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Verfahren zur Spaltung von flüssigen Kohlenwasserstoffen durch Erhitzung
unter Druck. Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Spaltung von Kohlenwasserstoffen,
um daraus insbesondere Gasolin oder Motorbrennstoff zu gewinnen. Die Spaltung der
Kohlenwasserstoffe erfolgt bekanntlich durch Erhitzen, und zwar soll erfindungsgemäß
die Erhitzung auf Spalttemperatur ausschließlich oder fast ausschließlich durch
hocherhitzte Gase oder Dämpfe von Kohlenwasserstoffen erfolgen, die in einem geschlossenen
Kreislauf
gegebenenfalls den flüssigen Kohlenwasserstoffen entgegengeführt
werden, wobei für eine stete Regelung des Druckes Sorge getragen wird.
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Weiter werden die im Verlaufe des Zersetzungsvorganges nicht verflüssigten
Dämpfe wiederum in den Kreislauf zurückgeführt, wodurch die Ausbeute an leichtflüssigen
Kohlenwasserstoffen eine Erhöhung erfährt.
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Bei der Ausführung des Verfahrens hat es sich als sehr zweckmäßig
erwiesen, die dauernd zugeführten flüssigen Kohlenwasserstoffe vor-Eintritt in den
Prozeß vorzuwärinen, was durch die aus der Spaltkammer austretenden Gase und Dämpfe
mittels einer geeigneten Wärmeaustauschvorrichtung bewirkt wird. Die schweren und
sich kondensierenden Anteile werden wiederum in das System zurückgeführt, die verbleibenden
Dämpfe in der üblichen Weise durch Kühlung kondensiert, während die nichtkondensierten
Dämpfe, nachdem sie einer Kompression unterworfen wurden, derart in den Kreislauf
zurückgeleitet werden, daß sie den gewünschten Überdruck im System aufrechterhalten.
Die unkondensierbaren Gase und Dämpfe werden durch die Ausgangsflüssigkeit gewaschen,
indem man in einem Absorptionsapparat Ausgangsmaterial und Dämpfe im Gegenstrom
zueinander zusammenführt, so daß die Gasse und Dämpfe die Kammer in trockenem Zustande
verlassen.
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Wie bereits oben erwähnt, soll die zur Spaltung notwendige Hitze nicht
durch direkte Erwärmung von außen, sondern durch Einleiten erhitzter Gase und Dämpfe
in das 01
erfolgen, welche im Verlauf des Verfahrens aus dem Ö1 gewonnen werden.
Man kann aber auch andere Kohlenwasserstoffeführende Gase hierfür verwenden, beispielsweise
Naturgas oder Bohrturmgas, wodurch man diesen die Kohlenwasserstoffe entziehen und
gewinnen kann.
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In der beiliegenden Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel einer Vorrichtung
zur Ausführung des Verfahrens dargestellt, und zwar ist: Abb. i eine schematische
Darstellung, teilweise im Schnitt einer Einrichtung zur Ausführung des neuen Verfahrens,
Abb. 2 ein Grundriß, teilweise im wagerechten Schnitt einer Erhitzungsvorrichtung
zum Erwärmen des Gases oder Kohlenwasserstoff führenden Dampfes.
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Abb.3 ist ein senkrechter Schnitt nach Linie 3-3 der Abb. 2.
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Abb. q. zeigt schematisch eine etwas abgeänderte Ausführungsform der
Vorrichtung. Gemäß der Erfindung wird ein flüssiger Kohlenwasserstoff, beispielsweise
Petroleum, unter Druck aus einem geeigneten Behälter her durch ein Rohr i und einen
Sprühkopf 2 in eine Absorptionskammer 3 geleitet. Der Sprühkopf befindet sich im
oberen Teil der Absorptionskammer und läßt den Sprühregen flüssigen Kohlenwasserstoffs
in solcher Weise austreten, daß das Petroleum sich über Blöcke aus geeignetem Material
mit großer Oberfläche q. ausbreitet und durch diese hindurchtropft. Die Blöcke liegen
auf einem Rost 5 in der Absorptionskammer. Das eintretende Petroleum sammelt sich
am Boden des Absorptionsgefäßes und fließt durch ein Rohr 6 in einen Vorratsbehälter
geeigneter Konstruktion. Das Rohr 6 enthält ein durch den Druck regulierbares Ventil
8 und ein mit der Hand verstellbares Ventil 9, welches den Durchfluß der Flüssigkeit
steuert; die Arbeitsweise wird weiter unten auseinandergesetzt. Der Behälter 7 kann
mit einem Speiserohr io versehen sein, das mit einem Handventil i i geregelt wird
und durch welches ein Zufluß von 01 oder flüssigem Kohlenwasserstoff von
einer äußeren O_uelle her unabhängig von dem Zufluß aus dem Absorptionsgefäß erfolgen
kann. Der Behälter 7 besitzt ein Auslaßrohr 12, das zur Saugseite einer Pumpe 13
führt, deren Druckseite mit einem Rohr 14 verbunden ist, welches zu einem geschlossenen
Drucktank 15 führt. In diesen wird der flüssige Kohlenwasserstoff gegen ein
Kissen aus Luft oder Gas eingedrückt. Mit dem unteren Teil des Drucktanks ist ein
Auslaßrohr 16 verbunden, welches durch eine die Flüssigkeitshöhe steuernde Vorrichtung
17 hindurchführt, die durch ein Rohr 18 mit dem oberen Teil eines Verdampfers oder
Wärmeaustauschzvlinders ig verbunden ist. Dieser Zylinder ist am unteren Ende durch
ein Auslaßrohr 2o mit dem unteren Ende einer zweiten Verdampfkammer 2i verbunden.
Die Kammer 21 ist oben durch eine Leitung 22 mit einer Reaktions-oder Spaltkammer
23 verbunden, welche eine Rohrverbindung 2,4 mit einer Seizvorrichtung oder einem
Kohlenwasserstofferhitzer 25 hat. Durch die beschriebene Verbindung wird der flüssige
Kohlenwasserstoff der Reaktionskammer 23 zugeleitet, worin die Flüssigkeit der Hitze
von Gasen oder Dämpfen ausgesetzt wird, die vorher im Element 25 erhitzt sind. Die
erhitzten Dämpfe und Gase fließen durch den Apparat in umgekehrter Richtung wie
der flüssige Kohlenwasserstoff. 26 bezeichnet ein Rohr, welches von einer geeigneten
Gasquelle herleitet, die beispielsweise Naturgas oder Bohrturmgas ist, das Kohlenwasserstoffdämpfe
oder -verbindungen enthält. Dieses Rohr wird durch ein Handventil 27 geregelt. Das
Rohr 26 führt zu einem Kompressor 28 geeigneter Art, dessen Auslaßkanal durch ein
Rohr 29 mit
Regulierventil 30 mit derEinlaßseite desHeizeleinentes
25 verbunden ist. Hierin wird das durch das Rohr 26 herangeführte Gas allmählich
so weit erhitzt, daß die darin enthaltenen Kohlenwasserstoffe gespalten oder zersetzt
werden und so viel Wärme aufnehmen, daß, wenn sie der Reaktionskammer 23 durch das
Rohr 24. zugeleitet werden, die in dieser Kammer enthaltenen flüssigen Kohlenwasserstoffe
verdampft und gespalten oder dissoziiert werden.
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Die Pumpe 13 kann durch einen geeigneten Motor 31 betrieben werden,
dessen Str oiil= Leitungen 32 durch einen durch den Druck geregelten Schalter 33
geeigneter Art gesteuert «-erden. . Dieser Schalter besitzt: ein Expansionselement,
welches durch ein Rohr 35 mit dem Luft- oder Gasraum in der Kaminer 1,5 verbunden
ist. Die Anordnung ist derart, daß der Stromschalter je hach dein wechselnden Druck
in der Kammer i- den Motor einstellt oder abstellt, uni auf diese Weise mittels
der Pumpe einen geeigneten Vorrat und Druck des Öls innerhalb der Kammer i5 zu erhalten.
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Die Spalt- oder Reaktionskammer 23 ist mit einem Dampfauslaßrohr 36
verbunden, das mit dem oberen Ende des Verdampfers 21 in Verbindung steht und an
ein Rohr 37 darin anschließt. Dieses öffnet sich in einen Zylinder 38, dessen Kopfkammern
39, 4o mit den offenen Enden senkrechter Rohre _l.i Verbindung haben. Durch diese
Rohre fließt das 01 aus dem Rohr 2o aufwärts auf seinem Wege zur Reaktionskammer
23. Der Zylinder 38 mit seinen Kopfkammern 39,40 und seinen Rohren 41, durch welche
die Kohlenwasserstoffflüssigkeit hindurchgeht, steht in direkter Verbindung mit
dem Dampfroh;- 36 und dem Dampfauslaßrohr 45 am Boden, ist aber gegen den Ölraum
im äußeren Zylinder durch Dichtungsringe abgeschlossen. Das Ö1 fließt durch die
Rohre 41 und ferner durch den Raum zwischen dem Zylinder 38 und der Wand der Austauschvorrichtung.
Die erhitzten Dämpfe aus der Spaltkammer 23 treten durch die Rohre 36, 37 in den
Raum im Zylinder 38 um die Rohre 41 herum, so daß sie dazu dienen, das Öl, während
es zu dem Zylinder 23 hinfließt, vorzuwärmen, derart, daß ein großer Teil der aus
23 abfließenden Hitze wiedergewonnen wird. Das Kondensat der Dämpfe aus dem Spaltzylinder,
welches durch die Abgabe von Wärme entsteht, sammelt sich am Boden des Zylinders
38 und fließt durch ein Rohr 53 in den Sumpf 52.
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Die Dampfräume an den oberen Enden der Verdampfer z9 und 21 über dem
01 öffnen sich durch Rohre 42 in ein Rohr 43, das in' direkter Verbindung mit dem
oben beschriebenen Rohr 29 steht, wodurch alle in den Verdampfer aus der Flüssigkeit
ausgetriebenen Dämpfe in das Rohr 29 eingeleitet und aus dein letzteren in das Element
25 eingeführt werden, worin sie erhitzt oder gespalten werden. Die Dämpfe aus der
Spaltkammer 23 treten nach dem Durchfließen des Verdampfers 21 am Boden desselben
in ein Rohr .I4, welches mit dem unteren Kopf dieses Zylinders verbunden ist, und
von da durch ein Rohr 4.5 in ein ähnliches Rohr 44 des Zylinders 38 im Verdampfer
ig. Diese Gase und Dämpfe gehen durch den Zylinder 38 des Verdampfers ig aufwärts
und treten in ein Dampfrohr 46 ein, welches zum oberen Ende einer Kondensationskammer
47 leitet, die eine Füllung mit Aufnahmeelementen 47a besitzt, die von einem Rost
48 getragen wird. Im oberen Ende dieser Kammer 47 ist ein Wassersprühkopf 49 angebracht,
der durch ein Rohr 49a gespeist wird. Durch diesen Sprühkopf 49 wird Wasser in die
heißen eintretenden Dämpfe eingespritzt und entfernt aus den Kohlenwasserstoffdämpfen
durch Kondensation die schweren Bestandteile, welche aus dem Dampf abgeschieden
werden sollen, so daß nur die leichteren Dämpfe und Gase weitergehen. Die Verbindungen,
welche von den Verdampfern i9 und 21 zu dem Rohr 45 führen, sind in gleicher Weise
durch Anschlußstücke 53 mit dem Rohr 51 verbunden, so daß dem letzteren die schweren
Kondensate zugeführt werden, die in den Zylindern 38 der Verdampfer ausgefüllt werden.
Das Rohr 51 ist zweckmäßig mit einem Flüssigkeitsverschluß 5ia versehen, um den
Durchfluß der Dämpfe aus dem Kondensator 47 in das Rohr 51 zu verhindern. Der Sumpf
52 ist zweckmäßig -durch ein Rohr 54 mit einer Pumpe 55 verbunden, welche das
01
durch ein Rohr 56 und Zweigleitungen 57, 57 in die unteren Teile der Verdampfer
i9 und 21 eindrückt, um die schweren Kondensate zu weiterer Bearbeitung in den Kreislauf
zurückzuführen. Das erwähnte Rohr 50 ist an einer Stelle zwischen der Kammer 47
und dem Flüssigkeitsverschluß 5,a mit der Rohrleitung 58 verbunden, die in eine
Rohrschlange in einem wassergefüllten Kondensatorkasten 6o einmündet. Der Auslaß
dieser Schlange ist mit einem Rohr 61 verbunden, das zu einem Behälter oder Sammelgefäß
62 für das gewünschte kondensierte Produkt führt. Das Rohr 61 ist mit zwei Ventilen
63, 64 und einem dazwischenliegenden Flüssigkeitsverschluß 65 versehen. Mit dem
Rohr 61 ist zwischen dem Ventil 63 und dem Verschluß 65 eine Leitung 66 verbunden,
die am entgegengesetzten Ende mit der Absorptionskammer 3 unter dem Rost 5 verbunden
ist. Dieses Rohr führt die Gase und
nichtkondensierten Dämpfe in
das Absorptionsgefäß unter dem Rost, so daß sie durch die Kammerfüllung hindurch
aufwärts steigen und der absorbierenden Wirkung des dem Absorptionsgefäß durch den
Sprühkopf 2 zufließenden flüssigen Kohlenwasserstoffs unterworfen ist. Dadurch sammelt
diese Kohlenlwasserstoffflüssigkeit dampfförmige Produkte aus dem abfließenden Dampf
und Gas. In dem Rohr 66 befindet sich ein Druckregulierventil 67, welches einen
gewünschten Gasdruck im System aufrechterhält, beispielsweise bei 16,5 Atm., so
daß das Ventil sich öffnet oder offen bleibt, wenn der Druck diese Höhe überschreitet,
aber sich schließt, `nenn der Druck geringer wird. Nachdem die Gase durch den niedergehenden
Ölstrom in der Absorptionskammer 3 hindurchgetreten sind, kann das trockene Restgas
durch ein Rohr 68 und ein Ventil 69 in ein Rohr 70 übergeführt werden, durch
welches die Gase der Vorrats- oder Verbrauchsstelle zugeleitet werden. Das untere
Ende des Rohres 68 ist durch ein Rohr 71 mit dem Rohr 66 verbunden, und diese Verbindung
enthält ein Ventil 72, so daß bei Öffnung dieses Ventils die durch das Rohr 62 aufwärts
gehenden Gase nach dem Rohr 70 abgelenkt werden können anstatt in die Absorptionskammer
einzutreten. Im oberen Teil der Kammer 3 ist ein Rost 4d über dem Olsprühkopf 2
angebracht, auf welchen eine Füllung gebrochenen Stoffes 4b aufgebracht wird, durch
die die mechanisch von dem Gasstrom mit nach oben geführten Ölteilchen aufgefangen
und in der Absorptionskammer zurückgehalten werden, so daß nur trockenes Restgas
in das Austrittsrohr 68 übertreten kann. Das obere Ende der Absorptionskammer ist
durch ein Rohr 73 mit dem Rohr 26 verbunden, und dieses Verbindungsrohr enthält
ein Ventil 74. Durch Abschluß der Ventile 69 und 27 und Eröffnung des Ventils 74
kann das trockene Restgas dem Arbeitskreislauf vermöge des Kompressors 28 wieder
zugeleitet werden, so daß es als Hitzeträger dient an Stelle des natürlichen oder
Bohrturmgases.
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Behufs Ausübung des Verfahrens wird zunächst der gewünschte Druck
im System dadurch hergestellt, daß Turmgas öder 'Naturgas im ganzen System komprimiert
wird. Dies geschieht mittels des Kompressors 28, und das Druckregulierventil 67
reguliert den' gewünschten Druck und Durchfluß des Gases. Wie oben erwähnt, kann
dieser Druck bei der Herstellung von Gasolin aus Petroleum etwa 16,5 Atm. betragen.
Das Petroleum tritt in das System durch das Rohr i ein und träufelt über die große
Oberfläche der Füllung in der Absorptionskammer 3 nieder, aus welcher es dann durch
die Zwischenapparate in die erste Verdampfungskammer ig eintritt. Aus dieser gelangt
es durch das Rohr 2o in die Kammer 2i, in welcher das 01 durch die heißen
Gase aus der Reaktionskammer 23 vorgewärmt wird. Vermöge dieser Anordnung wird das
Öl zunächst in dem Verdampfer ig durch die Dämpfe und Gase erhitzt, die aus der
Kammer z1 austreten, und dann in der Kammer 2z durch die heißeren Dämpfe und Gase
aus der Reaktionskammer 23 -weiter erhitzt. Das heiße 01 fließt dann in die
Kammer 23 und wird hier den heißen Gasen und Dämpfen ausgesetzt, die aus dem Erhitzer
25 kommen. Das 01 wird dadurch allmählich auf verhältnismäßig niedrige Temperatur
erhitzt und dann in seiner Temperatur allmählich gesteigert, bis es die Spaltkammer
23 erreicht. Hierdurch ist man in der Lage, allmählich dem C51 Wärme zuzuführen,
so daß die schwereren, am leichtesten dissoziierbaren Moleküle sich an einer Stelle
niedrigerer Temperatur zu zersetzen beginnen, wogegen die schwerer zersetzbaren
Moleküle einer allmählich steigenden Temperatur ausgesetzt werden und sich in der
Reihenfolge ihrer Widerstandsfähigkeit gegen Hitze zersetzen, während sie der Zone
höchster Temperatur innerhalb der Reaktionskammer 23 zuströmen. Durch diese Arbeitsweise
wird verhindert, daß eine plötzliche zerstörende Dissoziation eintritt, Kohle, Teer
und feste Gase, beispielsweise Wasserstoff, werden nur in kleinen Mengen gebildet,
und ein höherer Prozentsatz von Kohlenwasserstoffen wird in das gewünschte Produkt
entsprechend den vorliegenden Temperatur- und Druckverhältnissen umgewandelt, als
es bei anderen bekannten Verfahrensweisen möglich war. Die in den Verdampfern ig,
21 ausgetriebenen Gase gehen durch die Rohre 42, 43 in das Rohr 29 und mischen sich
mit dem Naturgas, das als Hitzeträger dient, und vermehren dessen Menge. Vermöge
dieses Verfahrens werden die im C51 durch die Absorption in der Absorptionskammer
aufgenommenen Dämpfe im weiten Maße in dem Verdampfer ig freigemacht, und das verbleibende
schwerere Öl tritt in den heißeren Verdampfer 2i, worin ein Teil des Öls selbst
verdampft wird. Die Dämpfe in beiden Verdampfern werden unter den Abschlußkuppeln
gefangen und treten unter ihrem eigenen Dampfdruck durch die Rohre 42, 43 hindurch
in das Rohr 29 ein und von da in das Heizelement 25, worin die Dämpfe allmählich
zunehmenden Temperaturen ausgesetzt werden, die nacheinander die Bestandsteile des
Dampfes spalten, wobei die Bestandteile in der umgekehrten Reihenfolge ihrer Hitzewiderstandsfähigkeit
gespalten werden, so daß die Bildung von Kohle
und anderen unerwünschten
Produkten in. ,veitem Maße verhindert wird.
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Es ist zu beachten, ciaß zur Bildung des gewünschten Produktes ein
bestimmtes Druckverhältnis aufrechterhalten werden muß. Es ist weiter zu beachten,
daß außerdem eine gewisse Maximalreaktiostemperatur aufrechterhalten bleiben muß.
Wenn diese Temperatur überschritten wird, tritt eine destruktive Zersetzung ein.
In Abb. 3 ist eine Vorrichtung in Verbindung mit dem Kohlenwasserstoffgas- oder
Dampferhitzer dargestellt, welche den Zufluß von Gas und Luft zu den Brennern in
einer Feuerbüchse regelt und pyrometrisch von der Reaktionskammer 23 durch ein nicht
gezeichnetes Py rometerpaar gesteuert wird. Wenn die gewünschte endgültige Temperatur
in der Zersetzungskammer 23 überschritten wird, so schließt die pyrometrische Steuervorrichtung
selbsttätig den Zufluß von Gas und Luft zu den Brennern etwas ab. Wenn die Temperatur
tiefer sinkt als erforderlich, so wird mehr Gas und Luft den Brennern zugeleitet.
Zweckmäßig wird eine solche selbsttätige Temperaturregelungsvorrichtung benutzt,
bei welcher eine gleichmäßigere Temperatur außer dem gleichmäßigen Druck innegehalten
wird, und zwar durch eine von der Temperatur unabhängige Einrichtung. Es hat sich
gezeigt, daß ein Druck von etwa 16,5 Atm. der günstigste Druck ist, wenn man Petroleum
als flüssigen Kohlenwasserstoff benutzt, der in Gasolin oder Motortreiböl umgewandelt
werden soll-, und daß die Temperatur in der Spalt- oder Reaktionskammer 23 ungefähr
auf 530° C (100o° F) erhalten werden soll. Um 53o° C in der Spaltretorte zu erhalten,
ist es im allgemeinen notwendig, die Temperatur der die Hitze führenden Gase und
Dämpfe zu erhöhen, welche den Erhitzer mit annähernd 700° C verlassen, so daß genügend
Temperaturüberschuß vorhanden ist, um die Wärmeenergie zuzuführen, die für die Verdampfung
und Umwandlung der flüssigen Kohlenwasserstoffe notwendig ist. Eine Zersetzung des
flüssigen Kohlenwasserstoffmaterials tritt sowohl in den Verdampfern als in der
Reaktionskammer ein, und ein großer Teil der zersetzten Produkte geht durch den
Kohlenwasserstofferhitzer als Dampf hindurch und wird in kleinere Molekularaggregate
bei ihrem Durchgang durch denselben zersetzt, aber der größte Teil der Umwandlungs-
und Kombinationsarbeit zur Bildung des Gasälins tritt in, der Reaktionskammer 23
ein, in welcher die wärinefü hrenden Kohlenwasserstoffe aus dem Erhitzer 25 auf
flüssigen Kohlenwasserstoff treffen und sich mit den daraus entstandenen gespaltenen
Dämpfer. mischen, so daß eine gegenseitige Wiederkombination unter den günstigsten
Druck- und Temperaturverhältnissen eintritt. Wie oben beschrieben, werden dann diese
Gase und Dämpfe durch die Verdampfungskammer- g, 21 hindurchgeführt und dienen dazu,
das darin enthaltene 01 vorzuwärmen und zu spalten, und treten dann in den
Zwischenkondensator 47, worin die schweren Kondensate, die in dem endgültigen Produkt
nicht erwünscht sind, durch den Wassersprühregen kondensiert oder niedergeschlagen
werden, während die Gase und Dämpfe, die die gewünschten Produkte, nämlich das Gasolin,
enthalten, in die Endkondensationskammer 6o übergeführt werden. Die schwereren Kondensate
aus dem Wärmeaustauscher und dem Zwischenkondensator 47 fließen- in den Heißölbehälter.52
und werden durch die Zirkulationspumpe 55 in die Wärmeaustauscher 1g, 21 zurückgeführt,
um einer neuen Behandlung unterworfen zu werden.
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Die das Gasolin enthaltenden Gase und Dämpfe gehen durch den Kondensator
6o und werden in dem Sammelgefäß oder Gasolinbrunnen- 62 gefangen, während die leichteren
Gase und Dämpfe aus dem Rohr 66 in die Absorptionskammer 3 übertreten, aus der sie,
nachdem ihre leichteren Dämpfe von dem eintretenden flüssigen Kohlenwasserstoff
absorbiert sind und mit diesem in den Kreislauf zurückkehren, entweichen können
und der Verbrauchsstelle oder einer Sammelstelle zufließen oder aber wieder in den
Kreislauf eingeführt werden, um als Hitzeträger zu dienen und das gewünschte Produkt
noch weiter zu vermehren.
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Das Heizelement 2o kann, soweit das Verfahren in Betracht kommt, jede
geeignete Konstruktion haben, welche den gewünschten Effekt auf das gasförmige oder
dampfförmige, ihm zugeführte Material hat. Zweckmäßig wird folgende Konstruktion
benutzt (vgl. Abb. 2 und 3) : In einer rechteckigen Ofenkammer 75 mit Seitenwandungen
76 und Stirnwandungen 77, 78 sind innere vertikale Ouer- oder Prellwände
79 angeordnet sowie eine Feuerbrückenwand 8o, wonach die Kammer in eine Mehrzahl
von Heizräumen 81 und eine eigentliche Ofenkammer 82 geteilt wird. In der Kammer
82 ist eine geeignete Heizvorrichtung zweckmäßig für flüssiges oder gasförmiges
Brennmaterial angeordnet, die bei 83 dargestellt ist. Die Feuerbrückenwand 8o besitzt
Öffnungen 8d., durch welche die erhitzten Gase aus der Kammer 82 in die verschiedenen
aufeinanderfolgenden Kammern 81 eintreten können. Die erste Wand 79 ist mit einer
Öffnung 79a am oberen Teil versehen, die zweite mit einer Offnung 79b in der Mitte
und die dritte Wand mit einer Öffnung 7ge am oberen Teil, so daß die erhitzten Gase
eine gewundene Bahn
durch die Kammer 7 5 zurücklegen. Die Hinterwand
78 ist in der Nähe des mittleren Teils reit einer Öffnung versehen, die in einen
Fuchs 85 führt, der mit einem Kamin 86 in Verbindung steht. In jeder der Kammern
81 ist eine Gruppe vertikal angeordneter Verbindungsrohre 87 eingeschlossen, durch
welche die zu behandelnden- Gase hindurchgehen, um erhitzt und zerlegt zu werden,
ehe sie durch den Kanal 24 zur Reaktionskammer 23 übertreten. In jeder dieser Kammern
8i ist über dem Boden eine gemauerte wagerechte Wand 8ia angeordnet, welche den
zum Heizen dienenden Teil der Kammer abschließt und verhindert, daß die erhitzten,
aus der Kammer 82 zufließenden Gase entweichen. Oben ist jede Kammer in ähnlicher
Weise ,furch eine Decke 8ib abgeschlossen, durch welche die oberen Teile der Rohre
87 hindurchgehen. Am oberen Teil des Heizelementes ist ein querlaufendes Kopfrohr
88 angebracht, mit welchem ein Einlaßrohr verbunden ist, in das aus dem-Rohr 29,
wie oben beschrieben, die Dämpfe oder Gase aus dem Kompressor 28 und dem Rohr 43
eintreten. Von diesem Kopfrohr 88 wird das Gas in die Reihe 9o einer Gruppe von
Röhren 87 eingeführt, die am unteren Ende mit einer Kammer- gi verbunden sind, welche
über dein Zwischenboden 8ia liegt. Für jede dieser Röhren ist eine getrennte Kammer
vorgesehen. Mit diesen Kammern sind die unteren Enden der Rohre in der nächsten
Reihe der Rohrgruppe verbunden, deren obere Enden mit einer oberen Kopfkammer 92
verbunden sind, die unter der Decke 8ib liegt. jede der Kopfkammern ist ihrerseits-
mit dem oberen Ende eines Rohrs der nächsten Reihe der Gruppe verbunden, deren unteres
Ende wiederum mit einer unteren Kopfkammer Verbindung hat. Auf diese Weise entsteht
ein auf und ab gerichteter Zickzackweg für die Dämpfe und Gase, welche durch die
Rohrreihe hindurchtreten. Die oberen Enden der letzten Rohrreihe sind mit einem
Stirnrohr 93 der Decke 81b verbunden, welche durch eine Ouerverbindung 94 mit einem
Einlaßstirnrohr 95 verbunden ist, an die die nächste Reihe oder Gruppe von Rohren
anschließt.
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Zweckmäßig werden die Enden der Rohre 9i oben und unten durch voneinander
getrennte Stirnkammern verbunden, um tote Enden gia, gib anordnen zu können, welche
in die Atmosphäre hineinragen und bei 96 mit einer Kappe verschlossen sind. Diese
toten Enden liegen außerhalb der Bahn der Heizgase, so daß sie kühl bleiben und
leicht zugänglich sind, wenn man einen Kratzer zur Reinigung der Rohre einführen
will. Man kann infolgedessen bequem jedes einzelne Rohr reinigen. An der linken
Seite der Abb. 3 ist eine TemperaturkontrQllvorrichtüng dargestellt, um den Zufluß
von Gas und Luft zur Heizvorrichtung 83 derart zu regeln, daß im Heizelement gleichförmige
Temperaturen gebildet werden. Diese Vorrichtung ist zweckmäßig ein elektrischer
Thermostat bekannter Art, dessen Leitungsdrähte 98 mit einem Thermoelement verbunden
sind, welches in Abb. i nur für die Kammer 23 angedeutet ist. Vermöge der in der
Kammer 23 auf das Thermoelement wirkenden Temperatur wird die Wärmereguliervorrichtung
betätigt und die Zufuhr von Gas und Luft zu den Brennern 83 geregelt. Eine nähere
Beschreibung dieser Reguliervorrichtung erscheint nicht erforderlich.
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Bei der Ausführungsform nach Abb. i ist noch ein Regelungsthermostat
49c den Temperaturen des Gases im Rohre 58 ausgesetzt-und wird angewandt, um ein
Ventil 49b zu steuern, durch welches die- dem Sprühkopf 49 zugeführte Wassermenge
bestimmt wird, derart, daß die Menge des zufließenden Wassers durch die Temperatur
der austretenden Gase bestimmt wird. Auch diese thermostatische Regelung kann geeignete
Form haben.
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Die Vorrichtung 17 zum Konstanthalten des Flüssigkeitsspiegels in
den Verdampfern i g und 2 i und der Reaktionskammer 23 kann ebenfalls beliebige
Form haben.
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Eine abgeänderte Ausführungsform der Vorrichtung ist in Abb. 4 dargestellt,
in welche eine Vorrichtung vorgesehen ist, um die Dämpfe aus den Verdampfern i9,
21 unmittelbar in das Einlaßende der Reaktionskammer 23 überzuführen anstatt durch
den Kohlenwasserstofferhitzer 25. Eine Vorrichtung zum Ableiten des Restgases aus
dein Kondensator 6o direkt in die Einlaßöfnung des Kompressors 28 ist angewandt,
so daß der Durchlauf durch die Absorptionskolonne 3 vermieden ist. Eine Kompreßvorrichtung
84 ist vorgesehen, um Gas von einer äußeren Zufuhrquelle her zu komprimieren und
einen Volldruck gewünschter Höhe innerhalb des Systems aufrechtzuerhalten.
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Bei der beschriebenen Arbeitsweise besteht das die Hitze zuführende
Medium nicht nur aus den Restgasen und leichten Dämpfen aus dein endgültigen Kondensator,
sondern auch aus den schwereren Dämpfen, die in den Verdampfern erzeugt werden,
welch letztere gleichzeitig beim Durchziehen des Kohlenwasserstofferhitzers gespalten
werden. Bei dieser abgeänderten Verfahrensweise werden hauptsächlich die Restgase
und leichten Dämpfe aus dem endgültigen Kondensator als Wärmeübertragungsmedium
benutzt, während die Dämpfe aus den Verdampfern direkt
in das Einlaß-
oder heiße Ende der Reaktionskammer eingeführt und dort erhitzt und gespalten werden,
indem sie mit den heißen, von dem Kohlenwasserstofferhitzer herkommenden Gasen sich
vermischen. Dies ist deswegen sehr zweckmäßig, weil die schweren Dämpfe aus den
Verdampfern nicht über sehr heiße Rohrflächen geführt werden, sondern augenblicklich
auf die gewünschte Spalttemperatur der Reaktionskammer gebracht werden. Um dies
zu erreichen, ist ein Ventil 77 in das Dampfrohr ¢3 eingefügt und ein Dampfrohr
75 von einem in der Nähe des Auslasses der Verdampfer i9, 2i liegenden Punkte zu
dem Einlaßende der Reaktionskammer 23 geführt. Dieses Rohr besitzt ein Ventil 76,
durch welches der Dampfstrom geöffnet, abgeschlossen oder reguliert werden kann.
Das zweckmäßigste Verfahren besteht darin, das Ventil 77 im Rohr 43 zu schließen,
so daß die Dämpfe nicht in den Kohlenwasserstofferhitzer eintreten können, und das
Ventil 76 zu öffnen, so daß alle in den Verdampfern entwickelten Dämpfe unmittelbar
in die Reaktionskammer 23 eintreten.
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Eine weitere Abänderung besteht darin, daß ein Rohr 78 angeordnet
ist, welches unmittelbar vom Auslaßende des endgültigen Kondensators 6o zu dem Umlaufkompressor
28 führt und die Absorptionskammer 3 umgeht. Man kann dabei unter gewöhnlichen Umständen
die Absorptionskammer außer Gebrauch setzen. Dies wird dadurch erreicht, daß ein
Ventil 8o in die Restgasleitung 66, 81 eingeschaltet wird. Wenn dieses und das Ventil
7.4 im Rohr 73 geschlossen sind und das Ventil 79 geöffnet ist, ist die Absorptionskolonne
ausgeschaltet. Damit bei Überschreitung des erforderlichen Druckes Gas entweichen
kann, ist ein belastetes Sicherheitsventil 83 vorgesehen, das mittels eines Auslaßrohres
82 angeschlossen ist.
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Bei dieser Verfahrensweise ohne Absorptionskammer wird das
01 dem System an einer gewünschten Stelle, beispielsweise durch das Rohr
io und das Ventil i i, zugeführt, ohne die Absorptionskammer zu passieren. Eine
weitere Abänderung der in Abb. .4 angedeuteten Vorrichtung besteht darin, daß ein
Kompressor 84 angewandt ist, dessen Druckseite mit dem Hauptgasrohr 29 Verbindung
hat, welches den Zirkulationskornpressor 28 mit dem Kohlenwasserstofferhitzer 25
verbindet. Ventile ,=5 und Sri sind an Einlaß- und Auslaßseiten des Kompressors
84 angeordnet. Das Gas, weiches durch diesen Kompressor 84 zusammengepreßt wird,
um einen gleichmäßigen Druck innerhalb des Systems aufrechtzuerhalten, besteht zweckmäßig
aus dem Restgas, welches durch das Rohr 82 und das Rückschlagventil 83 aus dem System
entweicht.