DE373299C - Verfahren und Einrichtung zur Destillation von Erdoel u. dgl. - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft die fraktionierte Destillation von rohem Erdöl und ähnlichen Flüssigkeiten und bezweckt, die gleichmäßige Übertragung der Wärme auf die durch den Destillierkessel fließende Flüssigkeitsmasse zu beschleunigen, das Abziehen der Dämpfe unmittelbar nach ihrer Erzeugung zu fördern und eine gute Fraktionierung sowie Wirtschaftlichkeit in der Erzeugung der verschiedenen Destillationsprodukte zu erzielen.

Zu diesem Zwecke wird gemäß der Erfindung der Flüssigkeitsstrom, der dn bekannter Weise an dem von außen geheizten Mantel des stehenden Destillierkessels entlang schraubenförmdg abwärts fließt, derart unterbrochen, daß er eine Reihe treppenförmig hintereinanderliegen'der Teiche bildet; die Flüssigkeit wird in diesen Teichen in Umlauf gehalten, und die Dämpfe treten an der Oberfläche der Teiche in einen Raum aus, in dem sie mit dem Kesselmantel nicht in Berührung kommen.
In den Zeichnungen sind zwei Ausführungsbeispiele des Erfindiungsgegenstandes dargestellt, und zwar zeigen AW>. 1 einen zur Destillation von rohem oder teilweise gereinigtem Erdöl geeigneten Destillierkessel gemäß der Erfindung im Längsschnitt, Abb. 2 denselben im Querschnitt in etwas größerem Maßstab, Abb. 3 zwei übereinanderliegende Abteilungen des Kanals, durch den die Flüssigkeit geleitet wird, im senkrechten Schnitt und noch größerem Maßstab, Abb. 3a, 3b, 3c und 3d Einzelteile von Abb. 3 in verschiedener Ausführung, abermals vergrößert, Abb. 4 eine Reihe von Abteilungen genannten Kanals in schematiscfaer Abwicklung, Abb. 5 zwei übereinanderliegende und miteinander verbundene Ventile zum Ablassen der Flüssigkeit ans den Abteilungen des Kanals und den mittleren Räumen der Verbindungsstücke, Abb. 6, 7 und 8 zwei übereinanderliegende Verbindungsstücke im Längsschnitt, Grundriß und Querschnitt ebenfalls in größerem Maßstab, Abb, 8a, 8b,

8c, 8d, 8e und 8f ein Verbindungsstück in verschiedenen Ansichten im gleichen Maßstab, Abb. 9 und 9a einen anderen Destillierkessel gemäß der Erfindung mit einem Schwimmer zur selbsttätigen Bewegung des Auslaßventils für die Destillationsrückstände, in zwei zueinander rechtwinkligen Längsschnitten, Abb. 9b und 9c denselben in einem weiteren teilweisen Längsschnitt und im Grundriß, Abb. 10 den unteren Teil dieses Kessels im Längsschnitt und in größerem Maßstab, Abb. ioa den Querschnitt nach Linie x-y von Abb. 10, Abb. 11 und 12 einen Ofen mit einem eingebauten Destillierkessel nach Abb. 1 und 2 ohne innere Einrichtung im Längs- und Querschnitt.

Der Destillierkessel nach Abb. 1 und 2 hat einen zylindrischen Mantel a, einen Deckel α² und einen Boden α³¹ und wird aufrecht stehend in einen gemauerten Ofen nach Abb. 11 und j 12 eingebaut. Das zu destillierende öl durchfließt den Kessel von oben nach unten auf einem imwesentlichen schraubengangförmigen Weg durch verschiedene Querzonen, und zwar in einem Kanal, in dem in gewissen Abständen Wehre zur Bildung getrennter iYbteilungen oder Staubecken c angeordnet sind, und ■ der sich in dem Ringraum zwischen dem Kes- ; selmantel ο und dem gleichachsig darin angeordneten Dampfauslaßrohr d befindet (siehe < Abb. ι und 2). Jedes dieser Staubecken c liegt etwas tiefer als das unmittelbar vorher- ^! gehende, so daß die Flüssigkeit je aus einem ' Becken über das Wehr in das nächstfolgende Becken überläuft.

Der Kesselmantel α wird in verschiedenen Zonen geheizt, und zwar nimmt die Temperatur der Heizgase von oben, wo das Rohöl durch den Stutzen a? eintritt, nach unten, wo j der flüssige Rückstand durch das Rohr I aus- j fließt, allmählich zu. Das Dampfauslaßrohr d ist durch quer eingesetzte Scheidewände e in Abteilungen d¹, d², d^s, d* und d^s geteilt und ' in verschiedenen Höhen mit Löchern e¹ versehen, durch welche die Dämpfe aus dem sdhraubengangförmigen Raum über dem Flüssigkeitsspiegel in den Abteilungen c des Ka- i nals in die betreffenden Abteilungen d¹, eP, d^s ; und d^l des Auslaßrohres strömen, von wo sie , durch getrennte Röhren f¹, f², f^s und /⁴ aus dem Kessel abziehen. Weitere Löcher e¹ ' lassen Dampf aus der Abteilung d^s in den schraubengangförmigen Raum strömen. Durch Ablauf röhrchen e* (Abb. 9), deren i untere Enden in die Flüssigkeit in einem der Becken c eintauchen, kann j egliches Kondensat aus den Abteilungen des Dampfauslaß- _; rohres d in den schraubengangförmigen Flüssigkeitskanal zurückfließen.
Die Abteilungen oder Becken c des letzteren haben die in den Albb. 1, 3 und 6 deutlicher .

dargestellte Ouerschnittsform. Diese ist derart, daß die Flüssigkeitstiefe in jeder Abteilung in der Nähe des Kesselmantels α verhältnismäßig groß ist, und daß die zu destillierende Flüssigkeit auf der ganzen Länge des schraubengangförmigen Kanals mit dem Kesselmantel in Berührung steht.

Der Boden c¹ der Becken.c¹ hat die in Abb. 3 dargestellte Ouerschnittsform. Er steigt von einer Stelle in der Nähe des Kesselmantels bis zu einer gewissen Höhe steil an und erstreckt sich dann mit schwacher Neigung aufwärts gegen das Dampf auslaßrohr d. Der in Abb. 3 durch die Linie Z bezeichnete niederste Flüssigkeitsspiegel in einem Becken liegt höher als der unterste Teil c° des Bodens des unmittelbar darüberliegenden Beckens. Diese Gestaltung und Anordnung gestattet einerseits die Ausnutzung der ganzen geheizten Fläche des Kesselmantels α als Teil des Kanals, in dem die Flüssigkeit durch den Kessel fließt, sowie die Aufrechterhaltung einer Flüssigkeitssäule an der ganzen Innenfläche des Kesselmantels und anderseits die Bildung eines im wesentlichen schraubengangförmigen Raumes 2 (Abb. 3¹) über dem Flüssigkeitsspiegel in den Abteilungen c des genannten Kanals, in welchen Raum die Dämpfe emporsteigen und aus dem sie in gewissen Abständen durch die Löcher e¹ in die betreffenden Abteilungen d¹, d², d^s und d* des Auslaßrohres d ausströmen.

Um die Böden c¹ der Kanalabteilungen zu tragen und sie im Ringraum zwischen dem Kesselmantel α und dem Dampfauslaßrohr d ununterbrochen aufeinanderfolgend und in bestimmter Lage zueinander, je einen etwas tiefer als den vorhergehenden, festzuhalten, sind radiale, sektorförmige Verbindungsstücke h in mehreren, z. B. sechs senkrechten, in gleichen Winkelabständen liegenden Reihen angeordnet (s. Abb. 2). Diese Verbindungsstücke bilden Teile des schraubengangförmigen Kanals und der diesen bildenden Becken c (s. Abb. 3, 4, 6, 7, 8 und 8a bis 8f). Sie haben einen Boden Ii¹, dessen radiale Ouerschnittsform im allgemeinen derj enigen des Bodens c¹ der Becken c entspricht (s. Abb. 6 und 8), und mit diesem Boden aus einem Stück bestehende Seitemvände /r und /i⁸, die radial zur Achse des Mantels a und des Rohres d stehen.

Der Boden h¹ und die Wand h" werden teils von einem Verbindungsstück und teils von dem in der gleichen senkrechten Reihe unmittelbar darunter- oder darüberliegenden Stückgebildet, so daß, wenn sechs Verbindungsstücke im Kreise angeordnet sind wie in Abb. 2 und somit das siebente unmittelbar und genau unter dem ersten liegt, wie in Abb. 4 schematisdh dargestellt ist, das erste

und das siebente Stück sich ergänzen, ebenso auch das zweite und das achte usw., indem sie zwischen den Böden A¹ und den Wänden A² und A³ einen Hohlraum einschließen.
Die Seitenwand A³ jedes Verbindungsstückes A¹ ist von einer in der Nähe des Auslaßrohres d liegenden Stelle aus auf einem größeren Teil ihrer Länge abgesetzt, um ein Wehr 3 (Abb. 2, 3, 4, 7, 8a, 8c und 8d) zu bilden, über das die Flüssigkeit von einem Becken c in das nächste, tiefer liegende überlaufen kann. Dieses Wehr dient dazu, in dem vorhergehenden Becken einen über dem Bodenteil c² (Abb. 3) des unmittelbar darüber befindlichen -Beckens liegenden Flüssigkeitsspiegel und so am Kesselmäntel α eine sich auf dessen ganze Länge erstreckende Flüssigkeitssäule aufrechtzuerhalten. Die Wehre sind vorzugsweise nach dem Dampfauslaßrohr d hin schwach abwärts geneigt, so daß die Flüssigkeit bei ihrem Durchmiß durch den von den Böden A¹ und den Seitenwänden A² und h³ eingeschlossenen Hohlraum der betreffenden Verbindungsstücke gegen das dem Auslaß rohr d benachbarte Ende geleitet wird, wo die Tiefe dieses Hohlraumes am geringsten ist.

Die Seitenwand! A² jedes Verbiindungisstükkes A, deren Oberkante über demFlüssigkeitsspiegel im Kanal Hegt, hat eine öffnung A²¹ (Abb. 4, 6 und 8b), die unten von der Stoßfuge 4 (Abb. 3) zwischen je zwei übereinanderliegenden Verbindungsstücken begrenzt wird¹ und durch welche die Flüssigkeit von einem Boden c in den Hohlraum des Verbindungsstückes fließen kann, um von dort über das Wehr 3 der anderen Seitenwand A³ überzulaufen. Der Boden h¹ und die Wand A³ jedes Verbindungsstückes können am unteren Ende mit einer wagerechten Dichtungsfläche versehen sein, die in Abb. 8f punktiert angedeutet ist, und mit einem auswärts ragenden Flansch A⁴ (Abb. 6, 7, 8d, 8e und 8f), ebenso am oberen Ende mit einer wagerechten Dichtungsfläche, die in Abb. 8c punktiert angedeutet ist, und mit einem auswärts ragenden Flansch A°, und die in den senkrechten Reihen aufeinandersitzenden Verbindungsstücke h können mittels Bolzen, die durch übereinstimmende Löcher A⁶ der Flanschen A⁴ und A³ gesteckt werden, miteinander verbunden werden.

An einem Ende jedes Verbindungsstückes h ist eine mit demselben aus einem Stück bestehende Stirnwand A^T (Abb. 6, 8a und 8c bis 8f) angebracht, die eine gegen das Dampfauslaßrohr d etwas i vorstehende Fläche A⁸ hat, durch die ein Spalt zum Einsetzen von Dichtungsstoff gebildet wird. Das andere Ende der Verbindungsstücke ist offen, und der am oberen Ende jedes Stückes sitzende untere Teil des Bodens h¹ und das Ende der > Wand A³ bilden zusamftnen eine in Abb. 8b angedeutete Fläche A⁸¹, die gegen den Kesselmantel α gerichtet ist. Zur Abdichtung der Fuge zwischen dem Boden A¹ und dem Kesselmantel α kann z. B. an ersterem ein aufwärts ragender Flansch A⁰ (Abb. 6) angebracht sein und zwischen diesen und den Mantel α DichtungsBtoff h¹⁰ eingedrückt werden. An der senkrechten Kante der Seitenwand A² ist eine wasserdichte Abdichtung nicht nötig. Dagegen ist an derjenigen der Wand A³ eine senkrechte Nut A⁹¹ angebracht, in die Dichtungsstoff A¹⁰ eingedrückt werden kann, um die Fuge zwischen der senkrechten Kante dieser Wand und dem Kesselmantel α wasserdicht zu machen und so ein Lecken von einem nach dem anderen Becken zu vermeiden.

Die in den senkrechten Reihen aufeinandersitzenden Verbindungsstücke h können auf senkrechte Stangen ζ (Abb. 3) aufgesetzt werden, die sich in der Nähe des Dampfauslaßrohres d in der Längsrichtung durch den Kessel erstrecken. Diese Stangen sind aus mehreren Stücken von einer Länge gleich dem ■ Abstand der inneren Enden der Verbindungsstücke in der in Abb. 3b dargestellten Weise ' zusammengesetzt, so daß sie die Verbindungsstücke tragen und in ihrer Lage senk- : recht übereinander festhalten.

An der Außenfläche der Seitenwand A² j edes Verbindungsstückes A sitzt eine mit dieser Wand aus einem Stück bestehende j Leiste A¹¹, deren Form im allgemeinen' derj jenigen des Bodens c¹ der Becken c entspricht; ebenso sitzt auch an der Außenfläche der anderen Seitenwand A³ eine solche Leiste A¹², '■ und zwar tief er als die Leiste A¹¹. Diese bei- ; den Leisten dienen dazu, die radialen Kanten des Bodens c¹ zu tragen, die an den Leisten mittels Bolzen befestigt werden können.

Die nebeneinander in einem Kreise angeordneten Verbindungsstücke A bilden zwi- - sehen sich Staubecken c oder Abteilungen des '. schraubengangförrmgen Kanals für die Flüssigkeit, von welchen Becken je eines etwas : tiefer liegt als das vorhergehende, und zwar ebensoviel wie die Leiste A¹² gegenüber der Leiste A¹¹. Nachdem die betreffenden Ver- ; bindungsstücke A in der angegebenen Weise angeordnet sind, werden auf die Leisten A¹¹ und A¹² sektorförmige Bleche aufgelegt, welche die Böden c¹ der Becken oder Abteilungen c zwischen den Verbindungsstücken bilden. Diese Bleche oder Böden c¹ haben radiale Seiitenkanten, die den Seitenwänden h² und A³ der benachbarten Verbindungsstücke A entsprechen, und bogenförmige Außen- und Innenkanten, deren Form derjenigen der Innen- : fläche des Kesselmantels α und der Außen-, fläche des Dampfauslaßrohres d entspricht.

Die äußeren und inneren bogenfömigen Kanten der Böden c¹ der Becken c sind nicht am Kesselmantel und am Auslaßrohr befestigt. Es genügt, ein Winkeleisenstück h¹⁴, das in Abb. 3a besonders dargestellt und den inneren und äußeren Kanten des Bodens c¹ entsprechend gebogen ist, in der Nähe der betreffenden Kante anzuschweißen oder anzunieten, so daß diese über" die senkrechte Fläche des Winkeleisens vorsteht und eine Packung h^ls von Asbest oder anderem Stoff eingebracht werden kann, um an den betreffenden Kanten eine gute Abdichtung zu bewirken.

In Abb. 3c und 3d sind andere Mittel zur Erzielung einer dichten Verbindung zwischen den äußeren bogenfömigen Kanten der Böden c¹ dargestellt. Hier ist eine kreisförmig gebogene Stange c¹¹ in der Nähe der äußeren Bodenkante befestigt und die Packung Λ¹³ zwischen der Außenfläche dieser Stange und dem Kesselmantel α angebracht. Die Packung ist mittels einer besonderen, ebenfalls kreisförmig gebogenen Stange c⁴ eingepreßt, die am einen Ende bei c⁵ aufwärts gebogen sein kann, um die Packung in der Lücke h⁹¹ (Abb. 3c, 8b, 8c und 8d_) zwi-■ sehen den senkrechten Kanten der Wände /i^s und dem Kesselmantel α festzuhalten. Um die Stange c⁴ in ihrer Lage zu halten, ist der Boden c¹ in gewissen Abständen mit senkrechten Löchern zur Aufnahme von Bolzen c" versehen: diese tragen oben Mttttern, die mittels Laschen c~ mit abwärts ragenden Teilen c^s die Stange c⁴ gegen die Packung h^ls niedergedrückt halten.

In der oben beschriebenen Weise ist ein aus einer Reihe von Abteilungen c bestehender schraubengangförmiger Kanal für die zu destillierende Flüssigkeit in dem Ringraum zwischen dem Kesselmantel α und dem Auslaßrohr d gebildet. Die Lage des Bodens c¹ jeder Abteilung wird durch die betreffenden Leisten h¹¹ und A¹² der Seitenwände h² und /i^s bestimmt: es ist daher leicht, die Abteilungen so zusammenzubauen, daß der Flüssigkeitsstand in denselben in jeder Umfangslinie gleichbleibend und in jeder Radiallinie veränderlich ist.

Die Seitenwand h³ jedes Verbindungsstückes kann mit verhältnismäßig sehr kleinen Löchern /ι³¹ (Abb. 3 und 6) versehen sein, um die Bewegung der Flüssigkeit zu erleichtern. Der schematische Schnitt nach Abb. 4 ist längs einer Umfangslinie am tieferen Ende der Abteilungen gelegt. Der Flüssigkeitsstrom wird in den Abteilungen oder Becken c derart unterbrochen, daß in jedem Becken ein Flüssigkeitsumlauf aufrecht erhalten wird, und zwar muß die Flüssigkeit, bevor sie von einem Becken in das davorliegende fließt, durch die Öffnung h²¹ im unteren Teil der Seitenwand h^ä des benachbarten Verbindungsstückes in dessen Hohlraum übertreten, darin bis zur Oberfiäohe steigen und dann über das Wehr 3 der Seitenwand h² in das nächste j Becken überlaufen, wie in Abb. 2 durch Pfeile ι angedeutet ist. Da die Außenwand des Kanals für die zu destillierende Flüssigkeit vom ganzen Kesselmantel gebildet und dieser von ! außen geheizt wird, so begünstigt der geschilderte Umlauf der Flüssigkeit in den Becken c den Wärmeübergang und das Entweichen der Dämpfe aus der Flüssigkeit unmittelbar nach ihrer Erzeugung, so daß die dem Kessel zugeführte Wärme wirksam aus- \ genutzt und der Flüssigkeit auf ihrem Wege durch den Kessel eine sehr beträchtliche Verdampfungsoberfläche dargeboten wird.

Selbstverständlich kann das Wehr 3 in der Wand h² und die Öffnung h²¹ in der Wand h^s angebracht werden, so daß die Flüssigkeit an- '· statt in der oben angegebenen in umgekehrter . Richtung durch die Verbindungsstücke fließen wird.

Das durch den Stutzen a? (Abb. 1 und 9a) eintretende Rohöl gelangt unmittelbar in das oberste Becken c und fließt, je von einem Becken in das nächste überlaufend, durch • Zonen von zunehmender Temperatur. Die Dämpfe, die sich in den einzelnen Teilen des schraubengangförmigen Raumes 2 über dem Flüssigkeitsspiegel in dem von den Becken c gebildeten schraubengangförmigen Kanal entwickeln, strömen durch die Löcher e^l in die betreffenden Abteilungen d¹ bis tf⁴ des Rohres d und von dort durch die Röhren f¹ bis f* nach besonderen Verdichtern.

Aus dem untersten Kanalbecken c, das sich am Boden a^sl des Kessels befindet, läuft die Flüssigkeit über das Wehr 3 des letzten Verbindungsstückes h auf genannten Boden über, wo sie sich ansammelt und wo der Rückstand entweder mittels eines Standrohres I¹ (Abb. 1) oder in der nachstehend beschriebenen Weise gewöhnlich in der Höhe des Spiegels 5 f Abb. r und 9) gehalten wird. In der Wand des Dampfauslaßrohres d sind Löcher d*¹ angebracht, durch die der flüssige Rückstand in den abwärts ragenden Teil d" dieses Rohres no fließen kann. Bei dem Beispiel nach Abb. 1 sind die Löcher d*¹ unter dem Spiegel 5 und die untersten Löcher e¹ unmittelbar darüber angebracht, während bei dem Beispiel nach Aibb. Q die Löcher d*¹ teils in und teils über dem Spiegel 5 liegen und so zugleich zum Dampfauslaß dienen.

Der Flüssigkeitsspiegel 5 im Ringraum des Kessels wird während des Betriebes um den Höhenunterschied zwischen je zwei Becken c tiefer als der Spiegel im letzteren Becken gehalten. Bei dem Beispiel nach Abb. 9, 10 und

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ioa geschieht dies 'durch die Löcher d^sl des Dampfaiislaßrohres d, durch die auch der flüssige Rückstand aus dem Ringraum des Kessels in den unteren Teil d^e des Rohres d überläuft. Die Hohe des Ölstandes in diesem Rohrteil spielt keine Rolle, solange derselbe zwischen dem Spiegel 5 un'd. dem Boden σ³¹ liegt. Die kleinen Löcher α³¹ (Abb. 9) dienen zum Ablauf des flüssigen Rückstandes aus «ο dem Ringraum in den Rührteil d^e und treten beim gewöhnlichen Betrieb nicht in Wirkung. Der schraubengangförmiige Dampfraum kann ungeteilt oder durch Mittel wie die in Abb. 6, 7, 8 und gb dargestellten in zwei, drei, vier oder mehrere Teile zerlegt sein. In genannten Abbildungen ist an der Außenfläche der WändeA² je zweier übereinanderliegenden Verbindungsstücke h eine Scheidewand i angebracht, durch die der Dampfraum zwischen diesen Verbindungsstücken abgetrennt wird. Diese Scheidewände werden z. B. neben und unmittelbar unter den Dampfauslaßlöchern e¹ (Abb. 1) angelbracht.

Die in den einzelnen Abteilungen des Dampfraumes sich entwickelnden Dämpfe strömen somit in einer der Richtung des Flüssigkeitsstromes entgegengesetzten Richtung aufwärts und aus der kühlsten Zone jeder dieser Abteilungen in die entsprechende Abteilung des Dämpfauslaßrohres über. In ähnlicher Weise gelangen 'die Dämpfe auf ihrem aufwärts gerichteten Weg aus den unteren Abteilungen desAuslaßrohres durch die immer kühler werdenden Zonen der oberen Abteilungen. Der Durchgang der Dämpfe durch den Kessel findet also in 'einer Weise statt, welche die Ausscheidung der den höchsten Siedepunkt habenden Teile durch Verdichtung begünstigt und somit eine gewisse Korrektion der betreffenden Fraktionen (herbeiführt.

Es können Mittel vorgesehen werden, um die einzelnen Abteilungen des sehraubengangförmigen Dampfraumes miteinander in Verbindung bringen zu können. Zu diesem Zweck kann z. B., wie in AbIb. 6, 7 und 8 dargestellt, in der Scheidewand i eine Öffnung angebracht werden, die durch eine Türi¹ verschließbar ist. Diese Tür ist an einer Stange i² aufgehängt, die in Böcken i³ an der Scheidewand gelagert ist, durch die Wandung des Dampfauslaßrohres d einwärts ragt und auf ihrem inneren Ende einen Arm it trägt. Durch das geschlitzte Ende dieses Armes greift eine Stange i⁵, die am unteren En'de ein Gewicht i^e und über dem Arm einen Stellring i^s trägt, mittels dessen die Stange unter der Einwirkung des Gewichtes den Arm niederdrückt und so die Tür i¹ geschlossen hält. Auf dem Deckel a¹ des Auslaßrohrcs ei kann eine geeignete Vorrichtung, wie z. B. die in Abb. 6 dargestellte, angebracht sein, mittels deren die ' Stange i^s gehoben oder gesenkt und so die Tür i¹ geöffnet oder geschlossen werden kann. Praktischerweise können die Scheidewände j senkrecht übereinander angeordnet werden, so daß die Türachsen i² mit den Armen i^l übereinander zu liegen kommen und die letzteren durch eine und dieselbe Stange i^s bewegt werden können. Vorzugsweise wird aber für jede Türi¹ eine besondere Stange?'⁵ angeordnet, wie es in Abb. 9b dargestellt ist. Selbstverständlich können auch andere Mittel zum Bewegen der Türen vorgesehen werden.

Jede der Querwäridee im Dampfauslaßrohr d ist vorteilhafterweise in der Mitte mit einer durch einen Deckel e² verschlossenen Öffnung versehen, durch welche die Abteilungen d¹ his d⁵ des Rohres zugänglich sind, wenn der Kessel außer Betrieb ist. Durch die Deckel können Dampfröhren j hindurchführen, durch die in verschiedenen Höhen überhitzter Dampf in den schraubengangförmigen Dampfraum eingelassen werden kann und die zu diesem Zweck mit Löchern e³ (Abb. 2) versehen sind. Für jede Abteilung des Dampfraumes können eine oder mehrere solcher Röhren vorgesehen sein, und deren obere Enden können seitwärts gebogen sein, durch Stopfbüchsen in der Wandung des Rohres d nach dem Dampf raum führen und an dem darin befindlidhen Teil j¹ gelocht sein. DieseRöhren können dicht nebeneinander durch ein Loch in der Bodenplatte d⁷ des Rohres d aufwärts führen. Ihre äußeren Enden können je mit einem besonderen Hahn j² (Abb. 1) zur unabhängigen Regelung des Einlasses des überhitzten Dampfes versehen sein. Durch die Röhrchen / kann Dampf oder ein anderes Fluidum in regelbarer Menge in die einzelnen Teile des schraubengangförmigen Dampfraumes eingelassen werden, so daß die Verdampfung im ganzen Kessel in einer Umgebung von Dampf stattfindet.

Wenn die Türen i¹ geschlossen und so die verschiedenen Abteilungen des Dampfraumes voneinander abgesperrt sind, darf der Druckunterschied zwischen den einzelnen Abteilungen bestimmte Grenzen nicht überschreiten. An den Abzugsröhren f¹ bis f* können geeignete Dampfdruckmesser angelbracht sein. Ferner können in denselben Schmetterlingsoder andere Drosselventile zum Regeln des Druckes in den verschiedenen' Abteilungen vorgesehen sein, oder es können die Türen i¹ geöffnet werden, um einen gleichmäßigen Druck im ganzen Dampfraum wiederherzustellen.

Im unteren Teil d^e des Auslaßrohres d können Mittel zum Einlassen überhitzten Dampfes vorgesehen werden. Zu diesem Zweck kann z. B. ein gelochtes Ringrohr k

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(Abt», ι) gleichachsig im Rohrteil d^e angeordnet werden. Der überhitzte Dampf kann diesem Ringrohr durch ein Rohr k³ zugeführt werden, das durch die Bodenplatte d~ des Rohres d hindurchragt. Die Löcher des Ringrohres können so angeordnet sein, daß der Dampf durch sie in einer Richtung einströmt, die den Umlauf des flüssigen Rückstandes und so eine gleichmäßige Überhitzung begünstigt. ίο Durch die Bodenplatte d⁷ des Rohres d kann ein Rohr I zum Ablassen des flüssigen Rückstandes hindurchführen. Bei dem Beispiel nach Abb. ι ist dieses Ablaßrohr mit einem äußeren Standrohr I¹ von bestimmter Höhe verbunden, mittels dessen der Spiegel des flüssigen Rückstandes im unteren Teil des Kessels α und im unteren Teil d^& des Auslaßrohres d im wesentlichen gleichbleibend erhalten werden kann. Anstatt dessen kann auch, was im allgemeinen vorzuziehen ist, eine durch einen Schwimmer bewegte selbsttätig wirkende Vorrichtung angeordnet werden.

Eine solche selbsttätige \^rorrichtung ist in Abb. 9, 10 und ioa dargestellt. Hier ist am Boden d~ des Rohres d ein Auslaßstutzen m angebracht, durch den der Rückstand unter besonderen Umständen unabhängig von dem selbsttätigen Auslaßventil m^s abgelassen werden kann, und gleichachsig in diesem Stutzen ist ein engeres Auslaßrohr m¹ angeordnet. Das obere Ende des letzteren ist mit einem Deckel m² versehen, während unmittelbar darunter eine Reihe von Löchern m^s zwischen den beiden Sitzen m* eines Doppelventils nv' angebracht sind. Dieses Ventil sitzt auf dem unteren Ende einer Stange m°, die durch ein Loch in der Mitte des Deckels m~ emporragt. Auf dieser Stange sitzt ein zylindrischer Schwimmer a⁷, und das obere Ende der Stange ist in einem Armkreuz geführt. Beim Steigen des Spiegels 5 des flüssigen Rückstandes wird der Schwimmer ?h^t gehoben und dadurch das Auslaßventil m^s gelüftet, so daß dieses den Rückstand durch die Löcher m³ in das Rohr m¹ fließen läßt. Beim Sinken des Schwimmers w^T schließt sich das \^rentil m^s, wodurch der Ablauf des Rückstandes abgesperrt wird. Selbstverständlich kann anstatt des vorstehend beschriebenen auch irgendein anderes in der geschilderten -Weise selbsttätig wirkendes Auslaßventil vorgesehen werden.

Wie in den Abb. 9, 9a und gc dargestellt ist, kann am Deckel a¹ des Auslaß rohres d sowie am Deckel a² des Kessels α je ein Mannlochstutzen d¹⁰ mit Deckel angebracht sein.

Abb. 11 und 12 zeigen einen! gemauerten

Ofen b zum Einbau des Kessels. Dieser Ofen besitzt eine Reihe ringförmiger Züge n, die

den Kessel α vollständig umgeben, und einen ' weiteren ringförmigen ZugH-¹, der den unteren, aus dem Kessel herausragenden Teil d^e des Dampfauslaßrohres d umgibt. Die benachbarten Züge η sind voneinander und vom Zug μ¹ durch wagereehte Ringwände n² getrennt, die mit dem Kesselmantel a in Berührung stehen und an ihren Innenkanten von Winkeleisenringen n²¹ getragen werden. Auf der einen Seite des Ofens b sind eine Anzahl von öl- oder Gasbrennern n³ angebracht, und zwar in Verbrennungskammern«⁴, die je mit einem der Züge η und n¹ verbunden sind. Zum Einlassen von Sekundärluft in diese Kammern sind Löcher κ³¹ vorgesehen, deren untere mit Vorrichtungen zum Regeln der eintretenden Luftmenge ausgestattet sein können. Es können z. B. sechs getrennte Ringzüge η und ebensoviele Verbrennungskammern κ⁴ in einer Reihe übereinander angeordnet sein. Die letzteren liegen radial zu den Zügen η und n¹, und die Heizgase strömen beim Eintritt in die Züge η gegen eine senkrechte Wand κ⁴¹ von winkelförmigem Querschnitt mit einwärts gewölbten Seitenflächen (s. Abb. 12), durch welche die Heizgase in zwei Ströme geteilt werden, welche die Ringzüge auf beiden Seiten des Kessels durchziehen. In den Ringzügen sind eine Anzahl radial stehender Prellwände n^s (Albb. 12) angebracht, um die Heizgasströme am Kessel- go mantel entlangzuführen. Aus den Zügen η strömen die Heizgase in den Schornstein n'^s, und zwar durch rechteckige Öffnungen n", die den Verbrennungskammern m⁴ gegenüber im Mauerwerk angebracht sind. Diese Öffnungen können mit von außen beweglichen Regulierschiebern versehen sein. Zum Eingang in die Züge η dienen Mannlöcher»¹¹ Γ Abb. 12), die zeitweilig durch Ziegel verschlossen werden können. Den Verbrennungskammern «⁴ gegenüber kann eine Lage feuerfester Steine n¹² angebracht sein, um den Kesselmantel gegen örtliche Überhitzung zu schützen.

Der Kessel wird von einem Fundament n^is getragen, das mit Zement ausgefüllt ist. Der Boden α³ des Kessels und der Boden d⁷ des Rohres d ruhen auf dem Mauerwerk, jedoch so, daß unter dem Rohr d ein Kanal w¹⁴ für den Zugang zu den Auslaß- und Dampfröhren frei bleibt. Ferner kann unter dem Mauerwerk rechtwinklig zu und in einer Ebene mit dem Kanal ?i¹⁴ ein weiterer Kanal für den Durchgang der Dampfröhren und der Rückstandauslaßrohre angeordnet sein.

Ferner können in verschiedenen Höhen des Ofens geeignete Plattformen mit Zugangsleitern oder Treppen angebracht werden, von welchen aus die Brenner, die Ringzüge, der Einlaß stutzen für das Rohöl, die Ablaß ventile und die Ventile auf den Dampfauslaßrohren zugänglich sind.

Die Dampfe können aus dem Kessel unmittelbar nach mit Luft oder Wasser gekühlten Verdichtern oder zunächst teilweise oder gänzHch durch Vorwärmer -geleitet werden. Der Rückstand wird in heißem Zustande aus dem Kessel abgelassen und zur Aufbewahrung oder weiteren Behandlung oder zur Kühlung durch Luft oder Wasser abgeführt oder gänzlich oder teilweise zum Vorwärmen

ίο des Rohöls vor dessen Eintritt in den Kessel benutzt.

Zur Entleerung der einzelnen Kesselräume können irgendwelche geeignete Mittel vorgesehen sein. In Abb., 5 und 9 'sind zu diesem Zweck Löcher w im unteren Tail des Bodens h¹ der Verbindungsstücke h angebracht, und zwar liegen die Löcher w der Verbindungsstücke einer senkrechten Reihe senkrecht übereinander. Diese Löcher sind durch Ventile w¹ verschließbar, die mittels einer Kette w² (Abb. 5) oder einer Stange miteinander verbunden sind. Die einzelnen Stücke dieser Kette oder Stange zwischen den übereinanderliegenden Ventilen sind genügend lang, so daß jedes Ventil sich frei in das zugehörige Ablaßloch w¹ setzen kann. Die Ventile w¹ iind ihre Sitze haben irgendeine geeignete Form. Vorzugsweise hat jedes Ventil einen abwärtsragenden kegelförmigen Teil w^s (Abb. 5) mit einem Haken w⁴ und einem Stift w^a, so daß der Stift w⁵ des einen Ventils mit dem Haken wⁱ des nächst unteren Ventils mittels des Kettenstückes w² verbunden werden kann. Anstatt dieser Kettenstücke sind in Abb. 9 Stengen w⁵ vorgesehen, die je in den Haken des nächst -unteren Ventils eingreifen. Die Ausstattung jedes Ventils mit einem abwärts ragenden kegelförmigen Teil genügt, um zu erreichen, daß alle Ventile jeder Abteilung nach jedem Lüften unter ihrem eigenen Gewicht wieder richtig auf ihren Sitz zurückkehren; es können aber auch: besondere Mittel hierzu vorgesehen werden.

Zum Lüften der Ablaßventile" können irgendwelche geeignete Mittel dienen, z. B. eine Stange«/⁰ (Abb. 5), welche die verbundenen Kettenstücke w² oder Stangen trägt und durch den Deckel a¹ des Kessels emporragt, und deren oberes Ende mit Gewinde versehen ist und eine Mutter oder ein Handrad w⁷ trägt; durch Drehen des letzteren können die Stange w^a mit den Kettenstücken w² oder Stangen gehoben oder gesenkt und so alle Ventile«;¹ der senkrechten Reihe von Verbindungsstücken gleichzeitig gelüftet werden, um die benachbarten Becken zu entleeren.

Bei Verwendung eines Destillierkessels der oben beschriebenen Art wird die ganze Heizfläche des Kesselmantels zur unmittelbaren Übertragung der Wärme auf die zu destillierende Flüssigkeit ausgenutzt, diese auf ihrem Wege durch den schraubengangförmigen Kanal in beständigem Umlauf gehalten, und eine sehr bedeutende Verdampfungsoberfläche für den Albzug der Dämpfe erhalten. Außerdem wird durch die der Flüssigkeit aufgezwungene Bewegung innerhalb der Abteilungen oder Becken und die nötige Bewegung der Flüssigkeit beim Überlauf aus der einen Abteilung in die andere das Entweichen der Dämpfe erleichtert. In dieser Weise wird eine gute Fraktionierung erzielt und die Überhitzung des Öles oder des Dampfes vermieden, und e's findet eine unmittelbare und ununterbrochene Erzeugung von Destillationsprodukten nach Maßgabe der angewandten Temperaturverhältnisse statt. Ferner kann der in den einzelnen Heizzonen angewandte Wärmegrad je nach den gewünschten Fraktionen geändert werden.

Der Destil'Merkessel gemäß der Erfindung dient hauptsächlich in Verbindung mit anderen Apparaten zur ununterbrochenen fraktionierten Destillaliion der leichteren Kohlenwasserstoffe — Benzin und Kerosin — aus an solchen leichteren Fraktionen verhältnismäßig reichen Erdölen. Er kann ohne Regenerator oder Vorwärmer benutzt werden, in welchem Falle die erzeugten Dämpfe (u. U. nach der Korrektion in Dephlegmatoren) zur Verdichtung weitergeleitet werden, während der Rückstand zwecks weiterer Reduktion noch durch andere Apparate geleitet oder zwecks Kühlung oder Aufbewahrung abgeführt wird.

Vorteilhafterweise und besonders bei der Ölart, zu deren Behandlung er hauptsächlich bestimmt ist, wird aber der Kessel in Verbindung mit Regeneratoren benutzt, wobei die Wärme des im Kessel erzeugten Dampfes, die Wärme des etwa benutzten Wasserdampfes und diejenige des ablaufenden Rückstandes in geeignet eingerichteten Apparaten ausgenutzt werden, um aus dem Öl die leichtesten Fraktionen abzudestillieren. In diesem Falle wird also teilweise gereinigtes Öl in dem Kessel behandelt.

Bei geeigneter Wahl der Größe und der allgemeinen Verhältnisse je nach dem besonderen Fall wird der Kessel innerhalb weiten Grenzen befriedigend arbeiten, wie es \^rerlangt werden kann, um verschiedenen praktischen Umständen, wie z. B. der Beschaffenheit des zu destillierenden Öles und den herzustellenden Fraktionen, Rechnung zu tragen. Ferner kann der Kessel, obgleich er hauptsächlich zur Destillation unter schwachem Überdruck bestimmt ist, auch mit teilweisem Unterdruck oder mit höherem Druck betrieben werden.

Claims (14)

1. 873299

   Patent-An sprüch e:

   ι. Verfahren zur Destillation von Erdöl u. dgl., bei dem die Flüssigkeit an dem von außen geheizten Mantel des stehenden Destillierkessels entlang schraubenförmig abwärts geleitet wird, dadurch gekennzeichnet, daß der Flüssigkeitsstrom eine ίο Reihe treppenförmig hintereinanderliegender Teiche bildet, an deren Oberfläche die Dämpfe in einen Raum austreten, in dem sie mit dem Kesselmantel nicht in Berührung komjnen.
2. 2. Verfahren nach Anspruch 1 zur fraktionierten Destillation, dadurch gekennzeichnet, daß die Dämpfe aus verschiedenen Zonen von stufenweise zunehmenden Temperaturen getrennt abgeleitet werden.
3. 3. Destillierkessel zur Ausführung des \~erfahrens nach Anspruch 1 mit einem an der Innenseite des Kesselmantels schraubenförmig entlangziehenden Flüssigkeitskanal, dadurch gekennzeichnet, daß dieser Kanal eine treppenförmig abfallende Reihe von Becken von solcher radialer Querschnittsform bildet, daß im äußeren Kanal teil eine die ganze Oberfläche des Kesselmantels benetzende Flüssigkeitssäule aufrechterhalten wird, während im inneren Kanalteil sich über dem Flüssigkeitsspiegel ein Dampfraum befindet.
4. 4. Destillierkessel nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Flüssigkeitskanal sich zwischen dem Kesselmantel und einem gleichachsig in diesem angeordneten Rohr hindurchzieht, in das die Dämpfe aus dem Dampfraum im inneren Kanalteil austreten.
5. 5. Destillierkessel nach Ansprüchen 3 und 4, dadurch gekennzeichnet, daß der radiale Querschnitt des Kanalbod-ens derart geformt ist, daß der Kanal einen am Kesselmantel entlangziiehenden tiefen Teil für die Hauptmasse der Flüssigkeit und einen sich von diesem Teil nach dem Dampfauslaßrohr erstreckenden seichten Teil zur Bildung des Dampfraumes im nächst unteren Kanalgang aufweist.
6. 6. Destillierkessel nach Ansprüchen 3 und 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Kanal von ringabschnittförmigen Bodenblechen und zwischen je zwei dieser Bleche in senkrechten Reihen angeordneten radialen Verbindungsstücken gebildet wird, welch letztere je mit einem Wehr versehen sind, über das die Flüssigkeit vom einen Becken in das nächste überläuft und durch das am Kesselmantel eine Flüssigkeitssäule aufrechterhalten wird.
7. 7. Destillierkessel nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß an den radialen Seitenwänden der Verbindungsstücke in verschiedenen Höhen Leisten angebracht sind, welche die Bodenbkche tragen und den Höhenunterschied der Flüssigkeitsspiegel in benachbarten Bekken bestimmen.
8. 8. Destillierkessel nach Ansprüchen 5 und 6, dadurch gekennzeichnet, daß je zwei aufeinandersitzende Verbindungsstücke einen Höhlraum einschließen, durch den die Flüssigkeit vom einen nach dem nächsten Becken überläuft, und dessen Boden im äußeren tiefen Teil.vom unteren und im inneren seichten Teil vom oberen \*erbindungsstück gebildet wird.
9. 9. Destillierkessel nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die eine radiale Seitenwand der \^rerbindungsstücke das Wehr bildet, während die andere eine Öffnung besitzt, durch welche die Flüssigkeit aus dem oberen Becken in den Hohlraum der Verbindungsstücke fließen kann.
10. 10. Destillierkessel nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Dampfauslaßrohr in getrennte Abteilungen zur Aufnahme der Dämpfe aus den benachbarten Teilen des Dampfraumes im Flüssigkeitskanal zerlegt ist.
11. 11. Destillierkessel nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß von den unteren Abteilungen des Dampfauslaßrohres Abzugsröhren durch die oberen Abteilungen hindurchführen.
12. 12. Destillierkessel nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß der Dampfraum im Flüssigkeitskanal in getrennte Abteilungen zerlegt ist, die mit den Abteilungen des Dampfauslaßrohres in \~erbindung stehen.
13. 13. Destillierkessel nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß die Abteilungen des Dampfraumes durch mittels Türen verschließbare öffnungen der Scheidewände miteinander verbunden sind.
14. 14. Destillierkessel nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Flüssigkeitskanal durch gleichzeitig bewegliche

    λ'entile an verschiedenen Stellen entleert werden kann.

    Hierzu 2 Blatt Zeichnungen.