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Verfahren und Vorrichtung zur Behandlung von Petroleum u. dgl. Ölen, sowie zur
Gewinnung von Asphalt aus den Rückständen.
Es sind Verfahren zur Behandlung von Petroleum und dergleichen kohlenwasserstoffhältigen Ölen bekannt, bei welchen das Öl unter Druck erhitzt und darauffolgend bei einem niediigeren Druck expandiert und die abgegebenen gemischten Dämpfe fraktionieit kondensiert werden. Auch sind Verfahren zur Gewinnung von Asphalt aus Petroleumrückständen od. dgl. üblich, bei welchen ein über Schichten des heissen Materials streichender Luftstrom die Oxydation bewirkt
Gemäss der vorliegenden Erfindung wird das unter Druck erhitzte Petroleum od. dgl.
bei einem Druck expandiert, der unterhalb des atmosphärischen liegt und dadurch wird ein Gegensatz zu den bekannten Verfahren erreicht, dass gleichzeitig die Verflüchtigung schwerer und leichter destillierbare Fraktionen des Öles bewerkstelligt wird, die sodann in bekannter Weise durch fraktionierte Kondensation getrennt werden. Zur Gewinnung des Asphaltes aus dem unverflüchtigten Petroleumrückstand wird dieser oder das ähnliche Material in heissem Zustand unter Druck in ein geschlossenes Erhitzungsgefäss von niedrigerem Druck eingebracht und dort über eine schräge Fläche, etwa über übereinander liegende Bahnen, vorzugsweise bei einer Temperatur von 250 bis 300 C. geleitet und ein Luftstrom darüber streichen gelassen. Die Erfindung bezieht sich ferner auf Vorrichtungen zur Ausführung der Verfahren.
Das Verfahren zur Behandlung des Petroleums od. dgl. wird in der Weise durchgeführt, dass man Öl unter Druck auf eine geeignete Temperatur bis zu 300 C, je nach der Natur des Öles erhitzt und die erhitzte Flüssigkeit sodann durch eine Düse in eine schräge Expansionskammer einleitet, die auf einer gleichmässig hohen, der Temperatur des Öles gleichen Temperatur und durch Saugwirkung unter Unterdruck gehalten wird. Das Gemisch von Öltropfen und freien Dämpfen trennt sich in dieser Destillationskammer und das Öl fliesst in einer dünnen Schicht über eine Anzahl von Bahnen nach abwärts, während die Dämpfe durch Saugwirkung nach aufwärts zu den Kondensationskolonnen abgezogen werden.
Zur Verflüchtigung ist kein Dampf notwendig, doch kann etwas eingeleitet werden, um die Abtrennung durch Hervorrufung eines schwachen Zuges zu unterstützen.
Das Gemisch von Dämpfen wird in eine Reihe von Kondensatoren eingesaugt, die durch einen in einem Rohrsystem fliessenden Gegenstrom von Rohöl auf geeigneten Temperaturstufen gehalten werden. Die Bestandteile des Dampfgemisches werden auf diese Weise in dieser Reihe von Kondensatoren in umgekehrter Reihenfolge ihrer Dichte aufeinanderfolgend kondensiert. Wenn die Destillation so geführt werden soll, dass ein für die Herstellung von Asphalt geeigneter Rückstand verbleibt, werden die
Temperaturen und die Saugwirkung derart gewählt und eingestellt. dass der unverflüchtigte Rückstand bei gewöhnlicher Temperatur fest oder halbfest ist. Dieser Rückstand wird auf Temperaturen zwischen 250 und 300 C.
(vorzugsweise auf 280 C) erhitzt, auf dieser Temperatur erhalten und der Oxydation durch einen Strom heisser Luft unterworfen.
In der Zeichnung sind zwei beispielsweise Ausführungsformen von Vorrichtungen zur Ausführung der erfindungsgemässen Verfahren schematisch dargestellt, u. zw. zeigen die Fig. 1. und 2 schematisch je eine Ausführungsform, während die Fig. 3 eine Einzelheit veranschaulicht. Bei der in Fig. 1 dar- gestellten Vorrichtung wird teilweise auf später beschriebene Art vorerwärmtes Rohpetroleum unter einem Druck von ungefähr 2. 8 bis 4-2 Atm. durch eine Heizvorrichtung gepumpt, die aus einem langen, schrägen, vorzugsweise elektrisch geheizten Rohr 1 besteht..
Nahe dem den Ausfluss des erhitzten Öles in die Verdampfungskammer D regelnden Ölaustrittsventil C ist ein Temperaturregler,') in das Öl eingesenkt.
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schrägen Rohr, das eine Anzahl von übereinander angeordneten, geneigten Platten oder Bahnen E enthält, die sich von der Eintrittsöffnung F bis nahezu zum unteren Rohrende erstrecken, wo der Abzug G für den Rückstand ist. Das vom Ventil C kommende flüssige Öl wird als dünne Schicht ? über alle
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erstreckt sich die Verdampfungskammer zum Dampfabzugsrohr J, welches an die Kondensationsanlaa'e angeschlossen ist.
Die Temperatur der Verdampfungskammer wird stets auf der Temperatur des einfliessenden Öles mit Hilfe eines Temperaturreglers K gehalten, der mit dem Heizsystem verbunden ist. Ein Ein- trittsventil JJ1mÜndet in die Verdampfungskammer und dient zur allenfalls gewünschten Einführung von Dampf ; doch wird es gewöhnlich während des Verfahrens geschlossen gehalten. Das Austritt"rohr J am oberen Ende der Verdampfungskammer ist, wie in der schematischen Figur dargestellt, an eine Anzahl von vertikalen Türmen N angeschlossen.
Die Dämpfe aus der Verdampfungskammer werden in den Boden des ersten Turmes eingeleitet, steigen durch ihn auf und gehen dann zum Boden des zweiten Turmes usw. durch die Batterie bis zum letzten Abzugsstutzen N1 durch, der mit einer Saugpumpe verbunden ist. Auf diese Weise wird die Kammer D unter Saugwirkung gehalten. Der Boden eines jeden der Türme N ist mit einem geschlossenen Behälter 0 verbunden, der das im Turm kondensierte Öl aufnimmt. Das Kühlen und die Kondensation werden in jedem Turm durch heberartig oder in anderer geeigneter Weise angeordnete Rohre P bewirkt, durch welche ein Strom von Rohöl fliesst.
Dieses Rohöl wird zuerst in die Rohre in dem letzten der Kühltürme eingepumpt und fliesst von dort aufeinanderfolgend im Gegenstrom zu den zu kondensierenden Dämpfen durch die übrigen Türme hindurch und gelangt schliesslich zu dem Heizrohr A. Wo es destilliert wird.
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längs eines wärmeisolierten Rohres. ss zu einer weiteren Kammer S gepumpt, die ähnlich der Verdampfungskammer D ist. Während des Durchganges durch das Rohr R kann gewünschtenfalls der Rückstand etwas erhitzt werden, um ihn auf die gewünschte Oxydationstemperatur zu bringen. Der heisse Rückstand wird über die Bahnen oder Platten der Oxydationskammer verteilt und fliesst über selbe gegen den Abzugsstutzen T nach abwärts.
Während seiner Bewegung über diese Bahnen trifft der in dünner Schicht fliessende Rückstand mit dem nach aufwärts ziehenden heissen Luftstrom zusammen, der durch das Einlassventil U eingeblasen wird. Der oxydierte Rückstand fällt durch den Abzugsstutzen T in einen Behälter TV und wird von dort zu grösseren Behältern gebrachgt, wo er, falls notwendig, noch für kurze Zeit fertig geblasen und sodann mit Hilfe einer (nicht dargestellten) Kühlschlange abgekühlt wird,
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erhärten gelassen. Während des ganzen Oxydationsvorganges wird die Temperatur des Rückstandes. der Luft und der Oxydationskammer sorgfältig auf einer 250 C nicht unterschreitenden Temperatur und gleichzeitig der Zufluss des Rückstandes konstant erhalten.
Der in der Oxydationskammer aufwä'ts streichende Luftstrom ruft einen teilweisen Zerfall des erhitzten Rückstandes hervor und es bildet sich ein schweres Destillat, das mit der Luft nach vorn zugeführt wird. Dieser Dampf wird in einer Batterie von Kondensationstürmen X, gleich den vorhin beschriebenen, fraktioniert niedergeschlagen. Die Wärme
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einen Gasbrenner b, dessen Flamme zuerst die Schlange a bestreicht und von dort durch geeignete Führungen um die Kammer D geleitet wird. Die ganze Einrichtung ist in einer Umhüllung's eingebracht. Die aus dem Austrittsstutzen J kommenden Gase werden in Türmen oder in einer Batterie von Türmen Y kondensiert und die kondensierten Produkte in Behältern 0 gesammelt.
Das Kühlen wird in diesen Türmen durch Rohöl bewirkt, das durch Rohrnetze n hindurch geschickt wird. Der Rückstand gelangt aus dem Austrittsstutzen G in einen Behälter L und statt nun unmittelbar in die Asphaltkammer S t in welche Luft durch das Ventil C eingeblasen wird) geführt zu werden, wird er durch die Kühl- schlange der Kondensationstürme der Asphaltkammer hindurch geschickt. Dabei wird dieses Öl weiter erhitzt und dient gleichzeitig zur Kondensierung der sehr heissen Dämpfe aus der Asphalt- kammer. Aus den Kühlschlangen der Türme X gelangt das Öl durch ein Heizrohr m zu einer Zwischenverdampfungskammer M.
Die Konstruktion des Rohres Mi der Kammer M und der Heiz-
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Kondensationstürnen Vüber ; Rückstände aus der Kammer M treten durch den Austrittsstutzen y in den Behälter l ein und werden von dort zu dem mittels Gas erhitzten Rohr l'gepumpt, das wesensgleich mit dem vorhin beschriebenen Rohren a und m ist. Von dort gelangt der heisse Rückstand zur Asphaltkammer S, wo er mit Luft behandelt wird, so dass sich in der Kammer W oxydierter Rückstand ansammelt und schwere Destillate in den Türmen X fraktioniert kondensiert werden.
Sowohl Rohöle, Teere als auch Destillate können in dieser Weise behandelt werden, indem man die Destillationsbedingungen, die Temperaturen und die Saugwirkungen dem Material entsprechend ändert. Für leichte Öle werden niedrigere Temperaturen und schwache Saugwirkungen, bei schweren Ölen jedoch hohe Temperaturen bis zu 300 C oder mehr und kräftige Zugwirkungen verwendet.
Das beschriebene Destillationsverfahren ist nicht bloss ein Verfahren zur Raffinierung des Öls, um es als Motorbrennstoff zu verwenden, sondern ist auch dazu bestimmt, weiters die Brennöle, die , schweren Destillate und die Schmieröle zu gewinnen und diese Fraktionen während der Operationen stetig voneinander zu trennen. Durch Erhöhung der Temperatur des Öles in dem Heizrohr A kann auch ein Krackverfahren gewünschtenfalls bei Temperaturen ober 4000 C durchgefÜhrt werden. Dies ist aber dann nicht wünschenswert, wenn ein guter Rückstand erhalten werden soll, doch liegt es ebenfalls im Wesen der Erfindung, sie für Anlagen zum Kracken zu verwenden.
PATENT-ANSPRÜCHE :
1. Verfahren zur Behandlung von Petroleum u. dgl. kohlenwasserstoffhältigen Ölen, bei welchen da, fol unter Druck erhitzt und darauffolgend bei einem niedrigeren Druck expandiert wird und die abgegebenen gemischten Dämpfe fraktioniert kondensiert werden, dadurch gekennzeichnet, dass die Expansion bei einem Druck durchgeführt wird, der niedriger als der atmosphärische ist, zum Zwecke, gleichzeitig die Verflüchtigung schwerer und leichter destillierbarer Fraktionen des Öles zu bewerk- stelligen.