DE403132C - Dephlegmator - Google Patents

Description

DEUTSCHES REICH

AUSGEGEBEN AM 25. SEPTEMBER 1924

REICHSPATENTAMT

PATENTSCHRIFT

KLASSE 23 b GRUPPE

(B 105923 IV\23b)

David Charles Brandon in Balikpapan, Nied. 0. Indien.

Dephlegmator. Patentiert im Deutschen Reiche yom 3. August 1922 ab.

Die Erfindung betrifft einen vorzugsweise für Petroleum geeigneten Dephlegmator, bei welchem übereinanderliegende, aus Röhrenbündeln bestehende Kühlzylinder verwendet werden. Es sind bereits Dephlegmatoren bekannt geworden, die sich jedoch hauptsächlich für die Spiritusindustrie eignen und konstruktiv derart gestaltet sind, daß die Gase durch den ganzen Apparat ungehindert steigen oder herunterströmen können, während das Kondensat ebenfalls ungehindert von oben nach unten fallen kann. Die Alkoholdämpfe treten hierbei ungefähr in der Mitte des Apparates zwischen den Heizröhren ein, wodurch eine Trennung nach unten und nach oben entsteht. Die leichtesten Dämpfe steigen zum Oberteil des Apparates, während das Kondensat der schweren Gase nach unten fällt und abgeführt wird. Es können infolgedessen nur zwei Fraktionen erzeugt werden.

Demgegenüber besteht der Dephlegmator nach der Erfindung aus einer zylinderförmigen Kolonne, die durch zwei oder mehr übereinanderliegende Kühlzylinder quer durchschnitten wird. Diese Kühlzylinder sind durch Platten und heizbare Dampfräume voneinander getrennt, wobei die Dämpfe nicht nur in verschiedene Ströme geteilt werden, sondern auch ihren Weg durch einen Kondensatregen nehmen müssen.

Durch die Anordnung der Platten zwischen den Kühlzylindern wird verhindert, daß das im ersten Teil gebildete Kondensat nach dem zweiten Teil strömt. Es wird also eine Trennung erzeugt, wodurch in diesem Apparat drei oder mehr Fraktionen möglich sind. Durch die Rohre der Kühlzylinder wird als Kühlmedium Wasser geführt. Die Anordnung der Dampfspiralen ermöglicht weiterhin, daß auch im Kondensat eine bestimmte Fraktion verdampft werden kann. Die Erdöldämpfe werden bei diesem Apparat unten am niedrigsten Kühlzylinder eingeführt und verlassen den Apparat in vertikaler Richtung.

Die Erfindung unterscheidet sich also von 'den Apparaten bekannter Art in erster Linie bezüglich der Konstruktion und bezüglich der Wirkung, in zweiter Linie dadurch, daß als Kühlmedium Wasser verwendet wird und schließlich dadurch, daß in dem Apparat gemaß der Erfindung drei oder mehr Fraktionen erzeugt werden können und nicht nur zwei, wie dies bei den bisher bekannt gewordenen Dephlegmatoren der Fall ist. In dem Dephlegmator gemäß der Erfindung findet eine Kühlung und eine Verdampfung statt zur Erzielung von bestimmten Destillaten, die getrennt abgeführt werden können.

Weitere Besonderheiten der Erfindung ergeben sich aus dem nachstehend beschriebe- So nen Ausführungsbeispiel.

Auf der Zeichnung zeigt:

Abb. ι einen senkrechten Schnitt durch den Apparat gemäß der Erfindung,

Abb. 2 einen senkrechten Schnitt nach Linie 11-11 gemäß Abb. 1.

Der Apparat besteht in erster Linie aus

einer senkrechten Kolonne, welche in die übereinanderliegenden Abteilungen a, b, c, d und e, welche nacheinander beschrieben werden sollen, verteilt ist.

Die Abteilung α ist aus einem wagerechten Kühlzylinder i, welcher den Teil 2, 3 der wagerechten Kolonne quer durchschneidet, zusammengesetzt.

Der aus Kühlröhren bestehende Zylinder 1 ist in den durchlochten Rohrplatten 4 und 5 gelagert. Diese Rohrplatten werden von den gewölbten, außerhalb der Kolonne hinausragenden Deckeln 6 und 7 verschlossen. Am Deckel 6, welcher eine wagerechte Zwischenwand besitzt, sind zwei Stutzen 8 und 9, welche zur Zu- und Abfuhr des Kühlmittels dienen, angeordnet. Das obere Ende 2 der senkrechten Kolonne ist durch einen Dom 10 verschlossen, welcher in der Mitte von einem Stutzen 11 mit Flansche zur Befestigung der Leitung zu einem Syphonkühler versehen ist. Die Abteilung b besteht aus einem senkrechten Zylinder 12 mit einem Flanschenring auf beiden Seiten, woran die senkrechten Zylinder der Abteilung α bzw. c befestigt sind.

Zwischen den Abteilungen α und b kann eine Eisenblechschale 13, welche durch Distanzbolzen mit einer zweiten, darunter gelegenen Schale 14 verbunden sein kann, angeordnet werden. Die obere Schale besitzt in der Mitte eine Öffnung, wodurch die Dämpfe in den Kühlzylinder einströmen können. In der unteren Schale sind zu diesem Zwecke vier kleinere Öffnungen 16, zweckmäßig in der Nähe der Schalborte, angeordnet.

Es sind weiter in die Wandung der Abteilung b zwei Zweigröhren 17 und 18, welche innerhalb und außerhalb mit Schraubenkupplungen versehen sind, angeordnet, woran die doppelte ringförmige Dampfleitung gekuppelt wird. In der gleichen Wandung ist noch ein Stutzen 19 für die Abfuhr der Kondensate in den Kühler angeordnet.

Zwischen den Abteilungen b und c ist eine Verschlußplatte 20 angebracht, welche in der Mitte eine offene senkrechte Röhre 21 trägt, wodurch die Dämpfe in den darüber gelegenen Kühlzylinder 1 strömen können. Die Platte ist im übrigen vollständig dicht.

Der Abteilung α entspricht die Abteilung- c. Die i\bteilung d, welche den unteren Teil der senkrechten Kolonne bildet, ist mit einem Stutzen 23 mit Flansche zur Befestigung des Spritzerauffängers versehen. Zwischen den Abteilungen c und d ist eine Platte 24, mit zentraler Öffnung 25, angeordnet.

Die Abteilung d dient dem Dephlegmator als Boden und besitzt nach dem Ausführungsbeispiel in der Mitte ein U-Rohr 26, welches an dem außerhalb der Kolonne mündenden Ende eine Flansche 27, um die Abfuhrleitung des schweren Kondensates nach dem Kühler anzuschließen, trägt. Außerdem ist die Abteilung e mit zwei Zweigleitungen 28 und 29 für den Anschluß der doppelten ringförmigen Dampfleitung versehen.

Zwischen den Abteilungen d und e befindet sich eine trichterförmige Schale 30, deren oberer Durchmesser kleiner ist als der innere Durchmesser der senkrechten Kolonne, so daß die Dämpfe zwischen dem Schalenrand und der Innenwandung der Kolonne· durchstreichen können. Außerdem besitzt die Schale 30 vier Löcher zum Durchlassen der Dämpfe und zwei offene Röhrchen 31 und 32, wodurch die aufgefangenen Kondensate nebst dem Wasser gegen den Boden des Dephlegmators fließen. Durch diese Vorrichtung kann das hinunterfallende, Wasser nicht mit der Dampfleitung in Berührung kommen.

Die Wirkung des Dephlegmators ist die folgende:

Die in dem Kessel entwickelten Dämpfe kommen über den Spritzerauffänger bei 23 in den Dephlegmator. Durch die Öffnung 25 in der Platte 24 kommen sie mit der unteren Röhrenreihe des Kühlzylinders in der Abteilung c, wo der Dampfstrom von jeder Rohre verteilt wird, in Berührung. Die Kondensate fallen von der oberen Röhrenreihe auf die darunter gelegenen Reihen hinunter, so daß die Dämpfe nicht nur in verschiedene Ströme geteilt werden, sondern auch zu gleicher Zeit ihren Weg durch einen Kondensatregen verfolgen. Die Wirkung wird intensiver sein als bei den bekannten Kühlern, weil keine Zwischenwände zugegen sind, während der Dampf in innige Berührung mit der Kühlfläche kommt. Es ist dabei in Betracht zu ziehen, daß die Dämpfe, welche durch die zentrale Öffnung 25 hinaufgehen, das Bestreben haben, den Weg mit dem geringsten Widerstand zu verfolgen. Da nun die Anzahl der zu passierenden Röhren an den Seiten am kleinsten ist, würden die Dämpfe der senkrechten Wand der Abteilung c entlang in die Röhre steigen können. Dieses wird aber von den Teilen 33 des wagerechten Kühlzylinders (vgl. auch Abb. 2), dessen Breite man durch einige Versuche feststellen kann, verhindert.

Die schweren Dämpfe, welche aus den schweren Ölgasen und Dampf bestehen, kondensieren sich in diesem Kühler und fallen auf die Platte 24 hinunter, von wo aus sie sofort ihren Weg zu der Schale 30 nehmen und von dort durch die Röhren 31 und 32 zum Boden des Dephlegmators. Nachdem die

Kondensate auf dem Boden angelangt sind, wird das Öl oben auf dem Wasser schwimmen, so daß sich in dem umgebogenen Schenkel des U-Rohres 26 Wasser mit einer dünnen Ölschicht befindet. In der Krümmung der Rohre befindet sich eine Öffnung zum Ablassen des Kondensates. Je nachdem die Kondensatmenge zunimmt, wird das Wasser in dem gebogenen offenen Schenkel steigen, während die Flüssigkeitssäule außerhalb steigt, weil sich immer mehr Öl auf dem Wasser ansammelt. Schließlich fließt das Öl-Wasser-Gemisch durch das U-Rohr nach dem Kühler ab.

Die Dämpfe, welche durch die Kühlabteilung c hindurchgegangen sind, kommen durch die Röhre 21 in die Abteilung b, wo sie an die Schale 14 stoßen. Sie strömen daraufhin durch die Löcher in der Schale 14 :

und das Loch in der Schale 13 in die Kühlabteilung a, welche auf die gleiche Art wie die Kühlabteilung c wirkt. Die Dämpfe, welche etwa in der Abteilung α nicht kondensiert werden, strömen durch den Auslaß 11 in den Syphonkühler.

Die Platte 20 besitzt keine Löcher und bildet sozusagen den Boden der Kühler, mit ■ Ausnahme des unteren Kühlers. Die leichtesten Bestandteile des darin zurückbleibenden Kondensates können mittels Dampf aufs neue verdampft werden. Das Kondensat kann durch den Stutzen 9 in einen Kühler abfließen.

Durch die Regulierung der Dampf- und Wasserhähne hat man die Erzeugung bestimmter Destillate ganz in der Hand. Dadurch z. B., daß man eine große Menge Kühlwasser benutzt, werden sich die schwereren Bestandteile des Gemisches kondensieren, während die leichtesten Anteile aus dem Destillat, mittels indirekten Dampfes, verdampft werden können. Die Beschaffenheit der Erzeugnisse kann also kontrolliert wer_r den, während die Zusammenstellung vom Willen des Destillateurs abhängig ist. Ein wichtiger Vorteil bei der Anwendung der nach der Erfindung konstruierten Dephlegmatoren ist die große Brennstoffersparnis, da die Menge Nachdestillatbenzin sehr gering ist. Die Dampfkessel, welche für die Nachdestillatbehälter benutzt werden, können außer Betrieb gesetzt werden, während, da weniger umgepumpt wird, auch die Dampfpumpen weniger Dampf benötigen werden. Die zur Verfügung gekommenen Nachdestillatbehälter können, wenn nötig, für die Verarbeitung des Rohöles verwendet werden, wodurch die Leistung der Raffinerie sehr gesteigert wird.

Der oben beschriebene Dephlegmator ist besonders für Retortenbatterien geeignet, er kann aber auch mit Vorteil zum Kondensieren der aus Röhrenofen stammenden Dämpfe benutzt werden. In diesem Falle kann man Dephlegmatoren vereinfachter Konstruktion benutzen. Der untere Teil des Dephlegmators kann dann nur aus einem Kreuzstück, an dessen untere Seite die Bodenplatte festgenietet ist, bestehen. Die Dämpfe strömen dann unmittelbar durch die Einlaßöffnung! in den unteren Dampfraum und kommen daraufhin sofort in Berührung mit den wage- , rechten Röhren. Der besonders ausgebildete untere Teil und die Eisenblechschalen kommen in diesem Falle also in Wegfall. Während im ersten Fall der Dephlegmator mittels Jochen aufgehängt werden kann, ist es im zweiten Falle zu empfehlen, den Dephlegmator auf einem Gestell zu montieren.

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Claims (3)

1. Patent-An Sprüche:

   i. Dephlegmator, vorzugsweise für Petroleum, unter Verwendung übereinanderliegender, aus Röhrenbündeln bestehender Kühlzylinder, dadurch gekennzeichnet, daß die Kühlzylinder durch Platten und heizbare Dampfräume voneinander getrennt sind, wobei die Dämpfe nicht nur in verschiedene Ströme geteilt werden, sondem auch ihren Weg durch einen Kondensatregen nehmen müssen.
2. 2. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß Steuervorrichtungen (33) dazu dienen, die Dämpfe über eine große Anzahl von Kühlröhren zu führen.
3. 3. Anordnung nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß Dampf- und Wasserhähne vorhanden sind, vermittels welcher eine Regulierung der Kondensierung möglich ist (indem z. B. durch Einführung von viel Kühlwasser die schwereren Bestandteile des Gemisches kondensiert werden und die leichteren verdampfen).

   Hierzu 1 Blatt Zeichnungen.