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Verfahren und Vorrichtung zur Spaltung von Kohlenwasserstoffen.
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Spaltung von Kohlenwasserstoffen durch Kondensation ihrer Dämpfe unter Druck. Das Wesen dieses Verfahrens besteht darin, dass die ohne Zersetzung des Ausgangsmaterials, durehFraktionierung erhaltenen Dämpfe einem, im Verhältnis zur Destillationstemperatur jeweils gesteigerten Druck ausgesetzt werden, so dass ein im wesentlichen gleichförmiges Kondensat erhalten wird. Zweckmässig wird die zur Fraktionierung erforderliche Verdampfungstemperatur so lange bei jeder Stufe erhalten, bis im Verdampfungsgef ss ein Druckabfall eintritt.
Zur Ausführung des Verfahrens dient eine Vorrichtung, die aus Vorwärmer, Retorte, Kompressor und Kühler besteht. Erfindungsgemäss wird der Vorwärmer durch die Einführung eines Rohres mit gekrümmten Armen, durch welche überhitzter Wasserdampf in das Ausgangsmaterial einströmt, als Mischvorrichtung ausgebildet.
Der Ausgangskohlenwassertoff wird angenähert bei Atmosphärendruck und bei Temperaturen verdampft, welche den entstehenden Dämpfen gestatten, aus der Verdampfungszone ohne erhebliche Veränderungen in den Molekülen des Ausgangskohlenwasserstoffes zu entweichen, wobei die Dämpfe ununterbrochen aus der Verdampfungszone entfernt und unter einem Druck kondensiert werden, der allmählich in geeignet gewählter Beziehung zur Destillationstemperatur gesteigert wird, so dass man ein im wesentlichen gleichbleibendes Produkt erhält.
Während der Entwicklung der Dämpfe bei verhältnismässig niedrigen Siedetemperaturen arbeitet der Kompressor mit verhältnismässig niedrigem Druck, weil die Dämpfe der niedrigsiedenden Fraktionen durch Kompression bei verhältnismässig niedrigen Temperaturen und Drucken zu Leiehtölen kondensiert werden können.
Wie die Siedepunkte der Dämpfe steigen, ist es notwendig, eine entsprechende Steigerung des
Kondensationsdruckes herbeizuführen, welche eine entsprechende Steigerung der Temperatur der Dämpfe bei der Kompression mit sich bringt, bis eine der zersetzenden Destillation entsprechende Temperatur erreicht ist. Sobald dies geschehen ist, kann man überhitzten Wasserdampf in die Öldämpfe einspritzen.
Die Verdampfungstemperatur in der Retorte wird zweckmässig wie üblich schrittweise gesteigert und nach jedesmaliger Steigerung gemäss der Erfindung zwecks Verdampfung der zugehörigen Fraktion konstant erhalten, bis das Sinken des Druckes in der Retorte oder Blase, infolge der Entfernung der Öldämpfe anzeigt, dass die stärkste Verdampfung dieser Fraktion erreicht worden ist. Die bei den aufeinanderfolgenden Erhitzungen abgegebenen Öldämpfe werden durch Druck verflüssigt und unter Druck gesammelt.
Auf der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel einer Anlage zur Durchführung des Verfahrens dargestellt. Fig. 1 ist ein Aufriss der Anlage, Fig. 2 ein Schnitt durch den Mischer.
Der Deckel der vorteilhaft zylindrischen Retorte a ist mit dem Boden des wesentlich kleineren Mischers b durch ein Rohr c mit Absperrventil c'verbunden. Von dem Kessel d führt ein Rohr e in den Mischer b. Es hat Zweigrohre e', die der Flüssigkeit im Mischer eine drehende Bewegung erteilen. Das Dampfrohr e geht von der Decke des Kessels d bis ungefähr zum Boden des Mischers b. Am unteren Ende ist das Rohr abgeschlossen. Die Rohre e'gehen in Kreuzform von dem Rohre aus und sind am Ende umgebogen oder mit Krümmern versehen, so dass durch die Ausströmung des Dampfes die Flüssigkeit emul- giert und gleichzeitig erwärmt wird. Wenn das Öl im Mischer 400 C erreicht hat, wird das Ventil c'geöffnet und das emulgierte Gemisch durch das Rohr c in die Retorte a iibergeleitet.
Hier scheiden sich die bei oder unter 400 abgegebenen Dämpfe sofort ab und expandieren unter der Saugwirkung eines Kompressor f,
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Rohr o" verbunden.
Das Öl wird dem Mischer b durch eine Rohrleitung b' zugeleitet. Nachdem das Gemisch im Mischer 400 C erreicht hat, wird es in die Retorte a Übergeleitet, wo die leichten Dämpfe sofort frei werden und
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dem die leichten Dämpfe die Retorte a verlassen haben, werden ihre Brenner 1 angezündet und die Retorte a. uf 600 erwärmt, wodurch ein weiterer Teil ihres Jnhaltes verdampft wird und die so entstandenen
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im Dampf verwandelt ist.
Als Beispiel soll die Behandlung von mexikanischem Rohöl besprochen werden. Dieses Öl ist stark asphalthaltig und gehört zu den Rohölen, die am schwersten in leichte Kohlenwasserstoffe für den Motorbetrieb umzusetzen sind. Das 01 wird in den Mischer b gebracht und mit Dampf aus dem Kessel d bei 9Atm. Druck vermischt. Wenn das Gemisch von Rohöl und Dampf 400 C erreicht hat, beginnen Gase und leichteste Öldämpfe überzugehen. Das Gemisch wird dann aus dem Mischer in die Retorte getrieben und die Dampfzufuhr zum Mischer abgestellt. Die Retorte wird zunächst auf etwa 60'erwärmt. Bei dieser Temperatur gehen leichte Öldämpfe zum Kompressor, der sie durch den Kühler zum Behälter j leitet.
Wenn diese leichten Dämpfe abgegangen sind, wird die Retorte auf 900 erwärmt. Bei dieser Temperatur gehen etwas schwerere Öldämpfe (Benzindämpfe) ab, die ebenso behandelt werden wie die leichteren. Wenn Leuchtpetroleumdämpfe abzugehen beginnen, wird die Temperatur der Retorte allmählich auf 3000 gesteigert. Das Gemisch enthält noch ausreichende Mengen nicht kondensierter Dämpfe. Um nun diese in Leichtöldämpfe umzusetzen, lässt man sie von der Retorte zum Kompressor und zum Behälter j, wie
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Wasserdampftemperatur auf dieselbe Höhe gebracht wie die der Retorte, so dass der Wasserdampf sich in der Retorte rasch mit den darin befindlichen Rückständen vermengt.
Die Temperatur wird allmählich entsprechend dem Siedepunktsbereich der Rückstände in der Retorte erhöht, bis der ganze Inhalt der Retorte in leichte Öldämpfe verwandelt ist.
Auf diese Weise wird der ganze Gehalt des Rohöles mit Ausnahme der gasförmig bleibenden Anteile als Leichtöl im Behälter i gesammelt, während diese gasförmig bleibenden Anteile zur Beheizung der Retorte und des Überhitzers ausgenutzt werden.
Das Verfahren ergibt bei der Behandlung von Kohlenwasserstoffen, wie Rohpetroleum mit grossem Asphalt- oder Paraffingehalt, eine Ausbeute von mindestens 75% an Leichtöl von durchschnittlich 72 Be.
Die Ventile des Kompressors werden auf 9 Atm. eingestellt und bleiben so bis die Temperatur in der Retorte 3000 erreicht hat. Hierauf wird der Druck im Kompressor entsprechend der Temperatur-
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Retorte. Die Saugwirkung des Kompressors ruft einen Druckabfall der Retorte hervor und ermöglicht eine stärkere und schnellere Expansion der Dämpfe und damit eine schnelle Umsetzung der Masse in Dampf.
PATENT-ANSPRÜCHE :
1. Verfahren zur Spaltung von Kohlenwasserstoffen durch Kondensation ihrer Dämpfe unter Druck, dadurch gekennzeichnet, dass die ohne Zersetzung des Ausgangsmateriales, durch Fraktionierung erhaltenen Dämpfeeinem, im Verhältnis zur Destillationstemperatur jeweils gesteigerten Druck unterworfen werden, so dass ein im wesentlichen gleichförmiges Kondensat erhalten wird.