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Es sind Verfahren bekannt, bei denen die Umwandlung von Sehwerölen in leichtere Öle in der Weise vorgenommen wird, dass nach vorausgehender Verdampfung in geeigneten Behältern, die so erhaltenen Produkte in einer weiteren Apparatur einem Krackprozess in Gegenwart von Katalysatoren unterworfen werden.
Die Erfindung hat ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Gegenstand, die nicht nur den Umfang
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materialien ohne Abscheidung der flüssigen oder halbflüssigen Produkte beim Austritt aus den Verdampfern gestatten.
Zu diesem Zweck erfolgt gemäss der Erfindung die Verdampfung und das nachfolgende Kracken in einem gemeinsamen Raum, wo die Verdampfung in einem oberen Teil vor sieh geht und das katalytische Kracken sich in einem unmittelbar darunterliegenden Teil vollzieht, so dass die Produkte unabhängig von ihrem Verdampfungszustand unmittelbar durch ihre Schwere vom Verdampfer in den Krackraum gelangen. Bei dieser Anordnung ist jede Rohrleitung zwischen Verdampfer und Katalyse-Kraekraum vermieden und anderseits gestattet sie die Regeneration des Katalysators im Kraekraum gleichzeitig mit jener der Kontaktmasse, auf der sich die Verdampfung im oberen Verdampferraum des gemeinsamen Raumes vollzieht.
Bei der praktischen Ausführungsform wird die dem Kraekraum überlagerte Verdampfungskammer von einer flachen oder ringförmigen Kammer gebildet, die mit ihrem unteren Teil in eine Kraekkammer von ähnlicher Form, aber grösserer Breite mündet, wobei die Verdampfungskammer das zu behandelnde, von einem Verteiler kommende Öl erhält. Dieser wird von einem Rohr gespeist, das schlangenförmig in der Eestillationskolonne, in welcher die Produkte beim Austritt aus dem Krackraum eintreten, angeordnet ist und als Vorwärmer dient.
Die Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens ist beispielsweise in der Zeichnung dargestellt.
Fig. 1 ist ein Aufriss, Fig. 2 ein Teil des zugehörigen Grundrisses, Fig. 3 zeigt den Grundriss einer andern Ausführungsform.
In der Zeichnung ist a der Raum, worin die Verdampfung stattfindet, während der katalytisehe Kraekvorgang in dem darunterliegenden Teil b stattfindet. In dem veranschaulichten Beispiel ist der gemeinsame Raum a, b aus Blech hergestellt. Der aus Verdampfungskammer dienende obere Abteil a w ird vorzugsweise von geringerer Weite als der Teil b sein und kann in bekannter Weise mit einer auf einem durchlochten Zwischenboden a2 gelagerten Kontaktmasse a1 beschiekt werden. Die Kontaktmasse al wird nur einen Teil der Höhe des Verdampferraumes einnehmen, da metallene Verdampfer zur Verdampfung in dünner Schicht (geneigte Flächen oder Kugeln) über der Kontaktmasse liegen.
Das zu behandelnde Öl wird über die ganze Höhe des Abteiles a durch einen Verteiler aa verteilt, zu dem es durch eine Leitung c gelangt, die eine Schlange Cl im oberen Teil der Destillationskolonne d enthält, in der die umgewandelten Produkte nach Austritt aus dem Katalysatorraum b behandelt werden.
Dieser Katalysatorraum, in den die Produkte durch die Schwere beim Austritt aus dem Verdampferraum a gelangen, kann in beliebig bekannter Weise ausgebildet werden. Er enthält zweckmässig eine Reihe gelochter Röhren, die in der Katalysatormasse b2 gelagert sind, durch die man periodisch für die
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Regeneration des Katalysators, z. B. eine durch das Rohr & g zufliessende Mischung von Luft und Wasserdampf zuführen kann.
Man kann ebenso im Innern der Masse b2 ein Rohr b4 für Kühlluft oder Kühlwasser während des Regenerationsvorgangs vorsehen ; im Falle der Verwendung von Kühlwasser kann der durch den Wärmeaustausch zwischen diesem Kühlwasser und der katalytischen Masse während der Regeneration entstehende Dampf zurückgewonnen werden, um als Regenerationsmittel in Mischung mit der durch das Rohr bs verteilten Luft zu dienen.
Man sieht ohne weiteres, dass das durch das Rohr ba zugeblasene Regenerationsmittelnach Durch- dringen der Katalysartormasse b2 durch die Kontaktmasse al aufsteigt und dass man so gleichzeitig die Regeneration des Katalysators im Abteil b und die Regneration der Kontaktmasse al im Verdampfungteil bewirkt. Das Regenerationsmittel und die von der Regeneration kommenden gasförmigen Produkte entweichen durch eine Leitung e ; ein Hahn l3t gestattet diese Entlüftungsleitung in den Behandlungsperioden abzusperren. Der Verdampferteil kann mit Wasser oder Wasserdampf durch eine Leitung r mit einem Hahn (1 versorgt werden. Wie die schematische Darstellung der Fig. 3 zeigt, können die Teile a, b auch als flache ringförmige Blechgehäuse ausgebildet werden.
Die vorliegende Erfindung erstreckt sich auch auf mehrere derartige Gefässe, die in parallelen Reihen in derselben Heizkammer aufgestellt sind. Diese Anordnung gestattet, das Volumen der Kammer auf ein Minimum zu reduzieren. Eine besonders vorteilhafte Form einer solchen Anordnung wird im folgenden beschrieben.
Gemäss der Erfindung sind die Elemente in einer gemeinsamen Heizkammer so angeordnet, dass ein Teil derselben der Behandlung, der andere Teil der Regeneration unterworfen werden kann, wobei die bei der Regeneration freiwerdende Wärme zur Erhitzung der in Behandlung stehenden Elemente ausgenutzt wird.
Diese Ausführungsform ist in der Zeichnung schematisch dargestellt. Fig. 4 ist ein Querschnitt durch eine Heizkammer, in der beispielsweise eine Gruppe von acht Elementen nach Art der eben beschriebenen angeordnet ist. Fig. 5 ist ein Aufrisssehnitt nach Il-11 der Fig. 4. Fig. 6 ist ein Grundrissschnitt nach III-III der Fig. 5.
Wie die Fig. 4 und 6 zeigen, umfasst die Einrichtung in einer gemeinsamen Heizkammer g beispielsweise eine Gruppe von acht zueinander parallelen Elementen 1, 2,3, 4, 5,6, 1, 8. Jedes dieser Elemente enthält eine untere Kammer b in freier Verbindung mit einer oberen Kammer a.
In diesem gemeinsamen Gefäss wird die Verdampfung in der oberen Kammer a, die metallische Verdampfflächen für dünne Flüssigkeitsschichten enthält, erfolgen, während die noch verbleibende Flüssigkeit unmittelbar auf die Kontaktmasse trifft. Die Produkte gelangen dann unabhängig von dem
Grade der Verdampfung durch Sehwerewirkung in die darunterliegende Kammer b, wo sieh der Krackvorgang vollzieht ; diese Gesamtheit von Vorgängen erfolgt je nach Umständen und Erfordernissen entweder bei normalem oder unter verringertem Druck oder gegebenenfalls auch bei einem höheren als Atmosphärendruck.
Die Elemente und die entsprechenden Speisevorrichtungen für Öl, Luft und Kühlwasser sind derart angeordnet, dass die Behandlung in den geraden Elementen stattfindet, während man gleich- zeitig in den ungeraden Elementen die Regeneration der Kontaktmasse durch ein Durchblasen mit Luft oder Sauerstoff, mit oder ohne Zusatz von Wasserdampf, sichert.
Um die Zugänglichkeit der verschiedenen Speise-und Abzugsleitungen zu erleichtern, sind dieselben auf dem gewünschten Niveau zu beiden Seiten der gemeinsamen Heizkammer verteilt.
Zufolge Fig. 4-6 ist eine Sammelleitung c für die Verteilung des Öles zu den geradzahligen Elementen 2, 4,6, 8 auf der rechten Seite der Heizkammer angeordnet, während eine entsprechende
Sammelleitung 1 sich auf der linken Seite für die ungeraden Elemente 1, 3, 5, 7 befindet. Ebenso ist eine Sammelleitung d für die Wasserdampfverteilung in den ungeradzahligen Kammern a auf der linken
Seite der Heizkammer angeordnet, während die entsprechende Sammelleitung d1 rechts gelegen ist.
Eine Sammelleitung e für die Zufuhr des Regenerationsmittels liegt rechts für die Speisung der gerad- zahligen Elemente 2,4, 6, 8, während eine entsprechende Sammelleitung el für die Speisung der ungerad- zahligen Elemente auf der linken Seite liegt. Sammelleitungen f1 und f für den Abzug der Öldämpfe
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Processes are known in which the conversion of sehwer oils into lighter oils is carried out in such a way that, after prior evaporation in suitable containers, the products thus obtained are subjected to a cracking process in a further apparatus in the presence of catalysts.
The subject of the invention is a method and an apparatus which is not only limited in scope
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Allow materials without separation of the liquid or semi-liquid products on exit from the evaporators.
For this purpose, according to the invention, the evaporation and the subsequent cracking take place in a common space, where the evaporation takes place in an upper part and the catalytic cracking takes place in a part immediately below, so that the products immediately pass through regardless of their state of evaporation their gravity get from the evaporator into the cracking room. This arrangement avoids any pipeline between the evaporator and the catalysis room and, on the other hand, allows the catalyst in the room to be regenerated at the same time as that of the contact material on which the evaporation takes place in the upper evaporator of the common room.
In the practical embodiment, the vaporization chamber superimposed on the Kraekraum is formed by a flat or ring-shaped chamber, the lower part of which opens into a Kraekkammer of similar shape but larger width, the vaporization chamber receiving the oil to be treated coming from a distributor. This is fed by a pipe which is arranged in a serpentine shape in the distillation column, in which the products enter when they exit the cracking chamber, and which serves as a preheater.
The device for performing the method is shown for example in the drawing.
Fig. 1 is an elevation, Fig. 2 is a part of the associated plan, Fig. 3 shows the plan of another embodiment.
In the drawing, a is the space in which the evaporation takes place, while the catalytic Kraek process takes place in the underlying part b. In the illustrated example, the common space a, b is made of sheet metal. The upper compartment a serving from the evaporation chamber will preferably be of a smaller width than the part b and can be filled in a known manner with a contact compound a1 stored on a perforated intermediate floor a2. The contact mass a1 will only take up part of the height of the evaporator space, since metal evaporators for evaporation are located in a thin layer (inclined surfaces or spheres) above the contact mass.
The oil to be treated is distributed over the entire height of compartment a through a distributor aa, to which it passes through a line c which contains a coil Cl in the upper part of the distillation column d, in which the converted products after exiting the catalyst space b be treated.
This catalyst space, into which the products reach due to the gravity when they exit from the evaporator space a, can be designed in any known manner. It expediently contains a number of perforated tubes that are stored in the catalyst mass b2, through which one periodically for the
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Regeneration of the catalyst, e.g. B. can supply a mixture of air and water vapor flowing in through the pipe & g.
A pipe b4 for cooling air or cooling water can also be provided inside the mass b2 during the regeneration process; in the case of the use of cooling water, the steam produced by the heat exchange between this cooling water and the catalytic mass during the regeneration can be recovered in order to serve as a regeneration agent in admixture with the air distributed through the pipe bs.
One can easily see that the regeneration agent blown through the pipe ba rises after the catalyst material b2 has penetrated through the contact material a1 and that the regeneration of the catalyst in compartment b and the regeneration of the contact material a1 in the evaporation part are brought about at the same time. The regeneration agent and the gaseous products coming from the regeneration escape through a line e; A tap l3t allows this vent line to be shut off during the treatment periods. The evaporator part can be supplied with water or steam through a line r with a tap (1. As the schematic representation of FIG. 3 shows, the parts a, b can also be designed as flat, annular sheet metal housings.
The present invention also extends to a plurality of such vessels which are set up in parallel rows in the same heating chamber. This arrangement allows the volume of the chamber to be reduced to a minimum. A particularly advantageous form of such an arrangement is described below.
According to the invention, the elements are arranged in a common heating chamber in such a way that part of them can be subjected to treatment and the other part to regeneration, the heat released during regeneration being used to heat the elements being treated.
This embodiment is shown schematically in the drawing. Fig. 4 is a cross section through a heating chamber in which, for example, a group of eight elements is arranged in the manner of those just described. FIG. 5 is an elevation section according to II-11 of FIG. 4. FIG. 6 is a plan section according to III-III of FIG. 5.
As FIGS. 4 and 6 show, the device comprises, for example, a group of eight mutually parallel elements 1, 2, 3, 4, 5, 6, 1, 8 in a common heating chamber g. Each of these elements contains a lower chamber b in free communication with an upper chamber a.
In this common vessel, the evaporation will take place in the upper chamber a, which contains metallic evaporation surfaces for thin layers of liquid, while the remaining liquid hits the contact mass directly. The products then arrive regardless of that
Degree of visual evaporation into chamber b below, where the cracking process takes place; this set of processes takes place, depending on the circumstances and requirements, either at normal or under reduced pressure or, if necessary, at a pressure higher than atmospheric pressure.
The elements and the corresponding feed devices for oil, air and cooling water are arranged in such a way that the treatment takes place in the even elements, while at the same time in the odd elements the regeneration of the contact mass by blowing through with air or oxygen, with or without additives of water vapor, secures.
In order to facilitate the accessibility of the various feed and exhaust lines, they are distributed at the desired level on both sides of the common heating chamber.
According to Fig. 4-6, a manifold c for the distribution of the oil to the even-numbered elements 2, 4, 6, 8 is arranged on the right side of the heating chamber, while a corresponding one
Manifold 1 is on the left for odd items 1, 3, 5, 7. There is also a manifold d for the water vapor distribution in the odd-numbered chambers a on the left
Side of the heating chamber arranged, while the corresponding manifold d1 is located on the right.
A collecting line e for supplying the regeneration agent is on the right for feeding the even-numbered elements 2, 4, 6, 8, while a corresponding collecting line el for feeding the odd-numbered elements is on the left. Collecting lines f1 and f for extracting the oil vapors
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