DE1192186B - Vorrichtung zur Erzeugung von ungesättigten Kohlenwasserstoffen - Google Patents

Description

BUNDESREPUBLIK DEUTSCHLAND

DEUTSCHES

PATENTAMT

AUSLEGESCHRIFT

Int. α.:

C07c

3/3

C07b
Deutsche Kl.: 12 ο -19/01

Nummer: 1192 186

Aktenzeichen: M 42696IV b/12 ο

Anmeldetag: 10. September 1959

Auslegetag: 6. Mai 1965

-Jh.

Es sind verschiedene Vorrichtungen zur thermischen Spaltung von Kohlenwasserstoffen zur Erzeugung von Olefinen bekannt, und zwar in erster Linie die Röhrcnspaltöfen und die Vorrichtungen, die mit umlaufenden, feinkörnigen Wärmeträgern arbeiten. Die letzteren haben sich vor allem bei Einsatz von höhersiedenden Produkten und schärferen Spaltbedingungen bewährt. Hierbei schlägt der bei der Spaltung frei werdende Kohlenstoff bevorzugt auf dem Wärmeträger nieder und kann bei der Wiederaufheizung der Wärmeträger von diesen abgetrennt werden, während bei dem Röhrenspaltofen die Kohlenstoffablagerungen in den Rohren schnell zu Überhitzungen und zum Zerstören der Rohre führen. Außenbeheizte Röhrenspaltofen werden jedoch seit Zahrzehnten mit Erfolg zur Spaltung niedrigsiedender Kohlenwasserstofffraktionen unter milden Spaltbedingungen eingesetzt. Für diese gasförmigen oder bis zu etwa 160° C siedenden Ausgangsprodukte eignen sich die thermischen Spaltverfahren mit Sandumlauf ebenfalls und besitzen darüber hinaus den Vorteil, daß die Zusammensetzung der erzeugten, ungesättigten Gase innerhalb weiter Grenzen variabel ist.

Bei den mit Sandumlauf arbeitenden thermischen Spaltvorrichtungen soll es sich möglichst um einfache, dauerhafte und betriebssicher zu handhabende Einrichtungen handeln. Dies ist bei der erfindungsgemäßen Vorrichtung der Fall, die verschiedene Bauelemente, die für sich auch schon zum Teil bekannt sind, zu einem Ganzen vereinigt.

So ist es bereits bekannt, derartige Vorrichtungen mit pneumatischer senkrechter Förder- und Aufheizstrecke zu verwenden. Dabei erfolgt aber die Zufuhr der Wärmeträger an dem vollen Querschnitt der Steigleitung, ohne daß eine gleichmäßige Verteilung der Wärmeträger über den Querschnitt der Förderleitung durch entsprechende Zuführungseinrichtungen sichergestellt ist. Die Abscheidevorrichtung ist nicht in der Weise ausgeschaltet, daß sie bei mögliehst geringer Kornzerkleinerung eine gute Sichtung bei der gewünschten Korngröße ermöglicht. Die Krackung erfolgt in der Förderleitung, nicht dagegen im Wirbelbett. Auf Grund der vorgenannten ungünstigen Ausgestaltung der Abscheide- und Reaktoreinrichtungen kann eine gleichmäßige Krakkung mit guter Olefmausbeute nicht erreicht werden. Ebenfalls bekannte Vorrichtungen mit horizontaler Förderstrecke sind nachteilig, weil die Wärmeträger über scharfe, dem Verschleiß ausgesetzte Krümmer in die Abscheidevorrichtung geführt werden. Es sind auch Abscheidevorrichtungen bekannt, in die die Vorrichtung zur Erzeugung von ungesättigten
Kohlenwasserstoffen

Anmelder:

Metallgesellschaft Aktiengesellschaft,

Frankfurt/M., Reuterweg 14;

Ruhrgas Aktiengesellschaft,

Essen, Herwarthstr. 60;

Farbenfabriken Bayer Aktiengesellschaft,

Leverkusen

Als Erfinder benannt:
Dipl.-Ing. Dr. Paul Schmalfeld,
Bad Homburg v. d. Höhe;
Dr. Walter Körnig, Leverkusen

Wärmeträger aus einer senkrechten Förder- und Aufheizstrecke von unten hineingeleitet und durch Umlenken des Gasstromes abgeschieden werden. Die zylindrisch ausgestaltete Umlenkwand macht die Abscheidevorrichtung jedoch für thermische Spaltverfahren bei hohen Temperaturen ungeeignet, weil sie praktisch nicht aus feuerfesten Steinen gemauert werden kann. Abscheidevorrichtungen mit geraden Trennwänden, bei denen die Einführung des Gasstromes erfolgt, sind größerem Verschleiß ausgesetzt und ergeben keine scharfe Sichtung.

Weiterhin ist bekannt, in Vorrichtungen zur kontinuierlichen Spaltung von Kohlenwasserstoffen Reaktoren mit Einbauten zu verwenden. Die Spaltung erfolgt dabei mit Hilfe der dichtgeschütteten Packung der Wärmeträger, und die Einbauten dienen lediglich zur Entnahme der Reaktionsprodukte. Ein kontrolliertes Wirbelbett liegt aber nicht vor.

Die erfindungsgemäße Vorrichtung besteht aus einer Kombination von Einzelmerkmalen, die für sich allein bekannt oder Gegenstand älterer Anmeldungen oder Rechte sind. Bei der erfindungsgemäßen Kombination wird durch das Zusammenwirken der einzelnen Vorrichtungselemente eine Reihe von Vorteilen erzielt, die keine der bekannten Vorrichtungen aufweist. Nur bei der erfindungsgemäßen Kombination ist bei einer hohen Olefinausbeute gleichzeitig ein geringer Abrieb der umlaufenden Wärmeträger und damit geringe Erosion der Föderleitungen, niedriger Energieaufwand sowie hohe Wirtschaftlich-

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keit auf Grund niedriger Investitions- und Betriebskosten verbunden. Bereits beim Ersetzen eines Vorrichtungsteiles durch einen anderen werden der sichere Betrieb und die Wirtschaftlichkeit der gesamten Vorrichtung des sogenannten Sandkrackers in Frage gestellt.

Die erfindungsgemäße Vorrichtung zur kontinuierlichen Spaltung von Kohlenwasserstoffen mit Hilfe hocherhitzter, feinkörniger Wärmeträger im Wirbelbett besteht demgemäß aus der Kombination folgender Einzelmerkmale, nämlich

a) eine senkrechte, pneumatische, sich nach oben stetig oder absatzweise erweiternde Förder- und Aufheizstrecke mit axialer Zuführung des Fördermittels, die an ihrem unteren Ende eine Ringraumaufgabe für die dosierte Zufuhr des festen Wärmeträgers durch Schlitze mittels eines zusätzlichen, aus zugeordneten Öffnungen eingeblasenen Fördermittels aufweist,

b) eine mit dem oberen Ende der Förderstrecke verbundene Vorrichtung zum Abscheiden und Sichten der Wärmeträger, die aus einem erweiterten Abscheideraum und einem mittels einer geraden Wand abgetrennten, kleineren Nebenraum besteht und deren Unterteil zugleich als Sammelbunker ausgebildet ist,

c) einen über eine Zuführungsleitung mit der Abscheidevorrichtung verbundenen Reaktor, der mit Einbauten und im unteren Teil mit Verteilerrohren für die zu spaltenden Kohlenwasserstoffe versehen und durch eine Abführungsleitung mit dem Ringraum verbunden ist.

Da die erfindungsgemäße Vorrichtung im Betrieb an allen Teilen Temperaturen zwischen 700 und 1000° C ausgesetzt ist, werden die Vorrichtungsteile, die mit dem Wärmeträger oder mit heißen Gasen in Berührung kommen, zweckmäßig mit einer hochfeuerfesten Ausmauerung versehen. Bei der erfindungsgemäßen Bauweise des Sandkrackers hat sich in erster Linie Sand einer Korngröße von 0,3 bis 1,2 mm als sehr brauchbar erwiesen, denn dieses Wärmeträgermaterial kommt natürlich vor, die einzelnen Teile haben die Form einer abgerundeten Kugel oder eines Ellipsoids, sie sind hart und abriebfest und bei den angewendeten Temperaturen weitgehend beständig. An Stelle von Sand können in der erfindungsgemäßen Vorrichtung jedoch auch andere Wärmeträger, die auch katalytische Eigenschaften aufweisen können, eingesetzt werden. In erster Linie sei hier Hochofenschlacke der entsprechenden Körnung genannt.

Die Aufzeichnung der Wärmeträger erfolgt in der pneumatischen Förder- und Aufheizstrecke 1. Diese besteht zweckmäßig aus einem ausgemauerten Schacht mit kreisförmigem oder annähernd kreisförmigem Durchmesser, wobei der Querschnitt der Förderstrecke sich nach oben auf der ganzen Länge stetig oder absatzweise erweitert. In die Förderleitung wird zweckmäßig von unten zentral über die Leitung 2 vorgewärmte Luft eingeführt, in der auch noch zusätzlich gasförmige, flüssige oder staubförmige Brennstoffe verbrannt werden können, die beispielsweise durch die Leitung 3 zugeführt werden. In diesen heißen Luftstrom oder entstehenden Strom von Verbrennungsgasen werden mittels einer besonderen, unten näher erläuterten Aufgabevorrichtung die Wärmeträger zugegeben und in der Förderstrecke unter Überwindung eines Höhenunterschiedes von im allgemeinen 20 bis 40 m gefördert und dabei zugleich aufgeheizt. Insbesondere bei der Spaltung von kohlenstoffreicheren, höhersiedenden Kohlenwasserstoffen tragen die Kohlenstoffablagerungen auf dem Wärmeträger durch ihre Verbrennung wesentlich zur Aufheizung der Wärmeträger bei. Die senkrechte, pneumatische Förderstrecke verbindet also die Förderung, die Aufheizung und die Regenerierung der

ίο Wärmeträger miteinander.

Es ist sehr wichtig, den geförderten hocherhitzten Sand wieder aus den Förder- und Aufheizgasen in der Art abzuscheiden, daß es nicht zu einem schädlichen Verschleiß der Apparatewandung und zur erheblichen Bildung von Sandabrieb kommt. Diese Voraussetzung erfüllt die auf die Förderstrecke aufgesetzte Vorrichtung 7 zum Abscheiden und Sichten der hocherhitzten, pneumatisch geförderten Wärmeträger, die für sich allein bereits Gegenstand einer älteren Anmeldung ist. Bei dieser Vorrichtung mündet die senkrechte Förderleitung in einen stark erweiterten Abscheideraum, der den mehr als zehnfachen, vorzugsweise mehr als zwanzigfachen, Querschnitt der Förderleitung 1 besitzt. Die Gasgeschwindigkeit der Fördergase fällt in diesem Raum stark ab, und mittels einer Trennwand 10 wird für eine Richtungsumkehr der aufwärts strömenden Fördergase gesorgt. Die starke Verminderung der Gasgeschwindigkeit zusammen mit der Richtungsumkehr der Gase führt dazu, daß der Sand zum größten Teil seine Aufwärtsgeschwindigkeit verliert, sich von dem Gastrom loslöst und sich in dem unteren Teil der Abscheidevorrichtung 7 ansammelt. Dieser ist zugleich als Sammelbunker für die Wärmeträger ausgebildet und steht sowohl mit dem großen Abscheideraum 8 als auch mit einem kleineren Nebenraum 9 in Verbindung. Je nach der Lage der Trennwand 10 kann der Nebenraum 9, in dem die heißen Verbrennungsgase wieder aufwärts strömen und schließlich durch die Leitung 11 wieder abgeführt werden, größer oder kleiner gewählt werden. Das ist von Wichtigkeit, denn die Aufwärtsgeschwindigkeit der heißen Verbrennungsgase in dem Raum 9 wird durch den Querschnitt dieses Raumes bestimmt. Die Aufwärtsgeschwindigkeit ist wiederum maßgebend für die noch mitgerissenen Mengen an Staub oder Unterkorn, das auf diese Weise von dem Hauptstrom der Wärmeträger ausgesichtet werden kann.

Bekannte Vorrichtungen haben sich zur Abscheidung der Wärmeträger nicht bewährt, denn entweder wird in ihnen mit den Wärmeträgern auch noch Staub und der sich gegebenenfalls bildende Antrieb ausgeschieden, der auf diese Weise wieder in den Reaktor gelangt und von dort mit den erzeugten Gasen in die Nachverarbeitungsanlage, wo er zu Ansätzen und Störungen führt. Eine Umlenkung der senkrechten, pneumatischen Förderleitung in die Waagerechte erwies sich gleichfalls als nicht durchführbar, da hierbei ein hoher Verschleiß an den Wandungen und starker Sandabrieb auftrat. Die gleichen Nachteile wies ein Abscheidezyklon mit tangentialer Bewegung des sandbeladenen Fördergasstromes auf. Durch die Größe des Abscheideraumes 8 wird jedoch die Aufwärtsgeschwindigkeit des Sandes rasch vermindert.

Gleichzeitig beträgt der Abstand der Decke des Abscheideraumes 8 von der Oberkante der senkrechten Förderstrecke 1 erfindungsgemäß mehr als 3 m, vorzugsweise etwa 5 m. Bei diesem Abstand wird prak-

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tisch kein Verschleiß der Decke des Abscheide- die flachen, parallelen Stäbe von übereinanderraumes mehr beobachtet, ja es ist sogar möglich, hier liegenden Abschnitten anders gerichtet sind. Durch ein Schauglas anzubringen, das eine optische Kon- diese Anordnung wird erreicht, daß sich überhaupt trolle der Förderstrecke gestattet. keine größeren Gasblasen oder Sandfontänen aus-Von dem als Sammelbunker ausgebildeten Unter- 5 bilden können, und der mit diesen erfindungssteil der Vorrichtung 7 zum Abscheiden und Sichten gemäßen Einbauten ausgestattete Reaktor gewährdes Sandes führt eine enge Zuführungsleitung 13 zu !eistet damit die gleichmäßige Spaltung der Kohlendem eigentlichen Reaktor 15. Diese Leitung stellt ge- Wasserstoffe und eine hohe Ausbeute an Olefinen,
wissermaßen eine Verengung des Sammelbunkers Die gleichmäßige Spaltung in dem erfmdungsdar, in der der Sand in geschlossener Schüttung ab- io gemäßen Reaktor wird noch dadurch verbessert, daß wärts fließt. In der Leitung 13 ist ein Schieber 14 vor- die zu spaltenden Kohlenwasserstoffe von unten gesehen, mit dem die Menge des hocherhitzten San- durch eine Vielzahl von annähernd gleichmäßig auf des geregelt wird, die kontinuierlich dem Reaktor dem gesamten Querschnitt des Reaktors verteilten zufließt. Um die Wärmedehnungen aufzunehmen, er- Düsen in die Sandschüttung eingeblasen werden und hält der Kanal zweckmäßig oberhalb des Schiebers i₅ diese somit auch etwa gleichmäßig durchdringen. 14 eine Dehnungsfuge, die zugleich mit einer Zufüh- Diese Düsen befinden sich an Verteilerrohren 18, die rungsleitung für ein Hilfsgas versehen werden kann einzeln ein- und ausfahrbar sind und deren lichter und auf diese Weise als Verteileinrichtung für das Querschnitt nach dem Ende zu gleichmäßig oder Hilfsgas wirkt. Durch die Zufuhr dieses Hilfsgases stufenweise abnimmt, damit die Kohlenwasserstoffe, wird die ohnehin schon vorhandene Abdichtung der 20 gegebenenfalls im Gemisch mit Wasserdampf, auch Reaktionsgase gegen die Verbrennungsgase der Auf- bis zum Ende der Verteilerrohre mit ausreichend heizstrecke verbessert. hoher Geschwindigkeit strömen. Diese Verteilerrohre

Die Zuführungsleitung 13 für die feinkörnigen werden vorteilhaft von einer oder auch von beiden Wärmeträger mündet in den oberen Teil des Reak- entgegengesetzten Seiten in den Reaktor eingeschotors 15. Dieser Reaktor ist erfindungsgemäß mit Ein- 25 ben und sind durch lösbare Flanschverbindungen bauten versehen, die aus in mehreren Lagen überein- einzeln mit dem Reaktor und mit den Zuführungsander und in bestimmten Abständen nebeneinander leitungen für die zu spaltenden Kohlenwasserstoffe angeordneten, schräg stehenden, parallelen Prall- und den Wasserdampf verbunden,
flächen bestehen, deren Neigungsrichtung in den über- Der Reaktor 15 ist zweckmäßig mit einem sich einander befindlichen Lagen wechselt. Diese Ein- 30 konisch verjüngenden Unterteil versehen, das in die bauten sind durch Rost 17 abgestützt. Der Zweck Abzugsleitung 19 für die abgekühlten Wärmeträger dieser Einbauten besteht darin, auch bei den sehr mündet. Aus dem freien Raum oberhalb der Einbaukurzen Verweilzeiten, die für die thermische Spaltung ten des Reaktors können die Reaktionsprodukte nach der Kohlenwasserstoffe erforderlich sind, noch ein _oben durch eine Öffnung 22 strömen. Der Reaktor gleichmäßiges Wirbeln der Sandschüttung und damit 35 i_st so weit mit den Einbauten angefüllt, daß der aus eine gleichmäßige Reaktion der zu spaltenden Stoffe der Zuführungsleitung kommende Sand teilweise mit den feinkörnigen Wärmeträgern sicherzustellen. _oben auf die eingebauten Stäbe und teils seitlich in Um beispielsweise Reaktionszeiten von 0,2 bis die Einbauten eingeführt wird. Da durch die einge-0,6 Sekunden, wie sie für die Erzeugung ungesättigter bauten Stäbe die freie Sandbewegung und der hori-Kohlenwasserstoffe erforderlich sind, aufrechtzuerhal- 40 _ZOntale Sandaustausch gehemmt v/erden und sich inten, sind innerhalb der Sandschüttung, in der die folgedessen Zonen unterschiedlicher Temperatur im Aufheizung und Umwandlung der Kohlenwasser- Reaktor ausbilden können, kann es vorteilhaft sein, stoffe vor sich geht, Gasgeschwindigkeiten von 2 bis bei größeren Reaktoren zwei oder besser vier Zu-6 m/Sek. nötig. Diese Geschwindigkeiten bringen die laufe für den Sand aus dem Zwischenbunker zum Schüttung in dem mit Sand erfüllten, von Einbauten 45 Reaktor vorzusehen. Auch diese Zuläufe bestehen freien Raum zu einem wilden Kochen, bei dem dann zweckmäßig aus engen Kanälen mit gesteuerten größere Dampf- oder Gasblasen hochziehen und den Zungenschiebern, durch die der Sandzulauf so einSand eruptionsartig hochschleudern. Hierdurch wird gestellt werden kann, daß auf dem gesamten Querdie gleichmäßige, thermische Spaltung der Kohlen- schnitt des Reaktors annähernd gleiche Temperaturen Wasserstoffe empfindlich gestört und die Ausbeute an 50 herrschen.

den gewünschten Spaltungsprodukten, d. h. Olefinen, Der untere Teil des Reaktors steht über die enge

mit oder ohne Azetylen beeinträchtigt. Abführungsleitung 19 mit der Vorrichtung 21 zur

Diese Nachteile werden durch die Einbauten sicher Aufgabe der feinkörnigen Feststoffe auf die Fördervermieden. Am besten haben sich Prallflächen von strecke in Verbindung. In gleicher Weise wie die der Form flacher Stäbe bewährt, die bei einer Breite 55 _eng_e Zuführungsleitung 13 ist auch die Leitung 19 von 40 bis 110 mm schräg unter einem Winkel von _mit einem Zungenschieber 20 und zum Ausgleich der 40 bis 65° zur Horizontalen nebeneinander parallel Wärmedehnungen mit einer Dehnungsfuge versehen, so angeordnet werden, daß ihre Horizontalprojek- _und sie kann oberhalb des Schiebers 20 eine nicht getionen gerade oder mit kleinen Lücken nebenein- zeichnete Zuführungsleitung für Sperrgas aufweisen, anderliegen oder sich auch etwas überdecken. Ab- 60 I_n der engen Leitung 19 bildet sich oberhalb des schnittsweise werden diese Stäbe zu einem geschweiß- Schiebers 20 eine bewegte, geschlossene Schüttung ten oder geschlossenen Stück zusammengefaßt. Diese aus, die die sichere Absperrung des Reaktors 15 von Abschnitte werden zweckmäßig nebeneinander ver- der Vorrichtung 21 zur Aufgabe der feinkörnigen setzt angeordnet, so daß sie den ganzen Querschnitt Feststoffe auf die senkrechte Förderstrecke bewirkt, des Reaktors erfüllen. Zwischen den einzelnen La- 65 Durch die Zufuhr von Sperrgas oberhalb des Schiegen, die aus diesen Abschnitten gebildet sind, befin- bers 20 kann eine schädliche Gasbewegung in der den sich vorteilhaft leere Zwischenräume von 30 bis engen Abführungsleitung noch weiter unterdrückt 100 mm Höhe, wobei jeweils dafür gesorgt wird, daß werden, und der verbrauchte Wärmeträger fließt nur

auf Grund der Schwerkraft gleichmäßig in den Ringraum 4 der Aufgabevorrichtung 21. Dieser Ringraum umschließt erfindungsgemäß die eigentliche Förderstrecke 1 und steht mit ihr durch Schlitze 5 in Verbindung. An den Außenwänden des Ringraumes befinden sich gegenüber den Schlitzen 5 Öffnungen 6 für die Zufuhr zusätzlichen Fördermittels. Von diesen wird der Sand gleichmäßig aus dem Ringraum durch die Schlitze in die Förderstrecke hineingeschoben und damit eine schonende und gleichmäßige Aufgabe des Sandes auf die Förderleitung erreicht. Durch eine entsprechende Steuerung der Menge des aufgegebenen zusätzlichen Fördermittels, z. B. Luft oder Wasserdampf, kann auch die der Förderleitung zugeführte und damit umlaufende Sandmenge gesteuert werden, so daß sich eine Steuerung der Sandmenge durch den vorgeschalteten Zungenschieber 20 erübrigt.

Es hat sich herausgestellt, daß in der Förder- und Aufheizleitung ein gewisses Abreiben und thermisches Platzen der geförderten Sandkörner eintritt, das um so größer ist, je größer der Querschnitt der Förderleitung ist. Aus diesem Grund geht man zweckmäßig bei größeren Anlagen nicht über Förderleitungen mit einem Durchhmesser von 1000 bis 1500 mm hinaus und ordnet statt dessen zwei oder auch drei Förderleitungen an. Diese erhalten alsdann getrennte, enge Kanäle für den Abzug des Sandes aus dem Reaktor mit getrennten, bewegten, geschlossenen Sandschüttungen und getrennten Zuführungen für die vorgewärmte Luft und den Brennstoff. Die zwei oder auch drei Förderleitungen werden mit Vorteil an den gemeinsamen, erweiterten Raum zur Abscheidung des Sandes aus den Fördergasen angeschlossen. Mit Nutzen werden im erweiterten Raum zwischen den zwei oder drei Förderleitungen eine oder zwei Scheidewände eingebaut. Diese sollen verhindern, daß bei Betrieb nur einer Förderleitung etwa Sand in die außer Betrieb befindliche Förderleitung zurückfällt.

Im Reaktor 15 können oberhalb der Einbauten 16 Vorrichtungen zum Einleiten von Wasserdampf oder von vorgewärmtem Wasser angebracht sein, durch die die erzeugten Spaltgase unmittelbar nach ihrer Entstehung abgeschreckt werden/wodurch bekannterweise eine weitere Reaktion der gebildeten, ungesättigten Kohlenwasserstoffe unterdrückt wird.

Der erfindungsgemäße Sandkracker steht mit Anlagen zur Nachverarbeitung und Reindarstellung der erzeugten Spaltprodukte sowie mit einer Vorrichtung, beispielsweise mit einem Zyklon zur groben Entstaubung der die Abscheidevorrichtung bei 11 verlassenden Aufheizungsgase, in Verbindung, deren fühlbare Wärme von einem Anfangsniveau zwischen 700 und 1000° C in Wärmetauschern für die Vorwärmung der Förderluft oder für die Erzeugung von Wasserdampf genutzt werden kann.

Der erfindungsgemäße Sandkracker stellt eine neue Kombination von neuartigen und bekannten Vorrichtungen mit besonderen strömungstechnischen Merkmalen dar und hat seine großtechnische Bewährung unter Beweis gestellt. Er ermöglicht, aus Kohlenwasserstoffen unterschiedlicher Zusammensetzung vom Äthan bis zum schweren Destillat und auch aus Rohöl Olefine in hoher Ausbeute zu erzeugen und durch die Flexibilität in den Temperaturen die Ausbeulen an den einzelnen Olefinen den wechselnden Bedingungen der Marktlage anzupassen. Er ist von hoher Betriebssicherheit, kann in großen Einheiten gebaut werden und ist im Vergleich zu den bekannten Krackvorrichtungen von hoher Anpassungsfähigkeit und Wirtschaftlichkeit.

Beispiel

Mittels der Verteilerrolle 18 werden ein Straightrun-Benzin aus einem Nahost-Rohöl mit einer Siedelage von 80 bis 180⁰C und Wasserdampf in einer Menge von etwa 30 Gewichtsprozent des eingesetzten Benzins in den Reaktor 15 eingeleitet. Auf die im

ίο Reaktor jeweils vorhandene Sandmenge von etwa 30 t, die durch eine stündlich umlaufende Menge von etwa 400 t regenerierten Sandes ständig erneuert wird, werden je Stunde 18 t Benzin zugefügt. Das Benzin wird durch den wirbelnden heißen, umlaufenden Sand sehr schnell aufgeheizt und gespalten. Bei einer Temperatur des Sandes von etwa 730 bis 750° C entstehen bevorzugte Olefine mit folgenden Ausbeuten, bezogen auf die eingesetzte Benzinmenge:

_ao 24 Gewichtsprozent Äthylen,

16 Gewichtsprozent Propylen,
3.5 Gewichtsprozent Butadien,
3,0 Gewichtsprozent iso-Butylen,
3,5 Gewichtsprozent n-Butylen.

Insgesamt 50,0 Gewichtsprozent.

Hierbei werden zugleich etwa 0,4 Gewichtsprozent Kohlenstoff (Spaltkoks) abgeschieden, der sich vorwiegend auf dem Sand ablagert und von diesem bei der Wiedererhitzung des Sandes in der Aufheizstrecke 1 abgebrannt wird. Die übrigen 49,6 °/o verteilen sich auf gasförmige Kohlenwasserstoffe, Krackbenzin und PechstofTe. Das aus dem Reaktor durch den Anschluß 22 abziehende Spaltgas wird in bekannter Weise aufgearbeitet.

Wird die Temperatur des Sandes bei etwa 800° C gehalten, so können nur etwa 17 t Benzin stündlich eingesetzt werden.

Dann entstehen:

32 Gewichtsprozent Äthylen,
10 Gewichtsprozent Propylen,
3,0 Gewichtsprozent Butadien,
2,5 Gewichtsprozent iso-Butylen,
3,0 Gewichtsprozent n-Butylen.

Insgesamt 50,5 Gewichtsprozent.

Die Gesamtausbeute ist nur geringfügig erhöht, jedoch hat die Äthylenausbeute auf Kosten der höheren Olefine merklich zugenommen. Der gleichzeitig gebildete freie Kohlenstoff beträgt etwa 0,8 Gewichtsprozent.

Auch höhersiedende Öle lassen sich in der erfindungssgemäßen Anlage gut umsetzen und ergeben gute Ausbeuten an Olefinen, insbesondere dann, wenn die Öle höhere Gehalte an geradkettigen Paraffinen haben. Die Ausbeute an C₉-C₄-Olefinen, auf das eingesetzte Öl bezogen, schwankt bei höhersiedenden Ölen im Bereich von 35 bis 50 Gewichtsprozent, während die Menge des Spaltkokses bis zu 2,5% ansteigen kann. Für Einsatzstoffe mit höherem Molekulargewicht wird die Temperatur des Sandes im Reaktor um 20 bis 30° C vermindert und die Menge an Wasserdampf auf etwa 50 Gewichtsprozent des Einsatzstoffes erhöht. Für ein Kerosin mit dem Siedebereich von 220 bis 350° C betragen für eine umlaufende Sandmenge von 400 t/Std. die Sand-

temperatur 780° C, die Enisatzmenge 17 t Kerosin und der Dampfbedarf 7 t.

Für ein Heizöl des Siedebereiches 300 bis 450° C betragen die Sandtemperatur 770° C, die Einsatzmenge 17 t Heizöl und der Dampfbedarf 8,5 t, wiederum bezogen auf 400 t Sand je Stunde.

Claims (9)

Patentansprüche:

1. Vorrichtung zur Erzeugung von ungesättigten Kohlenwasserstoffen durch Spaltung stärker gesättigter Kohlenwasserstoffe mit Hilfe umlaufender, hocherhitzter feinkörniger Wärmeträger im Wirbelbett, gekennzeichnet durch die Kombination folgender Einzelmerkmale, nämlich

a) eine senkrechte, pneumatische, sich nach oben stetig oder absatzweise erweiternde Förderund Aufheizstrecke (1) mit axialer Zuführung (2) des Fördermittels, die an ihrem un- _3Q teren Ende eine Ringraumaufgabe (4, 5, 6) für die dosierte Zufuhr des festen Wärmeträgers durch Schlitze (5) mittels eines zuzätzlichen, aus zugeordneten Öffnungen (6) eingeblasenen Fördermittels aufweist,

b) eine mit dem oberen Ende der Förderstrecke (1) verbundene Vorrichtung (7) zum Abscheiden und Sichten der Wärmeträger, die aus einem erweiterten Abscheideraum (8) und einem mittels einer geraden Wand (10) abgetrennten, kleineren Nebenraum (9) besteht und deren Unterteil (12) zugleich als Sammelbunker ausgebildet ist,

c) einen über eine Zuführungsleitung (13) mit der Abscheidevorrichtung (7) verbundenen Reaktor (15), der mit Einbauten (16) und im unteren Teil mit Verteilerrohren (18) für die zu spaltenden Kohlenwasserstoffe versehen und durch eine Abführungsleitung (19) mit dem Ringraum (4) verbunden ist.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Abstand der Decke des Abscheideraumes (8) von der Oberkante der senkrechten Förderstrecke (1) mehr als 3 m, vorzugsweise etwa 5 m, beträgt.

3. Vorrichtung nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Abscheideraum (8) den mehr als zehnfachen, vorzugsweise mehr als zwanzigfachen Querschnitt der Förderleitung (1) besitzt.

4. Vorrichtung nach den Ansprüchen 1 bis 3, gekennzeichnet durch Schieber (14 bzw. 20) in den Leitungen (13 bzw. 19).

5. Vorrichtung nach den Ansprüchen 1 bis 4, gekennzeichnet durch Dehnungsfugen und Zuführungen für Fremdgas in den Leitungen (13 und/ oder 19).

6. Vorrichtung nach den Ansprüchen 1 bis 5, gekennzeichnet durch Einbauten aus in mehreren Lagen übereinander und in bestimmtem Abstand nebeneinander angeordneten, schrägstehenden, parallelen Prallflächen, deren Neigungsrichtung in den übereinander befindlichen Lagen wechselt.

7. Vorrichtung nach den Ansprüchen 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen den einzelnen Lagen der Einbauten leere Zwischenräume angeordnet sind.

8. Vorrichtung nach den Ansprüchen 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Verteilerrohre (18) im Reaktor (15) einzeln ein- und ausfahrbar sind und ihr lichter Querschnitt nach dem Ende zu gleichmäßig oder stufenweise abnimmt.

9. Vorrichtung nach den Ansprüchen 1 bis 8, gekennzeichnet durch eine hochfeuerfeste, keramische Ausmauerung.

In Betracht gezogene Druckschriften:
Deutsche Patentschrift Nr. 938 844;
österreichische Patentschrift Nr. 195 410;
USA.-Patentschrift Nr. 2 526 696.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

509 568/451 4. 65 © Bundesdruckerei Berlin