DD201804A5

DD201804A5 - Kontinuierliches thermisches crackverfahren fuer schweres erdoel

Info

Publication number: DD201804A5
Application number: DD23673782A
Authority: DD
Inventors: Masao Sakurai; Tetsuo Wada
Original assignee: Toyo Engineering Corp; Mitsui Coke Co
Priority date: 1981-01-16
Filing date: 1982-01-14
Publication date: 1983-08-10
Also published as: JPS57119986A; JPS6256917B2; MX161270A; CA1189011A

Abstract

Verfahren zur Erzeugung von thermisch gecrackten Produkten hoher Qualitaet wie Gas, gecracktes Leichtoel und Pech durch kontinuierliches thermisches Cracken von schwerem Erdoeloder schweren Erdoelbestandteilen in einem einkolonnigen Reaktor. Und zwar wird schweres Erdoel, das in einem Erhitzungsofen auf eine Temperatur in einem vorherbestimmten Bereich erhitzt worden ist, kontinuierlich in die unterste Reaktionszone eines kolonnenartigen Reaktors eingefuehrt, der in vertikaler Richtung in eine Vielzahl von Reaktionszonen durch wenigstens eine Trennwand unterteilt ist, durch die jeweils eine Oeffnung hindurchgeht, um die Reaktionszonen miteinander zu verbinden. Das schwere Erdoel wird in dem Reaktor dem thermischen Cracken unterworfen, waehrend seine Temperatur, sein Druck und seine Verweilzeit in dem Reaktor innerhalb entsprechender vorherbestimmter Bereiche gehalten wird und wobei Oel,das in jeder der Reaktionszonen behandelt worden ist,nacheinander unter Ruehrbedingungen zusammen mit Blasen zu seiner oberen Reaktionszone befoerdert wird.Dann wird das so gecrackte Produkt kontinuierlich von der obersten Reaktionszone des Reaktors abgezogen.

Description

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Kontinuierliches thermisches Crackverfahren für

schweres Erdöl.

Anwendungsgebiet der Erfindung.

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum kontinuierlichen thermischen Cracken von schwerem Erdöl bzw. von schweren Erdölbestandteilen. Sie bezieht sich insbesondere auf ein Verfahren zum Herstellen von thermisch gecrackten Produkten mit hoher Qualität wie beispielsweise Gas, gecracktem Leichtöl und Pech aus schweren Erdölbestandteilen, bei dem das

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schwere Erdöl kontinuierlich dem thermischen Cracken in einem einkolonnigen Reaktor unterworfen wird.

Charakteristik der bekannten technischen Lösungen.

Im Hinblick auf eine wirtschaftliche, effektive Ausnutzung von schwerem Erdöl wurde eine breite Vielfalt von Versuchen angestellt, um Gas, gecracktes Leichtöl und Pech aus derartigen schweren Erdölbestandteilen durch thermisches Crakken derselben zu erhalten.

Es ist von äußerst hoher Bedeutung für die Einsparung von Kohle für die Stahlindustrie und für die Umwandlung von in der Stahlindustrie brauchbarer Kohle, Pech, das aus dem reichlich vorhandenen schweren Erdöl erzeugt wird, als ein Bindemittel für die Herstellung von Koks für Hochöfen für die Stahlherstellung oder als einen Ersatzstoff für Backkohle, die auch zur Herstellung für derartigen Koks verwendet wird, auszunutzen.

Um Pech mit einer Qualität, die für die vorgenannten Anwendungszwecke geeignet ist, durch das thermische Cracken von schwerem Erdöl zu erhalten, ist es notwendig, daß das Pech eine Zusammensetzung besitzt, die reich an für Benzol unlöslichen Bestandteilen, jedoch arm an für Chinolin (CJ N) unlöslichen Bestandteilen ist, mit anderen Worten, eine Zusammensetzung aufweist, die reich an ß-Harzkomponenten ist, die mittlere Verkohlungs- bzw. Carbonisierungs- und PoIykondensationsgrade aufweisen.

Es ist offensichtlich wichtig für die Steuerung der Qualität und der Ausbeute eines Produktes, daß die optimalen Reaktionsbedingungen gewählt werden. Darüber hinaus ist es auch wichtig, die so ausgewählten Reaktionsbedingungen so gleichmäßig wie möglich durch das der thermischen Crackbehandlung unterworfene Öl hindurch aufrecht zu erhalten, wenn die Behandlung in einem industriellen Maßstab durchge-

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führt wird. Es ist unerläßlich, auf das der thermischen Crackbehandlung unterworfene Öl eine ausreichende Rührbewegung zu dem Zweck anzuwenden, daß die optimale Reaktionsbedingung so gleichmäßig wie möglich durch das Öl hindurch gehalten wird und die Agglomeration von koksartigen Substanzen vermieden wird, die unvermeidbar während der thermischen Crackreaktion auftritt. Das Rühren oder die Bewegung kann nach irgendeinem beliebigen Verfahren durchgeführt werden, das üblicherweise in der Praxis angewendet wird, und zwar beispielsweise mit Hilfe von Mischschrauben oder Propellern, Fluidinjektion oder Ultraschallwellen. Diese Mittel können je nach belieben allein oder in Kombination eingesetzt werden. Aber selbst wenn das Öl in einem gut gerührten Zustand aufgrund einer Rührbewegung durch derartige Mittel gehalten wird und Reaktionsbedingungen wie die Temperatur, der Druck und die Verweilzeit genau kontrolliert werden, durchläuft ein Teil des behandelten Öles, das eine Mischung aus einer Anzahl von Bestandteilen ist, unvermeidbar einen verkürzten Weg durch den Reaktor, und das Endprodukt enthält unvermeidbar sowohl Substanzen, die im wesentlichen unverändert gegenüber und ähnlich den Bestandteilsubstanzen sind, die in dem schweren Erdöl vorhanden waren, das in den Reaktor eingebracht worden ist, als auch Substanzen, die aufgrund eines übermäßigen Fortschreitens der Carbonisierung und Polykondensation durch das thermische Cracken aufgetreten sind, wenn das Rühren des Öles durch Querströme verursacht wird, wenn die thermische Crackbehandlung in einem Reaktionssystem von dem Typ durchgeführt wird, bei dem das zugeführte schwere Erdöl kontinuierlich in einen herkömmlichen einkolonnigen Reaktor eingebracht wird und das entstehende gecrackte Produkt kontinuierlich abgezogen wird, insbesondere dann, wenn der Reaktor ein großes Volumen besitzt und die Behandlung mit einer relativ langen Verweilzeit durchgeführt wird. Aus diesen beschriebenen Gründen ist es unmöglich, durch die Verwendung eines einkolonnigen Reaktors Pech zu erhalten,

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bei dem speziell die oben beschriebenen spezifischen Bestandteile , das heißt ß-Harzkomponenten, angereichert sind. Die angegebenen Nachteile können auch dann nicht verbessert werden, wenn die Reaktionsbedingungen ganz genau gesteuert werden.

Es kann nicht erwartet werden, daß selektiv nur gewünschte Bestandteile angereichert werden, wenn nicht eine spezielle Maßnahme ergriffen wird, um das Auftreten des Phänomens zu vermeiden, daß ein Teil des behandelten Öles einen ver-

^v. kürzten Weg durch den Reaktor nimmt, und andererseits ein

' Teil des Restes von dem Öl in dem Reaktor für eine Zeitdauer verbleibt, die langer als die vorherbestimmte Verweilzeit ist. Als eine derartige Maßnahme werden in den Japanischen Patent-Offenlegungsschriften No. 65302/1978 und No. 119903/1978 vorgeschlagen, eine Vielzahl von Reaktionstanks in Serie miteinander zu verbinden, von denen jeder ein Volumen besitzt, das so klein wie vom industriellen Standpunkt aus möglich ist und mit Rühr- und Mischeinrichtungen ausgestattet ist, und zu veranlassen, daß das Öl zur Reaktion gebracht wird, während es nacheinander durch die Reaktionstanks hindurchläuft, um es dadurch zu ermöglichen, .- ·. daß die durch den verkürzten Durchlauf, die verlängerte /^, Aufenthaltsdauer und Querstrommischung des Öles zwischen dem öleinlaß und dem Produktauslaß des einkolonnigen Reaktors erzeugten Nachteile verringert werden. Es wurde jedoch festgestellt, daß ein anderes Problem, das unten noch beschrieben werden wird, bei dem Verfahren in Bezug auf den Übergang des behandelten Öles jeweils zwischen zwei Reaktionstanks auftritt. Dieses andere Problem ist noch völlig ungelöst .

Das thermische Cracken von schwerem Erdöl kann natürlich mit hohem Wirkungsgrad durchgeführt werden, wenn es bei einer Reaktionstemperatur durchgeführt wird, die so hoch wie möglich liegt. Andererseits ist es für ein hochwirksames

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thermisches Cracken des schweren Erdöls wichtig, das Auftreten von Verkokung oder Verkohlung, das bei hohen Reaktionstemperaturen unvermeidbar fortschreitet, minimal zu halten. Demzufolge umfaßt das thermische Cracken von schwerem Erdöl zwei Erfordernisse, die vom Prinzip her gegensätzlich sind.

Um die beiden miteinander unverträglichen Erfordernisse zu erfüllen, gäbe es keine andere Wahl als die Anwendung einer Reaktionstemperatur, die vom praktischen Standpunkt so tief wie möglich ist, und die Verweilzeit in der Reaktionszone länger zu machen. Wenn eine lange Verweilzeit gewählt wird, ist die Durchflußrate durch eine Leitung zwischen jeweils zwei Reaktionstanks offensichtlich klein, wenn eine Vielzahl von Reaktionstanks durch Leitungen in Reihe geschaltet sind und Öl durch die Tanks geleitet wird.

Da die Durchflußrate des Öles, das von einem Reaktionstank zu einem anderen durch eine zwischen diesen Tanks vorgesehene Leitung geleitet wird, klein ist, wird die wirksame Durchflußöffnung der Leitung gedrückt und dann innerhalb einer kurzen Zeitdauer aufgrund von Koagulation einer Mischung aus carbonisierten Teilchen und Polykondensationsprodukten und Ansammlung derselben auf der inneren Wand der Leitung unabhängig von dem Durchmesser der Leitung verstopft, d.h., unabhängig davon, ob der Durchmesser der Leitung für die Durchflußrate geeignet, zu klein oder zu groß ist. So lange jedoch ein glatter übergang des Öles durch die Leitung jeweils zwischen zwei Reaktionstanks nicht aufrechterhalten ist, wird das Problem der Steuerung des Ölniveaus in jedem Reaktionstank praktisch ungelöst bleiben. Wenn es jedoch unmöglich wird, das Ölniveau in jedem Reaktionstank zu steuern, verliert der Reaktionstank seine Gas-/Flüssigkeits-Trennfunktion und macht so eine getrennte oder zusätzliche Gas-/Flüssigkeits-Trennvorrichtung erfor-

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derlich.

Ein thermisches Crackverfahren für schweres Erdöl, das äußerst stark zum Einleiten von Verkokung oder Verkohlung neigt, ist grundsätzlich verschieden von solch einem für schweres Kohleöl. Es wurde gefunden, daß das Verfahren, bei dem ein durch Verbinden einer Anzahl von Reaktionstanks in Serie gebildeter Reaktor verwendet wird, nicht kontinuierlich betrieben werden kann und daß darüber hinaus die gesamten Einrichtungen unvermeidbar kompliziert, unwirtschaftlich und unpraktisch gemacht werden.

Zur Erzielung eines glatten Überganges des zu behandelnden Öls durch eine Reihe von Reaktionstanks, die in Reihe miteinander verbunden sind, wurden Versuche unternommen, bei denen Leitungen mit guter Oberflächenglattheit auf ihren inneren Wänden verwendet wurden und die schräg oder quer zu dem Ablaufstrom des Reaktors gelegt wurden, oder bei denen die Reaktionstanks so angeordnet wurden, daß jeweils zwischen zwei benachbarten Tanks eine ausreichende Höhendifferenz verblieb, um so die Leitungen zu vertikal abfallenden Leitungen zu machen. Es wurde jedoch gefunden, daß derartige Versuche keinen Erfolg für die Verbesserung des Problems brachten.

Selbst wenn eine Leitung mit guter Oberflächenglattheit verwendet wird, erscheint eine dünne Kohleschicht zuerst auf der inneren Oberfläche derselben in Form eines dichten Filmes. Dann wird die Kohleschicht sehr schnell dicker. An diesem Punkt fanden die Erfinder der vorliegenden Erfindung, daß es unerläßlich ist, entweder die Übergangsleitung für das zu behandelnde Öl zwischen jeweils zwei Reaktionstanks zu verkürzen oder wegzulassen und eine Art Beförderungsvorrichtung für das zu behandelnde Öl vorzusehen, was zu einer Idee der Lösung des Übertragungsproblems von Öl zwischen Reaktionstanks führte, wobei ein nachfolgender

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Reaktionstank direkt über seinem vorhergehenden Reaktionstank angeordnet wird, die Leitung weggelassen wird, eine Öffnung für den Durchgang des Öles zu dem nachfolgenden Reaktionstank mit einer scharfen Kante vorgesehen wird und eine Förderungskraft auf das öl durch den Auftrieb von Blasen ausgeübt wird, während kontinuierlich verhindert wird, daß das Öl mit der scharfen Kante, die die Öffnung für den Durchgang des Öles festlegt, während des Betriebes durch aufsteigende Blasen in Kontakt kommt, um so das Problem des Haftenbleibens von carbonisierten Teilchen und Polykondensationsprodukten zu vermeiden.

Die Erfinder der vorliegenden Erfindung führten ihre Untersuchungen über wiederholtes Herstellen von Testeinrichtungen und über wiederholte Experimente durch, um ein kontinuierliches thermisches Crackverfahren zu schaffen, das in der Lage ist, schweres Erdölpech zu liefern, bei dem die gewünschten Bestandteile, z.B. ß-Harzbestandteile, angereichert sind, durch Lösen der unangenehmen Nachteile des aus einer Anzahl in Reihe miteinander verbundener Reaktionstanks gebildeten Reaktors und verwendeten stattdessen eine Vorrichtung mit einem einfachen Aufbau und ließen die Reaktion ablaufen, während sie die verkürzten Durchgangswege und die Querstrommischung des Öles durch den Reaktor auf der Grundlage der oben angegebenen Idee minimalisierten. Diese Untersuchungen führten zur Fertigstellung des Verfahrens gemäß der Erfindung, mit dem auf einfache Weise ein Produkt mit hoher Qualität hergestellt werden kann, indem die Anteile der verschiedenen Bestandteile in dem entstehenden Pechprodukt mit hoher Selektivität gesteuert werden können, so daß die Zusammensetzung des Pechs insbesondere mit den gewünschten Bestandteilen angereichert werden kann, und indem der Übergang des zu behandelnden Öles durch das Ausüben einer Förderungskraft auf das Öl aufgrund aufsteigender Blasen vollständig verbessert wird.

236737 7.₈.

Ziel der Erfindung.

Ein Ziel dieser Erfindung ist es, ein kontinuierliches thermisches Crackverfahren für schweres Erdöl bzw. für schwere Erdölbestandteile mit hoher Umwandlungsrate zu schaffen, das ein Reaktionsprodukt liefert, das selektiv reich an gewünschten Bestandteilen ist. Ein weiteres Ziel der Erfindung ist es, das kontinuierliche thermische Crackverf ahren so auszulegen, daß es kontinuierlich auf stabile Weise durchgeführt werden kann. Weitere Ziele, Merkmale und Vorteile der vorliegenden Erfindung ergeben sich aus der folgenden Beschreibung im Zusammenhang mit der beige-' fügten Zeichnung.

Darlegung des Wesens der Erfindung.

Die vorliegende Erfindung betrifft ein kontinuierliches thermisches Crackverfahren für schweres Erdöl und umfaßt das kontinuierliche Einbringen des schweren Erdöls, das in einem Erhitzungsofen auf eine Temperatur in einem vorherbestimmten Bereich erhitzt worden ist, in die unterste Reaktionszone eines kolonnenartigen Reaktors, der in vertikaler Richtung in eine Vielzahl von Reaktionszonen durch wenigstens eine Trennwand unterteilt ist, in der eine hindurchgehende Öffnung vorgesehen ist, um diese Reaktionszonen miteinander kommunizieren zu lassen; das Unterwerfen des schweren Erdöls der thermischen Crackung, während seine Temperatur, sein Druck und seine Verweilzeit in dem Reaktor innerhalb der jeweiligen vorherbestimmten Bereiche gehalten werden, und weiterhin, daß das Öl, das in jeder der einzelnen Reaktionszonen behandelt worden ist, nacheinander zu seiner obersten Reaktionszone zusammen mit Blasen unter Rührbedingungen geführt wird; und dann das kontinuierliche Entnehmen des so gecrackten Produktes von der obersten Reaktionszone dieses Reaktors. Die Vorerhitzung in dem Erhitzungsofen wird durchgeführt, um die Temperatur

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des schweren Erdöls auf 450 bis 52O°C anzuheben, wenn Pech, das reich an ß-Harzbestandteilen ist, erhalten werden soll. Um ein derartiges Pech zu erhalten, werden die Temperatur, der Druck und die Verweilzeit des zu behandelnden Öles in dem Reaktor im allgemeinen in den Bereichen 370 bis 45O°C, 1 bis 20 Atmosphären und 1 bis 10 Stunden gehalten-

Gas und Dampf werden in der obersten Reaktionszone voneinander getrennt. Die thermische Crackreaktion wird unter einer Durchflußbedingung durchgeführt, die als kolbenartiger Durchfluß durch das gesamte Reaktionssystem angesehen werden kann, um sowohl Kurzschlußströme des zu behandelnden Öles zu minimalisieren und gleichmäßige Verteilung und Rührung des ₍zu behandelnden Öles zu erreichen, während seine QuerStrommischung vollständig vermieden wird, als auch einen glatten gleichmäßigen Übergang des Öles jeweils zwischen zwei Reaktionszonen zu gewährleisten, wodurch ein Produkt der gewünschten Qualität mit einer hohen Ausbeute erhalten wird. Da das Verfahren dieser Erfindung ein Produkt mit gewünschter Qualität liefern kann, mit anderen Worten, ein Produkt, das mit gewünschten Bestandteilen besonders angereichert ist, wird die Umwandlung des schweren Erdöls in die unerwünschten Bestandteile niedrig gehalten, was offensichtlich zu einer hohen Ausbeute in Bezug auf die gewünschten Bestandteile führt.

Ein wesentliches Merkmal der vorliegenden Erfindung liegt darin, daß in einer thermischen Crackreaktion von schweren Erdölbestandteilen, in der Gas und Dampf immer stärker auftreten, wenn die Reaktion fortschreitet, das Befördern des zu behandelnden Öles zu einer nachfolgenden Reaktionszone glatt und einfach mit Hilfe der Auftriebskräfte von Blasen, die in einem verteilten, dispergierten Zustand durch das zu behandelnde öl in vertikaler Richtung entlang der Fließrichtung des zu behandelnden Öles aufsteigen, durchgeführt wird, daß die Querstrommischung ζwischenReaktionszonen

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vollständig vermieden wird und so auch die Querschnittsverringerung an Leitungen, die die Reaktionszonen miteinander verbinden, nicht auftritt.

Ausführungsbeispiel

Es wird nun das Verfahren dieser Erfindung unter Bezugnahme auf die Zeichnung beschrieben.

Die einzige Zeichnung ist ein Fließdiagramm einer Ausführungsform des kontinuierlichen thermischen Crackverfahrens für schweres Erdöl gemäß der Erfindung.

Schweres Erdcjl oder schwere Erdölbestandteile, die ein Ausgangsmaterial sind, wird von einem Tank 1 in eine Pumpe 2 angesaugt und kontinuierlich unter Druck zu einem Erhitzungsofen 3 gefördert, der mit einer wendeiförmigen Spule ausgestattet ist, in dem das öl auf eine Temperatur in einem Bereich von 450 bis 520 C erhitzt wird. Das so vorerhitzte schwere Erdöl wird dann kontinuierlich in die unterste Reaktionszone eines Reaktors 4 eingebracht. Innerhalb des Reaktors 4 sind vier Trennwände 9 vorgesehen, von denen jede in ihrem mittleren Abschnitt eine öffnung besitzt, die alle entlang der vertikalen Längsachse des Reaktors 4 liegen, wodurch fünf Reaktionszonen 12 gebildet werden. Durch die Öffnungen der Trennwände 9 hindurchreichend, ist eine Antriebswelle 10 für die Drehung von Rührpropellern 11 vorgesehen.

Die Anzahl der Trennwände 9 ist in keiner Weise auf irgendeine spezielle Zahl beschränkt. Sie wird grundsätzlich durch die Verweilzeit des zu behandelnden Öles in dem Reaktor bestimmt. Wenn eine längere Verweilzeit angewendet werden soll, sind mehr Trennwände erforderlich. Die Anzahl der Trennwände kann innerhalb von zwei bis zehn liegen und beträgt im allgemeinen zwei bis fünf. Der Abstand zwischen

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jeweils zwei benachbarten Trennwänden kann auf einen Faktor von 0,5 bis 2 mal dem inneren Durchmesser des Reaktors eingestellt werden, wird jedoch im allgemeinen gleich dem inneren Durchmesser gewählt.

Um gute und gleichmäßige Zirkulation und Durchmischung des zu behandelnden Öles in dem Raum einer Reaktionszone, der zwischen jeweils zwei Trennwänden ausgebildet ist, zu gewährleisten, ist es am meisten zu bevorzugen, daß der Abstand zwischen den Trennwänden gleich dem inneren Durchmesser des Reaktors ist. Wenn der Abstand zwischen den Trennwänden größer als doppelt so groß wie der innere Durchmesser des Reaktors ist, werden zwei oder mehr Wirbelströme gebildet, was zu einer ungleichmäßigen Rührung und Mischung führt. Wenn andererseits dieser Abstand kleiner als 0,5 mal dem inneren Durchmesser des Reaktors ist, wird die Bildung von Wirbelstrom unstabil. Jede Trennwand ist mit einer Öffnung in ihrem mittleren Abschnitt versehen, durch die das zu behandelnde Öl nach oben in die obere Reaktionszone übergeführt werden kann, wobei der Transport durch die Auftriebskraft der Blasen unterstützt wird. ;

Die Rührpropeller 11 werden durch einen Antriebsmotor 5 über die Antriebswelle 10 so zum Rotieren angetrieben, daß sie das durch die einzelnen Öffnungen aufsteigende öl erzwungen radial gegen die Innenwand des Reaktors fördern. Beim Auftreffen auf die innere Wandung des Reaktors 4 fließt das öl durch einen oberen Abschnitt der einzelnen jeweiligen Reaktionszone 12 zurück zu der Mitte der gleichen Reaktionszone und wird dann gezwungen, nach oben in die nächste Reaktionszone zu fließen.

Die Rotationsgeschwindigkeit der Propeller 11, ihr Aufbau und ihre Installationshöhen in Bezug auf ihre jeweiligen darunter liegenden Trennwände müssen sorgfältig bestimmt werden, um zu verhindern, daß das zu behandelnde Öl einen

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Kurzschlußweg durch die Öffnungen nur durch die Auftriebskräfte der Blasen nimmt.

Jede Trennwand ist im allgemeinen mit einer nach oben gerichteten Neigung von 5 bis 45° von der inneren Wandung des Reaktors in Richtung auf die Kante der Öffnung versehen, wodurch verhindert wird, daß Blasen unterhalb der Trennwand hängen bleiben. Eine geeignete Anzahl von kleinen Öffnungen kann ebenfalls durch die einzelnen Trennwände hindurch entlang der unteren Umfangskante der

/ Trennwand vorgesehen'werden, um so einem Niederschlag, der

sich auf der Trennwand bildet, zu gestatten, daß er in die tiefer gelegene Reaktionszone tropft.

Das Verhältnis der Öffnungsfläche jeder Trennwand zu der horizontalen Querschnittsfläche jeder Reaktionszone kann üblicherweise im Bereich von 1/10 bis 1/4,und vorzugsweise 1/3 bis 1/4, liegen. Die Aufsteiggeschwindigkeit der Blasen durch die einzelnen Öffnungen wird in solch einer Weise bestimmt, daß das zu behandelnde Öl nicht übermäßig durch die aufsteigenden Blasen begleitet wird, um auf diese Weise ausreichend Öl in der niedrigeren Reaktionszone zu halten.

Das zu behandelnde Öl wird allmählich in Pech umgewandelt, während aufgrund des Fortschreitens der thermischen Crack- und Polykondensationsreaktionen bei seiner Bewegung zu oberen Reaktionszonen Blasen gebildet werden, und' eine vorher bestimmte Umwandlungsrate wird am oberen Teil des Reaktors erzielt, wenn die Reaktionsmischung kontinuierlich aus dem Reaktor ausfließen kann. Danach strömt es in eine Kühlkolonne 7, in der seine Temperatur auf eine niedrigere Temperatur, z.B. unterhalb 3 5O°C, abgekühlt wird, um die thermische Crackreaktion zu beenden. Pech wird in der Kühlkolonne 7 in einem flüssigen Zustand gehalten und kontinuierlich von dem Boden der Kolonne 7 durch eine Leitung 15

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- 13 mittels einer Pumpe 8 abgelassen.

Der Reaktor 4 kann mit heißem Dampf oder dergleichen an einer geeigneten Stelle beschickt werden, wenn es erforderlich ist.

Jegliches Gas und Dampf, die durch die thermische Crackreaktion erzeugt werden, und .Dampf, der in den Reaktor eingespritzt wird, werden von einem Gasphasenraum über der obersten Reaktionszone des Reaktors abgezogen und in eine Fraktionierkolonne 6 eingeleitet, in der sie in gecracktes Gas und thermisch gecracktes leichtes öl fraktioniert werden, die dann entsprechend durch die Leitungen und 14 abgezogen werden. Gemäß dem Verfahren dieser Erfindung wird Pech, bei dem spezifische Bestandteile angereichert sind,und das somit hervorragende Qualität aufweist, unter stabilen Betriebsbedingungen erzeugt. Darüber hinaus ist das Verfahren dieser Erfindung äußerst wirtschaftlich, da es nur einen Reaktor erfordert, wodurch das zugehörige Leitungssystem und andere Hilfseinrichtungen vereinfacht werden, und der Reaktor enthält sehr wenig unwirtschaftliche Volumenbereiche, wodurch die Größe des Reaktors per se verringert wird, und die für die gesamte Anlage erforderliche Installationsfläche ist bemerkenswert klein.

Im folgenden wird der Vorteil des erfindungsgemäßen Verfahrens unter Bezugnahme auf das folgende Vergleichsbeispiel und Beispiele für die Erfindung beschrieben.

Beispiele_

Eine thermische Crackbehandlung wurde unabhängig in vier Reaktoren durchgeführt, wie es in der Zeichnung dargestellt ist. Einer der Reaktoren hatte keine Trennwand, um ihn mit den restlichen drei Reaktoren zu vergleichen, die 2, 5 bzw.

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10 Trennwände besaßen. Wenn die Trennwände vorgesehen waren, war die Bewegung des zu behandelnden Öles in dem Reaktor gut, und es wurden keine Behinderungen durch das Vorsehen derartiger Trennwände festgestellt. In jedem der Vergleichsbeispiele und.bei den Beispielen der Erfindung besaß der Reaktor eine Höhe von 2600 mm und einen inneren Durchmesser von 400 mm. Die Verweilzeit des Öles in jedem der Reaktoren wurde auf 2 Stunden eingestellt.

In den Beispielen dieser Erfindung wurden die Trennwände mit gleichen Abständen angeordnet und das Verhältnis der Öffnungsfläche zu der horizontalen Querschnittsfläche des Reaktors betrug 0,3.

Die bei diesen Experimenten erhaltenen Ergebnisse sind in Tabelle 1 angegeben.

Wie aus Tabelle 1 ersichtlich ist, ist im Vergleich zu dem Pech, das in den mit den Trennwänden ausgestatteten Reaktoren, erzeugt wurde, das Pech, das in dem Reaktor ohne Trennwand erzeugt wurde, reich an Bestandteilen, die in Chinolin unlöslich sind, und ebenfalls reich an solchen, die in Benzol unlöslich sind. Demzufolge enthält es weniger ß-Harzbestandteile.

Außerdem steigt der Gehalt an ß-Harzbestandteilen an, wenn die Anzahl der Trennwände wächst. Dieser Unterschied ist jedoch nicht so groß wie der, der zwischen den Reaktoren, die mit Trennwänden ausgestattet waren, und dem ohne Trennwände gefunden wurde. Es kann daher angenommen werden, daß der Hauptbeitrag zu dem obigen Effekt von der Tatsache abzuleiten ist, daß das zu behandelnde Öl durch die einzelnen Reaktoren, die mit Trennwänden ausgestattet waren, in Form eines nach oben aufsteigenden Stromes zu strömen gezwungen wurde, wobei Kurzschlußströme oder Querstrommischung des Öles verhindert wurde.

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- 15 Tabelle 1

Anzahl der Trennwände 10

Reaktionsbedingungen t

Zugeführtes öl + + + +

Durchflußrate des zugeführten Öles (kg/h) 100 100 100 100

Temperatur am Auslaß des Erhitzungsofens (⁰C)

Temperatur am Auslaß des Reaktors (⁰Q)

Druck im Reaktor (ata) 490 490 490 490

410 395 390 386

1,05 1,05 1,05 1,05

Ausbeute;

Gecracktes Gas (Gew.%) Gecracktes Öl (Gew.%) Pech (Gew.%)

5,0 4,0 4,5 4,4 60,0 59,9 59,9 59,8 35,0 35,4 35,6 35,8

Eigenschaften des Pechs: Erweichungspunkt (⁰C)

Gegen Benzol unlösliche Bestandteile (Gew.%)

Gegen Chinolin unlösliche Bestandteile (Gew.%)

ß-Harzbestandteile (Gew.%)

175 180 181 183

48,5 47,6 46,5 46,0

30.2 15,4 8,5 7,0

18.3 32,2 38,0 39,0

+ Rückstand aus unter verringertem Druck durchgeführte Destillation von Kuwait Rohöl

++ Gemessen durch das Ring- und Kugelverfahren.

Claims

236737 7 Erf indungsanspruch.

1. Kontinuierliches thermisches Crackverfahren für schweres Erdöl oder schwere Erdölbestandteile, dadurch gekennzeichnet, daß das schwere Erdöl, das in einem ΕΓΪι^ζμη93-ofen auf eine Temperatur in einem vorherbestimmten Bereich erhitzt worden ist, kontinuierlich in die unterste Reaktionszone eines kolonnenar-

.. \ tigen Reaktors eingebracht wird, der in verti

kaler Richtung in eine Vielzahl von Reaktionszonen durch wenigstens eine Trennwand unterteilt ist, wobei durch die Trennwand bzw. die Trennwände jeweils eine Öffnung hindurchreicht, um die Reaktionszonen miteinander zu verbinden und kommunizieren zu lassen; daß dieses schwere Erdöl dem thermischen Cracken unterworfen wird, während seine Temperatur, sein Druck und seine Verweilzeit in dem Reaktor innerhalb jeweiliger vorherbestimmter Bereiche gehalten werden und Öl, das in jeder der Reaktionszonen behandelt worden ist, nacheinander zu seiner oberen Reak-

,'' \ tionszone zusammen mit Blasen unter Rührbedin

gungen gefördert wird, und daß dann das so gecrackte Produkt kontinuierlich von der obersten Reaktionszone des Reaktors abgezogen wird.

2. Kontinuierliches thermisches Crackverfahren

für schweres Erdöl nach Punkt 1, dadurch gekennzeichnet , daß die Temperatur in dem Reaktor innerhalb eines Bereiches von 350 bis 52O°C gehalten wird.

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„ _

3- Kontinuierliches thermisches Crackverfahren für schweres Erdöl nach Punkt 1 , dadurch gekennzeichnet , daß der Druck in dem Reaktor innerhalb eines Bereiches von 1 bis 20 ata (Atmosphären) gehalten wird.

4. Kontinuierliches thermisches Crackverfahren für schweres Erdöl riach Punkt 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Verweilzeit in dem Reaktor innerhalb eines Bereiches von 1 bis 10 Stunden gehalten wird.

5. Kontinuierliches thermisches Crackverfahren _#für schweres Erdöl nach einem der Punkte 1 bis 4 , dadurch gekennzeichnet, daß die Anzahl der Trennwände von 2 bis 10 gewählt wird.

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