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Die bei der Destillation von Erdölen und Teeren anfallenden Produkte sind in Menge und Be- schaffenheit abhängig von den zu verarbeitenden Rohstoffen. Die Absatzmöglichkeiten sind jedoch für die einzelnen Produkte verschieden. Es ist deshalb wirtschaftlich von grösster Wichtigkeit, die an- fallenden Destillationsprodukte der Absatzmöglichkeit entsprechend verändern zu können. Es sind zu diesem Zweck eine Reihe von Krack-oder Spaltverfahren bekannt, bei denen die schweren Kohlen- wasserstoffe in leichtere aufgespalten werden, was auf verschiedenartige Weise technisch unter Druck- oder Temperatureinwirkung, d. h. in flüssiger oder dampfförmiger Phase durchgeführt wird.
Die Auf- spaltung durch hohe Temperaturen erfolgt bereits nach kurzer Einwirkungsdauer auf die Reaktions- produkte und ermöglicht eine selektive Spaltung, so dass gewisse im Rohstoff enthaltene Produkte, die im Wert höher als die erzielbaren Krackleiehtöle sind, als solche erhalten bleiben können. Da jedoch die Abnutzung der Apparatur bei hohen Temperaturen sehr gross ist und ferner die im Rohstoff enthaltenen schweren Öle in ihrer Viskosität beeinträchtigt werden, ist der Prozess bei hohen Temperaturen allein nicht vollkommen.
Es waren auch schon Verfahren zum kontinuierlichen Destillieren und Spalten von Erdölen und
Teeren in mehreren aufeinanderfolgenden Stufen steigenden Druckes bekannt, wobei man einzelne Arbeits- stufen in einen Arbeitsgang derart zusammenfasste, dass die der ersten Stufe (Destillationsstufe) ent- nommenen 01-und Teerdämpfe in einer Kondensationsanlage in verschiedene Fraktionen zerlegt wurden, aus denen einzelne dieser Fraktionen, u. zw. nicht nur Benzin, sondern auch andere, höhersiedende wert- volle Fraktionen dem Prozess entnommen wurden, während andere weniger wertvolle Fraktionen in eine zweite Stufe höheren Drucks (Spaltstufe) gelangten.
Gemäss vorliegender Erfindung werden nun ausschliesslich diese weniger wertvollen Fraktionen unmittelbar und ohne vorher mit Destillationsrück- ständen vermischt zu werden, dampfförmig oder flüssig, in die Spaltstufe eingebracht.
Sowohl bei der Destillation als auch bei der Spaltung wird zwischen den dampfförmigen und den flüssigen Produkten unterschieden, indem das bei der Destillation oder Spaltung entstehende Gas-Dampf-
Gemisch getrennt von den flüssigen Destillations-oder Spaltprodukten den Heiz-oder Reaktionsräumen entnommen und nach Herauskühlung der kondensierbaren Anteile dem Prozess wieder zugeführt wird, und die flüssigen Produkte nach Verdampfung in einem eingeschalteten Verdampfer einem gleichartigen aber vom ersten getrennten Kreislauf unterworfen werden können.
Derartige mit in sieh geschlossenen
Kreislaufsystemen arbeitende Druckgefäss sind dann zu zweien oder mehreren hintereinander geschaltet, so dass im ersten die Rohstoffe, in dem folgenden die nach Herausfraktionierung der wertvollen Produkte verbliebenen Rückstände unter höherem Druck und höherer Temperatur verarbeitet werden.
Die Rückstände aus der Spaltstufe, soweit sie nicht in der anfallenden Form verwendungsfähig sind, insbesondere die aus dem Verdampfer kommenden Rückstände werden vorteilhaft der Destillations- anlage, also der ersten Stufe, gegebenenfalls nach Mischung mit dem Frischöl, wieder zugeführt. Hiedurch bleibt ihr Wärmeinhalt dem Prozess nutzbar erhalten und es besteht die Möglichkeit, aus den Rückständen noch Stoffe abdestillieren zu können, die dann zum Teil der ersten Stufe entnommen werden können.
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Die Reaktionsräume sind zur Durchführung des Verfahrens so auszubilden, dass die beheizten Wandungen von den zu erwärmenden und zu behandelnden Rohstoffen auf möglichst grosser Fläche und mit grosser Geschwindigkeit bestrichen werden : Hiedurch wird erreicht, dass die wärmeübertragende Wandung selbst verhältnismässig kühl bleibt und es wird unerwünschte Koksbildung und Legierung mit dem als Wärmeträger dienenden geschmolzenen Metall vermieden.
Die Zeichnungen zeigen beispielsweise Anordnungen zur Durchführung des Verfahrens gemäss der Erfindung, u. zw. zeigt : Fig. 1 eine Anordnung der Anlage im Schema, Fig. 2-4 : die Ausführung des Reaktionsgefässes der ersten Stufe, Fig. 5-9 die Ausbildung des Reaktionsgefässes der zweiten Stufe und Einzelheiten hiezu, Fig. 10-13 eine andere Ausführung des Reaktionsgefässes der zweiten Stufe und Einzelheiten hiezu, Fig. 14 einen Nachverdampfer.
In Fig. 1 bezeichnet 1 das Erhitzungsgefäss, in welchem der Rohstoff in die erste Stufe bis zur Destillationstemperatur erhitzt wird. Das Rohöl wird durch Leitung 2, Pumpe 3, Wärmeaustauscher 4 ar bis 4 e, Leitung 5 und Verteilerring 6 mit Düsen 7 in das Erhitzungsgefäss 1 eingeführt. Das Gefäss 1 ist zum Teil mit geschmolzenem Metall 8 angefüllt, das als Wärmeübertrager von der Flamme 9 auf den durch die Düsen 7 eingespritzten Rohstoff dient.
Durch die aus Fig. 2 zu ersehende Anordnung der Düsen 7 in tangentialer Richtung und die an der Wandung des Gefässes 1 hinter der Verkleidung 84 freigelassenen Umlaufkanäle 10 wird das Metall in rotierender sowie auf-und abströmender Bewegung ge-
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in gleicher tangentialer Richtung durch einige der Düsen sowie auch durch Spiralform der Umlaufkanäle verstärkt werden.
Die sich bildenden Dämpfe werden aus dem Erhitzungsgefäss 1 durch die Leitung 11 zusammen mit den Gasen entnommen und nach Durchströmen der Energie abgebenden Turbine 12 dem Kondensator 13 zugeführt. In diesem werden mittels der Kühlschlange 14 die kondensierbaren Anteile niedergeschlagen und durch Leitung 15 zur weiteren Verwendung entnommen. Die nicht kondensierten Anteile werden durch Leitung 16 über die Fördervorrichtung 17 und Leitung 18 dem Reaktionsraum wieder zugeführt. Diese nicht kondensierten Anteile sind in der Hauptsache als Transportgase dienende inerte Gase, die zu Beginn des Prozesses und in geringer Menge laufend durch Leitung 19 frisch zugesetzt werden können.
Die nicht verdampfte Flüssigkeit strömt vom Ölspiegel 20 durch das Tauchrohr 21 unter der Wirkung des im Behälter j ! herrschenden Überdrucks zur Kraftmaschine 22 und von dort zum unter geringem Druck stehenden Verdampfer 23, in welchem die der Druckverminderung entsprechende Verdampfung unter Trennung des Dampfes von der Flüssigkeit eintritt. Die dampfförmigen Anteile aus dem Verdampfer 23 werden durch Leitung 24 über den Naehverdampfer 25 den Kondensatoren 26 c, 26 b. und 26 a nacheinander zugeführt, in denen verschiedene Fraktionen kondensiert werden.
Aus dem Verdampfer 23 kann der Rückstand, aus den Kondensatoren 26 können die Kondensate durch die Leitungen 27a bis 27 cl bei Öffnung der Ventile 28 a bis 28 entnommen werden, wobei in den Wärmeaustauschern 4 die fühlbare Wärme an das neu hinzutretende Frischöl abgegeben wird. Durch Öffnung einzelner der Ventile 29 abis 29 e unter Schliessung der entsprechenden Ventile 28 abis 28 e können bestimmte Kondensate wahlweise auch durch die Leitung 30 über Pumpe 31 der Spaltstufe zugeführt werden. Schliesslich können aus den Kondensatoren 26 a bis 26 c auch bestimmte dampfförmige Anteile unter Öffnung der Ventile 32 a. bis 32 c über Leitung 33 und Fördervorrichtung 34 zur zweiten Stufe geführt werden.
Das Reaktionsgefäss der zweiten Stufe ist mit 85 bezeichnet. In dieses treten durch Leitung 36 die flüssigen, durch Leitung 37 die dampf-und gasförmigen weiter zu behandelnden Anteile der ersten Stufe ein. Das Gefäss wird durch die Feuerung 38 beheizt. Die dampfförmigen Anteile gehen in gleicher Weise, wie bei der ersten Stufe beschrieben, durch Leitung 39, Kraftmaschine 40 zum Kühler 41 mit
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vorriehtung 34 in das Gefäss 35 zurück.
Durch Leitung 44 kann fehlendes Transportgas zugesetzt werden. Die Flüssigkeit wird durch das Tauchrohr 45 vom Flüssigkeitsspiegel 46 des Reaktionsgefässes 35 entnommen und nach Durchströmen der Kraftmaschine 47 dem Verdampfer 48 sowie nacheinander den Kondensatoren 49 e, 49 b und 49 a zugeführt.
Die Heizrohre 59 können, wie aus Fig. 7 ersichtlich, mit Rippen 64 versehen sein, an denen die Flüssigkeit und zwischen denen die unter Druck stehenden Dämpfe und Gase sich abwärts bewegen, um gleichfalls durch die unteren Schlitzöffnungen 62 unter Herabdrücken des inneren Flüssigkeitsspiegels in den äusseren Raum einzutreten. Die oberen Verteilungsöffnungen 60 sind, wie aus Fig. 8 und 9 ersichtlich, durch Verwendung zweier konzentrischer Ringe 65 und 66 einstellbar gemacht, im Innern der Ringe ist ein Durchlass 67 für die Gase und Dämpfe vorgesehen.
Fig. 10-13 zeigen die Beheizungseinrichtung für den Fall, dass elektrisch beheizt werden soll An Stelle der Heizrohre 59 treten hier die elektrisch beheizten Rohre 72 mit den z. B. im Innern eingelagerten Heizdrähten 73.
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Bevor die Rückstände aus dem Verdampfer 28 entnommen werden, können sie durch Leitung 74 dem Naehverdampfer 25 zugeführt werden, in welchem sie unter Vakuum nochmaliger Beheizung besonders durch Abwärme unterworfen sind. Die entwickelten Dämpfe werden durch Leitung 75 (Fig. 1) zu dem Vakuumkondensator 76 geführt, aus welchem Kondensat durch Leitung 77 periodisch entnommen werden kann, während eine Vakuumpumpe 78 für Aufrechterhaltung des Vakuums sorgt. Die Abwärme für die Beheizung des Nachverdampfers 25 soll von den zum Kondensator 26 c strömenden Dämpfen geliefert werden, sie kann aber auch von beliebiger anderer Quelle stammen.
Eine vorteilhafte Konstruktion des Nachverdampfers ist in Fig. 14 gezeigt. Der Rückstand aus Leitung 74 wird durch den Ring 79 über den Heizmantel 80 in dünner Schicht verteilt, durch dessen Inneres die abwärmehaltigen Gase oder Dämpfe strömen, die durch Leitung 24 hinzutreten und deren Kondensat durch den Stutzen 82 zur Leitung 27 abfliessen kann. Durch den Sehieber 81 kann ohne Verengung des Durchtrittsquerschnittes die Intensität der Beheizung reguliert werden. Die durch die Beheizung entstandenen Dämpfe werden durch Leitung 75 ? abgeführt, der verbleibende Rückstand durch Leitung ? entnommen.
PATENT-ANSPRÜCHE :
1. Verfahren zum kontinuierlichen Destillieren und Spalten von Erdölen und Teeren in mehreren aufeinanderfolgenden Stufen steigenden Druckes, wobei die einzelnen Arbeitsstufen derart in einem Arbeitsgang zusammengefasst sind, dass die der ersten Stufe (Destillationsstufe) entnommenen 01-und Teerdämpfe in einer Kondensationsanlage in verschiedene Fraktionen zerlegt werden, aus denen einzelne dieser Fraktionen, u. zw. nicht nur Benzin, sondern auch andere, höhersiedende wertvolle Fraktionen dem Prozess entnommen werden, während andere weniger wertvolle Fraktionen einer zweiten Stufe höheren Druckes (Spaltstufe) zugeführt werden, dadurch gekennzeichnet, dass ausschliesslich diese Fraktionen unmittelbar und ohne vorher mit Destillationsriickständen vermischt zu werden, dampfförmig oder flüssig, in die Spaltstufe gelangen.