DE1116212B

DE1116212B - Thermisch regeneratives Spaltverfahren und Vorrichtung zur Herstellung von gasfoermigen Olefinen und/oder Acetylen aus schweren Kohlenwasserstoffen

Info

Publication number: DE1116212B
Application number: DEL23851A
Authority: DE
Inventors: Jackson Heights; Karl John Korpi; Valentine Mekler; August Henry Schutte
Original assignee: Lummus Co
Current assignee: CB&I Technology Inc
Priority date: 1955-01-17
Filing date: 1956-01-16
Publication date: 1961-11-02
Also published as: US2908625A; GB830968A; FR1200022A

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Herstellung gasförmiger Olefine aus den schweren Rückständen von Kohlenwasserstoffen wie Asphalt, Teer und minderwertigen schweren Rohölen.

In der USA.-Patentschrift 2 526 696 sind die Vorteile der Umwandlung schwerer öle in Olefine durch ein zweistufiges Spaltverfahren offenbart, bei dem das öl zunächst bei verhältnismäßig niedriger Temperatur einer Spaltung der flüssigen Phase unterworfen wird, mit dem Ziel, einen größtmöglichen Anteil an dampfförmigen Produkten mit geringem Kohlenstoffgehalt zu gewinnen und dabei gleichzeitig die schwere Kohlenstoffverbindungen bildenden Bestandteile in Koks umzuwandeln, worauf in einer zweiten Stufe die gas- und dampfförmigen Erzeugnisse der ersten Stufe durch kurzzeitiges Spalten bei hoher Temperatur zu einer größtmöglichen Ausbeute wertvoller Olefine verarbeitet werden.

Dieses Verfahren stellt eine beachtliche Verbesserung der früheren Verfahren zum Spalten von Rückstandölen bei hoher Temperatur dar, bei denen diese öle unmittelbar einer Zone hoher Temperatur zur pyrolytischen Gewinnung von Olefinen zugeführt werden. Diese unmittelbare Verwendung des Schweröls führte unvermeidlich zu Kohlenstoffablagerungen an den erhitzten Oberflächen, zu Teerbildung sowie der Bildung störender Mengen von feinverteiltem Kohlenstoff und ölruß, mit dem Ergebnis, daß die Ausbeute an niedrigen Olefinen gering war und verfahrensmäßige Schwierigkeiten auftraten. In vielen Fällen wurden die Vorgänge auch schon nach kurzen Einschaltzeiten durch die Notwendigkeit, die Kohlenstoffniederschläge zu verbrennen, behindert, wobei die entwickelte Hitze gewöhnlich die für das Verfahren erforderliche Wärmemenge übersteigt.

Bei einer von dem Erfinder vorgenommenen Verbesserung dieses zweistufigen Schweröl-Spaltverfahrens zur Gewinnung von Olefinen wird unter anderem eine größere gegenseitige Unabhängigkeit der Betriebsbedingungen in der Verkokungszone und der in der Spaltzone für die Dampfphase erreicht. Bei diesem verbesserten Verfahren wird wie bei dem Verfahren nach der USA.-Patentschrift 2 526 696 das Spalten der Dampfphase in der Weise vorgenommen, daß die Dämpfe aus der Verkokungszone durch eine verhältnismäßig flache Lage von stark erhitzten festen Teilchen geführt werden, wobei den Festteilchen die notwendige Hitze zum Spalten durch Zirkulieren durch eine Wiedererwärmungszone zugeführt wird.

Erfindungsgemäß werden nach voraufgegangener Koksbeseitigung die Dämpfe der Verkokungszone in paarweise, für kontinuierliche Strömung verwendeten Thermisch regeneratives Spaltverfahren

und Vorrichtung zur Herstellung

von gasförmigen Olefinen und/oder Acetylen aus schweren Kohlenwasserstoffen

Anmelder:

The Lummus Company,
New York, N. Y. (V. St. A.)

Vertreter: Dr. W. Schalk

und Dipl.-Ing. P. Wirth, Patentanwälte,

Frankfurt/M., Große Eschenheimer Str. 39

Beanspruchte Priorität:
V. St. v. Amerika vom 17. Januar 1955

Valentine Mekler, Jackson Heights, N. Y.,
August Henry Schutte und Karl John Korpi,

Altadena, Calif. (V. St. Α.),
sind als Erfinder genannt worden

Regenerativöfen gespalten, wobei jeder Ofen als Wärmespeicher ortsfeste feuerfeste Massen enthält und mit zyklischer Wiedererwärmung arbeitet. Dieses Verfahren hat verschiedene Vorteile. Es macht die Zirkulation stark vorgeheizter Teilchen als Wärmeträger entbehrlich. Es ermöglicht eine leichte Rückgewinnung der von den Spaltprodukten der Dampfphase beim schnellen Abkühlen abgegebenen Wärme und ermöglicht außerordentlich kurze Spaltzeiten, was alles bei Verwendung zirkulierender fester Teilchen auf grundsätzliche Schwierigkeiten stößt. Außerdem ist durch Einleiten des gesamten am Kopf des Verkokungsofens abgegebenen Produktes, einschließlich Gas, Benzin und Gasölfraktionen, in den Regenerativofen, ohne Fraktionierung oder Kondensation, die Äthylenausbeute bei geringen Maximalkosten außergewöhnlich hoch.

Als weiterer Vorteil fällt bei dieser Verfahrensfolge eine Reihe von Schwierigkeiten bei der Gasreinigung fort, die beim Spalten mit üblichen Mitteln aufzutreten pflegen. Bei den bekannten Verfahren enthalten die Erzeugnisse der Spaltzbne suspendierten Kohlenstoff, Teer, schwere aromatische Verbindungen, heterozyklische Verbindungen und leicht

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polymerisierbare Diolefine. Unabhängig von der Art der endgültigen Gewinnung und Reinigung des größeren Teils der Olefinerzeugnisse müssen vor deren Gewinnung die schwereren Bestandteile beseitigt werden, um ein Verstopfen der Apparatur, Verschmieren heißer Oberflächen und ähnliche' Schwierigkeiten zu vermeiden. Beim anfänglichen Reinigen der Gase sind selbst bei geringen Drücken die im unteren Abschnitt der Absorptions- und Rektifikationsanlage vorherrschenden Temperaturen so hoch, daß ein Verstopfen und Polymerisation eintreten kann, und die meisten Anlagen sind so gebaut, daß die betrieblichen Schwierigkeiten während dieser voraufgehenden Reinigung lediglich lokalisiert werden. Bei der erfindungsgemäßen Kombination von Verfahrensstufen lassen sich diese Schwierigkeiten vermeiden, während gleichzeitig die Erzeugungsanlage vereinfacht und ihre Wirtschaftlichkeit und Wärmerückgewinnung verbessert wird.

Die Verbindung einer Verkokungsanlage, eines Regenerativofensystems und einer Gewinnungsanlage ermöglicht es, billiges Rückstandsöl in brauchbaren Koks und eine maximale Ausbeute an gasförmigen Olefinen unter leicht regelbaren Bedingungen und bei geringen Kosten der Enderzeugnisse umzuwandeln und in allen Abschnitten der Anlage optimale Temperaturen und Drücke bei größtmöglicher Wärmerückgewinnung aufrechtzuerhalten.

Die folgende Beschreibung eines Ausführungsbeispieles an Hand der Zeichnung stellt ein Arbeitsschema für eine Ausführungsform einer Anlage zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens dar.

Die im einzelnen gezeigte Gesamtanlage wird besser verständlich, wenn man sich ihre Zusammensetzung aus folgenden Abschnitten vergegenwärtigt:

Den ersten Hauptabschnitt bildet die Verkokungsanlage, in der restlicher Kohlenstoff und Schwerprodukte aus der Beschickung entfernt werden. Wie weiter unten erläutert wird, erleichtert die gesonderte Beseitigung bestimmter Bestandteile der schweren Rückstände einer solchen Beschickung die nachfolgende Behandlung der so gewonnenen leichteren Kohlenwasserstoffe.

Der zweite Hauptabschnitt enthält die Regenerativöfen zum Spalten, von denen verschiedene Ausführungsformen bekannt sind, jedoch die Bauart Wulff hier bevorzugt wird. In diesem Abschnitt wird das am Kopf des Verkokungsofens abgehende Gas, Benzin und Gasöl mit Wasserdampf in wirtschaftlicher Weise in eine hohe Ausbeute an Olefinen verwendet.

Der dritte Abschnitt kann als Gasreinigungsanlage bezeichnet werden und umfaßt die Beseitigung aromatischer Verbindungen in einer Stufe sowie die Behandlung zum Beseitigen saurer gasförmiger Bestandteile, insbesondere H₂S und CO₂. Gegebenenfalls kann noch ein vierter Abschnitt verwendet werden, in dem Azetylen durch geeignete katalytische Verfahren zu Äthylen umgewandelt wird, insbesondere wenn eine hohe Ausbeute von Äthylen mit möglichst geringer Verunreinigung durch Azetylen angestrebt wird.

Die Endstufe der Anlage enthält eine Fraktioniereinrichtung, die in bekannter Weise ausgeführt sein kann und in der die gewünschten spezifischen Olefine gewonnen werden.

Die aufgeführten einzelnen Abschnitte der Anlage sind in folgendem genauer beschrieben:

Die Verkokungsanlage

Die Verkokungsanlage enthält als erste Stufe irgendeinen bekannten Kokserzeuger, entweder der Bauart, die kontinuierlich nach dem Schwerkraftverfahren (vgl. USA.-Patentschrift 2561334) arbeitet, oder nach dem Fließbettverfahren (»Fluid Coking Prozeß«) oder nach dem Verfahren mit »verzögerter« Verkokung (»Delayed Coking« Verfahren) [letztere

ίο vgl. UlImann, Encyclopädie der Technischen Chemie, 3. Auflage, 1955, Bd. 6, S. 637/638]. Für das vorliegende Ausführungsbeispiel ist ein nach dem letztgenannten Verfahren arbeitender Kokserzeuger gewählt worden, doch stellt dieser natürlich nur eine der verschiedenen, für das erfindungsgemäße Verfahren brauchbaren Bauarten dar.

Bei minderwertigem Rohöl, Rückständen der Vakuumdestillation oder Kohlenteer, die ein spezifisches Gewicht von 1,076 bis 0,934 besitzen und 0 bis 7% Schwefel enthalten können, ist es zweckmäßig, das Öl zunächst auf 93 bis 204° C zu erhitzen, damit es sich gut.verarbeiten läßt. Darauf wird dieses Öl, gemäß der Zeichnung in Leitung 10 eintretend, durch eine Schlange 11a in einem Roherhitzer 11 geschickt, in dem es weiter erwärmt und darauf durch

; eine Leitung 12 einem Abtreiberturm 13 zugeführt wird. Wie im folgenden noch beschrieben wird, werden die Leichtprodukte von diesem Material abgetrieben, und die Heizölrückstände werden über eine Leitung 14 abgeführt und durch eine zweite Schlange Ub im Erhitzer 11 gepumpt oder gegebenenfalls als Nebenprodukt über die Leitung 14 c abgegeben.

In der Schlange Ub wird das Heizöl auf etwa 482 bis 510° C unter solchem Druck erhitzt, daß sich beim Überführen in die Kokssäule 17 über die Leitung 15 in bekannter Weise fester Koks bildet.

Gewöhnlich werden zwei oder mehr Kokssäulen 17, 17 a parallel mit einem Schalthahn 18 verwendet, der erst den Zugang zu der einen Säule und dann, wenn die erste geleert wird, zu der anderen öffnet. Der Koks wird über die Leitungen 19 oder 19 a ausgetragen und das am Kopf abgehende Produkt über die Leitungen 20 oder 20 a. Das bei etwa 427 bis 482° C am Kopf abgehende Produkt wird über eine Leitung 21 dem unteren Teil des Abtreiberturms 13

. zugeführt und unterstützt damit des Abtreiben der Leichtprodukte aus dem unten abgeleiteten Heizöl. Dabei kann dieses Heizöl, wenn es im Überschuß über den Bedarf zum Verkoken anfällt, über Leitung 14b als Brennstoff für den Erhitzern verwendet werden.

Das am Kopf des Turmes 13 abgehende Produkt wird über Leitung 22 dem Regenerativofen 23 als Beschickung zugeführt. Im_ allgemeinen enthalten beim Verarbeiten eines minderwertigen Rohmaterials mit 10 bis 2O°/o Conradson-Kohlenstoff die am Kopf abgehenden Produkte größenordnungsmäßig 50 bis 60% einer Gasölfraktion mit einem Siedebereich von 176 bis 454° C, eine Benzinfraktion von etwa 10 bis 15 «/ο mit einem Siedebereich von C- bis 176° C und ungefähr 5 bis 15 % von normalen gasförmigen Bestandteilen. Der bereits entfernte Koks beträgt ungefähr 20 bis 30 °/o — alles in Prozenten der ursprünglichen Beschickung.

Die Regenerativofenanlage

Als typisches Beispiel eines Regenerativofens sei zunächst auf einen Aufsatz mit dem Titel »Acetylene

from Hydrocarbon Feed Stocks« in der Zeitschrift »Industrial and Engineering Chemistry«, Bd. 45, S. 2596, hingewiesen.

Ein solcher Ofen ist kastenförmig gebaut und mit isolierendem und feuerfestem Material ausgefüttert. Das Innere des Ofens ist mit Ausnahme eines kleinen Verbrennungsraumes in der Mitte von speziell geformten, feuerfesten Ziegeln ausgefüllt. An den Ofenenden sind Füllbüchsen und Leitschaufeln zur richtigen Verteilung der Beschickung im Ofen angebracht.

Vor dem Eintritt in die Regenerativöfen wird überhitzter Wasserdampf mit den Koksofengasen vermischt.

Diese öfen werden paarweise in einem Arbeitszyklus betrieben, indem den feuerfesten Ziegeln durch Pyrolyse der Gasbeschickung Wärme entzogen wird, die durch Verbrennen von Heizgas mit vorgewärmter Luft wieder ersetzt wird. Ein vollständiger Arbeitsgang jedes Ofens setzt sich aus einer pyrolytischen und einer Heizstufe in der einen Richtung, gefolgt von einer pyrolytischen und einer Heizstufe in umgekehrter Richtung, zusammen. Jede Stufe nimmt gewöhnlich etwa 1 Minute in Anspruch, doch kann die Dauer der Stufen gegebenenfalls geändert werden. Ein vollständiger Zyklus verläuft folgendermaßen:

a) Das Dampf-Gas-Gemisch wird am Vorderende in den Ofen eingeführt, und nach stattgehabter Pyrolyse wird das gespaltene Gas an der Rückseite des Ofens abgeleitet.

b) Dem Ofen wird von vorn Luft zugeführt, die sich an den Ziegeln vorwärmt, ehe sie den Verbrennungsraum erreicht. In den Verbrennungsraum wird Heizgas eingelassen, und heiße Verbrennungsgase streichen durch die Ziegelauskleidung hindurch zum hinteren Auslaß des Ofens.

c) Die pyrolytische Stufe nach a) wird wiederholt, wobei jedoch das Dampf-Gas-Gemisch in entgegengesetzter Richtung wie vorher den Ofen durchströmt, d. h. von hinten nach vorn.

d) Das Heizen wird wiederholt, wobei Luft- und Verbrennungsgase in entgegengesetzter Richtung durch den Ofen strömen als unter Punkt b) beschrieben, d. h. von hinten nach vorn.

Auf diese Weise werden kontinuierlich Gase aus der Leitung 22 aufgenommen und gleichfalls kontinuierlich von der Ofenanlage 23 gespaltene olefinische Kohlenwasserstoffe abgegeben; die Ofenanlage enthält dabei ein Ofenpaar mit geeigneten Schalthähnen, das so arbeitet, wie in dem oben angeführten Aufsatz beschrieben ist. Obgleich die Regenerativöfen gewöhnlich, wenn hauptsächlich Azetylen gewonnen werden söH^'während der Heiz- und Spaltvorgänge, bei etwa einer halben Atmosphäre absolutem Druck betrieben werden, wird hier, wenn hauptsächlich Äthylen gewonnen werden soll, vorzugsweise mit absolutem Druck von 1 bis 2 Atmosphären gearbeitet. In einem solchen Fall wird die Zufuhr (Kohlenwasserstoff und Wasserdampf) gesteigert, so daß die Beschickung ebenso lange Zeit im Ofen bleibt, als wenn der Ofen mit einer halben Ätmospäre absoluten Drucks betrieben würde.

In der folgenden Tabelle sind Betriebsbedingungen für eine Ofenanlage für den Fall zusammengestellt, daß das olefinische Haupterzeugnis Äthylen oder Azetylen ist.

Vorzugsweise Betriebsbedingungen
eines Regenerativofens

Ole- finisches Haupt erzeugnis	Gesamt druck ata	Dampf- Kohlen- wasserstoff- Verhältnis kg/kg	Verweilzeit Sek.	Spalt temperatur ⁰C
Äthylen Azetylen Azetylen	Ibis 2 1 Vz	0,5 bis 2,0 3 bis 6 2,5 bis 5	0,05 bis 0,15 0,02 bis 0,08 0,02 bis 0,08	815 bis 980 980 bis 1200 980 bis 1200

Es konnte festgestellt werden, daß mit wachsendem Dampf-Kohlenwasserstoff-Verhältnis die Azetylenausbeute das theoretische Maximum erreicht; aus wirtschaftlichen Erwägungen ergeben sich jedoch praktisch obere Grenzen für die Dampfmenge. Unter optimalen Bedingungen kann die Azetylenausbeute zwischen 25 und 40% des Gewichts der Kohlen-Wasserstoffbeschickung der Öfen liegen.

Soll als Haupterzeugnis Äthylen gewonnen werden, so wächst die Produktionskapazität eines gegebenen Ofens mit zunehmender Zufuhr. Beispielsweise ist bei einem Druck von 1 Atmosphäre die Produktionskapazität etwa doppelt so groß wie bei Vz Atmosphäre. Bei zu hohem Druck kann jedoch Polymerisation und Verlust an Olefinen gegenüber höheren molekularen Verbindungen in den kühleren Teilen der Anlage auftreten. Aus diesem Grunde wird vorzugsweise mit einem Druck zwischen 1 und 2 Atmosphären gearbeitet.

Gas zum Verbrennen innerhalb der Öfen wird aus Abgasquellen der Anlage gewonnen und über die Leitung 24 zugeführt.

Nach schnellem Erhitzen in der Regenerativofenanlage auf Reaktionstemperaturen von 815 bis 980° C oder höher, je nach dem gewünschten Erzeugnis, werden die gespaltenen Kohlenwasserstoffe durch die feuerfeste Masse der Heizseite des Ofens automatisch auf etwa 482° C gekühlt, wie dies in dem erwähnten Aufsatz beschrieben ist.

Um die Wärmeausnutzung zu verbessern, kann ein Abgasüberhitzer 25 vorgesehen sein, der den durch die Leitung 27 eintretenden Dampf durch die über die Leitung 26 zugeführten Ofenabgase überhitzt. Die gekühlten Abgase strömen dann durch den Auslaß 28 ab, während der überhitzte Wasserdampf durch die Leitung 29 als Spalt- und Verdünnungsmittel mit den Gasen in Leitung 22 vermischt wird. Der Wasserdampf verhindert eine Koksbildung an den feuerfesten Ziegeln und dient als Verdünnungsmittel zum Herabsetzen der Polymerisation ungesättigter Verbindungen usw. Eine trockene Beschickung würde eine merkliche Herabsetzung der Ausbeute ergeben.

Die aus dem Ofen 23 abströmenden Spaltprodukte, deren Hauptanteil je nach den Betriebsbedingungen des Ofens Äthylen oder Azetylen ist und die zum Verhindern einer weiteren Reaktion einer Teilkühlung unterzogen wurden, werden durch eine Leitung 30 einem Kühler und Teerabscheider 31 zugeführt. Als Kühlmittel dient vorzugsweise Wasser, das durch die Leitung 32 zugeführt wird. Teer, Wasserdampf

und andere Verunreinigungen werden über eine Leitung 33 beseitigt.

Zusammenstellung
der Ausbeuten von Regenerativöfen

Erzeugnis	Kilogramm je 100 kg zur Verkokungs anlage	Kilogramm je 100 kg zum Regenerativ- ofen
H,	0,71 0,96 3,09 9,25 0,30	0,97 1,31 4,24 12,7 0,41
Ct)	30,31 1,15 0,86 12,18 8,76 0,71 2,87 1,34	41,6 1,58 1,18 16,7
CO,	1,39	12,0 0,97 3,94 1,84
CH₄	1,91


C₁H_n
CH.


Qf-Kohlenwasserstoffe ... Cg-Kohlenwasserstoffe ... Aromatische Verbindungen Teere
H₀S

Die obigen Produkte können durch übliche Verfahren in die normalerweise verwandten Bestandteile getrennt werden.

Gasreinigungsanlage

Das gekühlte Gas strömt von dem Teerabscheider 31 über Leitung 34 zu dem Gasgefäß 35, von wo es nach kurzem Aufenthalt über Leitung 36 einem Kompressor 37 zuströmt. Von dem Kompressor aus geht es über Leitung 39 und einen Kühler 40 weiter zu einer Absorptionsanlage 38. In dieser werden C₅-Verbindungen und aromatische Verbindungen als Rückstand über die Leitung 41 abgeführt, während die reinen, am Kopf abgehenden olefinischen Gase über die Leitung 42 einem zweiten Kompressor 43 zugeleitet werden. Durch die Leitung 44 im Oberteil der Absorptionsanlage eintretendes Absorptionsöl kann einem Ölabstreifer 45 in der Rückführleitung 46 des Abtreiberturms 13 entnommen werden. Dem Abstreifer 45 wird durch die Leitung 47 Wasserdampf zugeführt, der mit dem Absorptionsöl in Leitung 44 über eine Zirkulationspumpe 48, einen Aufwärmer 49 und einen Austauscher 50 der Absorptionsanlage 38 zugeführt wird.

Die Rückstände der Absorptionsanlage in der Leitung 41 können teilweise dem Abtreiberturm 13 im Rücklauf zugeführt werden, während der Rest über eine Leitung 51 der Säule 52 zugeht. Die am Kopf der Säule 52 abgehenden Bestandteile gelangen über eine Leitung 53 zu einem Kondensator 54 und Sammelgefäß 55. Im Sammelgefäß angefallene Destillate können zum Teil im Rücklauf über Leitung 56 der Säule 52 und zum Teil der Leitung 57 als C₅- und aromatische Verbindungen zugeführt werden, während Gase aus dem Sammelgefäß 55 sich über Lei-ίο tung 58 mit den von der Absorptionsanlage kommenden Gasen in der Leitung 42 vereinigen. Rückstände der Säule 52 werden über die Leitung 59 mit Kühler

60 mit den über die Leitung 41 abgeführten Rückständen der Absorptionsanlage zusammengeführt.

Die am Kopf der Absorptionsanlage über die Leitung 42 abgeleiteten Gase strömen durch die Leitung

61 einer Entsäuerungsanlage 62 zu. In dieser Anlage werden saure Gase einschließlich H₂S und CO₂ in beliebiger, bekannter Weise beseitigt.

ZO

Azetylen-Umwandlungs- und Fraktionieranlage

Nach Beseitigung der aromatischen Verbindungen

und sauren Gase strömen die olefinischen Gase mit

einem Hauptanteil an Äthylen und etwas Azetylen

über Leitung 63 einer Azetylen-Umwandlungsanlage

64 zu. Eine solche Anlage wird dann vorgesehen, wenn als Haupterzeugnis Äthylen gewonnen werden soll. Die Umwandlung kann in behebiger, bekannter Weise durch Hydrieren des in den Gasen der Leitung 63 enthaltenen Azetylens zu Olefinen erfolgen. Verunreinigungen der Azetylen-Umwandlung werden bei

65 beseitigt.

Die gasförmigen Olefine gehen von der Azetylen-Umwandlungsanlage über die Leitung 66 und einen Kompressor 67 zur Fraktionieranlage 68. Die komprimierten Gase, einschließlich eines größeren Prozentsatzes an Äthylen im Falle der bevorzugten Ausführungsform, werden in bekannter Weise einer zwei- oder mehrstufigen Fraktionierung unterworfen (nicht dargestellt). In einer solchen Fraktionieranlage werden die aromatischen Verbindungen im allgemeinen als Rückstände entfernt, während die am Kopf der Anlage abgehenden Produkte einschließlich Äthan, Äthylen, Propan, Propylen und C₄-Kohlenwasserstoffe einer Anlage zum Zerlegen in Einzel-Gasströme 69, 70, 71 und 72 zugeleitet werden, die Abgase oder Rücklauf gase, Äthylen, Propylen und einen C₄-Anteil enthalten können.
Bei einer Äthylenausbeute von 41% und einer Gesamtolefinausbeute von 65 %_; vom Gesamterzeugnis des Regenerativofens sind die Hauptbetriebsbedingungen des Ofens und Turmes in der folgenden Tabelle zusammengestellt:

Zusammenstellung von Betriebsbedingungen für Ofen und Turm

Bezeichnung

Druck	Rückstand	Temperaturen, ⁰C	aus
kg/cm²		ein	370 bis 425
	—	150 bis 205	480 bis 510
—	—	—	425
1,40 bis 2,45	370 bis 410	480 bis 510	370 bis 410
1,05 bis 2,10	—	425 bis 455	480
0,07 bis 0,35	—	370 bis 410	37
0 bis 0,28	480

Heizschlange¹)

Verkoker-Heizschlange²)

Kokssäule

Abtreiberturm

Regenerativofen

Kühlabschneider

*) Beschickung des Abtreiberturms.
²) Beschickung der Verkokungsanlage.

Ist eine hohe Azetylenausbeute erwünscht, so kann die Reaktionstemperatur der Öfen auf einen optimalen Temperaturbereich von 1800 bis 2200° C gebracht werden bei etwa einer halben Atmosphäre absoluten Druckes mit hoher Wasserdampfverdünnung. Die Ausbeute an Azetylen liegt dann etwa bei 29% für eine Gesamtausbeute an Olefinen in der Größenordnung von 58 %.

Claims

PATENTANSPRÜCHE:

1. Thermisch-regeneratives Spaltverfahren zur Herstellung von gasförmigen Olefinen und/oder Azetylen aus schweren Kohlenwasserstoffrückständen, dadurch gekennzeichnet, daß man eine vorerhitzte Beschickung aus schweren Kohlen-Wasserstoffen in einer Verkokungsanlage unter milden Bedingungen von Temperatur und Druck zu festem Koks und in im wesentlichen aus Gas, Benzin und Gasöl bestehende Dämpfe spaltet, daß man die am Kopf der Verkokungsanlage abgezogenen Dämpfe fraktioniert, die schwersten flüssigen Bestandteile mit einem dem Heizöl entsprechenden Siedebereich als Bodenprodukt entfernt und der Verkokungsstufe zuführt, daß man die nicht kondensierten Dämpfe aus Gas, Benzin und Gasölen in einem Regenerativofen bei Temperaturen oberhalb 85O⁰C spaltet und das erhaltene Abgas mit den ungesättigten Kohlenwasserstoffen nach üblichen Methoden in verwandte Bestandteile trennt und diese zur Abscheidung der olefinischen Gase fraktioniert.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß man die Kohlenwasserstoffbeschickung erhitzt und dann in der erwähnten Abtreibersäule in Leichtprodukte und schweres Heizöl zerlegt und mit den bei der Verkokung erhaltenen Produkten gemeinsam verarbeitet.

3. Verfahren nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß man die bei der Verkokung anfallenden Dämpfe der genannten Abtreibersäule an einer Stelle unterhalb der Einführungsstelle der genannten Kohlenwasserstoffrückstände zuführt.

4. Verfahren nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß man als Ausgangsmaterial Asphalt, Teer und minderwertige schwere Rohöle verwendet.

5. Verfahren nach Anspruch 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß man zur Herstellung von vorwiegend Äthylen die durch den Regenerativofen geführten Dämpfe auf etwa 820 bis 980° C erhitzt.

6. Verfahren nach Anspruch 1 bis 4, dadurch, gekennzeichnet, daß man zur Herstellung von vorwiegend Azetylen die durch den Regenerativofen geführten Dämpfe auf etwa 980 bis 1250° C erhitzt.

7. Vorrichtung zur Herstellung von Olefinen; aus schweren Kohlenwasserstoffrückständen nach dem Verfahren der Ansprüche 1 bis 6, gekennzeichnet durch eine Abtreibekolonne (13) mit einer Zuleitung (12) für die in einem Vorerhitzer (11) erhitzten Kohlenwasserstoffrückstände, ferner durch eine über den genannten Erhitzer mit dem Boden der Abtreibekolonne verbundene Anlage (17) zum Verkoken des vom Boden der Kolonne abgezogenen schweren Heizöls, die mit einer Einrichtung (19) zum Austragen des Kokses versehen ist, ferner durch eine nach dem Regenerativsystem arbeitende Wärmespaltvorrichtung (23) und durch eine Einrichtung zum Abziehen der dampfförmigen Produkte aus der genannten Verkokungsanlage und Einführen derselben in die genannte Wärmespaltvorrichtung, bestehend aus einer Leitung (21) zum Abziehen der dampfförmigen Produkte aus der Verkokungsanlage und Einführen derselben in die Abtreibekolonne (13) an einer Stelleunterhalb der Einleitungs stelle der genannten Kohlenwasserstoffrückstände sowie einer Leitung (22) zum Abziehen der am Kopf der genannten Kolonne auftretenden dampfförmigen Produkte und zum Einführen derselben in die genannte Wärmespaltvorrichtung sowie durch eine Vorrichtung (31) zum Kühlen der aus der Spaltanlage abströmenden Dämpfe und durch eine übliche Fraktionieranlage zum Abtrennen der olefinischen Gase aus dem gekühlten Gasgemisch.

8. Vorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Wärmespaltvorrichtung aus einem Hochtemperatur-Regenerativspaltofen besteht.

In Betracht gezogene Druckschriften: USA.-Patentschrift Nr. 2174 196.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

109 737/409 10.61