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Verfahren und Apparatur zum Kracken von Ölen. Bekanntlich werden 'Mineralöle
vielfach auf Weise dem Krackprozeß unterworfen, daß sie bei höherer Temperatur in
Dampf--i über die Retorten oder ähnlichen -eossenen Gefäßen befindliche poröse Madien
leitet (vgl. die österreichische Patentift .1892o). Das Verfahren hat den hteil,
daß die im Krackprozeß in großer ge ausgeschiedene Kohle in kurzer Zeit Reaktionsraum
füllt und verstopft und Weiterführung des Arbeitsvorganges unlich macht. 'Man ist
dann genötigt, den -kprozeß zu unterbrechen, um die entdenen Kohlenmassen zu entfernen.
Bei rendung eines horizontalen Mineralölkrack-Lrates ist es z. B. üblich, nach jedem
:tsgang die Feuerung zu entfernen, das abzulassen und dann die abgeschiedene 1e
mit Kratzbürsten vom Boden und von Wänden des Apparates herauszukratzen, t sich
der Arbeiter meist in den Apparat inbegeben muß. Auf diese Weise verliert viel Zeit
und verbraucht viel Heizstoff, man bis zu der Temperatur abkühlen n muß, die die
Reinigung erlaubt. Ein dieser Unzuträglichkeiten ist zwar durch Jerwendung des sogenannten
Vielröhrenrates vermieden. Aber auch bei ihm verliert Zeit, um die Kohle aus den
Röhren zu entn, und der Gebrauch an Feuerungsmaterial uch hier sehr hoch.
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lrch die vorliegende Erfindung wird die rbrechung des Arbeitsprozesses
vermieden zugleich der Vorteil erreicht, daß durch rennen der während des Krackens
der ralöle sich ausscheidenden Kohle Wärme igt und für den Krackprozeß nutzbar geit
wird, so daß im kontinuierlichen Vern niedrigsiedende Kolilenwasserstoffe aus siedenden
erhalten werden.
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e zur Ausführung des neuen Verfahrens Nendende Apparatur ist in der
Zeichnung ;rgeg'eben.
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,b. i stellt einen senkrechten Schnitt t den Apparat dar.
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,b. 2 gibt einen Querschnitt durch den rat in Hölie der Schnittlinie
2 a. Abb. 3 zeigt einen Schnitt durch ein Vierwegeventil, dessen Verwendung weiter
unten beschrieben wird.
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Es entsprechen gleiche Zahlen gleichen Teilen in den verschiedenen
Schnitten der Zeichnung.
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Die Abb. i stellt einen meist aus Stahl gefertigten Zylinder dar,
der aber auch aus Gußeisen, Gußstahl, feuerfesten Steinen oder anderem Material
hergestellt sein kann. Diesen inneren Zylinder i umgibt ein äußerer Zylinder 2 von
gleichem Material, in so großem Abstande, daß der Raum zwischen diesen beiden Zylindern
ebenso groß ist wie der Raum im Innern des Zylinders i. In den inneren Zylinder
führen von unten die Rohre 3, 4, 5 und G, die dafür bestimmt sind, Gas, Luft, Öl
oder Dampf oder ein Gemisch aus ihnen einzulassen. In das obere Ende des Zylinders
i führt ein Rohr von großem Querschnitt, welches dazu dient, Öldämpfe oder Verbrennungsgase
abzulassen.
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Im unteren Teile des äußeren Zylinders dienen die Rohre 8, 9, io und
ii dazu, Öl, Dampf, Gas und Luft u. dgl. in den Raum zwischen Zvlinder i und 2 einzulassen.
Verbunden mit diesen Rohren 3, 4, 5, 6, 8, 9, Zo und ii sind die Rohre r2 mit den
Ventilen 121, um Öl einzulassen, die Rohre Z3 mit den Ventilen 131, um überhitzten
oder nichtüberhitzten Dampf einzulassen, die Rohre 14 mit den Ventilen 141, um Gas
einzulassen, und die Rohre 15 mit den Ventilen Z51, um Luft einzulassen.
Damit die Rohre 3, 4, 5, 6, 8, 9, io und ii sich nicht verstopfen, sind Schutzkappen
über den Rohrenden, mit 31 bis iol in Abb. i bezeichnet, angebracht, um das
zerkleinerte Material in der inneren Kammer Z und in dem Zwischenraum zwischen Zvlinder
i und 2 von den Rohrenden abzuhalten. Diese Schutzkappen können eine konische Form
haben oder sonst irgendeine geeignete Form. Von den für die Ölzuftlhruitg bestimmten
Rohren 12 führen Zweigrohre Z6 rillt Ventilen Z61 in den Zwischenraum zwischen
Zvlinder i und 2. Von den Rohren fei wiederum zweigen sich die Rohre 17 mit den
Ventilen
1;l ab; diese -Röhren 17 dienen dazu, Öl in die inneren Zylinder 1, wenn es erforderlich
ist, einzulassen.
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Vom oberen Teil des Zylinders 2 führt ein Rohr 1S hinweg, welches
dazu dient, Öldämpfe oder Verbrennungsgase zu entfernen, was mit dem Gang des neuen
Verfahrens zusammenhängt. Die Rohre 7 und 18 stehen durch ein Vierwegeventil 1g
miteinander in Verbindung, das dafür bestimmt ist, Verbrennungsgase durch das Rohr
2o in einen Schornstein oder Öldämpfe in einen Kondensator durch das Rohr 21 abzuführen.
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Abb. 3 der Zeichnung zeigt einen Querschnitt durch das Vierwegeventil,
welches in bekannter Weise verwendet wird.
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Oben in der Kammer 2 befindet sich das Mannloch 22, welches dazu dient,
Zugang zum Zylinder i oder zu dem Zwischenraum zwischen den beiden Zylindern zu
erhalten. Ebenso ist oben im Zylinder r ein Mannloch 23 angebracht, durch welches
man in das Innere des Zylinders z gelangen kann. In den Wänden der Kammer 2 sind
die Arbeitslöcher 24 angebracht, welche von verschiedenen Punkten des Zylinders
.2 aus Zugang verschaffen zu dem Raum, zwischen den Zylindern. Zwischen den Zylindern
i und 2 werden Prallplatten 25 angebracht, welche dazu dienen, poröse oder katalytisch
wirkende Stoffe aufzunehmen, die darauf ausgebreitet werden und so eine große Oberfläche
haben. Die Außenseite der Kammer 2 ist mit die Wärme schlecht leitendem Material
bekleidet, damit keine Wärmeableitung stattfindet. Dieses schlecht leitende Material,
das mit Ziffer 26 bezeichnet ist, kann Magnesia oder ein sonst handelsüblicher schlechter
Wärmeleiter sein, Bei der Durchführung des Krackprozesses wird ein katalytisch wirkendes,
Dämpfe und Flüssigkeit absorbierendes fein verteiltes Material auf großer Oberfläche
angewandt, das mit Ziffer 27 bezeichnet ist, das entweder ein Metall sein kann,
wie gefälltes Eisen oder Nickel, oder ein schwer schmelzbares Material, wie poröser
feuerfester Ton, feuerfeste Ziegel, Füllererde oder anderes poröses oder festes
Material. Dieses Material kann in Stücken, gekörnt oder als Pulver Verwendung finden,
wie es sich eben für die betreffende zu krakkende Ölart eignet. Poröse gebrannte
Ziegel z. B. wurden mit gutem Erfolg verwendet; man erhielt dabei ein höchst brauchbares
Fertigprodukt, und das Verfahren konnte bei Benutzung dieses Materials lange Zeit
ohne Unterbrechung angewandt werden.
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Der Gang des Verfahrens ist folgender: Zuerst werden die Brenner in
der Kammer zwischen Zylinder i und 2 angezündet, dadurch, daß Gas und Luft durch
die Rohre 14 und 15 in passender Menge eingelassen wer= den. Die Verbrennungsgase
aus diesen Feuer-' quellen erhitzen das poröse oder katalytisch wirkende Material
auf den Prallplatten, und die erzeugte Wärme teilt sich durch Wärmeleitung durch
die Wand der inneren Kammer mit. Die Verbrennungsgase werden oben aus der äußeren
Kammer durch das Rohr 18 abgeführt und strömen durch das Vierwegeventil 1g in das
Rohr 2o, das in einen Schornstein führt. Wenn eine geeignete Temperatur erreicht
ist, wird das Öl bis zum katalytisch wirkenden Material in Kammer i herangeführt,
entweder durch die Röhren 3, 4, 5 und 7 oder durch Röhre 17, welche das Öl in den
mittleren Teil der inneren Kammer führt. Das 0I wird, wenn großes Katalysatormaterial
verwendet wird, von diesem aufgesogen, und das Kracken des Öles geht innerhalb der
Katalysatorporen vor sich. In dem Maße, wie das Kracken des Öles vor sich geht,
bilden sich Öldämpfe, welche das Katalysatormaterial durchströmen und dadurch gereinigt
oder gewaschen werden, daß das Katalysatormaterial die schwereren Kohlenwasserstoffe,
Teerstoffe oder Kohle zurückhält und so aus ihnen entfernt. Die Öldämpfe, welche
durch das - Katalysatormaterial weiter aufsteigen, werden weiter zerlegt. Auf diese
Weise werden eine flüssige Phase und eine Dampfphase bei dem Zerlegeprozeß erhalten,
wodurch mehr leichte Kohlenwasserstoffe erhalten werden als bei einem Einphasenprozeß.
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Die Öldämpfe, die herausströmen, nachdem' sie durch das poröse Katalysatormaterial
in Kammer i gereinigt sind, strömen durch das Rohr 7 durch einen Durchlaß des Vierwegeventils
1g in das Rohr 21, in einen Kondensor, der auf der Zeichnung nicht mit dargestellt
ist. Der beschriebene Teil des Verfahrens wird fortgesetzt; bis die Menge der auf
dem fein verteilten Katalysatormaterial abgeschiedenen Kohle so groß wird, daß der
Arbeitsprozeß dadurch behindert und die Ausbeute herabgemindert wird, oder bis sich
zeigt, daß das entstehende Produkt sich verändert und dadurch sich die Notwendigkeit
erweist, den Prozeß wieder zu erneuern. In diesem Stadium wird die Zuführung von
Öl in die Kammer i unterbrochen, die -Brenner, die zwischen den Wänden i und 2 die
Heizung besorgten, werden abgedreht und das Vierwegeventil 1g so umgestellt, daß
es das Rohr 7 mit dem Rohr 2o verbindet und das Rohr 18 mit dem Rohr 21, dann werden
die Brenner am Boden der Kammer i durch Zuführung von Luft und Gas in" angemessenen
Mengen aus den Rohren 14 und 15 entzündet. Es muß nun reichlich Luft zugeführt werden,
um die Kohle auf dem Katalysatormaterial und an den Wänden abgeschiedene Teersubstanzen
vollkommen zu verbrennen, die so als Heizmaterial
für den weiter
verlaufenden Krackprozeß nutzbar gemacht werden. ()1 wird nunmehr in die Kammer
zwischen Zvlinder i und 2 durch die Rohre 12 (durch die- Rohre 8, g, io und ii)
oder durch das Rohr 16 in den mittleren Teil der Kammer eingeführt. Das Öl wird
auch hier wieder, wie im ersten Teil des Verfahrens, teilweise durch das poröse
Katalysatormaterial absorbiert, während nunmehr der äußeren Kammer die Wärme durch
die Wand von der inneren Kammer aus zugeführt -wird. Es geht nun das Kracken des
Öles, wie vorher beschrieben, in der äußeren Kammer vor sich, und die Öldämpfe steigen
hier wiederum durch das Katalvsatormaterial an den Prallplatten 25 entlang -auf
und werden weiter gekrackt und gereinigt. Die Öldämpfe, die oben die äußere Kammer
verlassen, strömen durch das Rohr 18 durch das Vienvegeventil i9 in das Rohr 21
und von dort in den Kondensor. Die Verbrennungsase ziehen ab durch das Rohr 7 durch
das Ventil i9 in das Rohr 2o und von dort in len Schornstein. Dieser zweite Teil
des Ver-:ahrens. wird so lange fortgesetzt, bis die Jenge der Kohleabscheidung auf
dem Kataysatormaterial wiederum so groß geworden st, daß eine Wiedereinstellung
des Arbeits-)rozesses sich als nötig erweist. Das be-;chriebene Krackverfahren ist
also im wesentichen ein kontinuierliches Verfahren und macht lie durch das Krackeri
des Öles ausgeschielenen Kohlenmengen für die Heizung nutz-)ar und -die Unterbrechung
des Verfahrens zur Zeinigung des Apparates unnötig.
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Selbstverständlich kann das Verfahren unter )ruck oder unter gewöhnlichem
Atmosphären- -lruck angewandt und das Öl in die Kammer m Strahl oder als Regen eingeführt
werden, nit Dampf untermischt oder ungemischt, wie s jeweils die Besonderheit des
verwendeten Sles verlangt.