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Verfahren zur Destillation von Rohölen u. dgl.
Das den Erfindungsgegenstand bildende Verfahren zur Destillation von Rohölen u. dgl. arbeitet n der Weise, dass der zu behandelnde Ausgangsstoff mit einem geeigneten Heizmittel, z. B. überhitztem Dampf gemischt wird, wobei man Temperatur und Druck des Heizmittels so wählt, dass die flüchtigen Bestandteile augenblicklich und ununterbrochen verdampfen, sobald der Druck vermindert wird und die Dämpfe sich ausdehnen können. Man erreicht dies z. B. wenn man auf ein Gewichtsteil mexikanisches Rohöl von 10. 05 Bé drei Gewichtsteile überhitzten Dampf von 5380 unter 6-8 Atmosphären Druck einwirken lässt.
Die bekannten Verfahren zum Destillieren von Rohöl beruhen mindestens teilweise auf indirekter Wärmeübertragung durch die Metallflächen röhrenförmiger oder zylindrischer Behälter oder Blasen.
Bei der Temperatur, auf welcher diese Metallflächen erhalten werden müssen, um eine technisch in Betracht kommende Wärmeübertragung zu gestatten, üben sie eine ausgesprochen zerstörende katalytische Wirkung auf das Öl aus, insbesondere, wenn Verunreinigungen, wie Schwefel anwesend sind.
Dieser Vorgang bewirkt die Bildung von Gasen, schwereren und technisch weniger wertvollen Kohlenwasserstoffen, Asphalt und überhaupt eine allgemeine Herabsetzung und Verschlechterung der Ausbeute.
Selbst wenn in der Luftleere unter Zuhilfenahme von Dampf, Rühren und sonstigen Hilfsmitteln destilliert wird, wobei eine indirekte Wärmeübertragung durch Metallflächen unter den günstigsten Bedingungen stattfindet, können doch beim Arbeiten im Grossem bedeutende Verluste in wirksamer Weise nicht vermieden werden.
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machen muss, zumal bei der langen Dauer dieser Destillation die Metallflächen natürlich auch solche.
Temperaturen annehmen, dass sie die Zersetzung des Öles herbeiführen. Alle bisher verwendeten Destillationsmethoden sind langwierig, bedingen erhebliche Mengen Rückstände und grosse Verluste und die erhaltenen Destillate sind chemisch sehr verschieden von dem in dem Öl ursprünglich enthaltenen Kohlenwasserstoffen und haben viel geringeren Wert.
Das Verfahren gemäss der Erfindung ist besonders zur Verarbeitung von mexikanischen und ähnlichen schweren Rohölen bestimmt. Durch seine Anwendung wird die Bildung von Asphalt oder andern minder wertvollen Nebenprodukten hintangehalten und es entsteht nur eine verhältnismässig kleine Menge Kohle als Rückstand bei viel niedrigerer Temperatur. Ferner werden bei diesem Verfahren so gut wie keine Gase gebildet und ergibt sich ein Destillat von viel besserer Beschaffenheit.
Das Verfahren gestattet die Erreichung folgender Vorteile : 1. Bessere und viel wirtschaftlichere Wärmeübertragung, also bessere Ausnutzung der von dem Heizmittel gelieferten Wärmeeinheiten. 2. Ver- hinderung unerwünschter chemischer Reaktionen, wie Dehydrierung und Polymerisation, 3. technische Gewinnung ganz neuer und wertvoller Kohlenwasserstoffe, wie Schmieröle höherer Viskosität, die aus den gleichen Rohölen nach den bisher üblichen Verfahren nicht erhältlich sind, 4. Ersparung von Zeit gegenüber dem gegenwärtigen Destillierverfahren, 5.
Ausschaltung von Explosionen und von Schwierigkeiten, die sich aus dem Auftreten von Gasen ergeben, 6. die Möglichkeit, Rohöle selbst zu raffinieren, da die Destillation die zweckmässige und vollständige Abtrennung von Reaktionsprodukten, wie Polysulfiden gestattet, die sich bei der Behandlung von Rohöl mit alkalischen Stoffen behufs Entfernung
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de. Schwefels bilden wÜrden, 7. grosse Ersparnis bei der Aufstellung, der Erhaltung und dem Betriebe der Anlage sowie auch Ersparnis an Raum.
Die Zeichnung veranschaulicht schematisch eine Einrichtung zur Durchführung des Verfahrens.
Zur Behandlung von Rohöl wird dieses aus einem Vorrats behälter 1 durch eine Pumpe 2 und eine Leitung 3 mit eingeschaltetem Motor 4 und Regelventil J in eine Saug-, Heiz-und Mischkammer 6 gedruckt. Gleichzeitig wird überhitzter Dampf aus dem Überhitzer 7 durch das Rohr 8, das ein Drosselventil 9 und ein Regelventil-M enthält, in die Kammer 6 eingelassen. Statt überhitztem Dampf kann man ein indifferentes oder auch ein chemisch wirksames Gas. z. B. Schwefel-oder Kohlendioxyd nehmen, wenn man auf die Schwefelverbindungen chemisch einwirken will.
Das Rohöl und das Heizmittel, die ununterbrochen in die Kammer 6 geleitet werden, mischen sich in dieser innig und das Gemisch wird aus der Kammer meist in Form eines Sprühregens oder eines Dampfstromes durch ein Rohr 11 abgeleitet, in welchem weitere Vermischung stattfindet. In dieses Rohr ist ein Regelventil12 eingebaut und das Gemisch strömt jetzt in eine Dampfkammer 13, wo infolge der Druckverminderung eine Ausdehnung und dadurch Ver- flüchtigung stattfindet, während sich die nichtflüchtigen Bestandteile niederschlagen.
Die flüchtigen Anteile strömen aus der Kammer JJ durch die Leitung 14 in die Windungen 15 eines Kondensators 16, aus welchem das verflüssigte Produkt in einen Wasserabscheider 17 gelangt und schliesslich einem Auf-
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vervollständigt werden.
Beim Destillieren von schwerem mexikanischen Rohöl verfährt man wie folgt : Aus dem Vorrats- behälter wird durch die Dampfstrahlsaugpumpe ständig eine gemessene Menge Rohöl unter einem Druck von etwa 6'8 Atm. in die Mischkammer gepumpt. Hier wird das Öl mit dem überhitzten Dampf oder Gas unter entsprechendem Druck, u. zw. wieder etwa unter 6-8 Atm. und bei einer Temperatur von ungefähr 400'vermischt, wodurch eine fast augenblickliche Wärmeübertragung von dem überhitzten Dampf oder Gas auf das zu destillierende Rohöl herbeigeführt wird.
Die Übertragung der erforderlichen Anzahl Wärmeeinheiten von dem Heizmittel auf das Rohöl bringt dieses zur Verdampfung, sobald Druckverminderung eintritt, die Verdampfung geht dabei so rasch vor sich, dass ein Kraken der flüchtigen Bestandteile oder sonstige chemische Reaktionen nicht eintreten.
Temperatur und Druck werden derart eingestellt, dass chemische Reaktionen nur in dem Mass stattfinden, als man sie für bestimmte Zwecke wünscht. So kann man durch Steigern des Druckes und eine dementsprechende Erhöhung der Temperatur Schwefelwasserstoff oder Ammoniak in Freiheit setzen, wenn entsprechende Stoffe, wie Natrium-oder Kalziumhydroxyd zugefügt wurden.
Die Kohlenwasserstoffe nebst dem Dampf oder Gas, welche in die Dampfkammer eintreten, können hier je nach den gewählten Bedingungen mit weiteren Mengen von überhitztem Dampf oder Gas zusammengeführt werden. In dieser Dampfkammer gelangen alle flüchtigen Anteile des Rohöls oder ein gewünschter Perzentsatz derselben bei einem niedrigeren Drucke gleichzeitig und fast augen- blicklieh zur Verdampfung, je nach der Zufuhr von überhitztem Dampf oder Gas im Verhältnis zu der verwendeten Rohölmenge. Sie strömen mit dem Dampf zusammen in den Kondensator, wo sie entweder fraktioniert oder zusammen kondensiert werden können.
Nach dem geschilderten Verfahren bringen drei Gewichtsteile überhitzter Dampf bei 538 C fast augenblicklich alles Flüchtige in einem Teil kaltem mexikanischen Rohöl von 10-5 Be zur Verdampfung. Aus diesem Rohöl erhält man mehr als 81% unzersetztes flüssiges Destillat, das hauptsächlich aus Gasöl besteht, wogegen man nur 60% schlecht zersetztes Destillat gewinnt, sobald man in gewöhnlicher Weise über direktem Feuer destilliert. Bei leichteren Rohölen ist der Gewinn noch grösser. Zur Durchführung der Erfindung können verschiedene Arten von Anlagen und besondere Vorrichtungen benutzt werden und es lassen sich auch die einzelnen Stufen des Verfahrens in mannigfache Weise abändern.
PATENT-ANSPRÜCHE :
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direkte Wärmeübertragung mittels eines geeigneten Heizmittels wie z. B. mittels Dampfes oder eines heissen Gases erhitzt wird, dadurch gekennzeichnet, dass die Menge und Temperatur des Heizmittel" so gewählt werden, dass eine augenblickliche Verdampfung des flüchtigen Anteiles oder der überwiegenden Menge desselben stattfindet, sobald in an sich bekannter Weise der Druck vermindert wird.