleichzeitig Zersetzer F5 durch Öffnen der Ventile 75, 25, 45 und 85 und Schliessen des Ventils 85'eingeschaltet. Dann wird Ventil 94 geöffnet, um den zersetzten Inhalt des ausgeschalteten Behälters durch Entleerungsleitung V und Reduzierventil 100 langsam in den Verdampfer 1 überzuführen.
Der Weg des Rohmaterials vom Zersetzer Fs bis zum Verdampfer 1 ist nun wie folgt : Leitung bs, Ventile 43 und 53 (Ventile 63 und 83 geschlossen), Kreisleitung 11 (Ventile 74 und 54 geschlossen), Ventile 75 und 25 (Ventile 65 und 15 geschlossen), Eintrittsleitung a5 mit Rückschlagventil. 35 (Ventil 95 geschlossen), Zersetzer F5, Leitung b5, Ventile 45 und 85 (Ventile 55 und 85'geschlossen), Leitung III, gegebenenfalls Kühler J, Reduzierventil G, Verdampfer 1.
Aus obigem leuchtet ein, dass der Betrieb der Gesumteinrichtung ununterbrochen vonstatten geht, ohne dass eine Stockung auch nur stossweise eintritt. Die Kontinuität der Destillation aus dem Verdampfer wird für die Spanne Zeit, bis der gereinigte Zersetzer eingeschaltet und in normalen Betrieb gebracht wird, durch das zersetzte Material aus dem soeben ausgeschalteten Zersetzer gesichert.
Auf ganz gleiche Art erfolgt die Ausschaltung eines weiteren Zersetzers nach Reinigung und Füllung des im vorangehenden Beispiel ausgeschalteten Zersetzers F4.
Zweckmässig wird der gereinigte und frisch gefüllte Zersetzer als erstes oder letztes Glied der Reihe in der Strömungsrichtung des Rohmaterials geschaltet. Es ist ferner vorteilhaft, den als letztes Glied der Reihe geschalteten Zersetzer, solange er diese letzte Stelle behält, d. h. ehe ein weiterer, frisch gefüllter Behälter ihm nachgeschaltet wird, etwas unter der Zersetzungstemperatur zu halten, damit das zersetzte Material aus dem vorletzten Zersetzer gezwungen wird, den kühleren Inhalt des frisch gefüllten Zersetzers zu durchsetzen, wodurch die aus dem durchfliessenden zersetzten Material entwickelten leichten Kohlenwasserstoffe absorbiert werden und eine Wiedervereinigung derselben zu stabileren Kohlenwasserstoffen stattfindet.
Zum Füllen der neu einzuschaltenden Zersetzer aus der Fülleitung IV wird der Regel nach dasselbe Rohmaterial verwendet, das durch die Heizschlange hindurch in das System geleitet wird, zweckmässig wird es aber in einem besonderen Apparat vorgewärmt, um die Gleichmässigkeit des Betriebes leichter regeln zu können. Man könnte jedoch die Fülleitung IV auch aus der Heizschlange speisen, von der die Hauptleitung 1 gespeist wird. Wird das Vorwärmen in einem besonderen Apparat bewirkt, so kann in die Fülleitung zur Erzielung der oben beschriebenen Wirkung ein Rohmaterial von niedrigerer Temperatur gegebenenfalls auch eine andre Ölart gedrückt werden, als zur Speisung der Hauptleitung verwendet wird. Vorteilhaft lässt sich zu diesem Zwecke z.
B. das hochsiedende Nebenprodukt des Krackverfahrens selbst verwenden.
Die Anzahl der Zersetzer kann auch höher oder niedriger sein als fünf und die Einrichtung zur Ein-und Ausschaltung derselben kann ebenfalls vielfach abgeändert werden.
Weitere Vorteile des Verfahrens und der Einrichtung sind nachstehend geschildert.
Die verhältnismässig lange Zeit, die das Rohmaterial unter den besten Zersetzungsbedingungen zubringt, ermöglicht denselben Grad der Zersetzung bei einer niedrigeren Temperatur zu erreichen, als bei den bekannten Verfahren. Zum Beispiel kann man bei der erhöhten Dauer der Zersetzung aus demselben Rohmaterial bei 390-4000 die gleichen und sogar noch grössere Mengen Benzin herstellen, als wenn man bei den bekannten Verfahren, wo die Zersetzung auf eine kürzere Zeitdauer beschränkt ist, eine Zersetzungstemperatur von 4600 verwendet. Durch die Herabsetzung der Temperatur wird aber nicht nur die Lebensdauer der Apparate erhöht, sondern auch die Qualität des Erzeugnisses verbessert, indem die Menge der ungesättigten Verbindungen geringer wird.
Ausserdem nimmt auch die Menge der entstehenden permanenten Gase ab und der ausgeschiedene Kohlenstoff bekommt eine lose, an die Wandungen nicht haftende Beschaffenheit.
PATENT-ANSPRÜCHE :
1. Verfahren zum Zersetzen von schweren Kohlenwasserstoffen nach Patent Nr. 126429, dadurch gekennzeichnet, dass das auf Kracktemperatur erhitzte zu zersetzende Öl durch eine Reihe hintereinandergeschalteter Zersetzungsbehälter geleitet wird, so dass der gewünschte Zersetzungsgrad durch verlängerte Zeitdauer bei verminderter Zersetzungstemperatur erreicht wird.