DE1671339A1 - Method and device for the simultaneous coking and calcination of petroleum hydrocarbons - Google Patents
Method and device for the simultaneous coking and calcination of petroleum hydrocarbonsInfo
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Classifications
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- C10L9/00—Treating solid fuels to improve their combustion
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Description
OIL COMPANY, 539 South Main Street, iindlay, Ohio,OIL COMPANY, 539 South Main Street, iindlay, ohio,
Verfahren und Vorrichtung zum gleichzeitigen Vericoicen und Kalzinieren von E..döl-KohlenwasserstoffenMethod and device for simultaneous Vericoicen and Calcining of petroleum hydrocarbons
Die Erfindung betrifft ein neuartiges Verfahren und Vorrichtung für das Vereinigte Vericoicen und Kalzinieren von Erdöl-Kohlenv.asserstoff en in einer einzigen Ausrüstung.The invention relates to a novel method and device for the United Vericoicening and Calcining of Petroleum-Hydrocarbons in a single set of equipment.
Jjas rri t Verzögerung arbeitende Verkokungsverfahren zum Herstellen von Koks und Kühlenwasserstoffen ist allgemein bekannt. Kurs umrissen bestellt das Verfahren darin, daß derartige Kohlenwasserstoffe auf ausreichende hohe Temperaturen erhitzt werden, um dieselben zu verkoken und es erfolgt ein sofortiges und schnelles Einlaufenlassen der heißen Kohlenwasserstoffe in eine Kammer, in der relativ ruhige Bedingungen vorliegen, die allgemein als "Verkokungstrommei" bekannt ist. Das Verkoken tritt in dieser Trommel ein, wobei die nicht verkokbaren, verflüchtigten Kohlenwasserstoffe allgemein aus dem oberen Ende der Trommel abgegeben und anderen Raffinationsverfahren zugefünrt werden. Nach Abschluß des Verkokens wird die Verkokungstrommei gewöhnlich entleert, indem große Abdeckungen für Einstieglöcher oder Türen am oberen und unteren Ende der Trommel entfernt werden, die in den meisten Fällen einen senkrechten Zylinder mit kegeligen oder abgerundeten Enden darstellt. Der vermittels dieses Verfahrens erhaltene Erdölkoks ist ein hartes •lichtes Material, das sich nur schwierig aus der Trommel ent-Jjas rri t delay coking processes for producing coke and cooling hydrogen are well known. In outline, the process is that such hydrocarbons are heated to sufficiently high temperatures to coke them and the hot hydrocarbons are immediately and rapidly admitted to a chamber in which there are relatively calm conditions commonly known as "coking flow" is. The V e rkoken occurs in this drum, wherein the non-coking, volatilized hydrocarbons generally discharged from the upper end of the drum and other refining processes are zugefünrt. After coking is complete, the coking drum is usually emptied by removing large manhole or door covers at the top and bottom of the drum, which in most cases is a vertical cylinder with tapered or rounded ends. The petroleum coke obtained by means of this process is a hard • light material that is difficult to remove from the drum.
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fernen Iäßt„ Wahrscheinlich stellt das allgemein angewandte Verfahren zum Enxfex*nen ues Kokses ein Arbeiten mit Hociaaruck-V/asserbohrern dar, die mit einem Druck von z,b„ etwa 56 bisffern I lets "Probably the generally used procedure for Enxfex * nen ues coke represents working with Hociaaruck-V / water drills, which with a pressure of z, b" about 56 to
140 kg/cm arbeiten, wodurch Koksstücke herausgeschni öterj werden und dieselben durch den unteren Auslaß uer 'i'rommel fallen kc3nnen<, Diese Verfahrensweise wird fortgesetzt bis die Trommel leer ist, die sodann wiederum mic heißen, verkokbaren Kohlenwasserstoffen gefüllt wird.140 kg / cm, which cuts out pieces of coke and they fall through the lower outlet outside the drum kc3nnen <, This procedure continues until the drum is empty, which in turn is hot, carbonizable hydrocarbons is filled.
Me Nachteile dieser Verfahrensweisen bescenen unter anderer, in der Schwierigkeit, die Hochdruck—Wasseroohrer in aetn relativ Deschränkten Haue aer Kokstronimel zu hanänaben, der für das Herausschneiden der ätücke aus relativ hartem dichtem Koks erforderlichen Z-^iespanne und dem Erfordernis den "grünen" oder nicht kalzinierten Koks zu handhaben und zu einer Kaizinierungsvorrichtung zu transportieren.Me disadvantages of these procedures are mentioned among others, in the difficulty of the high pressure water meter in aetn relative Unlocked pick of Kokstronimel for that Cut out the pieces of relatively hard, dense coke required target range and the requirement of the "green" or uncalcined coke and to a calciner to transport.
Vermittels des erfindungsgemäßen Verfahrens gelingt es nun, jede dieser Schwierigkeiten praktisch auszuräumen una weiterhin kommt das Erfordernis für eine getrennte Kaizinierungsvorrichtung in Fortfall, so daß sich eine Ersparnis in der Kapitalinvestierung ergibt. 2>as erfindungsgemäße Verfahren ermöglicht das in situ Kalzinieren von Koks, der nach dem verzögerten Verfahren hergestellt worden ist, und zwar in der gleichen Vorrichtung, in der das Verkoken eintritt. Zusätzlich zu der Ersparnis einer Kapitalinvestition und Eliminieren des Transportes des "grünen" Kokses gelingt es erfinaungsgemäß den kalzinierten Koks aus der Verkokungstrommel schnell zu entfernen, und zwar häufig, ohne daß es notwendig ist, eine größere mechanische Zerkleinerung des Kokses vorzunehmen. Erfindungsgemäß wird insbesondere die Tatsache herangezogen, daß in den ■aöiaien Fällen ein wesentliches Einschrumpfen von z.B. etwa „, 10 9886/0383 BAD^GINAL By means of the method according to the invention, it is now possible to practically eliminate each of these difficulties and, furthermore, the need for a separate heating device is no longer necessary, so that there is a saving in capital investment. 2> as inventive method allows the in situ calcination of coke, which is produced by the delayed method, in the same apparatus in which the V e enters rkoken. In addition to saving capital investment and eliminating the need to transport the "green" coke, the present invention succeeds in removing the calcined coke from the coking drum quickly, often without the need for major mechanical comminution of the coke. According to the invention, the fact is used in particular that in the other cases a substantial shrinkage of, for example, about 10 9886/0383 BAD ^ GINAL
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2Ü-/0 in dem Koks während des Kalzinierens eintritt. Dieses einschrumpfen zieht den kalzinierten Keks weg von den Wänden der K-okatromtnel und führt zu einem gewissen Zerbrechen desseluen* In diesen Fällen wird lediglich das Entfeignen der unteren Tür da;su führen, daß der größte ieil des Kokses aus der Kckstrorauel ausfließt. Jede Brückenbildung, die an der unteren Üeffnung eintritt, kann dadurch vermieden werden, daß eine größere üeffnung vorgesehen wird, oder der kalzinierte Koks durch Stangen oder in anderer '«eise in Bewegung gehalten wird. 2Ü- / 0 in which coke enters during calcination. This shrinking pulls the calcined biscuit away from the walls of the kokatromtnel and leads to some breakage of the latter. Any bridging that occurs at the lower opening can be avoided by making a larger opening or by keeping the calcined coke in motion by bars or other means.
Wesentlich für das erfindungsgeraäße Verfahren ist, daß der Koks kalziniert wird, während derselbe sich noch in der Kokstrommel findet, und zwar vermittels Entzünden des Kokses vorzugsweise an einer Stelle benachbart zu einer.· -inde der Kukstrommel und Einführen eines sauerstoffenthaltenden Gases, wie z.üe Luft durch die Koksmasse, so daß das Gas die Em;zündungssteile erreicnt, sowie eine relativ begrenzte Verbrennungszone ausgebildet wird, und sodann aui der Vorrichtung an einer Stelle an der anderen Seite der Verbrennungszone bezüglich der Entzündungsstelle austritt. It is essential for the process according to the invention that the coke is calcined while it is still in the coke drum, namely by igniting the coke, preferably at a point adjacent to a. & e air through the coke mass, so that the gas which Em; ignition steep erreicnt, as well as a relatively limited combustion zone is formed, and then the device aui at a location on the other side of the combustion zone with respect to the site of inflammation exits.
Erfindungsgemäß verfährt man somit dergestalt, daß das sauerstoff enthaltende Gas mit dem Koks an einer Stelle in Berührung gebracht wird, wo der Koks relativ kalt ist (eine Temperatur erheolich unter der Entzündungstemperatur), wobei derselbe noch nicht durch die Verbrennungszone hindurchgetreten ist. Das sauerstoffenthaltende Gas tritt sodann dach oben durch die relativ kalte Kokszone, bis dasselbe auf die Verbrennungszone trifft, wo die flüchtigen Anteile verbrannt werden. Die aus der Verbrennungszone stammenden Verbrennungsgase setzen sodann ihre j ewegung fort und treten an einer Stelle an der gegenüberlie-According to the invention, the procedure is such that the oxygen-containing gas is in contact with the coke at one point where the coke is relatively cold (a temperature considerably below the ignition temperature), the same has not yet passed through the combustion zone. The oxygen-containing gas then passes through the top relatively cold coke zone until the same on the combustion zone meets where the volatile components are burned. The combustion gases coming from the combustion zone then set theirs each way and step at a point on the opposite
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genden Seite der Verbrennungszone gegenüber- der Steile» wo der ■ Sauerstoff eingedrückt wird, aus»· Vorzugsweise wird die Menge des eingedrückten, sauerstoffenthalt en dee G-as.es so gesteuert,, daß an der VerbrenπungszöBe Verbrennungsigas'© entwickelt wurden, die nur geringe Sauer stoff menge enthalten* Hierdurch wirdi Jed;e weitere Oxidation des Kokses verhindert, der bereits kalziniert worde» ist. Die heißen e¥erbren«üngsgäse werden in deö mei&teü Fälleii dazu dienen, weitere flüchtige Anteile aus dfetn Koks zu entfernen, der bereits durch die Verbrennunggzone M.ndurelige'-treten ist*On the opposite side of the combustion zone opposite the point where the oxygen is injected, the amount of injected oxygen content in the gas is preferably controlled in such a way that combustion gas was developed at the combustion zone which only Contains a small amount of oxygen * This prevents further oxidation of the coke that has already been calcined. The hot e ¥ eren «üngsgäse will serve in deö mei & teü cases to remove further volatile components from the coke that has already passed through the combustion zone M.ndurelige'-passed *
Kurz umrissen wird erfindungsgeaäß ein Verfahre« zum Verkoken von j^döl^Köhlenwasäerstoffen und Kalzinieren des erhaltenen Kokses in situ in einer einzigen Ausrüstung geschaffen* das dadurch gekennzeichnet ist, daß verkokbare Bräölkohlenwasser« stoffs in einer mit Verzögerung arbeitenden Verkokungstrommel# die in der Lage ist» den bei der Kalzineriung auftretenden Temperaturen-^ζϊί widerstehen, verkokt und im Anschluß hieran der so erhaltene Koks in der Trommel gehalten und entzündet, sowie ein sauerstoffenthalcendes Gas in diesen Koks an einer Soelle entfernt vori der Stellef wo der Koks entzündet worden ist, ein~ geführt wird» so daß die flüchtigen Anteile in dem Koks in einer begrenzte« Verbrennungszone verbrannt werden, aus der Kökstäiömmel alle in der Veibrennungszone gebildeten Verbren*» nungsgase abgelaässn werden» dieses Ablassen an einer Stelle an der Seite gegenüberliegend au der Verbrenßungszone gegenüber der Stelle, wo das sauerstoffenthaltende Gas eingeführt wird» zur Ausführung kömmt, der Fluß des ßifierstoffenthältenden Gases so gesteuert wird, daß der mit der" Verbrenfluagszöne in Beruhstehende Koks iia einem vorherbestimmten zweckmäßigen Aus«A PROCEEDI "coking of j ^ döl ^ Köhlenwasäerstoffen and calcination is briefly outlined erfindungsgeaäß of the coke obtained * which is characterized created in situ in a single equipment that coking Bräölkohlenwasser" substance # which is in an operating with delayed coke drum in a position resist "arising at the Kalzineriung Temperaturen- ^ ζϊί, coked and thereto, the coke thus obtained is kept in the terminal in the drum and lighted, and a sauerstoffenthalcendes gas removed vori the point f in this coke to an Soelle where the coke has been ignited, is introduced so that the volatile fractions in the coke are burned in a limited combustion zone from which all combustion gases formed in the combustion zone are discharged from the combustion zone Place where the oxygen-containing gas is introduced »to the Au The flow of the gas containing the ßifierstoffhaltig is controlled so that the coke with the "burning flow zone in resting state" iia a predetermined expedient exit "
8ÄD ORIGINAL8AD ORIGINAL
maß unter geringstmöglichem Verbrennen des Kohlenstoffgehaltes desselben kalziniert wird.measured with the least possible burning of the carbon content of the same is calcined.
Der Srfindungsgemäße Gegenstand wird im folgenden unter Bezugnahme auf das beigefügte J?ließbild im einzelnen erläutert:The subject matter according to the invention is hereinafter referred to explained in detail on the attached J? lass picture:
iSs werden verkokbare Kohlenwasserstoffe, vorzugsweise Erdöl-Hückstände von der Kohöldestillation auf eine Verkokungstempe ratur in einem Bereich· von etwa 370 - 65O°O und insbesondere von 470 bis 515°0 in einen Verkokungsofen 1 erhitzte Die aus diesem Verkokungsofen austretenden heißen Kohlenwasserstoffe werden durch das offene Ventil 2 in eine Koktrommel eingeführt, bis dieselbe zu 3/4 gefüllt ist. Die verdampften Anteile der Kohlenwasserstoffbeschickung des Koksofens treten aus der Trommel an dem oberen Auslaß 10 aus und werden einer Destillation oder teilweisen Kondensation zugeführt, wo ein Auftrennen in einzelne Fraktionen erfolgt. Zu diesem Zeitpunkt ist das Ventil 7 offen und die Ventile 8 uid 11 sind geschlossen. .Nachdem die Kokstrommel zu etwa 3/4 voll ist, wird das Ventil 2 geschlossen und man hält die Verkokenden Kohlenwasserstoffe im ruhigen Zustand. Das Verkoken erfordert 6 bis etwa 30 Stunden, vorzugsweise etwa 12 bis etwa2' 0 Stunden, wobei innerhalb dieser Zeitspanne dieselben erheblich Abkühlen und sich verfestigen unter Ausbilden des sogenannten verzögerten Kokses.iSs are carbonizable hydrocarbons, preferably petroleum residues from the coal distillation to a coking temperature in a range from about 370-65O ° O and in particular Die heated from 470 to 515 ° 0 in a coking furnace 1 hot hydrocarbons emerging from this coking furnace are introduced through the open valve 2 into a coking drum, until it is 3/4 full. The vaporized portions of the hydrocarbon feed to the coke oven exit the Drum at the upper outlet 10 and are fed to a distillation or partial condensation, where a separation takes place in individual fractions. At this point in time the valve 7 is open and the valves 8 and 11 are closed. .After this the coke drum is about 3/4 full, the valve 2 is closed and the coking hydrocarbons are kept in the calm state. Coking requires 6 to about 30 hours, preferably about 12 to about 20 hours, with within During this period of time they cool down considerably and solidify with the formation of the so-called delayed coke.
Wenn die Ventile 7 und 2 geschlossen werden und die Ventile 8 und 11 offen sind, wird Luft vermittels eines Gebläses 9 in die Kokstrommel eingedrückt, wobei sich die Luft nach oben durch das Koksbett bewegt. Das Koksbett wird benachbart zu dem oberen ülnde unter Anwenden einer Zündvorrichtung entzündet, die eine bei der Eisenbahn angewandte Motfackel ader eine mit Gas oder elektrisch betriebene Zündvorrichtung sein kann. 109886/0383 "* 6 ~When the valves 7 and 2 are closed and the valves 8 and 11 are open, air is forced into the coke drum by means of a fan 9, the air moving upwards through the coke bed. The coke bed is ignited adjacent the upper end using an igniter which may be a railroad engine torch or a gas or electric igniter. 109886/0383 "* 6 ~
Das sich nach oben bewegende Gas tritt aus dem Koks an der Enxzündungsstelle aus und bildet sodann "eine relativ leichte Verbrennungszone, die sich über die Querschnittsfläche der Verkokungstrommel erstreckt. Vorzugsweise wird diese Verbrennungszone eine Tiefe von etwa 0,7 - 1»2 m und insbesondere von etwa 0,15 - 0,6 m gemessen längs der Hauptachse der Verkokungstrommel, aufweisen»The upward moving gas emerges from the coke at the Inflammation site and then forms "a relatively light one Combustion zone that extends across the cross-sectional area of the coking drum. Preferably this combustion zone is a depth of about 0.7-1.2 m and in particular about 0.15-0.6 m measured along the main axis of the coking drum, exhibit"
Das Ventil 11 wird nunmehr so Detätigt, daß die I?ließgeschwindigkeit der Luft in die Verkokungstrommel gesteuert wird, so daß praktisch der gesamte Sauerstoff in der Yerbrennungs-The valve 11 is now so Detected that the I? Lassen speed the air in the coking drum is controlled so that practically all of the oxygen in the combustion
w zone verbraucht wird und die fläche über der Yerbrennungszone wird praktisch keinen Sauerstoff enthalten» Diese Steue- ' rung ist sehr bevorzugt, um ein nicht notwendiges Verbrennen des Kohlenstoffs in dem Koks zu verhindern, nachdem derselbe durch Inberührungbringen mit der Verbrenöungszone kalziniert worden ist» Die Temperatur in der Verbrennungszone wird bei 5400C und in den meisten Fällen unter 155O°G gehalten. Wenn auch die Temperatur etwas in Abhängigkeit davon schwanken wird, ob eil vollständig oder teilweises Kalzinieren angestrebt w zone is consumed and the area above the combustion zone will contain virtually no oxygen. This control is very preferred in order to prevent unnecessary burning of the carbon in the coke after it has been calcined by contacting the combustion zone temperature in the combustion zone is maintained at 540 0 C and in most cases below 155o ° G. Even if the temperature will fluctuate somewhat depending on whether full or partial calcination is sought
fe wird und in Abhängigkeit von dem prozentualen Gehalt an flüchtigen Anteilen des Kokses vor dem Kalzinieren (grüner Koks), liegt doch der bevorzugte Temperaturbereich in der Verbrennungszone bei etwa 700 - 13000C. Sine zusätzliche Steuerung der Temperatur in der Verbrennungszone und des Sauerstofflusses in dem Verkoker kann dadurch erreicht werden» daß ein Teil der Abgase, die durch den oberen Auslaß der Verkokungszone und durch das Ventil 8 austreten, wieder zurückgeführt werden. Vermittels des Drosselventils 14 und des Oeffnungsventils 13 kann die Zurückführung dieser abgegebenen Gase gesteuert werden, um so eine Verringerung des m-, , 109886/0583 ~.7 "*fe will and depending on the percentage content of volatile fractions of the coke before calcining (green coke), but the preferred temperature range in the combustion zone at about 700-1300 0 C. Sine additional control of the temperature in the combustion zone and the oxygen flow in The coker can be achieved in that part of the exhaust gases which exit through the upper outlet of the coking zone and through the valve 8 are fed back again. By means of the throttle valve 14 and the opening valve 13, the return of these released gases can be controlled, so as to reduce the m-, 109886/0583 ~. 7 "*
"'-^^^m-. ■■■■■- ■■'"'■■ "'- ^^^ m-. ■■■■■ - ■■'"'■■
■' ■' - ßÄD ORIGINAL■ '■' - ßÄD ORIGINAL
Säuerstoffgehaltes der in die Verkokungs trommel durch den Ofenauslaß 12 eintretenden Gase zu erreichen»Oxygen content of the drum into the coking To reach furnace outlet 12 entering gases »
In den meisten Fällen wird es zweckmäßig sein, daß sich die Verbrennungs zone nach oben mit einer Geschwindigkeit von etwa 0,15 - 1,8 m/h und insbesondere mit einer Geschwindigkeit von etwa 0*9 m/h bewegt« Es lassen sich verschiedene abgewandelte ausfUhrungsformen anwenden,Und zwar einschließlich des Vorliegens von zwei Verbrennungszonen, Z6B. durch Entzünden der Koksmasse in der Kokstrommel sowohl an dee oberen als auch an den unteren Oberflächen und sodann Einführen von Sauerstoff etwa in der Mitte der Trommel*In most cases it will be expedient for the combustion zone to move upwards at a speed of about 0.15-1.8 m / h and in particular at a speed of about 0 * 9 m / h use modified embodiments, specifically including the presence of two combustion zones, Z 6, by igniting the coke mass in the coke drum dee both upper and on the lower surfaces, and then introducing oxygen approximately in the center of the drum *
Es können automatische Steuersysteme für das Messen der Temperatur im Inneren der Eckstrommel und entsprechende Steuerungen für den Sauerstoffgehalt und die Menged.es sauerstoffenthaltenden Gases angewandt werden»There can be automatic control systems for measuring the temperature inside the corner drum and corresponding controls for the oxygen content and the amount of oxygen it contains Gas can be applied »
Die Materialien» aus denen die Kokstromtnel aufgäaut ist* müssen ausreichende., Temperaturf es tigkeit besitzen, damit es möglich ist die angestrebten Temperaturen in der Verbrennungszone* zu erreichen* In den meisten Eällen wird man eine Kokstrommel aus herkömmlichem Stahl anwenden, die in spezieller Weise mit feuerfesten Materialien, ζ»B» gießfesten, feuerfesten Materialien oder feuerfesten Steinen mit ausreichender Dicke ausgekleidet ist·The materials »from which the Kokstromtnel is roughened * must have sufficient temperature stability so that it is possible to reach the desired temperatures in the combustion zone * * In most cases you will use a conventional steel coke drum, which is used in special way with refractory materials, ζ »B» cast-resistant, refractory materials or refractory bricks are lined with sufficient thickness
Die Vermittels des erfindungsgemäßen Verfahrens hergestellten Produkte sind natürlich für eine Vielzahl von Anwendungsgebieten einschließlich der Anwendung alsBrennstoffe und metallurgijgche Zusatzmittel geeignet.The means produced by the method according to the invention Products are of course for a variety of uses including use as fuels and metallurgijgche Suitable for additives.
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Nachdem die Verbrennizngszone -sick na&h. einten über die geahmte Iiänge der Eoiestrootttel,, wie io der· Zeichnung wiedergegeben, bewegt hat.», wird die Srommel in. dem meisten Fällen mit einer Masse Verkleinerten Kokses aus relativ großen Stticken gefüllt sein» Biese Koksmasse wird natürlich. aufgrund des; gens der verflilchtigbaren Anteile so eingesekrutiipft sieh dieselbe von deo Wänden dar Kokstrommel weggezogea hat und lose isto Da kalzinierter Koks auch relativ" teüehig ist* lassen sich die größeren Teile schnell und leicht dareh Ifer^ arbeiten mit einer Stange oder ähnlichen SührwerJEzeugen zerbrechen * iivobei man mit der Stange entweder Von dem oberen Zügangsloch 1Ö aus oder mit einem anderen BreehweÄzeug von dem unteren Zugangsloch 12 aus.arbeitet»After the combustion zone -sick na & h. If the drum has moved over the mimicked length of the Eoiestrootttel "as shown in the drawing," the drum will in most cases be filled with a mass of reduced coke made of relatively large pieces. This coke mass becomes natural. due to the; assets of verflilchtigbaren shares look so eingesekrutiipft same of deo walls represent has weggezogea coke drum and loose o Since calcined coke is also relatively "teüehig * the larger parts can be quickly and easily Dareh IFER ^ work break with a pole or similar SührwerJEzeugen * iivobei you with the rod either from the upper access hole 1Ö or with another BreehweÄzeug from the lower access hole 12.
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Date | Code | Title | Description |
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C3 | Grant after two publication steps (3rd publication) | ||
E77 | Valid patent as to the heymanns-index 1977 | ||
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