DE4107294A1 - Heisskoerpercrackanlage - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Anlage zur Gewinnung von Ölprodukten, insbesondere aus gebrauchtem Öl mit einem Brennerraum mit Ölbrenner und dem den Brennerraum umgebenden Crackraum.

Crackverfahren sind bekannt, um aus Rohöl entsprechend viele Teilprodukte herzustellen. Bei der kontinuierlichen Destillation wird das Rohöl einer Kolonne zugeführt, worauf­ hin das leichter Siedende oben als Destillat sowie Zwischen­ produkten ein Seitenkolonnen sowie das schwerer Siedende unten als Rückstand abgezogen werden. Derartige Anlagen weisen erheblichen verfahrenstechnischen und maschinentech­ nischen Aufwand auf, so daß Voraussetzung für den Betrieb derartiger Anlagen immer eine gleichmäßige und mengenmäßig hohe Beaufschlagung ist. Solche Anlagen sind gegen mengen­ mäßige Veränderungen sowie auch von der Zusammensetzung her kommende Veränderungen empfindlich, wobei sie insbe­ sondere in der Regel nicht geeignet sind, gebrauchtes Öl wieder so aufzuarbeiten, daß es erneut benutzt werden kann. Auch ist der Anteil an schwerer siedendem Material und damit an Rückstand relativ hoch.

Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, konstruktiv einfache, kleinbauende und dennoch mengenmäßig ohne großen Aufwand ausbaubare Crackanlagen zu schaffen, mit denen auch verunreinigtes, dickflüssiges Öl aufbereitet werden kann.

Die Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß der Ölbrenner in einem Rohrkörper mit mehrfach größerem Durchmesser angeordnet ist, der in einem Düsenraum langsam rotiert, in dem eine Sprühdüse in geringem Abstand über dem Außenmantel des Rohrkörpers, diesen mit einem Ölfilm überdeckend positioniert ist, daß die Sprühdüse über eine Ölzuleitung mit einem Lagerbehälter mit integrierter Vor­ wärmung verbunden ist und daß an den Düsenraum mehrere kühl­ bar ausgebildete Crackräume gestuft angeschlossen sind.

Bei einer derartigen Anlage kann beliebiges Öl, d. h. also auch bereits gebrauchtes Öl ohne Probleme in mehrere Fraktionen aufgeteilt und damit aufbereitet werden. Der Ölbrenner, der in den Rohrkörper hineingerichtet ist, erwärmt diesen Rohrkörper so, daß das von oben auf den sich drehenden Rohrkörper aufgesprühte Öl verdampft bzw. vergast, so daß es dann in einem gesonderten Crack- oder Destilla­ tionsraum aufgefangen und in unterschiedliche Fraktionen aufgeteilt werden kann. Dadurch, daß der Rohrkörper durch den innenliegenden Ölbrenner sehr heiß gehalten werden kann, kommt es sehr schnell zu einer Vergasung und zwar so, daß die festen Verschmutzungen auf dem Außenmantel des Rohr­ körpers verbleiben und dann von diesem über eine geeignete Vorrichtung abgestreift werden können. Das verflüchtigte bzw. vergaste Material dagegen kann den verschiedenen Crack­ räumen zugeführt werden, wo es entsprechend niedergeschlagen wird. Das herangeführte Öl wird bereits im Lagerbehälter vorgewärmt und zwar durch in die Ölzuleitung integrierte Wärmetauscher, so daß es vorteilhaft gut pumpbar und damit auch auf den Außenmantel aufsprühbar wird. Damit ist es möglich, auch dickflüssigeres Öl so vorzubereiten, daß es vorteilhaft dann weiterverarbeitet und aufbereitet werden kann. Hierzu sind die mehreren gestuft ausgebildeten Crack­ räume vorgesehen, wo die einzelnen Fraktionen anfallen und dann weitergeleitet und ausgewertet werden. Die diesen Frak­ tionen anhaftende Wärme wird dabei in geeignet angeordneten Wärmetauschern so weit zurückgewonnen, daß insbesondere das aus dem Lagerbehälter kommende Öl oder sonstige Produkte ausreichend flüssig gehalten wird.

Nach einer zweckmäßigen Ausbildung der Erfindung ist vorgesehen, daß der Rohrkörper einen um das 3 bis 20fache größeren Durchmesser als der Ölbrenner aufweist. Auch bei diesen relativ großen Spannen ist sichergestellt, daß der Außenmantel des Rohrkörpers so weit erhitzt wird, daß das daraufgesprühte Öl oder sonstige Produkt kurzfristig verdampft wird. Damit ist sichergestellt, daß insbesondere die festen Schadstoffe aus dem Öl sicher herausgeholt und damit auch ein Großteil der sonstigen Schadstoffe so zurück­ gewonnen werden, daß das dann erhaltene Zwischen- oder End­ produkt für weitere Einsatzfälle zur Verfügung steht. Dabei kann die zugeführte Ölmenge reguliert werden wie auch die Umlaufgeschwindigkeit des Rohrkörpers und wie erwähnt der Durchmesser des Rohrkörpers, wobei auch weiterhin denkbar ist, daß ein Brenner mit mehreren Flammen zum Einsatz kommt, wenn ein Rohrkörper mit besonders großem Durchmesser zum Einsatz kommen soll. Auf jeden Fall sind eine Vielzahl von Möglichkeiten vorgegeben, wie eine derartige Anlage ohne großen Aufwand betrieben und auch ggf. umgerüstet werden kann, um auf diese Art und Weise den sich ändernden Gegebenheiten angepaßt zu werden.

Die auf den Außenmantel des Rohrkörpers aufgesprühten Schadstoffe, die im Ausgangsöl enthalten sind, bleiben auf diesem haften, so daß sie vorteilhaft sicher zurückgewonnen werden können. Hierzu ist vorgesehen, daß unterhalb des Rohrkörpers im Düsenraum eine auf dem Außenmantel schabend angeordnete Reinigungsschnecke angeordnet ist. Diese Reini­ gungsschnecke nimmt den Film von dem Rohrkörper wieder ab, wobei dieser mehr oder weniger dünnflüssig ist und wieder zur Ausgangsdüse zurückgegeben werden kann, wenn eine "Nach­ reinigung" sich als zweckmäßig oder notwendig erweist.

Eine gleichmäßig dicke Sprühschicht auf dem Außenmantel wird dadurch erreicht, daß die Sprühdüse als ein etwa der Länge des Rohrkörpers entsprechend lang bemessener Sprüh­ balken ausgebildet ist. Dabei kann dieser Sprühbalken teles­ kopierbar ausgebildet sein, um auf diese Art und Weise je nach Zielrichtung den Außenmantel unterschiedlich mit einem Ölfilm zu besprühen. Diese teleskopierbare Ausführung erlaubt es beispielsweise, gezielt im Bereich der Flamme innerhalb des Rohrkörpers Ausgangsöl aufzusprühen oder eben wie erwähnt über die gesamte Länge des Rohrkörpers.

Eine optimal gleiche Filmdicke über die gesamte Länge und Breite des Rohrkörpers wird vorzugsweise auch dadurch erreicht, daß der Sprühbalken als gebogene Platte ausgebildet und mit der Innenbogenfläche zum Außenmantel des Rohrkörpers weisend angeordnet ist.

Zur Vergleichmäßigung der Vorwärmung sind in die Öl­ leitung ein dem Abgasrohr zugeordneter Wärmetauscher sowie den Produktleitungen der einzelnen Crackräume jeweils zuge­ ordnete Wärmetauscher integriert. Die mit den Produktlei­ tungen verbundenen Wärmetauscher sind dabei zweckmäßigerweise gestuft angeordnet, wobei der dem Abgasrohr zugeordnete Wärmetauscher die letzte Stufe darstellt. Darüber hinaus ist die Vorwärmung ein in den Lagerbehälter integrierter Teilbehälter mit Rohrwendel, so daß insgesamt eine gleich­ mäßige Ausnutzung der über den Ölbrenner eingebrachten Wärme möglich ist.

Bei größeren aufzuarbeitenden Ölmengen kann ohne erheb­ lichen zusätzlichen maschinellen Aufwand die Durchsatzmenge einer derartigen Anlage vergrößert werden, indem zwei Rohr­ körper mit Ölbrenner achsparallel nebeneinander und gegenein­ ander drehend im Düsenraum angeordnet sind und indem die Sprühdüse bzw. der Sprühbalken zwischen beiden positioniert ist. Weiter ist es möglich, mehrere Rohrkörper mit Ölbrenner achsparallel neben- und übereinander anzuordnen, so daß entsprechend auch die Durchsatzmenge an aufzuarbeitendem Öl hochgesetzt werden kann. Dabei ist es denkbar, daß von vornherein der Düsenraum so bemessen ist, daß auch mehrere derartige Rohrkörper vorgesehen werden können oder aber nacheinander in Betrieb gesetzt werden können, je nachdem, wie groß der Anfall an Öl nun ist. Damit ist eine variable Anlage geschaffen, die in der Regel stationär angeordnet ist, wobei aber auch denkbar ist, daß bei entsprechender Bemessung transportable Einheiten entsprechend ausgebildet werden können.

Mit Hilfe einer derartigen Anlage kann damit ein Ausgangsprodukt unterschiedlicher Zusammensetzung auf die gleiche Art und Weise aufgearbeitet werden und zwar ohne großen maschinellen und technischen Aufwand. Vorteilhaft ist weiter, daß kontinuierlich aufzuarbeitendes Material in die Anlage eingeschleust werden kann, ohne daß mit Be­ hinderungen beim Vergasen oder Verflüssigen gerechnet werden muß. Auch das Ausgangsprodukt kann gut transportiert werden, weil es noch im Lagerbehälter so aufbereitet, d. h. vor allem vorgewärmt wird, daß es gut pumpbar und damit auch über die Sprühdüsen austragbar ist. Insgesamt gesehen ist eine Anlage geschaffen, die weitgehenst variabel ist, die statio­ när und auch vom Standort ungebunden betrieben werden kann. Nach dem Anlaufen der Anlage wird diese mit bereits wiederum gereinigtem Öl betrieben, wobei dann auch evtl. in diesem Öl enthaltene Schadstoffe aus dem Abgas wie üblich herausge­ waschen werden können. Denkbar ist es aber auch, die von den einzelnen Crackstufen stammenden Abgase erneut in den Brennerraum hineinzubringen, um so einmal die Temperatur zu steigern und um das Austragen von Schadstoffen zusätzlich zu erschweren bzw. unmöglich zu machen.

Die Anlage wird anhand der Zeichnungen weiter erläutert, wobei

Fig. 1 die schematisiert wiedergegebene Anlage,

Fig. 2 den Brennerraum und den Düsenraum in Seitenansicht und

Fig. 3 den Brennerraum und den Düsenraum in Vor­ kopfansicht zeigen.

Die sogenannte Heißkörpercrackanlage (1) verfügt über einen Brennerraum (2), in dem ein Ölbrenner (3) angeordnet ist. Dieser Ölbrenner (3) wird über die Frischversorgungs­ leitung (4) beim Anfahren und während des Betriebes über die Umlaufleitung (5) versorgt. Der Brennerraum (2) wird von einem kreisrunden Rohrkörper (6) vorgegeben, der, sich langsam in den Lagern (7) drehend, mit dem aufzubereitenden Öl beaufschlagt wird.

Der Rohrkörper (6) ist dem Ölbrenner (3) gegenüber­ liegend mit einem Abgasrohr (8) verbunden, das einen Wärme­ tauscher (9) durchströmt, indem dem Rauchgas ein Großteil seiner Wärme entzogen wird, um es für weitere Aufbereitungs­ zwecke zu nutzen. Das Rauchgas kann zum Teil über die Rauch­ gasnachverbrennung (10) dem Ölbrenner (4) erneut zugeführt werden, wozu der Lüfter bzw. die Pumpe (11) dient.

Der Rohrkörper (6) ist von dem Düsenraum (14) umgeben, der über ein Überdruckventil (13) gesichert ist. Im Düsenraum (14) ist eine Sprühdüse (15) oder ein Sprühbalken (16) so angeordnet, daß er den Rohrkörper (6) möglichst über die gesamte Länge abdeckt, so daß das über die Ölzuleitung (17) herangeführte, aufzuarbeitende Öl gleichmäßig über den Außenmantel (24) des Rohrkörpers (6) verteilt wird.

In die Ölzuleitung (17) ist eine Pumpe (18) integriert, die dafür sorgt, daß das im Lagerbehälter (19) vorgehaltene aufzuarbeitende Öl über die Vorwärmung (20) entsprechend vorgewärmt pumpfähig bleibt und somit über die Pumpe (18) und die Sprühdüse (15) bzw. den Sprühbalken (16) auf den Außenmantel (24) aufgespritzt werden kann.

Im Lagerbehälter (19) ist ein Teilbehälter (22) mit Rohrwendel (21) angeordnet, die die Vorwärmung (20) dar­ stellen und die dafür sorgen, daß das im Lagerbehälter (19) vorgehaltene Öl zunächst einmal sicher transportiert, d. h. gepumpt werden kann. Es gelangt dabei zunächst einmal über weitere Wärmetauscher, die weiter hinten noch erläutert sind und dann in den großen Wärmetauscher (9), der das Abgas­ rohr (8) umgibt und von diesem dann über die Pumpe (18) und den Sprühbalken (16) in den Düsenraum (14).

Nach dem Aufsprühen des aufzuarbeitenden Öls wird ein Großteils dieses Produktes vergast und dann anteilmäßig zurückgewonnen. Die festen Schadstoffe bzw. Produkte aus dem aufzuarbeitenden Öl bleiben auf dem Außenmantel (24) haften und können dann von der im unteren Bereich des Rohr­ körpers (6) angeordneten Reinigungsschnecke (25) abgestreift und über den Austrag (26) ausgetragen werden. Bei der in Fig. 1 gezeigten Ausbildung wird dieses Material dann über den Rücklauf (27) entweder unmittelbar wieder den Sprühdüsen (15) bzw. dem Sprühbalken (16) zugeführt oder aber es wird zunächst über den Wärmetauscher (9) wieder so weit vorge­ wärmt, daß es vorteilhaft flüssig und damit pumpfähig bleibt.

Das vergaste Material gelangt über die beiden Rohr­ stümpfe (28, 28′) in den größeren Crackraum (29), der über ein Sicherheitsventil (30) abgesichert ist. Hier wird die schwerste Fraktion ausgetragen und dann zum Betrieb des Ölbrenners (3) benutzt bzw. durch die Produktleitung (31) abgeführt, wobei vorher über den Wärmetauscher (32) diesem reinen Produkt ein Großteil der Wärme wieder entzogen wird.

Oberhalb des Crackraums (29) befindet sich der zweite Crackraum (33), auch wiederum durch einen Rohrstutzen mitein­ ander verbunden. Das zunächst ausfallende Produkt wird über die Rücklaufleitung (34) dem Produkt des ersten Crackraums (29) zugeführt und mit diesem gemeinsam weiterverarbeitet bzw. gelagert. Denkbar ist es aber auch, dieses Material einer gesonderten Nutzung zuzuführen. Im höheren Abschnitt des Crackraums (33) ist die Produktleitung (35) angesetzt, die ein entsprechend höher siedendes Material abführt und einer gesonderten Nutzung zuführt. Auch dieser Produktleitung (35) ist ein Wärmetauscher (36) zugeordnet.

Auch die Produktleitung (39), die dem letzten Crackraum (37) mit dem Kühlteil (38) zugeordnet ist, weist einen Wärme­ tauscher (40) auf, der von dem aus dem Lagerbehälter (19) kommenden Ausgangsprodukt durchströmt wird. Dabei erhält dieses bereits vorgewärmte Produkt eine zusätzliche Erhit­ zung, so daß es nach dem Durchströmen des Wärmetauschers (9) im Bereich des Abgasrohres (8) eine optimale Temperatur aufweist, die ein einwandfreies Versprühen auf den Rohrkörper (6) bzw. den Außenmantel (24) sicherstellt.

Fig. 3 zeigt eine Seitenansicht des maschinellen Teils der Heißkörpercrackanlage (1) mit dem Rohrkörper (6), der sich im Düsenraum (14) drehen kann, weil er beidseitig über Lager (7) abgestützt ist. Zu sehen ist auch die Reinigungs­ schnecke (25), die auf dem Außenmantel (24) schabend im Bodenbereich des Düsenraums (14) angeordnet ist, was zusätz­ lich durch Fig. 3 erläutert ist. Diese Reinigungsschnecke (25) bewegt sich in einem trogartigen Ansatz des Düsenraums (14), wobei das mitgeführte Material über den Austrag (26) in den Rücklauf (27) gegeben wird, von wo es wie weiter vorne erläutert ggf. den Sprühdüsen (15) wieder zugeführt werden kann.

Fig. 1 zeigt auch den Lagerbehälter (19), wie bereits weiter vorne erläutert ist. Unterhalb der Rohrwendel (21) bzw. des Teilbehälters (22) befindet sich ein hier nicht näher erläuterter Abwasserabscheider in Form einer Vertie­ fung für nicht gebundenes Wasser. Hier ist ein auswechsel­ barer Filter angeordnet, so daß dieses Wasser schubweise abgezogen werden kann, so daß es erst gar nicht in den Prozeß mit hineingelangt. Im Abstand oberhalb des Abwasserabschei­ ders ist der Zulauf des Teilbehälters (22), so daß immer die gleichmäßig aufzuarbeitendes Produkt zugeführt und über die Rohrwendel (21) bzw. das darin fließende Produkt vorge­ wärmt wird.

Das die Rohrwendel (21) verlassende Leichtöl oder ge­ reinigte Öl wird einer Untersuchungsstation (42) zugeführt, durchfließt dann einen ergänzenden Wärmetauscher (43) und gelangt dann schließlich in den Vorratstank.

Ggf. kann auch über den Abzug (44) ein entsprechend vorgewärmtes Produkt für Drittzwecke abgezogen werden, wobei ihnen ggf. ein Teil der Wärme in den nachgeordneten Wärme­ tauschern (36′, 40′) wieder entzogen wird.

Claims (10)

1. Anlage zur Gewinnung von Ölprodukten, insbesondere aus gebrauchtem Öl mit einem Brennerraum mit Ölbrenner und dem den Brennerraum umgebenden Crackraum, dadurch gekennzeichnet, daß der Ölbrenner (3) in einem Rohrkörper (6) mit mehrfach größerem Durchmesser angeordnet ist, der in einem Düsenraum (14) langsam rotiert, in dem eine Sprühdüse (15) in geringem Abstand über dem Außenmantel (24) des Rohrkörpers, diesen mit einem Ölfilm überdeckend positioniert ist, daß die Sprüh­ düse über eine Ölleitung (17) mit einem Lagerbehälter (19) mit integrierter Vorwärmung (20) verbunden ist und daß an den Düsenraum (14) mehrere kühlbar ausgebildete Crackräume (29, 33, 37) gestuft angeschlossen sind.

2. Anlage nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Rohrkörper (6) einen um das 3 bis 20fache größeren Durchmesser als der Ölbrenner (3) aufweist.

3. Anlage nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß unterhalb des Rohrkörpers (6) im Düsenraum (14) eine auf dem Außenmantel (24) schabend angeordnete Reinigungs­ schnecke (25) angeordnet ist.

4. Anlage nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Sprühdüse (15) als etwa der Länge des Rohrkörpers (6) entsprechend lang bemessener Sprühbalken (16) ausgebildet ist.

5. Anlage nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Sprühbalken (16) als gebogene Platte ausgebildet und mit der Innenbogenfläche zum Außenmantel (24) des Rohr­ körpers (6) weisend angeordnet ist.

6. Anlage nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß in die Ölzuleitung (17) ein dem Abgasrohr (8) zuge­ ordneter Wärmetauscher (9) sowie den Produktleitungen (31, 35, 39) der einzelnen Crackräume (29, 33, 37) jeweils zuge­ ordnete Wärmetauscher (32, 36, 40) integriert sind.

7. Anlage nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die mit den Produktleitungen (31, 35, 39) verbundenen Wärmetauscher (32, 36, 40) gestuft angeordnet sind und daß der dem Abgasrohr (8) zugeordnete Wärmetauscher (9) die letzte Stufe ist.

8. Anlage nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Vorwärmung (20) ein in den Lagerbehälter (19) inte­ grierter Teilbehälter (22) mit Rohrwendel (21) ist.

9. Anlage nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zwei Rohrkörper (6, 6′) mit Ölbrenner (3) achsparallel nebeneinander und gegeneinander drehend im Düsenraum (14) angeordnet sind und daß die Sprühdüse (15) bzw. der Sprüh­ balken (16) zwischen beiden positioniert ist.

10. Anlage nach Anspruch 1 und Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß mehrere Rohrkörper (6, 6′) mit Ölbrenner (3) achsparallel neben und übereinander angeordnet sind.