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Ölluackverfahren unter Druck.
Die Erfindung bezieht sich auf die Zersetzung von Kohlenwasserstoffölen nach dem sogenannten Krackverfahren, um beispielsweise Gasöl und Heizöl in leichtere Produkte wie Benzin, Gasolin und Kerosin zu verwandeln, wobei das Öl bei Zersetzungstemperatur durch eine Reihe von Umwandler oder Destillierapparaten nacheinander geführt wird. Gemäss der Erfindung wird derjenigen Destillierblase, in welcher das frische Öl fortdauernd eingeführt wird, die grösste Wärmemenge zugeführt, da bei dieser infolge der Einführung des kühleren Frischöles das Verhältnis der Wärmeabsorption mit Sicherheit gesteigert werden kann.
Das Rückstandsol aus einem oder mehreren dieser Apparate wird nahe dem Ende der Reihe abgeführt, wo die Zersetzung so gut wie beendet ist und wo eine geringere Menge von Wärme von aussen zugeführt wird, als dies bei den übrigen Retorten geschieht. Nachdem die höchste Erhitzung derjenigen Destillierblase mitgeteilt wird, welcher das Öl zugeführt wird und wo die geringste Zersetzung stattfindet, so ist gewährleistet, dass die stärkste Kohlenstoffablagerung in denjenigen Destillierapparaten stattfindet, denen weniger äussere Wärme zugeführt wird. Hiedurch wird auch die Wärmeverteilung auf die einzelnen Apparate der Batterie entsprechend geregelt.
In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel der neuen Vorrichtung schematisch dargestellt. Fig. 1 zeigt ein Schema der Gesamtanlage, Fig. 2 ist eine Ansicht des Ofens und der Destillierblasenbatterie. zum Teil in Schnitt, Fig. 3 ist ein wagrechter Schnitt durch Fig. 2, Fig. 4 ein senkrechter Schnitt durch Fig. 2.
Die Vorrichtung als Ganzes umfasst eine Batterie von Destillierblasen 1, 2,", 4, einen Ofen 5, einen Luftverdichter oder Separator 6, einen Kondensator 7, einen Regler 8, eine Speisepumpe 9 und einen Vorwärmer 10. Der Ofen 5 besitzt eine Verbrennungskammer 11 mit Feuerbrücke 12, durchlochtem schrägen Gewölbe 13 und einem zweiten Gewölbe 14, das in Kanäle 15 führende Öffnungen besitzt.
Ferner weist der Ofen eine die Wärme ablenkende Wand 16, Seitenwände 17, eine erhöht liegende wagrechte Platte 18, Decke 19 und gelochte Trennungswände 20, 21, 23 auf, welche zusammen mit der Ablenkungswand 16, Kammern 23, 24, 25, 26 bilden, in welchen die DestiUierblasen 1, 2, 3 und 4 untergebracht sind. Die Destillierblasen sind senkrecht angeordnet und so bemessen, dass der mittlere Teil jeder Blase sich innerhalb des Ofens befindet, wo er hoher Temperatur ausgesetzt ist, während der obere und untere Teil der Blase nach aussen in kühlere Bäume ragen. Kanäle 27 und 28 erstrecken sich längs der Heizkammer des Ofens am unteren Ende derselben und sind mit einstellbaren Absperrorgane oder
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menge regeln.
Diese Blasen sind durch weite Flüssigkeitsrohre 33, 34, 35 verbunden und können auch durch Dampfrohre 36,37, 38 verbunden sein. Der Flüssigkeitsstand in den Blasen wird vorteilhaft auf Mitte der verbindenden Flüssigkeitsrohre gehalten, wenn das Öl sich auf Zersetzungstemperatur befindet.
Fig. 1 zeigt, dass die Blasen am Boden durch ein Rückstandsablaufrohr 39 mit einem Behälter 40 verbunden sind, welcher einen Teil des Vorwärmers 10 bildet. Ventile 41, 42, 43 und 44 regeln die Verbindungen mit den einzelnen Blasen. Zu dem Vorwärmer 10 gehört ausser dem Behälter 40 ein Sehlangen- rohr 45, das im Behälter 40 untergebracht ist und einen Teil der Beschickungsleitung bildet, welche von der Speisepumpe 9 durch Rohr 46, Schlange 45 und Rohr 47 mit Regelventil48 zum Boden der Blase 1 führt. Der Behälter 40 hat ein Abzugsrohr 49 mit zwei Zweigen 50 und 51, die entsprechend mit dem oberen und unteren Teil des Behälters 40 verbunden sind und Ventile 52 und 53 aufweisen. Der Separator 6 besitzt zwei Teile 54 und 55.
Jeder von diesen weist ein Paar in gewissem Abstand voneinander angeordneter Trommeln 56 auf, die durch senkrechte Rohre 57, verbunden sind. Das obere Ende der Blase 4 ist mit der unteren Trommel 56 des Separatorteils 54 durch eine Dampfleitung 58 verbunden. Die Teile J4 und 55 sind durch ein Rohr 59 verbunden. Ferner ist die obere Trommel des Teils 55 durch eine Dampfleitung 61 mit einer Schlange 62 des Kondensators 7 verbunden. Das andere Ende der Schlange 62 ist durch ein Rohr 63 mit Auslassventil 64 mit dem Regler oder Aufnehmer 8 verbunden. Ein Rücklauf- rohr 60 ist an dem einen Ende mit den unteren Trommeln 56 des Separators und am ändern Ende mit dem Boden der Blase 1 verbunden. Der Regler 8 hat die Form einer Trommel und ist mit einem Standglas 65 versehen.
Er besitzt einen Kondensatauslass 66 mit Regelventil 67 und einen Gasauslass 68 mit Ventil 69.
Um die Blasenwandungen frei von Kohlenstoffniederschlägen zu halten, ist jede Blase mit einer
Schabevorrichtung versehen, deren drehbare Welle 71 senkrecht durch die Mitte der Blase ragt und mehrere Schaber 72 trägt, die in direkter Berührung mit den von ihnen bestrichenen Seitenwänden der
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getriebe od. dgl. gedreht. Um das Entweichen der Dämpfe am Umfange der Welle zu vermeiden, ragen ölgekühlte Hülsen 75 von den Blasen aufwärts und umgeben lose die Wellen. Eine Stopfbüchse ist am Ende jeder Hülse vorgesehen. Die Hülsen sind in Nebeneinanderschaltung an eine Trommel 77 mittels der Rohre 78 angeschlossen. Eine geeignete Flüssigkeit, vorzugsweise ein schweres Schmieröl wird aus
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der Trommel durch die Hülsen mittels einer Pumpe 76 im Kreislauf getrieben.
Mittels dieser Kreislaufkühlung werden die Stopfbüchsen an den äusseren Enden der Hülsen vollständig gegen hohe Temperaturen geschützt und da in den Hülsen ein Druck aufrecht erhalten wird, der mindestens so hoch, vorteilhaft aber noch höher ist, wie der Druck in den Blasen, so wird jedes Herausdringen von Dämpfen aus den Blasen sicher vermieden.
Beim Betriebe der Vorrichtung werden die Blasen bis zur Höhe der Flüssigkeitsverbindungsrohre mit Öl beschickt und erhitzt, bis der durch die Destillation sich bildende Dampfdruck einen bestimmten Grad erreicht, der durch das Dampfauslassventil 69 des Reglers 8 geregelt werden kann. Der zweckmässigste Druck beläuft sich auf 10-5 bis 14 Atm. pro Quadratzentimeter, das Verfahren ist aber auch bei sehr verschiedenen andern Drucken, beispielsweise bei Drucken von 5-3 Atm. pro Quadratzentimeter aufwärts durchführbar. In jedem Falle ist der Druck im ganzen System einschliesslich der Separatoren und der Verdichterschlangen 62 auf Grund der freien Rohrverbindungen zwischen diesen Teilen und den Blasen im wesentlichen gleichförmig.
Bei den gewünschten Druckverhältnissen werden die Temperaturen gesteigert, so dass die Ölmenge in jeder der Blasen auf genügend hoher Temperatur für die Zersetzung des Öles gehalten wird. Die den Blasen 2 und 3 zugeführte Wärmemenge wird durch Einstellung der Schieber 29, 30, 31, 32 geregelt. Wenn nun der Ofen so geregelt wird, dass er die geeignete Wärmemenge den einzelnen Blasen der Reihe nach zuführt, so ist ersichtlich, dass der Blase 1 wegen ihrer Lage, dicht an der Verbrennungskammer, die grösste Wärmemenge zugeführt wird. Das Öl in dieser Blase hat jedoch infolge ständiger Zufuhr von Frischöl im wesentlichen die gleiche Temperatur wie das Öl in den andern Blasen.
Erfindungsgemäss wird das Verfahren zu einem stetigem gemacht und der Flüssigkeitsstand konstant gehalten, indem ständig 01 durch die Pumpe 9, die Wärmeaustauscherschlange 45 und das Rohr 47 in die Blase 1 befördert wird und stetig oder doch häufig Kondensat aus der Reglertrommel 8 abgeführt und Rückstandsöl aus den Blasen in den Vorwärmer 10 geführt wird, wie nachstehend erläutert. Wenn die richtige Temperatur erreicht ist, so beginnt die Zersetzung und dauert eine beträchtliche Zeit, bis die ganze Ölmenge umgewandelt ist. Bei der neuen Vorrichtung wird die Innehaltung der erforderlichen Zeit dadurch gewährleistet, dass das Öl nacheinander durch die Reihe der Blasen hindurchgeführt wird.
Schon in der ersten Blase tritt die gewünschte Zersetzung des Öles teilweise ein, während in den folgenden Blasen eine weitere Ölmenge umgewandelt und dementsprechend eine erhöhte Kohlenstoffabscheidung stattfindet. Die durch die Zersetzung stetig entwickelten Dämpfe strömen durch die Flüssigkeitsrohre 33, 34, 35 oder Dampfrohre 36, 37, 38 oder durch beide Arten von Rohren und dann durch ein Rohr 58 zu den Separatoren. Die schwereren Produkte werden niedergeschalgen und fliessen durch das Rohr 60 zum Boden der Blase 1 zurück. Die leichteren Produkte entweichen in Dampfform durch das Rohr 61, werden in der Schlange 62 kondensiert und in den Regler 8 abgeführt.
Die Ansammlung von Rückstandsöl in der ersten Blase ist gering und ist es nicht erwünscht das Rückstandsöl aus dieser Blase abzuziehen, weil es hier noch einen hohen Prozentsatz unzersetzten Öls enthält. Vorzugsweise wird der schwere Rückstand stetig oder in häufigen Zwischenräumen aus der letzten Blase bzw. aus den letzten zwei oder drei Blasen abgezogen. Dieser Rückstand besitzt natürlich eine hohe Temperatur und gibt seine Wärme an das durch Rohr 45 zugeführte kalte Öl ab, das auf diese Weise in bestimmtem Masse vorgewärmt wird. Offenbar haben aber die Öle, welche durch die Leitung 60 zum
Boden der Blase 1 zurückgeführt werden und diejenigen, welche durch Rohr 47 zugeführt werden, eine Temperatur, welche beträchtlich unter der Zersetzungstemperatur liegt.
Um daher das Öl in Blase 1 auf Zersetzungstemperatur zu halten, muss dieser Blase weit mehr Wärme zugeführt werden als den andern Blasen. Hierin liegt ein weiterer grosser Vorteil der Erfindung, insofern die höchste Temperatur derjenigen Blase zugeführt wird, wo die grösste Wärmemenge erforderlich ist und somit das Verhältnis der Wärmeabsorption gefahrlos gesteigert werden kann.
PATENT-ANSPRÜCHE :
1. Ölkrackverfahren unter Druck, bei welchem das Öl nacheinander durch eine Reihe von Destillierblasen geführt wird, dadurch gekennzeichnet, dass das Öl in allen Blasen auf einer im Wesen gleichen Kracktemperatur erhalten bleibt ; und die meiste Wärme der mit frischem Öl gespeisten Destillierblase zugeführt wird, um die Kühlwirkung des Frischöles zu kompensieren.