DE326323C - Verfahren zur Umwandlung von hoeher siedenden Kohlenwasserstoffen in niedrig siedende - Google Patents

Description

• Verfahren zur Umwandlung von höher siedenden Kohlenwasserstoffen in niedrig siedende.. Die Erfindung betrifft die -Gewinnung von flüssigen Brennstoffen, die insbesondel*e zur Verwendung für schnellaufende Wrbrennungskraftmaschinen geeignet sind: Durch Versuche wurde festgestellt, daß, wenn man Gase und Dämpfe, die von der Spaltung von Kohlenwasserstoffölen innerhalb weiter Temperaturgrenzen herrühren, schnell komprimiert, während sie sich noch im erhitzten und dampfförmigen Zustande befinden, chemische Umwandlungen eintreten, die in der Gewinnung. höherer Ausbeuten von ziemlich flüchtigen Kohlenwasserstoffen zum Ausdruck kommen, und daß diese chemische Umwandlung von einer Bindung von Wärme, die für die Reaktion charakteristisch ist, begleitet wird.
• Infolge der Flüchtigkeit bei niedrigen Temperaturen und des hohen Verhältnisses von Kohlenstoff zum Wasserstoff bilden diese Flüssigkeiten einen sehr wertvollen Brennstoff für schnellaufende Verbrennungskraftmaschinen.
• Die Erfindung -besteht also darin, Gase und Dämpfe,, welche von der Spaltung und Vergasung von Kohlenwasserstoffölen herrühren, einem erhöhten Druck unter adiabatischen Bedingungen auszusetzen, während die Gase und Dämpfe sich noch im erhitzten Zustande befinden, worauf man die so erhaltenen Produkte kondensiert.
• Es wurde gefunden, daß, wenn man das Gemisch von permanenten Gasen, Dämpfen und in ntbelförmiger Schwebe befindlichen Flüssigkeiten, welche zurückbleiben, nachdem die Spaltungsprodukte auf etwa 2oo° C abgekühlt sind, in einem gewöhnlichen einstufigen Kompressor komprimiert, anstatt der bei der Erhöhung des Druckes der gemischten Produkte erwarteten - Temperaturerhöhung in Wirklichkeit ein Temperaturabfall eintritt.- Dieser Temperaturabfall findet bei der Kompression der ziemlich flüchtigen Zersetzungsprodukte statt, gleichgültig, welches Öl man benutzt, und innerhalb weiter Grenzen der Spaltungstemperatur. Außerdem ist der Temperaturunterschied zwischen den Zersetzungsprodukten des in den Kompressor eintretenden Öls bei normalem Druck und den aus dem Kompressor bei erhöhtem Druck austretenden Produkten größer, je höher die Temperatur der in den Kompressor eintretenden Gase ist, und zwar innerhalb der Grenzen, in welchen man bisher zu arbeiten vermochte. Diese Erscheinung war so* unerwartet, daß Parallelversuche mit Dampf, sowohl überhitztem als auch gesättigtem Dampf und Gemischen von Dampf mit Luft, in vielen Verhältnissen ausgeführt wurden, die in den Kompressor bei etwa derselben Temperatur eintraten als wenn man mit gespaltenen Ölgasen und Dämpfen arbeitete, und in allen Fällen ergab sich eine Temperaturerhöhung beim Druck, wie es üblich und in solchen Fällen zu erwarten ist. Beispielsweise, wenn man Crown-Diamondöl in einem Konverter beispielsweise von überhitzten Röhren o. dgl. bei 66o° C spaltet, so zeigten die in den Kompressor eintretenden und den Kompressor verlassenden Gase folgendes Verhalten

  Beim Eintritt in den Beim Austritt aus dem

  Kompressor Kompressor

  Druck Temperatur Drück . Temperatur

  normal i31 bis i36 ° C 81g Atm. 92 bis 9g° C

  (i25 Pfund auf -

  den Quadratzoll)

  also einen Temperaturabfall von etwa 38'C. Mexikanisches Solaröl, das bei etwa denselben Temperaturen gespalten wurde, zeigte folgendes Verhalten

  Beim Eintritt in den Beim Austritt aus dem.

  Kompressor Kompressor

  Druck Temperatur Druck Temperatur

  gerade igobis 2oo°C 8 Atm. 11o bis i2o°C

  unterhalb (12o Pfund auf

  normal den Quadratzoll)

  also einen Temperaturabfall von 8o° C.
• Diese Zahlen zeigen den erhaltenen Temperaturabfall an und beweisen, daß der Temperaturabfall größer ist, wenn man mit höheren Eintrittstemperaturen arbeitet.
• Bei der Verwendung von Gemischen von Luft und Dampf, die bei atmosphärischem Druck eintreten und den Kompressor bei q. Atm. (6o Pfund auf den Quadratzoll) verlassen, stieg die Temperatur von etwa ioo° auf 15o°, also um etwa 50'C an, im Vergleich mit einer Verminderung von 5o°, wenn man Öldämpfe aus einer Spaltungsanlage an Stelle von Luft, gleichgültig, ob Dampf zugegen ist oder nicht, verwendet. Dieses Resultat ist nur dann verständlich, wenn man unterstellt, daß gewisse endothermische Reaktionen unter den verschiedenartigen Bestandteilen stattgefunden haben, die von der Spaltung und Vergasung des Öls herrühren. In Anbetracht der Tatsache, daß- die Bildungswärme der Kohlenwasserstoffe geringer ist und nach der negativen -Seite neigt, je mehr ungesättigt die Verbindung und je höher das Verhältnis von Kohlenstoff zum Wasserstoff ist, konnte man erwarten, daß ein beträchtlicher Unterschied zwischen den physikalischen und chemischen Eigenschaften der in den Kompressor eintretenden und aus demselben austretenden Produkte sein würde. Beim Arbeiten mit Solaröl fand man, daß beim Abkühlen und Kondensieren der den Konverter verlassenden Gase und Dämpfe nach vorangegangenem Abkühlen vor Eintritt in den Kompressor eine Flüssigkeit mit den nachstehenden Eizenschaften erhalten wurde

  Spezifisches Gewicht ungefähr o,767,

  Anfangssiedepunkt 35'C.

  Unterhalb 50°C ging o,5Prozentüber,

  - 6o° C - 2 - - ,

  - Ioo ' C -- 20 - = ,

  Wenn man das gleiche Öl unter absolut denselben Bedingungen verwendet, aber die Abkühlung und Kondensation der Produkte erst nach dem Durchleiten durch den Kompressor, also hinter dem Kompressor; vornimmt, so ergab sich eine Flüssigkeit mit folgenden Eigenschaften

  Spezifisches Gewicht ungefähr 0,752,

  Anfangssiedepunkt 22° C.

  Unterhalb 50°-C ging 4 Prozent über,

  - 6o0C - 7

  - 100°C - 24 _ - ,

  Nimmt man die Ausbeute an Kohlenwasserstoffen zur Verwendung in schnellaufenden Verbrennungsmaschinen durch Kondensation vor dem Kompressor als Einheit, so erhöhte sich die Ausbeute durch Kondensation hinter dem Kompressor um etwa 33 Prozent. Unter Berücksichtigung des Umstandes, daß der Temperaturabfall im. Kompressor von endothermischen Reaktionen herrührte, konnte man erwarten, daß die größeren Mengen der flüchtigeren Produkte, welche man bei der Kondensation nach der Kompression gefunden hatte, ein höheres. Verhältnis des Kohlenstoffs zum Wasserstoff haben würden als die Kondensationsprodukte vor der Kompression. Nach dieser Richturig angestellte Versuche ergaben, daß dies der Fall ist. -Als ein weiterer Beweis dafür, daß endothermische Reaktionen stattfinden, wurde gefunden, daß die Bromabsorptionszahl der flüchtigen Kondensate nach der Kompression höher ist als die des Kondensats vor der Kompression. Das Kondensat vor dem Kompressor wurde fraktioniert und -der unter -Zoo' C übergehende Teil hatte eine Bromzahl von 132,4, wogegen bei Behandlung der Kondensate hinter dem Kompressor der größere-Teil des unter ioo° C destillierenden Produktes eine Bromzahl von 150,3 hatte, wodurch der mehr ungesättigte' Charakter der im Kompressor gewonnenen Produkte nachgewiesen ist.-Bestimmungen der Schwefelsäurezahl und der jodabsorptionszahl bestätigten gleichfalls den ungesättigteren Charakter der Dämpfe hinter dem Kompressor.
• Nachstehend werden zwei Ausführungsbeispiele der Erfindung beigegeben: -i. Versuch. -- Die Temperatur des Konverters betrug 695 ° C und der Druck in demselben 4,6 Atm. Die Temperatur des letzten Separators vor dem Einlaß der Gase und Dämpfe in den Konverter war 13o° C. Am Einlaß des Kompressors war ein Unterdruck von- ii Zoll Quecksilber und am Auslaß ein Überdruck von 6,6 Atm. Die Temperaturen .am Einlaß und Auslaß des. Kompressors während des Versuches waren wie folgt

  Einlaß Auslaß

  980 C 740 C

  950C 750C

  92°C 76°C

  go°C- 77°C

  92, C 760 C.

  Das vejwendete (51 war Crown-Diamondöl: Am Einlaß des Kompressors war eine -Verb:ndung mit einer Kupferkondensationsschlange heigestellt, die in einem Mantel und einem Wasserbad angeordnet war, das auf die Temperatur beim Einlaß in den Kompressor, nämlich auf 93'C gehalten wurde, und die ganze bei die er Temperaturkondensierte Flüssigkeit wurde gesammelt. Dieselbe Anordnung wurde direkt hinter dem Kompress or getroffen und das Wasserbad auf der Temperatur des Ausla5ses, nämlich auf 75°C, gehalten, Das bei dieser Temperatur nicht kondensierte'Gas und den Dampf ließ man entweichen. Eine Fraktionierung der beiden Proben ergab folgende Zahlen

  Vor dem Kompressor - Hinter dem Kompressor

  Destillat bis 5o0 C % Prozent, % Prozent

  _ - .60°C z - r -

  - q ioo° C 6 - 13 -

  _ - _150°C_ 32 - 50 -

  _ _ 18o0 C 65 75 -

  _ - 2000 C 83 - 85 -

  - - 220, C 93 - 93 -

  _ _ 2500C 98 _ 96 _

  . Spezifisches Gewicht o,7go, Spezifisches Gewicht 0,78o,

  Siedepunkt 37' C, Siedepunkt 35 ° C,

  Totalbromzahl 56. Totalbromzahl 63.

  Es ist interessant zu beachten, daß, pbwohl alle sehr ,leichten Fraktionen. der Flüssigkeit wegen Verwendung eine. hohen Kondensatioastemperatur entwichen, trotzdem eine Differenz von über 50 Prozent in der Menge der Fraktion vorhanden ist, welche hinter dem Kompressor bis ioo° C erhalten wurde: ii. Versuch.
• Die Konvertertemperatur betrug 685 ° C, der Konverterdruck 5,3 Atm. und die Temperatur des letzten Separators 130' C; der Unterdruck am Einlaß des Kompressors war 8 Zoll Quecksilber und der Überdruck am Auslaß betrug 7,3 Atm. Am Einlaß des Kompressors wurde eine Kupferkondensationsschlange verwendet, und man gebrauchte kaltes .Wasser, um den in die Schlange eintretenden Dampf zu kondensieren und alle Flüssigkeit abzukühlen, welche vor dem Kompressoreinlaß erschien. Der übrigbleibende Dampf wurde in den Kompressor geleitet, gesammelt und in der gewöhnliehen Kühlschlange und dem Auffangbehälter gekühlt. Die Temperatur am Einlaß und Auslaß des Kompressors während des Versuchs war wie folgt:

  Temperatur am Einlaß. .des Kompressoi#s 8o0 C, am Auslaß 79' C,

  820 C, 820 C,

  840 C 80' C,

  840 C, _ _ 830 C

  86- C, _ _ 85 c C,

  870 C, _ _ 820 C,

  go° C, _ _ 870

  go ° C, _ _ 87'£,

  gi ° C, _ _ 870 C.

  Das Öl bei diesem Versuche war Crown-Diamondöl. Eine Fraktionierung der beiden Proben erzab folgendes Resultat

  Probe am Probe am

  Einlaß Auslaß

  des Kompressors

  Fraktion bis zu 50° C 1/2 Prozent 5 Prozent

  600 C 2 - 9 -

  ioo ° C 18 - 30 -

  Probe am Probe am

  Eimaß Auslaß

  des Kompressors

  Fraktion bis zu 150' C 54 Prozent 57 Prozent

  18o° C 78 - 72

  20o ° C 88 - - 81 -

  220'C 93 - 88 -

  - - 24o0 C . 96 - 92 -

  Spezifisches Gewicht: 0,782 0,740.

  Die Fraktion bis zu roo ° C von beiden Proben wurde nochmals destilliert und die ; Bromzahl stellte sich wie folgt:

  Probe .am' Einläß Probe am Auslaß

  des 7Kömpressors bis zu ioo° C

  Totalbromzahl r23 145-

  Es zeigte sich also, daß die -,Flüssigkeit hinter dem Kompressor in beiden Versuchen viel ungesättigter ist als die Flüssigkeit vor dem Kompressor.

Claims (1)

1. PATENTANSPRUCH: Verfahren zur Umwandlung von höher siedenden Kohlenwasserstoffen in niedrig siedende, dadurch gekennzeichnet, daß man die -Gase und Dämpfe, welche aus der Spaltung und Vergasung von Kohlenwasserstoffölen herrühren, einem erhöhten Druck unter im wesentlichen adiabätischen Bedingungen aussetzt, und zwar während die Gase und Dämpfe sich noch im erhitzten Zustande befinden, worauf man die so erhaltenen Produkte kondensiert.