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Verfahren zum Destillieren bituminöser Stoffe. Gegenstand der Erfindung
ist ein Verfahren zur Verarbeitung halbflüssiger bituminöser Stoffe, insbesondere
der bei der Verarbeitung des Erdöles anfallenden schweren asphaltartigen Rückstände.
Derartige Stoffe galten bisher in den Raffinerien, wenn sie nicht an. Ort und Stelle
verwertet werden konnten,' als lästiges Abfallprodukt, da die Versendung weder in
Rohrleitungen und Kesselwagen noch als loses Stückgut möglich ist. Eine wirtschaftliche
Verarbeitung derartiger Stoffe in den sonst für diese Zwecke üblichen Retorten ist
infolge der dickflüssigen Beschaffenheit ausgeschlossen.
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Die Erfindung ermöglicht die Verarbeitung derartiger Rohstoffe in
hochwertige Handelserzeugnisse in durchaus wirtschaftlicher Weise. Das neue Verfahren
besteht darin, daß man die halbflüssigen Rohstoffe mit feinkörnigem, trockenem Material
mischt und die Mischung in einem Drehofen in der bei der Vergasung von Kohlen und
anderem stückigen Gut üblichen Art der trockenen Destillation unterwirft. Die Mischung
des Arbeitsgutes mit dem losen Material, als welches hauptsächlich Olsand sowie
auch Kohlenstaub, Sägespäne u. dgl. in Frage kommen, hat in Verbindung mit der rollenden
Bewegung, die die Masse im Drehofen erfährt, die Wirkung, daß sich das Gut zu kleinen
Kugeln oder Klumpen zusammenballt, ohne an den Wandungen des Ofens zu haften. Dadurch
wird einmal das Wandern der Masse durch den Ofen sowie ferner die Durchdringung
des Arbeitsgutes seitens der Heizgase und gleichzeitig das Entweichen der durch
die Destillation erzeugten Gase außerordentlich erleichtert, und ferner werden die
Ofenwandungen von jedem für die Durchführung des Verfahrens hinderlichen Ansatz
freigehalten. Im Zusammenhang damit steht die Vermeidung von örtlichen Überhitzungen,
die Schonung des Ofens und eine erhöhte Ausbeute an wertvollen Ölen sowie eine erhebliche
Beschleunigung. des ganzen Destillationsvorganges. Es werden also alle Vorteile
des
Drehofenbetriebes, die bisher nur bei Verwendung von stückigem
Arbeitsgut ausgenutzt werden konnten, für die Behandlung der schwer zu verarbeitenden
Rohstoffe der gekennzeichneten Art nutzbar gemacht.
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Es ist bereits vorgeschlagen worden, Pech in Form kleiner Stücke in
feststehenden Retorten unter Zusatz trockener, kohliger Substanzen zu destillieren.
Auch ist es bereits bekannt, Pech dadurch zu verkoken, daß man es der in gewöhnlichen
Koksöfen zu vergasenden Kohle in kleinen Mengen zugibt. Durch derartige Zusätze
soll das Aufschäumen des verflüssigten Pechs infolge der etwa in ihm vorhandenen
Feuchtigkeit vermieden werden. Demgegenüber handelt es sich bei der vorliegenden
Erfindung einmal um ein Rohmaterial, das bei gewöhnlichen Temperaturen unter Umständen
überhaupt nicht in stückige Form gebracht werden kann, ferner ist das Verhältnis
der Zusätze zu dem Arbeitsgut und insbesondere auch die mit den Zusätzen beabsichtigte
Wirkung eine ganz andere. Durch die Zusätze, die in verhältnismäßig geringen Mengen
beigegeben werden, wird nämlich die Umwandlung aus einer zusammenhängenden, stark
backenden Masse in ein an den Ofenwandungen nicht haftendes, stückiges Arbeitsgut
ermöglicht, das sich wie andere Schüttgüter durch den Drehofen bewegt. Wesentlich
für diese Wirkung ist außerdem die Verwendung eines Drehofens für die Durchführung
der Destillation. Als weiterer Vorteil des neuen Verfahrens, abgesehen von den oben
bereits geltend gemachten, kommt noch in Betracht, daß eines der Enderzeugnisse,
nämlich der nach Abdestillierung der flüchtigen Bestandteile zurückbleibende Koks,
ebenfalls in stückiger Form gewonnen wird, was sowohl für die unmittelbare Verwendung
als Brennstoff wie auch für die Weiterbeförderung von Bedeutung ist.
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In der Zeichnung ist in schematischer Weise ohne Rücksichtnahme auf
die tatsächlichen Abmessungen und Größenverhältnisse der einzelnen Teile eine für
die Ausführung des neuen Verfahrens geeignete Einrichtung beispielsweise veranschaulicht,
und zwar bezeichnet r einen Drehofen, z einen Kondensator, 3 einen Gasabscheider,
q. einen Schrubber oder Reiniger, 5 ein Gebläse für kaltes Gas, 6 ein Zuführungsrohr
für heißes Gas, 7 einen Sammelbehälter, 8 eine Brech-und Mischeinrichtung und 9
eine Speisevorrichtung.
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Alle diese Teile der Gesamteinrichtung sind an sich bekannt, und es
können verschiedenartige Ausführungen für die Zwecke der Erfindung Verwendung finden,
ohne daß dadurch das Wesen der Erfindung berührt würde. Die dargestellten einzelnen
Apparate sind lediglich gewählt, um die betreffende Apparatklasse zu kennzeichnen.
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Der Drehofen z ist von ähnlicher Ausführung, wie sie bei der Herstellung
von Portlandzement üblich sind mit dem Unterschied, daß er mit etwas besseren Verschlußmitteln
an den beiden Enden ausgestattet ist, um die Gase innerhalb des Ofens zurückzuhalten.
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Das zu verarbeitende bituminöse Material wird zunächst der Mischvorrichtung
8 zugeführt, wo es mit festen Stoffen zur Bildung eines klumpenden Gemisches vermengt
wird, das von der Mischvorrichtung aus mit Hilfe einer Beschickungsvorrichtung 9
in das obere Ende des Drehofens r befördert wird. Das Gemisch muß solche Konsistenz
besitzen, daß es während des Durchganges durch den Drehofen r, in dem es der Einwirkung
heißer Gase unterworfen wird, sich in keinem Augenblick festsetzt oder an den Wandungen
des Ofens hängen bleibt, sondern Klumpen oder Kugeln von solcher Größe bildet, daß
die Hitze schnell eindringen kann, während die klumpige oder in kleine Kugeln unterteilte
Masse infolge der vereinigten Wirkung der Drehung sowie der Neigung des Ofens allmählich
dem unteren Ende des letzteren zuwandert. Um dem Arbeitsgut diese Eigenschaften
zu verleihen, wird es mit losen, festen Stoffen, wie Sand, Sägespänen, gepulvertem
Koks, gepulverter Kohle, Ölsand o. dgl. gemischt, wodurch ein zusammenhängendes,
aber nicht klebendes teigiges Gemenge entsteht. Das Mengenverhältnis der verschiedenen
Bestandteile der Mischung ist natürlich von der Art des zu behandelnden bituminösen
Materials abhängig.
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Während des Durchganges des bituminösen Gemisches durch den Drehofen,
der durch die üblichen (in der Zeichnung nicht dargestellten) Mittel in Umdrehung
versetzt wird, unterliegt es in bekannter Weise der Einwirkung heißer Gase, die
dazu dienen, die Stücke, Klumpen oder Kugeln des bituminösen Gemisches durch und
durch zu erhitzen und alle flüchtigen Bestandteile aus der Masse auszutreiben. Da
das Gemisch langsam im Gegenstrom zu den heißen Gasen wandert und die geringe Größe
der Klumpen der Masse ein sehr schnelles Eindringen der Hitze ermöglicht, erfolgt
das Austreiben der flüchtigen Bestandteile bei verhältnismäßig niedrigen Temperaturen,
zumal das große Volumen der Heizgase eine Verdampfung der öligen Bestandteile bei
Temperaturen veranlaßt, die unter ihren normalen Siedepunkten liegen. Überdies werden
diese flüchtigen Bestandteile unmittelbar nach kälteren Zonen des Drehofens übergeführt,
wodurch die Gefahr, daß sich die Öldämpfe infolge der übergroßen Temperaturen zersetzen,
erheblich verringert wird.
Der nicht flüchtige feste Rückstand des
bituminösen Gemisches, der nach dem Abtreiben seiner flüchtigen Bestandteile zurückbleibt,
wird am unteren Ende des Drehofens in den Behälter 7 ausgetragen. Je nach der Art
des die Beschickung bildenden bituminösen Materials sowie der Mischung kann dieser
Rückstand ein wertvolles Handelsprodukt, wie Koks, bilden oder aber eine weniger
wertvolle Mischung von Koks und mineralischen Stoffen oder schließlich auch eine
wertlose rein mineralische Masse. Dieser feste Rückstand wird aus dem Behälter 7
entfernt und in geeigneter Weise weiter behandelt. Bei der Verarbeitung von flüssigem
bituminösen Material, das die Beimischung fester Stoffe erfordert, um die für das
Verfahren erforderliche Konsistenz zu ergeben, kann ein Teil des festen Rückstandes
wieder der Mischvorrichtung zugeführt werden.
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Die durch die Wirkung der heißen Gase aus der bituminösen Mischung
ausgetriebenen flüchtigen Produkte werden zusammen mit diesen Gasen aus dem oberen
Ende des Drehofens durch das Rohr io in den Kondensator oder Kühler 2 übergeführt.
In diesem Kühler wird das Gemisch aus Gasen und Dämpfen auf eine niedrige Temperatur
gebracht, so daß der größte Teil der Dämpfe kondensiert und niedergeschlagen wird.
Das Kondensat, das in der Hauptsache aus Öldestillaten besteht, aber auch andere
Flüssigkeiten, wie Ammoniakwasser und sonstige wässerige Lösungen enthalten kann,
wird von den zurückbleibenden nicht kondensierten Gasen mittels des Gasabscheiders
3 getrennt und durch das Rohr 12 einem geeigneten Behälter zugeführt. Die zurückbleibenden
Gase, die noch Dämpfe wertvoller Stoffe enthalten können, werden dann durch das
Rohr 13 in den Reiniger 4,geleitet, in dem sie weiter von derartigen Stoffen befreit
werden. Die permanenten Gase verlassen den Reinigungsapparat durch das Rohr 15 und
können durch das Auslaßrohr 16 abgeleitet werden, um für irgendwelche Zwecke benutzt
zu werden. Ein Teil dieser Gase kann durch das Rohr 17 zu dem Kaltgasgebläse 5 geführt
werden, das das Gas in das untere Ende des Drehofens i treibt.
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Zur Erzielung einer möglichst hohen Ausbeute an wertvollen Erzeugnissen
aus dem zur Verarbeitung gelangenden bituminösen Material ist es von größter Wichtigkeit,
eine Einrichtung zu treffen, die eine genaue Bemessung der Temperatur der in das
untere Ende des Drehofens eintretenden heißen Gase ermöglicht.
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Die für den im Drehofen sich abspielenden Destillationsvorgang erforderliche
Wärme wird durch die heißen Verbrennungsgase geliefert, die durch Verbrennen eines
beliebigen Brennstoffes erzeugt werden. Diese Gase treten durch das Heißgaseinlaßrohr
6 in den Apparat ein. Um ein Oxydieren der aus dem bituminösen Material im Drehofen
i entwickelten flüchtigen Erzeugnisse zu vermeiden, ist es nötig, jeden Überschuß
an Luft über die für die Verbrennung des betreffenden Brennstoffes theoretisch erforderliche
Menge zu vermeiden. In der Regel besitzen die auf diese Weise erzeugten Verbrennungsgase
eine Temperatur, die erheblich höher ist als die an der Eintrittsstelle der Gase
in den Ofen zulässige Höchsttemperatur, so daß es nötig ist, die Temperatur der
Gase auf diese Höchsttemperatur zu verringern. Dies kann natürlich in der Weise
geschehen, daß man die überschüssige Wärme der betreffenden Gase für andere Zwecke
ausnutzt, bevor man sie in den Ofen einführt. Eine solche Maßnahme setzt aber voraus,
daß der Drehofen mit anderen Einrichtungen verbunden wird, was in vielen Fällen
nicht angängig ist. Deshalb erfolgt die Erniedrigung der Temperatur der heißen Verbrennungsgase
zweckmäßig in der Weise, daß man in die Gase vor ihrem Eintritt in den Ofen Dampf
oder Wasser in fein verteilter Form einführt. Zu diesem Zweck ist eine Vorrichtung
18 mit dem Heißgaseinlaßrohr 6 verbunden, die eine Zerstäuberdüse für den Dampf
oder das Wasser enthält. Man kann die Abkühlung aber auch durch Mischen mit kalten
Gasen erzielen, die mittels des Gebläses 5 durch das Rohr 17 aus der Ablaßleitung
des Reinigers 4 abgesogen werden.
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Bei Verwendung einer dieser drei Abkühlungsverfahren für sich oder
in Verbindung miteinander kann die Temperatur des in den Ofen eintretenden Gases
genau eingestellt und somit die größtmögliche Ausbeute an wertvollen Erzeugnissen
erzielt werden.