CH140422A - Verfahren und Vorrichtung zum Kracken von Kohlenwasserstoffen. - Google Patents
Verfahren und Vorrichtung zum Kracken von Kohlenwasserstoffen.Info
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Description
Verfahren und Torrichtung zum Kracken von Kohlenwasserstoffen. Es ist bekannt, Kohlenwasserstoffe in einer 'Schmelze aus Metall oder Salz zu kracken. Die in der Schmelze sich abspielenden Vorgänge erfordern eine hohe möglichst kon stante und an allen Stellen des Behälters gleichmässige Temperatur, deren Aufrechter haltung grossen Schwierigkeiten begegnet. Gemäss dem Verfahren der Erfindung er folgt diese gleichmässige Erwärmung der Schmelze in der Weise, dass die .Schmelze im Kreislauf durch den Krackraum und einen Heizraum eines Autosklaven geführt wird, ohne über den Flüssigkeitsspiegel, den sie im Autoklaven einnimmt, gehoben zu werden. Man hat bereits versucht, die Schmelze in einem Kreislauf zu halten. plan hat aber hier bei Pumpen verwendet, mit denen man die Schmelze auf einen höheren Flüssigkeitsspie gel gehoben hat, von :dem sie dann in den Be handlungsraum abgeflossen ist. Das Umtreiben der Schmelze mit einer Pumpe ist aber sehr schwerdurchführbar und die Hebung der schweren Schmelze erfordert im Dauerbetriebe viel Kraft. Eine izur Ausführung des Verfahrens ge eignete Vorrichtung weist gemäss der Erfin dung einen 8trahlapparat zur Bewegung der Schmelze auf, der in den Krackraum mündet, und :die 'Schmelze nicht über den Spiegel, den sie im Autoklaven einnimmt emportreibt. Man kann auch die .Schmelze im Kreis lauf in der Weise erwärmen, dass man sie aus einem tieferliegenden Heizraum in einen höherliegenden Krackraum unter Ausnutzung der beim Heizen auftretenden Konvektion aufsteigen lässt, und indem man sie durch ein Rohr nach Art eines Fallrohres der Warm wasserheizung vom obern Ende des Krack- raumes nach ihrer Abkühlung und Vergrösse rung ihres spezifischen Gewichtes in den Heizraum zurücksinken lässt. Der Umtrieb der Schmelze zwischen einem tieferliegenden Heizraum, einem höherliegen- den Krackraum und einem Fallrohre ist sehr zweckmässig, wenn man, einen wirksamen thermischen Kreislauf erzielen will, weil die Wärmeleitfähigkeit .des Metalles 80 bis 50 Mal grösser ist, als die des Wassers, und es nicht möglich ist, mit einer Metallschmelze in einem Behälter Strömungen zu erzielen, wie in einem Wasserbade mit Bod'enbe- heizung. Verwendet man zur Erzeugung des Kreis laufes einen Behälter mit Strahlapparat, dann kann man ,den Krackraum und den Heizraum in verschiedener Weise zueinander anordnen. Besonders zweckmässig ist es, die beiden Räume konzentrisch zueinander anzuordnen, weil man dann mit einem kleinen Raum aus kommt. Der iStrahlapparat kann nur mit der Zu leitung der zu behandelnden Kohlenwa.sser- stoffe verbunden sein. Man kann ihn aber auch mit einem Rohre konzentrisch um schliessen und durch dieses Rohr mit grösse rem Durchmesser ein permanentes-Druckgas einführen, durch,das der Kreislauf entweder betrieben oder verstärkt wird. Benutzt man nur die Konvektion oder be nutzt man die Konvektion neben :dem durch den Strahlapparat erzeugten Kreislauf, dann ist es zweckmässig, .die zu behandelnden Koh- lenwasserstoffe am Boden des Krackraumes in die .Schmelze einzuführen und in der Schmelze aufsteigen zu lassen. Benutzt man aber nur den Strahlapparat, dann kann man die Richtung des Kreislaufes auch umkehren und man kann :die zu behandelnden Kohl.en wasserstoffe, wie das bisher allgemein üblich war, -durch -den Deckel des Autoklaven zu führen. Hierbei kann man das Zuführungs rohr bis zur Austrittsmündung geradlinig verlaufen lassen und am Badendes Behälters durch Anordnung von entsprechend gekrümm ten Leitflächen die Strömungsrichtung um etwa 180 -Grad ändern oder man kann' auch ,das Zuführungsrohr in der Nähe des Bodens um 180 Grad umbiegen, so dass die Richtung des Kohlenwasserstoffstrahls vor dem Aus tritte aus dem Zuführungsrohr um etwa 180 ,Grad geändert wird und der Kreislauf sich in der Weise vollzieht, :dass die :Schmelze vom Boden des Krackraumes nach oben getrieben wird. Vorteilhaft ist es, das Zuführungsrohr im Boden oder in der Nähe des Bodens in den Autoklaven einzusetzen, weil dann nur ein kurzes Stück :des Zuführungsrohres in der Schmelze liegt und nur wenig Wärme an die zu behandelnden Kohlenwa.sserstoffe vor dem Austritte aus :dem Rohre übergehen kann. Bei Verwendung eines Hilfsdruckmittels (Pressgas) und Ummantelung :des die zu be handelnden Kohlenwasserstoffe führenden Rohres mit dem Zuführungsrohre des Hilfs druckmittels lässt sich jede :Erwärmung der Kohlenwasserstoffe vor :dem Eintritte in die Schmelze verhüten, und man kann alsdann Zerstäubuugsdüsen verwenden, :die eine feinste Verteilung ermöglichen, sich aberverstopfen, wenn die Verbindung auch nur ganz kleine feste Fremdkörper bei ihrer Erwärmung aus scheidet. Die Heizung ordnet man in diesem Falle zweckmässigerweise so an, :dass die Stelle des Autoklaven, an :der das Zuleitungsrohr an ihr angeschlossen ist, ausserhalb der Heizung liegt. Die Zuführungsvorrichtung kann man auswechselbar im Autoklaven anordnen, in der Weise, d'ass man :sie aus dem Autoklaven herausnehmen kann, ohne,dass es erforderlich ist, den .Druck im Autoklaven abzulassen und sonst irgendwie Veränderungen am Auto klaven vorzunehmen. ,Dieser Vorteil kann :dadurch erreicht wer den, dass man das Zuführungsrohr für die Kohlenwasserstoffe in einem Hohlzylinder dicht und :gleitbar anordnet, der mit dem Autoklaven verbunden ist und mit einem Ab sperrorgan ausgerüstet ist, mit dessen Hilfe der Hohlzylinder verschlossen werden kann, bevor das ,Zuführungsrohr aus dem Hohl zylinder herausgezogen ist. Zweckmässig ist es, das Zuführungsrohr als Spindel :oder Naidel auszubilden, die mit einem oder mehreren Kanälen zur Führung der Kohlenwasserstoffe versehen ist, die sich an der konischen :Spitze der :Spindel in feinere Kanäle zerteilen und sich etwa in der Achse der ,Spindel wieder treffen, so dass die einzel nen Strahlen hier gegeneinander prallen und sich fein zerstäuben. In dem die Nadel um gebenden Hohlzylinder ist dann eine entspre chende konische Dichtfläche vorzusehen, gegen die sich die Nadel in Arbeitsstellung presst. Um auch die Reinigung und Auswechs lung .dieser Dichtfläche zu ermöglichen, kann man den !Hohlzylinder in einem zweiten ,Hohl zylinder von entsprechend ,grossem Durchmes ser anordnen, der dann mit dem Autoklaven bei der Auswechslung der Zuführungsnadel und,des diese umgebenden Hohlzylinders ver bunden bleibt und! -den iAütoklaven verschlie ssen kann, wenn er mit einem besonderen Ab sperrorgan versehen ist, das verschlossen wird, bevor der innere Zylinder aus dem äussern Zylinder herausgezogen ist. Man kann auch zwei oder mehrere Plüs- sigkeitszuführungsvorrichtungen in einem Autoklaven anordnen und wechselweise mit der einen oder .der andern Zuführungsvorrich tung arbeiten, während man :die unbrauchbar gewordene Zuführungsvorrichtung auswech selt, so dass kein Betriebsunterbruch eintritt. Wenn der untere Teil des Druckgefässes der Beheizung entzogen ist, ist es möglich, in .diesem untern Teil eine Vorrichtung zum Einfüllen und zum Ablassen der Schmelze anzuordnen, so dass es zum Beispiel nicht mehr wie bisher erforderlich ist, den gesamten Autoklaven aus der :Feuerung herauszuheben und umzukippen. In der Zeichnung sind in ,den Fig. 1, 3 bis 7 sechs verschiedene Ausführungsformen der gegenseitigen,A'nordnung von Heizraum und Krackraum dargestellt, während in den Fig. 2, 8 bis 10 drei verschiedene Ausführungsfor men der Einspritzvorrichtung in grossem Massstabe und in Fig. 1,1 ein Ablassventil in grossem Massstabe dargestellt ist. In den Abbildungen ist 1 der Heizraum, 2 die Zuführungsvorrichtung, die bei den Ausführungsformen .der Fig. 3, 4 bis 7 als Strahlapparat ausgebildet ist. 3 ist .der Krackraum, 4 ist ein den Krackraum mit dem Heizraum,verbindendes Rohr (Fig. 1 und, 3); 5 ist die Feuerung für den Heizraum. 6 ist die Leitung für .das Hilfsdruckmittel und 7 die Leitung für die zu behandelnde Flüssig keit. 8 ist ein Schirmblech (Fig. 1 und 3), durch das die Trennung der !Schmelze von der be handelten bezw. nicht ausreichend behandel ten Flüssigkeit begünstigt wird. 9 ist die Wandung des Krackkbbehälters (Fig. 3). 10 ist ein Sieb, auf dem Füllkörper aufliegen. 13 ist einzweites ; Sieb, durch dessen Lochungen 11 das Gemisch in (las obere Ende des Be- han.dlungsraumes gelangt, wo sich die Schmelze von den spezifisch leichteren Ge mischteilen trennt und an dem !Schirmblech 8 abwärts gleitet, während das erhitzte 01 und gegebenenfalls das Druckmittel durch .den Stutzen 12 aus dem Autoklaven abgeleitet werden (Fig. 1). 14 ist ein Zylinder, .der bei den A:usfüh- rungsformen .der Fig. 4 bis 7 den Heizraum vom Krackraum trennt. In Fig. 2 ist in grossem Massstabe ein Öl- rohr 15 dargestellt, das von einem Rohre 16 umgelben ist, in welchem ein Hilfsdruckmittel geführt wird und,das an seiner Mündung mit einem,Spiralgange zwecks guter Zerstäubung des 01es ausgerüstet ist. In der Düse nach Fig. $ ist 17 die Zu- führungsna@clel"clie eine aehsiale Bohrung 18 aufweist. Die achsiale Bohrung 18 mündet in den Kanälen 19 (Fig. 8) die an der äussern Oberfläche der konischen Spitze 20 gegen die Spitze ,der Nadel hinlaufen. 21 ist .ein Hohl zylinder, der die !Zuführungsnadel 17 umgibt. Zwischen der Zuführungs:nad'el 17 und! -dem Zylinderkörper 21 ist ein Hohlraum 22 vor gesehen, der durch die Zuleitung 2,3 mit Press- ga.s gespeist wird. 24 ist ein mit dessen Hilfe nach Entfernung der Zufüh- rungsnadel 17 der Hohlraum 22 des Hohlzy linders 21 abgesperrt werden kann. 25 ist eine !Stopfbüchse, die die Zuführungsnadel 17 im Hohlzylinder '21 nach aussen abdichtet. 26 (F'ig. 9) ist .ein Zylinderkörper, in den die Zuführungsnadel '17 und der Hohlzylinder 21 eingesetzt ,sind. 2,7 ist die Spitze .des ,Zylinderkörpers 21. Sie ist mit einer Dich- tung 28 in den obern Randdes Zylinderkör pers 21 eingesetzt und wird in ihrer :Stellung durch den Ring 29 gegen aeitliche Verschie bung gesichert. 30 ist (Fig. 1,1) ,das Zu- und Ablassventil, das in dem Boden 31 des Autoklaven einge setzt ist. Der Kanal 32 verbindet das Ventil mit dem Innern des Autoklaven, während der Kanal 33 zum Anschlusse,der Zu- und Ablei tung der Schmelze dient. Mit Hilfe des Ven tilkegels 34 wird der Autoklav verschlossen oder mit dem Kanal 33 verbunden. In Fig. 10 ist eine Draufsicht auf die Spitze der Zuführungsnadel 17 in vergrösser tem Massstäbe dargestellt. 35 sind in dieser Ab-bildung Kanäle, durch die das bei -28 zu geführte Hilfsdruckmittel zu ,den zu behan delnden Kohlenwasserstoffen hinzutritt. Bei den Ausführungsformen der Fig. 1 und 3 wird die beim Aufsteigen durch die Berührung mit den Kohlenwasserstoffen ab gekühlte Schmelze durch das Rohr 4 nach dem Heizraum sinken und sich hierbei noch weiter abkühlen, so da,ss ein starker Tempera turunterschied gegenüber der aus dem Reiz raum in den grackraum 3 aufsteigenden Schmelze entsteht und eine Konvektion er zielt wird. Bei .den Ausführungsformen nach den Fig. 1 und 3 dient die Düse bezw. der Strahlapparat zur mechanischen Beschleuni gung der Konvektion. Bei .den Ausführungs formen -der Fig. 4 und 5 hingegen ist die Kon vektion gering. Ein Kreislauf wird in diesem Falle durch die Strahlwirkung beim Zufüh ren der Kohlenwasserstoffe bezw. der letzte ren und des Pressgases bewirkt. Soll beider Zuführungsvorrichtung nach Fig. 8 .die Zuführungsnadel ausgewechselt werden,-dann wird sie soweit herausgezogen, dass ihr Ende gerade noch oberhalb der Stopfbüchse 2:5 liegt. Alsdann wird das Ven til 24 verschlossen, .so,dass nunmehr -die Zu führungsnadel ganz herausgenommen und ge reinigt werden kann. Will man verhüten, dass die .Schmerze in .den Raum 22 eintritt, dann kann man Pressgas .durch .den Raum 22 hin durchlassen, durch das die Schmelze am Mertritt in. den Raum 22 verhindert wird. Man kann aber auch, insbesondere .dann, wenn der Ringraum 22 .ganz fehlt, die Schmelze bei der Wiedereinführung der Nadel durch diese aus dem Hohlraum nach .dem Behandlungs raum hin verdrängen, wie mit einem Pumpen kolben. Soll die Zuführungsnadel 17 und der innere Zylinder 21 an einer Vorrichtung nach Fig. 9 ausgewechselt werden, .dann wird das obere Ventil 2,7 betätigt, um den Autoklaven nach unten abzuschliessen. Die auswechselbare Anordnung der Zu führungsnadel ist besonders vorteilhaft bei @d'er Zuführung von unten. 'Sie kann aber auch angewendet werden bei der Zuführung der Flüssigkeit vom Deckel her gemäss Fig. 6 und 7. Nur müsste dann der Abstand des Absperr- organes 24 vom Deckel des Autoklaven eine .der grösseren .Länge des in der -Schmelze lie genden Teils des Zuführungsrohres entspre chende Grösse haben. Die Vorrichtungen der Fig. 6 und 7 zeigen mehrere Zuführungs rohre, -die entweder gleichzeitig betätigt wer den können oder von denen ein Teil unbe nutzt bleibt als Reservee für den Fall, dass der andere Teil betriebsunfähig wird. Die.: Ausbildung der Zuführungsvorrich tung nach Fig. 9 ermöglicht es, den Zylinder 2,1 in 2 Teile zu zerlegen und seine Spitze, gegen die sich die Spitze der Zuführungsnadel presst, aus naturhartem hochwertigem Mate riale herzustellen, das seine Härte auch bei hohen Temperaturen behält,denn ,Schwierig keiten bei der Bearbeitung dieses harten Ma terials treten infolge der Ausbildung der Zu führungsvorrichtung nach Fig. 9 nicht auf, da die trichterförmige Spitze 27 zwischen die Zylinder 21 und 26 gepresst wird und -das Einschneiden von Gewinde oder dergleichen in das harte Material nicht erforderlich ist. Der äussere Hohlzylinder entzieht hierbei auch den innern Hohlzylinder dem lösenden Einflusse der Schmelze, und man kann auch den äussern Zylinder und den zylindrischen Teil :des innern Zylinders aus leicht zu bear beitendem Metalle herstellen, selbst wenn hohe Flüssigkeitsdrücke von .etwa 300 Atmo sphären für die zuzuführenden Kohlenwasser- Stoffe verwendet werden sollen, : da diese hohen Drücke nur in der Zuführungsnadel 17 bezw. an .deren Spitze und dem trichterförmi gen Teil 2,7 auftreten, während das Hilfs druckmittel, das an den Zylinderwänden ent- langströmt, geringere Drücke hat. Der Zylinder 14 wird zweckmässigerweise nicht siebartig, sondern vollwandig ausgebil det, :damit die Schmelze gezwungen wird, an .dem einen .Ende in den (Hohlzylinder einzu treten und an dem andern wieder auszutreten, so dass der Kreislauf arider Heizwand entlang gesichert wird. Vorteilhaft ist es hierbei, den Zylinder 14 wärmeisolierend, zum Beispiel als 'Hohlkörper auszubilden oder ihn aus Iso liermaterial anzufertigen.
Claims (1)
- PATENTANSPRÜCHE: I. Verfahren zum Kracken von Kohlen- Wasserstoffen, bei welchem die als Aus gangsmaterial verwendeten Kohlen- wa.sserstoffe zur Krackung in einer (Schmelze aufsteigen :gelassen werden, da durch gekennzeichnet, dass die Schmelze im Kreislauf durch einen Krackraum und einen Heizraum eines Autoklaven geführt wird, ohne über den Flüssigkeitsspiegel den sie im Autoklaven einnimmt, gehoben zu werden.II. Vorrichtung zur Ausführung des Verfah rens nach Patentanspruch I, dadurch ge kennzeichnet, dass zur Begrenzung der Schmelze in -den Krackraum ein :Strahl apparat einmündet, der die Schmelze nicht über den Flüssigkeitsspiegel .den .sie im Autosklaven einnimmt emportreibt. UNTERANSPRÜCHE: 1.Verfahren nach Patentanspruch I, ,da durch gekennzeichnet, .dass :die ,Schmelze aus einem tieferliegenden Heizraum unter Ausnützung der durch :die Erwärmung eintretenden Konvektion in einen höher liegenden Krackraum aufsteigen gelassen und aus diesem durch ein Rohr wieder dem Heizraum zugeführt wird. 2.Vorrichtung nach Patentanspruch II, da- ,durch gekennzeichnet, :dass ,der Heizraum und der Krackraum konzentrisch zuein ander angeordnet sind. B. Vorrichtung nach Patentanspruch II, dia- durchgekennzeichnet, dass .der Strahl apparat mit einer Zuleitung für die zu behandelnden Kohlenwasserstoffe verbun den ist.4. Vorrichtung nach Patentanspruch IT, da durch gekennzeichnet, dass ein die Koh- lenwasserstoffe zuleitendes Rohr des Strahlapparates von einem ein permanen, tes Druckgas führenden Rohre konzen trisch umschlossen ist.5. Vorrichtung nach Patentanspruch II, da- :durch gekennzeichnet, dass sie einen Hohl zylinder (2,1) und eine in demselben aus wechselhar angeordnete Hohlnadel (17) zur Einführung einer zu behandelnden Flüssigkeit in den Krackraum aufweist. 6.Vorrichtung nach Patentanspruch II, da ,durch gekennzeichnet"dass sie einen. Hohl- zylindier (21) aufweist, in welchem ein Absperrorgan (24) und eine Zuführungs nadel (17) .angeordnet ist und die letz tere durch eine zwischen Absperrorgan und ,dem aussen liegenden Ende des Hohl zylinders liegende Stopfbüchse gegen :den Hohlzylinder aibgedichtet ist.7. Vorrichtung nach Patentanspruch II, .da durch gekennzeichnet"dass sie einen Hohl zylinder (24) und eine Zuführungsnadel (17) aufweist, zwischen welchen ein Raum liegt, der durch eine Leitung (23) mit Pressgas gespeist werden kann. B. Vorrichtung nach Patentanspruch II, da ,durch gekennzeichnet, :d,ass sie Kanäle (34) aufweist, durch die ein Druckmittel in die aus einer Zuführungsnadel (17) in :den Autoklaven eintretenden Kohlen- Wasserstoffe geleitet werden kann.9. Vorrichtung nach Patentanspruch II"da- durch ,gekennzeichnet, ,dass sie eine Zufüh rungsnadel (17) mit einem Kanal (18) aufweist, der sich gegen das freie Ende der Zuführungsnadel hin in mehrere Ka- näle (19) teilt, die sich an der Spitze ,der Zuführungsnadel wieder vereinigen. 10.Vorrichtung nach Patentanspruch II, !da durch gekennzeichnet, :dass sie einen eine Zuführungsnadel (17) umschliessenden Hohlzylinder (21) mit Absperrorgan (24) aufweist, der leicht auswechselbar in einem andern fohlzylinder (26) angeord net ist,,der ebenfalls mit einem Absperr organ (24') ausgerüstet ist. 11. Vorrichtung nach Patentanspruch II und und Unteranspruch 10, dadurch gekenn zeichnet, dass der innere Hohlzylinder (211) zweiteilig ist und sein im Auto klaven liegendes Ende (27) aus naturhar tem und hitzbeständigem Material herge stellt ist. 12.Vorrichtung nach Patentanspruch II und Unteranspruch 10, da.-.durch gekennzeich net, dass .das im Autoklaven liegende Ende (27) des innern. Hohlzylinders (21) mit einer Dichtung (28) in einer ringför migen Aussparung des andern Zylinder teils (21) reingesetzt ist. 13. Vorrichtung nach Patentanspruch II, da- ,durch gekennzeichnet, dass eine vertikal stehende Zuführungsnadel (17) in dem Bodendes Autoklaven eingesetzt ist. 14.Vorrichtung nach Patentanspruch II, da durch gekennzeichnet, dass sie,ein die zu behandelnden Kohlenwasserstoffe führen des Rohr (15) und ein .dasselbe konzen trisch umschliessendes ein ,Druckmittel führendes Rohr (16) aufweist, wobei das äussere Rohr über .(las innere hervorsteht und an seiner Mündung mit einem Ge winde versehen ist. 15.Vorrichtung nach Patentanspruch II, da- ,durch gekenlnzeichnet, dass die Zufüh- rungsvorrichtung für die zu behandeln- ,den Kohlenwasserstoffe im untersten Drittel in den Krackraum einmündet. 16.Vorrichtung nach Patentanspruch 1I, da- ,durch gekennzeichnet, -dass diejenige Stelle des Autoklaven, an der die Zufüh rungsvorrichtung für die zu behandelnden Kohlenwasserstoffe einmünd-et, ausser halb der Beheizung liegt. 17.Vorrichtung nach Patentanspruch II, dadurch gekennzeichnet, ,dass an der tief sten Stelle oder in der Nähe der tiefsten Stelle ein Ventil (30) zur Füllung oder Entleerung des Autoklaven angeordnet ist.18. Vorrichtung nach Patentanspruch II, da .durch gekennzeichnet, dass mehrereZufüh- rungsvorrichtungen für .die zu behandeln- ,den Kohlenwasserstoffe in den Krack- raum einmünden, die unabhängig vonein ander :betrieben oder ausgeschaltet wer den können.19. Vorrichtung nach Patentanspruch II, da durch gekennzeichnet, -dass der Autoklav durch einen Hohlzylinder (14) in. einen Heiz- und einen Krackraum zerlegt wird. 20. Vorrichtung nach Patentanspruch II und Unteranspruch 19, dadurch gekennzeich net, dass der Hohlzylinder (14) vollwan- .dig ausgebildet ist. 21.Vorrichtung nach Patentanspruch II und Unteranspruch 19, dadurch gekennzeich net, .dass der Zylinder (14) wärmeisolie rend ausgebildet ist. 22. Vorrichtung nach Patentanspruch II"da- .durch gekennzeichnet, dass sie ein Zufüh rungsrohr für,die zu krankenden Kohlen wasserstoffe aufweist, das vom Deckel her bis in die Nähe des Bodens reicht, und dass in der Nähe des Bodens Teile vorhanden sind, .durch die dieStrömungs richtung der eingeführten Kohlenwasser stoffe umgekehrt wird.
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-
1928
- 1928-07-05 CH CH140422D patent/CH140422A/de unknown
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