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Verfahren zum Aufheizen und Verdampfen von hydrokatalytisch zu raffinierenden
Kohlenwasserstoffen Das Hauptpatent 1136 043 betrifft ein Verfahren zum Aufheizen
und Verdampfen von hydrokatalytisch zu raffinierenden Kohlenwasserstoffen, wie Benzinen,
Benzolen, Gasölen, die ungesättigte harzbildende Kohlenwasserstoffe, organische
Schwefel-, Stickstoff-und/oder Sauerstoffverbindungen enthalten. Es wird in Gegenwart
von Wasserstoff oder Wasserstoff enthaltenden Gasen raffiniert, wobei die Kohlenwasserstoffe
durch Wänneaustausch mit dem aus der katalytischen hydrierenden Raffination kommenden
Gas-Dampf-Gemisch erhitzt und verdampft werden, so daß die Dämpfe mit der erforderlichen
Temperatur in die katalytische hydrierende Raffination gehen.
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Bei dem Verfahren nach dem Hauptpatent werden in mehreren hintereinandergeschalteten,
von den Kohlenwasserstoffen und dem Wasserstoff oder wasserstoffhaltigen Gas nacheinander
durchströmten Verdampfern, von denen jeder aus Erhitzer und davon getrenntem Verdampfungsraum
besteht nur die Kohlenwasserstoffe im Kreislauf durch den Erhitzer und den Verdampfungsraum
geführt. Der Wasserstoff oder das wasserstoffhaltige Gas bewirkt die Förderung der
Kohlenwasserstoffe nach dem Prinzip der Mammutpumpe im Kreislauf durch Erhitzer
und Verdampfungsraum eines jeden Verdampfers. Sie werden nur durch Fördereinrichtung
und Verdampfungsraum geleitet. Hierbei erfolgt der Wärineaustausch zwischen dem
Behandlungsgut und dem aus der katalviischen Raffination kommenden Gas-Dämpfe-demisch
in dem Erhitzer zweckmäßig erst nachdem dieses Gemisch bereits Wärme an die zu raffinierenden
Stoffe abgegeben hat, wobei das aus der Raffination kommende Gemisch die Erhitzer
der Verdampfer in der Richtung vom letzten zum ersten nacheinander durchfließt.
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Bei dem Verfahren des Hauptpatentes arbeitet man in den einzelnen
Verdampfem mit kleinen Temperaturgefällen zwischen Heizmittel und Behandlungsgut.
Dabei werden auch die im Ausgangsgut enthaltenen feinsten festen Verunreinigungen,
wie Eisenstaub, Rost,# Eisensulfid, mit dem Verdampferrückstand aus dem Verfahren
entfernt.
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Die Erfindung hat zum Ziel, die bei diesem Verfahren erzielten Ausbeuten
noch wesentligh;zu verbessem. Das Verfahren zum Auffieizeii-ünd Vetdampfen von hydrokatalytisch
zu raffinierenden Kohlenwasserstoffen gemäß Patent 1136 043 ist dadurch gekennzeichnet,
daß aus dem Rückstand der letzten Verdampfungsstufe mit frischem Kreislaufgas die
niedrigsiedenden Kohlenwasserstoffe abgetrieben und mit dem Kreislaufgas in die
erste Verdampfungsstufe geführt werden. Dieses Gas strömt anschließend durch sämtliche
Verdampferstafen, wo es zusammen mit Kohlenwasserstoffdämpfen den Kreislauf der
flüssigen Kohlenwasserstoffe in den einzelnen Verdampfem bewirkt.
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Durch diese Behandlung nüt dem Kreislaufgas werden aus dem Verdampfungsrückstand
alle wertvollen Kohlenwasserstoffe praktisch restlos von dem Kreislaufgas entfernt.
Die im Raffinat unerwünschten Kohlenwasserstoffe der höchsten Siedelage, die möglicherHeise
von dem Kreislaufgas aufgenommen werden, bleiben bei der Verdampfung der zu behandelnden
Kohlenwasserstoffe zurück.
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Der Rückstand aus dem letzten Verdampfer bringt für die erfindungsgemäße
Behandlung mit frischem Kreislaufgas Wärme mit, die er an das Kreislaufgas abgibt.
Damit wird der Wärmeinhalt des Rückstands ausgenutzt und die Wännebilanz des Verfahrens
des Hauptpatentes noch weiter verbessert. Außerdem fließt der Rückstand numnehr
kalt und von allen wertvollen niedrigersiedenden Kohlenwasserstoffen befreit ab.
Bei der Behandlung mit dem frischen Kreislauf as kann der Rückstand auch zusätzlich
noch erhitzt werden.
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Meist behandelt man das Gemisch von Kohlenwasserstoffdämpfen und Wasserstoff
bzw. wasserstoffhaltigem Gas aus der letzten Verdampferstufe nach der Abtrennung
von mitgerissenem Verdampfungsrückstand mit Ausgangsgut oder Raffinat in gleicher
Weise wie beim Verfahren nach dem Hauptpatent. Dabei geht das Gas-Dämpfe-Gemisch
im Gegenstrom zu einem Teil des Ausgangsgutes oder des Raffinates durch die Kolonne,
wodurch erreicht wird, daß die hochsiedenden Anteile des Gas-
Dämpfe,-Gemisches
aus diesem entfernt werden. Mit dem Ausgangsgut oder dem Raffinat wird mit einer
Temperatur gewaschen, bei der leichte Kohlenwasserstoffe des Waschmittels gegen
schwerere des Gas-Dämpfe-Gemisches ausgetauscht werden.
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Bei Gleichstrom von Wasserstoff oder wasserstoffhaltigem Gas mit den
zu verdampfenden Kohlenwasserstoffen durch alle Verdampferstufen werden bei dem
Verfahren des Hauptpatentes in der Kolonne im Gegenstrom die hochsiedenden Anteile
aus dem Gas-Dämpfe-Gemisch ausgewaschen. Diese Arbeitsweise wird erfindungsgemäß
sinnvoll ergänzt, indem in einem vorgeschalteten Verdampfer oder einer Kolonne die
wertvollen niedrigsiedenden Kohlenwasserstoffe aus dem Rückstand abgetrieben und
gleichfalls raffiniert werden können.
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In der Zeichnung ist eine Anlage zur Ausführung der Erfindung dargestellt.
Diese Anlage arbeitet vierstufig, und es sind die Verdampfer dieser vier Stufen,
ihre Hintereinanderschaltung, die Weiterbehandlung der erzeugten KohleDwasserstoffdämpfe,
die Rückgewinnung der Wärine und andere Einzelheiten der Apparatur und des Verfahrens
nach dem Erfindungsgedanken des Hauptpatentes gestaltet. Die Bezugszeichen wurden
weitgehend aus der Zeichnung des Hauptpatentes übernommen.
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Die wesentlichen Teile der Verdampfungsanlage sind die Steigrohre
1, 2, 3, 6, die Erhitzer 7, 8, 9, 12 mit den Zuführungen
13, 14, 15, 18 und den Ab-
führungen 19, 20, 21, 24 für
das Heizmittel sowie die Dampfräume 25, 26, 27, 30 und die Leitungen
31, 32, 33, 36, durch die ein Gemisch von Kohlenwasserstoffdampf und Flüssigkeit
aus dem Dampfraum eines jeden Erhitzers in die Steigleitung des folgenden Erhitzers
bzw. die Kolonne 58 weitergeleitet wird, wobei es gleichzeitig als Fördermittel
für die Aufrechterhaltung der Kreisläufe des flüssigen Kohlenwasserstoffs durch
den Verdampfer dient. Jede Abführung für das Heizmittel bis auf die des ersten Erhitzers
7 ist mit der Heizmittelzuführung des vorhergehenden Erhitzers verbunden,
beispielsweise die Heizmittelabführung 21 des Erhitzers 9 mit der Heizmittelzuführung
14 des Erhitzers 8, so daß das bei 18 ankommende Heizmittel nacheinander
alle Erhitzer, beginnend mit dem Erhitzer 12 und endigend mit dem Erhitzer
7, durchströmt.
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Die zu raffinierenden Kohlenwasserstoffe, z. B. Benzol, gelangen durch
die Leitung 59 in die Steigleitung 1, der gleichzeitig durch die Leitung
60 das gasförmige Mittel zugeführt wird, das zur Verdampfung des Benzols
angewendet wird und das in der Steigleitung 1 die Förderung des Benzols in
den Dampfraum 25 des Erhitzers bewirkt. Die Erhitzer 7,
8, 9,
12 haben Heizsystem 38, 61, 62, 65, die die Dampfräume mit den unteren Teilen
37, 40, 41, 44 der Verdampfer verbinden. Ein Teil des Dampfraumes ist jeweils
mit Flüssigkeit gefüllt, was durch die Trennspiegel 39, 45, 46, 49 angedeutet
ist. Die Verdampferanlage wird so betrieben, daß darin die Hauptmenge des Benzols
verdampft wird und aus dem letzten Erhitzer 12 durch die Leitung 50 ein Verdampfungsrückstand
abgeleitet wird, der nur noch etwa 6 bis 1211/o der zugeführten Benzolmenge
ausmacht.
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Dieser Verdampfungsrückstand fließt aus dem Verdampferraum
30 durch die Leitung 50 der Pumpe 66
zu, die durch die Leitung
67 in die Kreislaufleitung 68 eines Behandlungsraunies fördert, der
aus dem Verdampf ungsraum 69, dem Erhitzer 70 und einem Sammelraum
71 besteht. Dem Erhitzer 70 kann zusätzlich noch durch die Leitungen
74 oder 75 ein flüssiges oder dampfförmiges Medium zugeführt werden, das
dementsprechend durch die Leitungen 75 bzw. 74 wieder abgeführt wird.
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In die Kreislaufleitung 68 wird ferner durch die Leitung
72 frischer Wasserstoff oder frisches, Wasserstoff enthaltendes Gas oder
Kreislaufgas oder ein Gemisch von beiden eingeführt. Durch dieses Gas wird einerseits
der Kreislauf über 68, 69, 70, 71 aufrechterhalten, andererseits nimmt das
Gas aus dem Rückstand die leichter siedenden Kohlenwasserstoffe auf, so daß nunmehr
praktisch alle wertvollen Kohlenwasserstoffe aus dem Rückstand abgetrennt sind.
Im Verdampfungsraum 69 trennt sich das Gas von dem flüssigen Rückstand, der
zum Teil durch den Erhitzer 56 fließt und den Kreislauf aufs neue beginnt,
während der überschuß durch die Leitung 73 aus dem Verf ah ren ausscheidet.
Das Gas-Dämpfe-Gemisch wird aus dem Verdampfungsraum 69 durch die Leitung
60 abgezogen und in die Kreislaufleitung 1 des ersten Verdampfers
7 gegeben, es durchströmt nacheinander die Verdampfer und geht dann im Gemisch
mit den verdampften Kohlenwasserstoffen in die Raffination. Aus den Kohlenwasserstoffen,
die es aus 69 mitführt, werden beim Durchgang durch die Verdampfung die am
höchsten siedenden Anteile verflüssigt, so daß auch diese schließlich auf dem Wege
des Rückstandes über die Nachbehandlung durch die Leitung 73 aus dem Verfahren
ausscheiden und die kataIytisch hydrierende Raffination nicht ungünstig beeinflussen
können.