DE1418253B - - Google Patents

Description

1 2

Das Hauptpatent 1 238 005, betrifft ein Verfahren findung das Reaktionsprodukt mit einer wesentlich zur Erzeugung von niedermolekularen, insbesondere höheren Temperatur als in dem Verfahren gemäß äthylenreichen Kohlenwasserstoffen durch thermische dem Hauptpatent angegebenen aus dem Reaktions-Spaltung von hochsiedenden Kohlenwasserstoffge- raum abzieht, vermeidet man, daß sich bereits am mischen einschließlich Rohölen in Gegenwart von 5 Fuße des Reaktionsraumes gegebenenfalls Ansätze regenerativ auf Temperaturen oberhalb HOO⁰C er- von zähflüssigen Spaltungsrückständen bilden. Bei der hitztem Wasserdampf, wobei das vorgewärmte, jedoch angegebenen Ausgangstemperatur von etwa 700⁰C noch flüssige Ausgangsgut unter erhöhtem Druck in sind diese Spaltungsrückstände noch ausreichend den durch einen außen gekühlten, venturirohrartig dünnflüssig bzw. liegen sie in Dampf- bzw. Nebelform sich erweiternden Mischkanal mit einer Geschwindig- io vor. Durch die nachfolgende direkte Behandlung des keit von 100 m/sec und mehr strömendem Wasser- heißen Reaktionsproduktes mit Wasser in einer Vordampfstrom eingespritzt wird, worauf das weitgehend lage wird einerseits die Verdampfungswärme des homogene Stoffgemisch aus dem Mischkanal un- Wassers in vorteilhafter Weise zur Kühlung ausgenutzt mittelbar in einen in bekannter Weise gestalteten, und andererseits durch das nichtverdampfte Wasser von Einbauten freien Reaktionsraum geführt wird, 15 erreicht, daß alle bei der betreffenden Temperatur dessen Strömungsquerschnitt sprunghaft um ein kondensierbaren Bestandteile verflüssigt werden, ohne Vielfaches gegenüber dem Strömungsquerschnitt des Ansätze bilden zu können. Die erwähnten Rußteilchen Mischkanals erweitert ist. und Tröpfchen aus hochsiedenden Kohlenwasser-

Das mit diesem Verfahren erzeugte äthylenreiche, Stoffrückständen liegen jedoch in einer so feinverteilten

gasförmige Reaktionsprodukt enthält neben den gas- 20 Form vor, daß sie bei der direkten Wasserbehandlung

bzw. dampfförmigen Anteilen noch Schwebestoffe, praktisch nicht aus dem Reaktionsprodukt abge-

die aus feinverteiltem Ruß und daneben feinsten schieden werden, so daß in der Vorlage lediglich ein

Tröpfchen von hochsiedenden Kohlenwasserstoffen, Gemisch von Wasser und mittelsiedenden Kohlen-

die sich der thermischen Spaltung entzogen haben, Wasserstoffen anfällt.

bestehen, insbesondere dann, wenn man als Ausgangs- 25 In das auf die vorgenannte Weise gekühlte Re-

gut Erdöl oder hochsiedende Erdölfraktionen ver- aktionsprodukt wird deshalb nun das sogenannte

wendet. Diese Schwebestoffe müssen aus dem Re- Verdünnungsöl eingespritzt, welches, weil es in feiner

aktionsprodukt entfernt werden, ehe diese in dem Tröpfchenform vorliegt, in dem nachgeschalteten

direkten Schlußkühler auf Normaltemperatur ab- elektrostatischen Gasreiniger zusammen mit dem Ruß

gekühlt werden. Das gegebene Mittel dazu sind die 30 und den sonstigen Schwebetröpfchen abgeschieden

bekannten elektrostatischen Gasreiniger, die bekannt- wird, jedoch nunmehr in einer solchen Form, daß das

lieh so arbeiten, daß die Schwebeteilchen des Gases Gemisch im Bereich zwischen 50 und 15O⁰C gut

durch eine Sprühentladung aufgeladen und dann an pumpfähig und verdüsbar ist. Der elektrostatische

einer Niederschlagselektrode aus dem Gas abgeschieden Gasreiniger bleibt infolgedessen frei von störenden

werden. 35 Ablagerungen und die Gasreinigung erfolgt mit

Bei den Untersuchungen des Erfinders, derartige maximalem Wirkungsgrad.

elektrostatische Gasreiniger dem Schlußkühler vor- Die erfindungsgemäße Arbeitsweise läßt sich dabei zuschalten, stellte sich heraus, daß am Boden des nicht aus dem Stand der Technik herleiten. Zwar ist elektrostatischen Gasreinigers, der mit einer Eingangs- aus der USA.-Patentschrift 2 520 149 ein Verfahren temperatur von etwa 150⁰C arbeitet, eine pechartige 4° bekannt, bei dem die Reaktionsprodukte des Pyrolyse-Substanz anfällt, die bei der betreffenden Temperatur prozesses einer zweistufigen Abkühlung unterworfen fast nicht mehr fließt und infolgedessen den Gas- werden. Dabei sollen jedoch die am höchsten siedenden reiniger nach kurzer Zeit völlig verlegt. Bei Normal- Produkte im wesentlichen bereits in der ersten Stufe temperatur ist diese abgeschiedene pechartige Substanz ausgeschieden werden, und erst dann soll das Gas ein spröder Körper, der bis zu 35% in Xylol unlösliche 45 zwecks weiterer Kühlung und Abscheidung von Anteile und ferner bis zu 30% Wasser enthält. Der Reaktionsprodukten der zweiten Kühlstufe zugeführt Rückstand aus dem Gasreiniger stellt zum mindesten werden. Dabei kann in der ersten Kühlstufe an Stelle in dieser Form ein praktisch völlig wertloses Produkt von Wasser auch ein Waschöl als Kühl- und Lösungsdar, obwohl er noch einen beträchtlichen Anteil mittel verwendet werden. Das heißt, es können also brennbarer Substanz enthält. 50 in diesem Falle beide Kühlstufen mit Waschöl be-

Es wurde nun gefunden, daß man die Betriebs- trieben werden. Damit steht die Arbeitsweise nach der Schwierigkeiten innerhalb des elektrostatischen Gas- USA.-Patentschrift jedoch im klaren Gegensatz zur reinigers völlig beseitigen und außerdem einen mit erfindungsgemäßen Arbeitsweise, bei der die direkte Vorteil verwendbaren Abscheidungsrückstand erhalten Behandlung des Pyrolyseproduktes mit Wasser prakkann, wenn erfindungsgemäß das Reaktionsgemisch 55 tisch nur der Kühlung dient, während die hochsiedenden mit einer Temperatur von etwa 700° C aus dem Reaktionsbestandteile sowie der Ruß erst in dem Reaktionsraum abgezogen und in üblicher Weise nachgeschalteten elektrostatischen Gasreiniger nach durch direkte Berührung mit Wasser auf eine Tem- Zugabe des Verdünnungsöles abgeschieden werden, peratur von 200 bis 25O⁰C abgekühlt wird, worauf in Die Anwendung eines derartigen Gasreinigers ist das so abgekühlte Reaktionsgemisch in an sich be- 60 demgegenüber bei der Arbeitsweise nach der USA.-kannter Weise vor der Einführung desselben in einen Patentschrift überhaupt nicht vorgesehen. Ebenso elektrostatischen Gasreiniger eine höhersiedende enthält die USA.-Patentschrift keine genauen Angaben Kohlenwasserstoffe enthaltende Flüssigkeit (Ver- bezüglich der Austrittstemperatur, mit der das dünnungsöl) in einer solchen Menge eingespritzt Pyrolyseprodukt aus dem Reaktionsraum abgezogen wird, daß das aus dem elektrostatischen Gasreiniger 65 wird. Diese Temperatur spielt jedoch bei der Durchablaufende Rückstandsgut bei Temperaturen zwischen führung des erfindungsgemäßen Verfahrens eine wichetwa 50 und 150°C pumpfähig und verdüsbar ist. tige Rolle.

Dadurch, daß man gemäß der vorliegenden Er- Zwar enthält die deutsche Patentschrift 567 600

i 418 253

3 4

den Hinweis, daß klebrige Stoffe aus Gasen vor dem in welchem die thermische Spaltung abläuft. Das Eintritt in einen elektrostatischen Gasreiniger durch Reaktionsprodukt verläßt den Reaktionsraum 1 und Zugabe von leichtflüssigen Lösungsmitteln wie Tetra- gelangt in die Vorlage 60, in die durch Leitung 61 hydronaphthalin, Trichloräthylen u.a. abgeschieden Wasser mit einer Temperatur von etwa 8O⁰C einwerden können. Weitergehende Hinweise, welche 5 gedüst wird. Das teilweise abgekühlte Reaktionsgleichzeitig die Anwendung der anderen, erfindungs- produkt gelangt dann in das Sammelrohr 62, in gemäß angewandten Maßnahmen nahelegen könnten, welches durch Leitung 61a weiteres Wasser einsind dieser deutschen Patentschrift jedoch nicht zu gespritzt wird, so daß sich die Temperatur des Reentnehmen. Sie vermittelt deshalb ebenfalls keine aktionsproduktes bei Eintritt in die Leitung 63 auf Anregung für das Zustandekommen der vorliegenden io etwa 200 bis 250° C erniedrigt hat. In die Leitung 63 Erfindung. wird durch Leitung 64 ein Verdünnungsöl, z. B. ge-

AIs Verdünnungsöl für den angegebenen Zweck toppter Straßenteer oder Waschöl, eingespritzt. Dieses kommen die verschiedensten Kohlenwasserstofföle Verdünnungsöl gelangt aus einer Zuführungsleitung 65 in Frage, beispielsweise Teere, insbesondere Stein- zunächst in einen Vorratsbehälter 6S und von dort kohlenteere und Schwelteere, ferner Teerfraktionen, 15 mittels der Pumpe 67 in die Leitung 64. Das Reaktionsz. B. Waschöl und/oder Anthracenöl, oder auch aus produkt tritt dann in den elektrostatischen Gasder Entbenzolierung von Kohlendestillationsgasen reiniger 33 mit einer Temperatur von etwa 120 bis stammendes aufgebrauchtes Benzolwaschöl; schließ- 150°C ein und verläßt diesen durch Leitung 3D mit lieh auch Erdölfraktionen, beispielsweise Bunker-C-Öl. einer Temperatur von 80 bis 120⁰C. Anschließend Die Menge des dem gekühlten Reaktionsprodukt zu- 20 gelangt das Reaktionsprodukt über das Gebläse 39 zusetzenden Verdünnungsöles richtet sich nach dem und die Leitung 40 in den indirekten Gaskühler 32, Ausgangskohlenwasserstoff, der der thermischen Zer- in welchem es auf Normal temperatur abgekühlt wird, legung unterworfen wird. Es wurde festgestellt, daß, Es verläßt den indirekten Gaskühler durch Leitung 36. wenn man Erdöl oder hochsiedende Erdölfraktionen Die sich im Sammelrohr 62, in der Leitung 30 und verwendet, man im allgemeinen mit einem Zusatz 25 in dem indirekten Gaskühler 32 ansammelnden Konan Verdünnungsöl von etwa 12 bis 15%, bezogen densate, die im wesentlichen aus einem Gemisch von auf das Ausgangsgut, auskommt, um einen gut pump- Wasser und niedrig- und mittelsiedenden Kohlenfähigen und verdüsbaren Rückstand zu erhalten, der Wasserstoffen bestehen, werden zunächst in den Sammeldann als Brennstoff für die Aufheizung des Wärme- topfen 68, 69 bzw. 70 angesammelt und von dort über Speichers dient. 30 die Leitungen 71 und 72 in den Scheidebehälter 73

Ein besonderer Vorteil des erfindungsgemäßen geführt. In dem Scheidebehälter tritt eine Dekantierung Verfahrens besteht darin, daß man auch den Ruß, ein. Das spezifisch leichtere Öl wird durch Leitung 74 der bei einer solchen thermischen Zerlegung von hoch- abgezogen und in den Sammelbehälter 75 gebracht, siedenden Kohlenwasserstoffen prinzipiell zum min- dem gleichzeitig durch Leitung 76 frisches Kohlendesten in einem gewissen Umfange unvermeidlich ist, 35 wasserstofföl, welches gespalten werden soll, zugeführt zur Wärmeerzeugung und damit zur Verbesserung wird. Aus dem Sammelbehälter 75 fördert eine der Wirtschaftlichkeit des Verfahrens heranziehen Pumpe 77 dieses Öl durch Leitung 11 zum Mischkann, kanal 4.

Die Abkühlung des den Reaktionsraum mit einer Das sich im Sammelbehälter 73 absetzende Wasser Temperatur von etwa 700 bis 750° C verlassenden 40 wird durch Leitung 78 abgezogen und in den Wasser-Reaktionsproduktes mittels direkter Berührung mit behälter 79 geführt, dem durch Leitung 80 laufend Wasser ist insofern vorteilhaft, als sie die Anwendung Frischwasser zufließt. Aus dem Sammelbehälter 79 von etwa 80 bis 9O⁰C warmen Wassers ermöglicht und gelangt das warme Wasser mit einer Temperatur von bei einer geeigenten Führung des Wasserumlaufes etwa 8O⁰C über die Leitung 61 auf die Vorlage 60 den Anfall von Schmutzwasser vermeidet, dessen 45 bzw. in das Sammelrohr 62.

Unterbringung immer ein kostspieliges Problem ist. Das am Fuß des elektrostatischen Gasreinigers 33

Man kann, wenn man die Kühlung in der erfindungs- anfallende Rückstandsgut gelangt zunächst in den

gemäßen Weise durchführt, erreichen, daß in der Zwischenbehälter 82 und von dort durch die Leitung 28

gesamten Anlage kein Schmutzwasser anfällt, welches in den Vorratsbehälter 29, dem gegebenenfalls durch

vernichtet werden muß, so daß man nur soviel Ersatz- 50 Leitung 83 weiteres Heizöl zugeführt wird. Aus dem

wasser in den Kühlmittelkreislauf eingeben muß, Vorratsbehälter 29 wird das Rückstandsgut, welches

wie durch das fertig abgekühlte Reaktionsprodukt ausreichend pumpfähig ist, durch Leitung 84 ab-

und gegebenenfalls durch den Produktionsanteil, gezogen und über die Pumpe 42 und die Leitung 43

der zwecks anderer Verwendung, beispielsweise der Verblasedüse 20 in der Kuppel 18 des Regene-

Wassergaserzeugung, vorher abgezweigt wird, aus 55 rators 19 zugeführt. Gleichzeitig wird durch Leitung 85

dem Verfahren insgesamt herausgeführt wird. Luft in diese Düse 20 geleitet. Die Verbrennung des

In der Zeichnung ist eine Vorrichtung zur Durch- Rückstandsgutes aus dem elektrostatischen Gasführung des erfindungsgemäßen Verfahrens in sehe- reiniger in der Kuppel des Regenerators findet natürmatischer Form dargestellt. lieh nur in den Perioden statt, in denen kein Wasser-

Das zu spaltende Kohlenwasserstofföl wird durch 60 dampf durch Leitung 17 entnommen wird, d. h. immer

die Leitung 11 dem gegebenenfalls wassergekühlten, dann, wenn das Ventil 25, welches den Zustrom des

venturirohrartig sich erweiternden Mischkanal 4 zu- Wasserdampfes zum Regenerator regelt, geschlossen

geführt, in den gleichzeitig durch Leitung 17 der im ist.

Regenerator 19 hoch vorerhitzte Wasserdampf ein- Das das Gebläse 39 verlassende Reaktionsprodukt

geleitet wird. Der hoch vorerhitzte Wasserdampf 65 kann zum Teil über das Ventil 86 durch Leitung 87

strömt mit hoher Geschwindigkeit aus dem Misch- in den Regenerator eingeführt werden, wenn dieses

kanal 4 unter feinster Zerstäubung des Kohlenwasser- sich nach Aufheizung auf hoher Temperatur befindet,

stofföls in den von Einbauten freien Reaktionsraum 1, Wegen der direkten Waschung des Reaktionsproduktes

mit Wasser in der Vorlage 60 enthält es unmittelbar soviel Wasserdampf, daß es an dem heißen Regeneratorbesatz zu Wassergas gespalten werden kann. In diesem Falle wird also der Mischkanal 4 nicht mit Wasserdampf, sondern mit heißem Wassergas beaufschlagt, so daß sich ein Produktionsgas ergibt, welches bezüglich seines Heizwertes Stadtgasqualität aufweist.

Claims (5)

Patentansprüche:

1. Verfahren zur Erzeugung von niedermolekularen, insbesondere äthylenreichen Kohlenwasserstoffen durch thermische Spaltung von hochsiedenden Kohlenwasserstoffgemischen einschließlich Rohölen in Gegenwart von regenerativ auf Temperaturen oberhalb HOO⁰C erhitztem Wassei dampf als Wärmeträger, wobei nach Patent 1 238 005 das vorgewärmte, jedoch noch flüssige Ausgangsgut unter erhöhtem Druck in den durch einen außen gekühlten, venturirohrartig sich erweiternden Mischkanal mit einer Geschwindigkeit von 100 m/sec und mehr strömendem Wasserdampfstrom eingespritzt wird, worauf das weitgehend homogene Stoffgemisch aus dem Mischkanal unmittelbar in einen in bekannter Weise gestalteten, von Einbauten freien Reaktionsraum geführt wird, dessen Strömungsquerschnitt sprunghaft um ein Vielfaches gegenüber dem Strömungsquerschnitt des Mischkanals erweitert ist, d adurch gekennzeichnet, daß das Reaktionsgemisch mit einer Temperatur von etwa 700° C aus dem Reaktionsraum abgezogen und in üblicher Weise durch direkte Berührung mit Wasser auf eine Temperatur von 200 bis 250⁰C abgekühlt wird, worauf in das so abgekühlte Reaktionsgemisch in an sich bekannter Weise vor der Einführung desselben in einen elektrostatischen Gasreiniger eine höher siedende Kohlenwasserstoffe enthaltende Flüssigkeit in einer solchen Menge eingespritzt wird, daß das aus dem elektrostatischen Gasreiniger ablaufende Rückstandsgut bei Temperaturen zwischen etwa 50 und 150⁰C pumpfähig und verdüsbar ist.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das aus dem elektrostatischen Gasreiniger ablaufende Rückstandsgut als Heizmittel für die regenerative Aufheizung des als Wärmeträger dienenden Wasserdampfes verwendet wird.

3. Verfahren nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß als Verdünnungsöl Teere, insbesondere Steinkohlenteere, ferner Teerfraktionen, z. B. Waschöl und/oder Anthracenöl oder auch die aus der Entbenzolierung von Kohlendestillationsgasen stammenden aufgebrauchten Benzolwaschöle verwendet werden.

4. Verfahren nach den Ansprüchen 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß bei Verwendung von Erdöl oder hochsiedenden Erdölfraktionen als Ausgangsgut die Zusatzmenge des Verdünnungsöles etwa 12 bis 15 %> bezogen auf das Ausgangsgut, beträgt.

5. Verfahren nach den Ansprüchen 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die direkte Kühlung des Reaktionsgemisches mit etwa 80 bis 9O⁰C warmen Wassers in der Weise erfolgt, daß das ablaufende Kühlwasser wieder auf die Kühlvorlage zurückgeführt wird und in diesen Kreislauf nur soviel frisches Kühlwasser eingespeist wird, wie durch das abgekühlte Reaktionsgemisch ausgetragen wird.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen