DE1022729B

DE1022729B - Kolonne zum Destillieren oder zum Cracken von Mineraloel

Info

Publication number: DE1022729B
Application number: DEV8071A
Authority: DE
Inventors: Ate Vunderink
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1953-11-19
Filing date: 1954-11-15
Publication date: 1958-01-16
Also published as: GB769228A

Description

DEUTSCHES

Bei fraktionierten Destillationen ist es wichtig, daß die Berührung zwischen Flüssigkeit und Dampf in der Fraktionierkolonne so innig wie möglich ist, damit die Herstellung des Gleichgewichts zwischen den Phasen so gut und so schnell wie möglich erfolgt. Um so schneller die Herstellung des Gleichgewichts erfolgt, je kleiner kann die Destillierkolonne ausgeführt sein.

Die Dampfgeschwindigkeit wird so günstig wie möglich ausgewählt in bezug auf den obengenannten Gesichtspunkt und mit Rücksicht darauf, daß der Wegtransport kleiner Flüssigkeitstropfen durch den Dampf verhindert werden muß. Die Dampf geschwindigkeit wird bestimmt durch den Druckabfall in der Kolonne.

Für ein gutes Fortschreiten der Destillation ist es nötig, daß ein bestimmter Temperaturabfall in der Kolonne erfolgt. Um dies zu bewirken, wird meistens ein Teil des aus der Spitze der Kolonne austretenden Destillats in die Kolonne zurückgeleitet.

Durch die Erfindung wird eine Destilliervorrichtung geschaffen, in welcher die Berührung zwischen Flüssigkeit und Dampf besser ist als in den bekannten Destilliervorrichtungen, obgleich höhere Dampfgeschwindigkeiten angewendet werden können. Bei der Destilliervorrichtung gemäß der Erfindung ist keine Zurückleitung von Destillat in die Kolonne nötig, um den gewünschten Temperaturabfall zu erzielen, und es besteht keine Gefahr, daß kleine Flüssigkeitstropfen durch den Dampf mitgerissen werden.

Die Vorrichtung gemäß der Erfindung besteht aus einer zylindrischen Säule mit einem senkrecht zur Wand angeordneten spiralförmig verlaufenden Streifen, der zusammen mit der Wandfläche der Säule eine spiralförmige, nach dem Innenraum der Säule offenen Rinne bildet. An einigen Stellen ist diese Rinne durch einen axialen Streifen verschlossen, so daß an diesen Stellen die Rinne die Form eines Kanals hat. Ferner sind Leitungen zur Entnahme von Flüssigkeit an verschiedenen Stellen der Säule und Vorrichtungen zur Erwärmung oder Kühlung der Säule von außen vorgesehen. Die Vorrichtung besitzt ferner eine zu der Säule zentrische, drehbare Welle, die eine hohl ausgebildete Förderschnecke trägt, welche an ein Einlaß- und ein Auslaßrohr angeschlossen ist und/oder mit Öffnungen an ihrem Außenumfang versehen ist. Weiter sind Leitungen zur Einleitung von Flüssigkeiten oder Gasen in die Säule in verschiedener Höhe der Säule und ein Gas- oder Dampfauslaß an der Spitze der Säule vorgesehen.

Die zylindrische Säule ist vorzugsweise drehbar ausgebildet.

Die Abb. 1 und 2 stellen eine beispielsweise Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung dar.

Kolonne zum Destillieren
oder zum Cracken von Mineralöl

Anmelder:
Ate Vunderink, Delft (Niederlande)

Vertreter: Dipl.-Ing. Dr, jur. A. Welling

und Dipl.-Ing. L. Welling, Patentanwälte,

Köln-Marienburg, Germanicusstr. 2 a

Beanspruchte Priorität:
Niederlande vom 19. November 1953

Ate Vunderink, Delft (Niederlande),
ist als Erfinder genannt worden

Abb. 1 zeigt schematisch einen Längsschnitt;

Abb. 2 zeigt in größerer Darstellung einen Teil der Vorrichtung.

In den Abb. 1 und 2 bezeichnet die Ziffer 1 eine drehbare Säule mit einer spiralförmigen Rinne 2 entlang der inneren Säulenwand. Die Rinne 2 ist an verschiedenen Stellen mit Abschlußstreifen 3 versehen.

Mittig in der Säule 1 befindet sich eine Förderschnecke 4 mit hohler Schnecke. Die Förderschnecke 4 ist mit erheblich höherer Drehzahl drehbar als die Säule 1.

Die Welle der Säule 1 ist ebenfalls hohl. Der Raum innerhalb dieser Welle steht nicht mit dem Raum innerhalb der hohlen Schnecke in Verbindung.

Am Fuß derjenigen Teile der Säule 1, an denen die Rinne 2 nach innen abgeschlossen ist, ist die Säule 1 mit Öffnungen 6 versehen, aus denen bei rotierender Säule Flüssigkeit durch ringförmige Öffnungen 7 in einem Mantel 8 in die ringförmigen Rinnen 9 geschleudert wird. Der Dampf entweicht an der Spitze der Säule 1 durch die Auslaßöffnungen 15 und die Rohrleitung 16.

Die Säule 1 kann mittels der elektrischen Heizdrähte 10, die zwischen dem Mantel 8 und der drehbaren Säule 1 vorgesehen sind, in den einzelnen Abschnitten auf verschiedene Temperaturen gebracht werden.

Die Vorrichtung gemäß Abb. 1 arbeitet folgendermaßen: Die zu destillierende Flüssigkeit wird in das obere Ende der hohlen Welle 5 eingeführt. Aus einer Öffnung 11 (Abb. 2) wird die Flüssigkeit in die Säule

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hineingeschleudert. Der Raum im oberen Ende der Welle 5 ist begrenzt durch den unterhalb der Öffnung 11 angebrachten Abschluß 12.

Bei 13 wird Kühlflüssigkeit in die hohle Schnecke eingeleitet. Das Kühlmittel wird abgeführt bei 14.

Die aus der Öffnung 11 gegen die Wandung der Säule 1 geschleuderte Flüssigkeit bewegt sich in der spiralförmigen Rinne 2 nach unten, wobei sie unter der Wirkung der Fliehkraft gegen die beheizte Wand der rotierenden Säule 1 gedrückt wird.

Der Dampf, der durch die Förderschnecke 4 nach oben gesaugt wird, kondensiert auf der Oberfläche der Schnecke. Das Kondensat wird gegen die Innenwand der Säule geschleudert, und zwar in einer höheren Ebene als diejenige, in der sich die im Gleichgewicht mit dem Dampf befindliche Flüssigkeit befindet.

In dieser Weise verliert die sich entlang der Innenwand der Säule nach unten bewegende Flüssigkeit mehr und mehr an leicht flüchtigen Bestandteilen.

Infolge der in verschiedenen Höhenlagen angebrachten Abschlußstreifen 3 wird die gegen die Innenwand der Säule gedrückte Flüssigkeit an diesen Stellen nicht mit der Flüssigkeit gemischt, die nach der Kondensation von der Oberfläche der Förderschnecke 4 abgeschleudert wird. Hierdurch ist es möglich, daß die Flüssigkeit zwischen dem Äbschlußstreifen und der Säulenwand rektifiziert wird, so daß in verschiedenen Ebenen der Säule mehr oder weniger reine Anteile des Ausgangsprodukts abgetrennt werden können.

Die erfindungsgemäße Vorrichtung hat den Vorteil gegenüber den gebräuchlichen Destillationsvorrichtungen, daß sie viel kürzer ausgebildet werden kann. Außerdem werden kaum irgendwelche kleine Flüssigkeitströpfchen mit dem Dampf wegtransportiert, obgleich viel größere Dampfgeschwindigkeiten angewendet werden als üblich.

Ein Druckabfall in der Säule-ist nicht erforderlich, da der Dampf durch die Förderschnecke transportiert wird. Eine Überleitung von Destillat in die Säule zurück ist ebenfalls überflüssig.

Wenn die Säule selbst nicht drehbar ist, wird die sich nach unten bewegende Flüssigkeit nicht gegen die Wand der Säule gedrückt, so daß die spiralförmige Rinne selbst beheizt werden muß und die Flüssigkeit auf den gewünschten Ebenen aus der Säule herausgesaugt werden muß.

Wenn die Säule mit genügend hoher Drehzahl rotiert, kann sie auch horizontal angeordnet werden.

Die Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung, die eine drehbare Säule besitzt, kann vorteilhaft für das Cracken höhermolekularer Kohlenwasserstoffe angewendet werden.

In diesem Falle wird der untere Teil der Säule hergestellt oder ausgekleidet mit einem Werkstoff, der als Katalysator für das Cracken arbeitet.

Beispielsweise kann eine Vorrichtung gemäß Abb. 1 verwendet werden. Die Fliehkraft drückt den Flüssigkeitsanteil während des Crackens (auch wenn in der Säule ein Unterdruck aufrechterhalten wird) gegen die Wandung der Säule. Dabei wird keine Dampfschicht von niedrigmolekularen Kohlenwasserstoffen, die während des Crackens entsteht, zwischen der Flüssigkeit und den Katalysatorteilchen erzeugt, so daß eine sehr innige Berührung zwischen der zu crackenden Flüssigkeit und dem Katalysator erzielt wird. Zudem ist die Gefahr einer Koksbildung geringer.

Auch das Cracken im dampfförmigen Zustand erfolgt in der Vorrichtung gemäß der Erfindung vorteilhafter, weil bei Vorgängen im dampfförmigen Zustand unter dem Einfluß der Fliehkraft die weniger dichten Dämpfe von niedrigmolekularen Kohlenwasserstoffen, die während des Crackens entstehen, durch die dichteren Dämpfe der höhermolekularen Kohlenwasserstoffe von dem Katalysator weggedrückt werden.

Die während des Crackens erzeugten Stoffe werden in der erfindungsgemäßen Vorrichtung auch getrennt. Ein mehr oder weniger ausgewähltes Cracken kann erzielt werden, indem die Außenwand des unteren Teiles der Säule vom Boden an aufwärts auf eine stetig anwachsende Temperatur beheizt wird. Die im unteren Teil der Säule erzeugten Stoffe können dann im oberen Teil der Säule nochmals gecrackt werden, dadurch kann die Ausbeute an gecracktem Stoff erhöht werden.

Claims

Patentansprüche:

1. Kolonne zum Destillieren oder zum Cracken von Mineralöl, gekennzeichnet durch eine zylindrische Säule (1) mit einem an ihrer Innenwand senkrecht zur Wand angeordneten, spiralförmig verlaufenden Streifen (2), wobei die durch den Streifen und die Säulenwand gebildete offene, spiralförmige Rinne an einigen Stellen durch einen axialen Streifen (3) gegen das Innere der Säule abgeschlossen ist, eine Heiz- oder Kühleinrichtung (10) zur Beheizung oder Kühlung der Sank von außen, eine zur Säule (Ij mittige, drehbare Welle (5), mit einer an eine Einlaß- und eine Auslaßleitung angeschlossenen und/oder mit Öffnungen (21) im Außenumfang versehenen, hohlen Förderschnecke (4) und Zuführungsleitungen für Flüssigkeiten oder Gase in verschiedener Höhe der Säule sowie durch einen Gas- oder Dampfauslaß (8,16) an der Spitze der Säule.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1. dadurch gekennzeichnet, daß für die Zufuhr von Flüssigkeit oder Gasen in die Säule (1) innerhalb der Hohlwelle (5) der Förderschnecke (4) Leitungen vorgesehen sind, die an den gewünschten Stellen der Säule mit Austrittsöffnungen (20, 23) versehen sind.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Säule (1) drehbar angeordnet und für die Entnahme von Flüssigkeit aus der Säule mit Öffnungen (6) in der Säulenwand und ringförmigen, mit einem Auslaß versehenen Rinnen (9) zur Aufnahme der aus den öffnungen (6) der Säulenwand herausgeschleuderten Flüssigkeit versehen ist.

4. Vorrichtung nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Öffnungen und Rinnen (6, 9) jeweils am Boden der gegen das Säulen-Innere abgeschlossenen Teile der an der Innenwand der Säule (1) angebrachten, spiralförmigen Rinne (2) vorgesehen sind.

5. Vorrichtung nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Rinne (2) nicht gegen das Innere der Säule abgeschlossen ist.

6. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß der untere Teil der Säulenwand zumindest innen mit einem Crackkatalysator ausgekleidet ist.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen