DE389059C - Verfahren und Vorrichtung zur Gewinnung von OElen, Bitumina, Teer, Harzen usw, aus OElschiefer, OElsanden, Bleicherde, Torf, Braunkohle, Steinkohle, Holz - Google Patents

Description

• Verfahren und Vorrichtung zur.Gewinnüng von. Ölen, Bitumina, Teer, Harzen usw. aus Ölschiefer, Ölsanden;. Bleicherde, Torf, Braunkohle* Steinkohle, Holz. Die bis heute bekannten V erfaliren zur Gewinnung von Öl aus Ölschiefer, Braunkohle. Torf usw. beruhen alle auf dem Grundsatz, die Ausgangsstoffe entweder in Retorten oder- in Schwelöfen durch äußere oder innere Wärmezufuhr bis zur Zersetzungs- oder Destillationstemperatur zu erhitzen., -Auch die neuere Urteergewinnung beruht auf dieser Grundrage. Wenn auch die Temperatur hierbei dem alten Schwelverfahren -gegenüber wesentlich herabgedrückt worden ist, so wird trotzdem noch über die eigentliche Zersetzungstemperatur hinaus Wärme zugeführt. Es ist auch schon vorgeschlagen worden, überhitzten Wasserdamp.f als Mittel zur Innenheizung der Sclzivelretorten zu benutzen. Dabei hat sich jedoch herausgestellt, daß der. Dampf auf eine sehr hohe Temperatur erhitzt und eine große Menge Dampf verwendet werden muß, um die für. die Schwelung erforderliche Temperatur zu erreichen, so daß das Verfahren an Wirtschaftlichkeit einbüßt.. _ Gegenstand der Erfindung ist-ein Verfahren, das auf einem neuen Grundsatz beruht, nämlich -darauf, daß statt einer Destillation ein mechanisches Übertreiben des zu gewinnenüen'Stoffes vorgenommen wird. Das Übertreiben wird dadurch erreicht, daß man überhitzten -Wasserdampf oder ein inertes Gas nicht wie bisher üblich unmittelbar durch das Ruhgut-leitet, sondern daß man den Dampf oder das Gas durch Düsen, wie sie für Dampfturbinen verwendet.tver-den;"äusströmen läßt. Hieidurch»iivird dieEnergie-des.Dampfdruckes im freie Bewegungsenergie -ufngewandelt, und der überhitzte Dampf strömt mit einer Geschwindigkeit von etwa 300 bis 600 m pro Sekunde durch eine nicht zu dicke Schicht des Schwelgutes.: - Dabei wirkt der überhitzte Dämpf derartig ein, däß alle Körper, wie Harze, Wachse; Bitumina, hochsiedende Öle usw:;-noch-unter ihrer Siedetemperatur mitgerissen-:und sofort dem Bereich. der höchsten Hitze und- der durch Katalyse zersetzend wirkenden zurückbleibenden Stoffe (Koks, poröses Gestein usw.) -entzogen werden. Dadurch: wird- 'erreicht, daß sie ihre ursprünglichen Eigenschaften--behalten. Die Vorteile des neuen Verfahrens bestehen .somit darin, r. :daß das Öl aus Ölsanden oder Bleicherde, das Harz -aus harzhaltigem Holz und das Biturnen aus bituminösen: Rohstoffen fast ohne jede Zersetzung-gewonnen «-erden kann, .: 2.. -da&-'der Wärmeverbrauch ein geringer ist, und- : . " 3. - daß- die organischen Bestandteile aus Ölschiefer, bituminösen Kohlen usw. unterhalb - der Zersetzungstemperatur gewonnen werden können, Lind zwar a) ohne- bemerkenswerte Gasbildung, b) in. guter Ausbeute an leichtsiedenden Ölen., c) z.. B. bei Ölschiefer unter Erzeugung von Ölen,--- deren° .Schwefelgehalt sich leicht entfernen läßt.
• Nach vorliegendem Verfahren kann man z. B_ die. organischen Bestandteile aus. Ölschiefer in nahezu quantitativer Ausbeute. gewinnen, -~venn man - Wasserdampf, der auf etwa 35-o° C überhitzt .ist, unter einem Drucke Fön 8, Atm. -in- der -ob6ri' geschilderten Weise eine etri,a 3a bis 5o cm- dicke Schicht Ölschiefer durchströmen läßt. Die Temperatur am Ende dieser Schicht beträgt nicht mehr wie etwa io5 bis I20° C. Bei einer solchen Temperatur werden die Eigenschaften der Öle aber nur wenig verändert. Es konnten auf diese Weise Öle erhalten «-erden, welche nach der Destillation bis über 5o Prozent leicht siedender Kohlenwasserstoffe vom Siedepunkt 8o bis 2oo° C ergaben. Dies war nach keinem der bisher bekannten Schwelverfahren erreichbar; man erhielt bei Temperaturen über 40o° stets einen hochsiedenden Teer.
• Es wurde weiter festgestellt, daß bei gleichzeitiger Verwendung von Wasserdampf und etwa i bis 3 Prozent eines Lösungsmittels, wie Benzin, Benzol usw., die gleiche Ausbeute bei noch niedrigerer Temperatur erzielt werden kann. Es ist zwar schon vorgeschlagen worden, bei der Destillation von Kohle gleichzeitig Lösungsmittel, wie z. B. Benzol, zur Einwirkung zu bringen. Neu ist dagegen, den Dampf des Lösungsmittels in geringer Menge dem aus der Düse ausströmenden Wasserdampf beizumischen.
• Zur technischen Ausführung des Verfahrens verwendet man am besten einen senkrechten Zylinder, der mit nuß- bis faustgroßen Stücken des Gutes angefüllt ist. Etwa i bis ili, m über dem unteren Ende desselben ist eine ringförmige Vorrichtung angebracht, in welcher eine große Anzahl Düsen, wie sie für Dampfturbinen gebaut werden, eingesetzt sind. Die Düsen können etwas schräg aufwärts gerichtet sein; sie werden von einer gemeinsamen Dampfleitung gespeist. Aus den Düsen heraus expandiert der Dampf bis zu einer Geschwindigkeit von etwa 5oo m pro Sekunde und wirkt in solcher Form auf das Gut ein. Je nach der Art des Stoffes wird die Schichtdicke 20 cm bis i m betragen. Die Abführung der Dämpfe geschieht durch zwei oder drei in Abständen oberhalb des Düsenringes angebrachte Ringe, die mit schlitzartigen, durch vorgelegte Drahtnetze geschützten Öffnungen versehen sind. Von da gelangen die Dämpfe entweder in einen gemeinsamen oder in getrennte Kondensationsräume. Im letzteren Falle kann man gleich verschiedene Fraktionen des Destillationsgutes auffangen.
• Man füllt zweckmäßig das Gut oben in den senkrechten Zylinder fortlaufend ein, befreit es im mittleren Teil desselben von den überzutreibenden Anteilen und führt unten durch eine Schnecke von den Ölbestandteilen befreites Gut gleichfalls fortlaufend ab.
• Der untere Teil der Vorrichtung zwischen Düsenring und Auswurfschnecke kann mit Wassermantel versehen sein, um in bekannter Weise die Wärme des entölten Gutes auszunutzen. Das auf diese Weise vorgewärmte Wasser wird zweckmäßig zur Speisung des Dampfkessels verwandt. Die Geschwindigkeit des Dampfes kann man durch AnschluF von Vakuum an die Kondensationsräume erhöhen.
• Statt der senkrechten lassen sich auch wagerechte oder schräge Zylinder anwenden. Hier bewegt man das Gut durch eine langsam laufende Schnecke fortlaufend dem Dampf entgegen. Statt eines ringförmigen Kranzes von Dampfdüsen kann man sowohl bei den senkrechten wie bei den wagerechten Zylindern auch eine einzige große Düse in der Mitte des Erhitzungsraumes anbringen; die Ableitung der Dämpfe geschieht in der gleichen Weise wie oben geschildert.
• Durch folgende Beispiele wird das Verfahren näher erläutert: Beispiel 1.
• Bayerischer tlschiefer wird in einem senkrechten Ofen, wie oben beschrieben, mit expandiertem Dampf von 8 Atm., der auf 35o bis 38o° überhitzt ist, behandelt. Die ausströmenden Dämpfe haben im Kondensationsraum eine Temperatur von i2o bis 16o°. Man erhält ein leicht bewegliches Rohöl vom Siedepunkt 14.o bis 300°. Der Rückstand ist frei oder nahezu frei von organischen Bestandteilen. ioo Teile ölschiefer mit 8 Prozent Wassergehalt ergeben einen Rückstand von 9 Gewichtsteilen. Das erhaltene Rohöl läßt sich leicht entschwefeln und in leicht siedende Kohlenwasserstoffe verwandeln. Dieselben sind wasserhell und stellen einen vorzüglichen Kraftstoff dar. In der gleichen Weise wie ölschiefer lassen sich auch die verschiedenen Kohlearten, insonderheit Braunkohle, sowie Torf usw. mit Vorteil bearbeiten. Die Ausbeuten sind wesentlich höher als bei den gewöhnlichen Schwelverfahren, und das erhaltene Erzeugnis enthält nur wenig teerige Anteile.
• Beispiel 2.
• Zur Gewinnung des Harzes aus Wurzelholz oder sonstigem harzhaltigen Gut verwendet man Wasserdampf unter etwa io Atm. Druck bei einer Temperatur von 25o° C. Nach voller Expansion in den Düsen wird bei gleichzeitiger Anwendung von Vakuum nicht nur das gesamte Terpentin, sondern auch das Harz (Kolophonium usw.) in den Kondensationsraum übergetrieben. Die Ausbeute an Harz gegenüber den bisherigen Verfahren ist erheblich größer. Wenn man sonst aus Wurzelholz etwa. 2 bis 3 Prozent Terpentin, q. bis 5 Prozent Harzöl und 12 bis 13 Prozent Harz erhält, so wird hier eine Ausbeute von q. bis 5 Prozent Terpentin, höchstens 1 bis 1,5 Prozent Harzöl und etwa 17 Prozent Harz gewonnen. Der Holzrückstand kann nach Gewinnung des Harzes mit heißerem Dampf von etwa 3oo bis 38o° bearbeitet und dadurch verschwelt werden zwecks Gewinnung von Me= thvlalkohol, Essigsäure, Azeton und Teerölen. Beispiel 3.
• Ölsande, Bleicherde aus den Ölindustrien usw. werden nach dem vorliegenden Verfahren am besten in wagerechten -Zylindern bearbeitet. Das Gut wird hier vermittels einer Schnecke dem Dampfstrom entgegen befördert. Man arbeitet etwa unter einem Dampfdruck von 30 Atm. ohne oder nur bei geringer Überhitzung. Das Öl wird dadurch fast völlig aus dem ölhaltigen Gut gewonnen. Der Rückstand enthält höchstens o,i bis 0,3 Prozent organische Anteile. Statt des Wasserdampfes kann man auch ein iriertes Gas, z. B. Kohlensäure, auf i5o bis. 2oo° erhitzt, unter einem Druck von 2o bis 3o Atm. durch die r)üsen ausströmen lassen.
• Bei der Entölung von Ölsanden oder Bleicherden u. dgl. ist es vorteilhaft, die Schicht des Rohgutes nicht dicker wie io bis 2o cm vorzusehen, da -der Widerstand für den Dampf oder das Gas zu groß werden würde.

Claims (3)

1. PATENT-ANSPRTIcHE i. Verfahren zur Gewinnung von Ölen, Bitumina, Teer, Harzen usw. aus Ölschiefer, Ölsanden, Bleicherde, Torf. Braunkohle, Steinkohle, Holz durch unmittelbare Einwirkung von überhitztem Dampf auf das Gut, dadurch gekennzeichnet, daß der überhitzte Wasserdampf mit oder ohne Beimischung inerter Gase bei Temperaturen, die unterhalb der Zersetzungstemperatur des zu bearbeitenden Stoffes liegen, mit hoher Geschwindigkeit durch das Gut hindurchgeführt wird, indem man ihn aus Düsen, wie sie bei Dampfturbinen verwendet werden, austreten läßt.
2. 2. Ausführungsform des Verfahrens nach Anspruch i, bei der Lösungsmittel auf das Gut zur Einwirkung gelangen, dadurch gekennzeichnet, daß die Lösungsmittel, wie Benzin, Benzol usw. in geringen Mengen dem Dampf beigemischt werden.
3. 3. Vorrichtung zur Ausführung des Verfahrens nach Anspruch i mit stehenden oder liegenden Retorten, durch welche das Gut in ununterbrochenem Arbeitsgange langsam gefördert wird, dadurch gekennzeichnet, daß eine oder mehrere Düsen, wie sie bei Dampfturbinen verwendet werden, in der Mitte oder ringförmig am Umfang angebracht sind, während für die Ableitung der Dämpfe und der ausgetriebenen organischen Bestandteile ein oder mehrere Sammelringe mit einer Schutzvorrichtung für die Zurückhaltung von Staubteilchen vorgesehen sind.