-
Verfabren zum Spalten von Kohlenwasserstoffen Gegenstand der Erfindung
ist ein Verfahren zum Spalten von Kohlenwasserstoff en, insbesondere Schwerölen,
in Druckretorten zwecks Gewinnung von Benzin o. dgl. Das neue Verfahren gestattet
einen längeren ununterbrochenen Betrieb der Retorten, als er bisher durchgeführt
werden konnte, da es die Abscheidung von Kohlenstoff oder Koks an den Heizflächen
der Retorten verhindert oder beschränkt, wie sie beim Spalten schwerer Öle aus den
dabei entstehenden aspfialt- oder pechartigen Produkten auftritt.
-
Gemäß der Erfindung wird dies dadurch erreicht, daß man das mit Teer
angereicherte Öl, das in an sich bekannter Weise wiederholt durch eine in
der Spaltrctorte gelagerte Schicht von fein verteiltem, absorbierendem Material
hindurchgeleitet wird, in dem Maße abzieht und frisches Öl in dem Maße einlaufen
läßt, daß der Gehalt an Pech im- 01
unterhalb der Sättigungsgrenze bleibt.
-
Zweckmäßig erfolgt dabei die Erhitzung des Öls in einer außerhalb
des öls angeordneten Heizvorrichtung, die von dem Öl durchflossen wird, wobei
das Öl die Heizvorrichtung rasch durchlaufen kann, um dann nach dem Zurücklaufen
in den oberen Teil des Kessels langsam durch die absorbierende Schicht herabzusirken.
A-uf diese Weise erreicht man, daß der Pechgehalt der Retortenbeschickung stets
unterhalb des Punktes bleibt, bei dem schädliche Kohlenstoffniederschläge an den
Heizflächen der Retorte sich absetzen könnten.
-
Das Verfahren regelt demnach die Beschaffenheit und Menge der asphalt-
oder pechartigen Bestandteile im 01 derart, daß ein Teil abgeschieden, der
im 01 zurückbleibende Rest aber durch Entfernung des pechhaltigen Teers und
Einführung frischen Öls während der Spaltung ausgeglichen wird. Während bei älteren
Verfahren die gesamte ülmenge in der Retorte die " sich bildenden pechartigen
Bestandteile in Lösung hält, braucht bei dem vorliegenden Verfahren mir der Teil
in Lösung gehalten zu werden, der von dem porösen Stoff nicht abgeschieden wird.
Wird der Teer nicht entfernt, so nimmt seine Menge ständig zu und kann gegen Ende
der Operation viel größer sein, als dem Sättigungspunkt des Öls entspricht. Die
Zuleitung frischen Öls während der Spaltung trägt zwar dazu bei, die pechartigen
Bestandteile in Lösung zu halten, kann aber, da die Spaltung dauernd weitergeführt
wird, die Bildung eines Pechüberschusses nur verzögern, nicht verhindern. Gemäß
der Erfindung wird deshalb nicht nur frisches #)1
zugeleitet, sondern
auch der Teer ständig abgezogen.
-
Das Verfahren kann in Blasen- oder in Röhrenretorten durchgeführt
werden. Die poröse Schicht besteht zweckmäßig aus Walkerde und berührt die Heizfläche
nicht. Das 01 strömt durch sie hindurch und an den Heizflächen entlang.
-
Die poröse Schicht wird möglichst dick und mit möglichst großer Fläche
verwendet und kann auf einem Siebboden innerhalb jeder Druckretorte angeordnet werden.
Besonders geeignet sind Kessel mit anschließendem Rohrbündel, wobei die absorbierende
Schicht im Kessel angeordnet ist Lind das Öl aus dem Kessel in die Heizrohre
und wieder zum Kessel zurür-k fließt und dabei die Schicht wiederholt durchstreicht.
-
Auf der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel einer Retorte zur Durchführung
des Verfahrens dargestellt.
-
Abb. i zeigt -teilweise im Schnitt den Aufriß einer Druckretorte,
die nach dem Verfahren arbeitet.
-
Abb. ?- ist ein Ouerschnitt durch den Retorbenkessel, Abb.
3 und 4 zeigen im Querschnitt zwei Ausbildungen von Trägern für die Schicht.
Die Retorte besteht aus einem Kessel i und einem Rohrbündel 9, das mit dem
Kessel durch zwei Leitungen verbunden ist. Eine an die Leitung 2, angeschlossene
PumPe 3 entnimmt das 01 am Boden des Kessels und drückt es durch die
Leitung4 zu der Kammer am unteren Ende des Rohrbündels 5.
E,ine Doppelleitung
6, 6a führt das 01 aus der oberen Kammer des Rohrhündels zum
Kessel zurück. Das Rohrbündel liegt in einer Heizkammer, die durch eine Feuerung
8 mit minulestens einem Brenner 7 beheizt wird. In der Heizkammer
sind durch Lötbleche drei Gasführunggen 9, io und ii ausgebildet, so daß
die Heizgase unter wiederholtem Richtungswechsel um die Rohre ziehen, ehe sie durch
den Fuchs 1:2 zum Schornstein 13 abströmen. Vom Kessel i führt eine Dampfleitulig
14 zu -dem Rücl#:strömungsttirm 15, der mit einer Anzahl Leitflächen 16 ausgestattet
ist. Aus dem Turm führt eine Leitung 17 in das Abflußrohr 2. Vom oberen Teil
des Turms 15 geht ferner eine Leitun- iS zum :Z 9
Kühler ig. Das Kondensat
und das nicht verdichtete Gas werden in dem Behälter 2o gesammelt, der mit Ableitungsrohren
21 und 22 für Gas und Flüssigkeit versehen ist. Ein Druckregelungsventil
23 ist zwischen dem Turm 15 und dem Kühler ig angebracht, doch kann der Druck
auch durch Ventile 24 und 25 in den Ablaßrohren 21 und :22 des Behälters
2o geregelt werden. Der Teer wird durch ein Rohr 2-6 abgesogen. :28 ist ein
Sicherheitsventil. Eine Speisele(itung:27 führt dem oberen Teil -des Turms 15 frisches
Öl zu. Eine weitere FrischÖlzuleitung 35 kann an das Gehäuse der Pumpe
3 angeschlossen werden.
-
In dein Kessel i ist ein Siebträger 29 angeordnet, der am Mantel des
Kessels befestigt, beispielsweise daran angeschweißt ist und eine ziemlich dicke
Schicht Walkerde 0. dgl. 31
aufnimmt.
-
Abb. 3 zeigt einen zweckmäßig ausgebildeten Siebträger mit
fünf Sieben im Querschnitt. Das oberste Sieb 32 ist eine glechplatte von
beispielsweise 9,5 mm Dicke und hat 13 mm weite Löcher. Darunter liegt
ein gewelltes Sieb 33 zu 4 Maschen, ein flaches Sieb 34 zu 40 Maschen, unter
diesem ein zweites gewelltes Sieb 33 zu 4 Maschen und unter diesem wieder
eine Blechplatte 32 von denselben Abmessungen wie die obere Blechplatte
32.
-
Eine einfachere Ausführungform des Siebträgers zeigt Ahb. 4. Hier
sind oben und 2a angebracht, zwiunten durchlochte Bleche 3 ,
sehen denen das
Sieb 34.a liegt. Der Siebträger kann auch noch auf andere Weise ausgebildet werden,
muß aber unter allen Urnständen verhindern, daß die Füllung herausf ällt. Am besten
eignet sich als absorbierende Filtermasse ziemlich grobe Walkerde, beispielsweise
solche, die durch ein Sieb von 15 bis 30 Maschen geht.
-
Die Scheidewand über dem Boden des Kessels ist vollkommen dicht durch
Schweißen oder Nieten an die Wände des Kessels angeschlossen, so daß keine Filtermasse
von dem strömenden Öl mitgerissen wird. Wenn der Kessel einen Durchmesser
von etwa 2700 mm hat, kann das Sieb etwa 6oo mm über dem Kesselboden liegen.
Die Filterschicht ist z. B. :25o bis 46o mm dick und wiegt 4 bis 7 t.
-
Die im Kessel liegenden Anschlußstücke611 der Leitungen6 ragen ziemlich
weit in den Kessel hin-ein. Wenn das 01 mit solcher Geschwindigkeit austritt,
daß ein Auswaschen der Filtermasse an,der Mündung der Leitung zu befürchten ist,
kann man die Masse an der Stelle der stärksten Strömung durch ein Schutzblech abdecken.
-
Im Betriebe wird die Retorte auf die. Spalttemperatur und den entsprechenden
Druck gebracht. Zum Füllen des Kessels kann die 3. eerab-leitung 26 benutzt
werden. Während des Spaltens wird das 01 von der Zirkulationspumpe
3 durch die Leitungen 2 und 4 zurn Rohrhündel 5 und durch die Leitungen
6, 6a zum Kessel i zurückgeführt, in den die Leitungen, wie erwähnt, am hinteren
Ende münden. Der öldampf geht durch die Leitung 14 zu dein Turm 15, aus dem
#die schwereren Bestandteile durch die Leitung i- in die Leitung:2 und zur Pumpe
3 fließen. Die nicht
verdichteten Dämpfe geben durch die
Leitung 18 und das Ventil 23 zum Kühler ig und zum Behälter 20.
-
Das 01 wird aus dem Kessel unterhalb des Filters
31 durch die Pumpe 3 abgesatigt und durch das Rohrbündel
_5 und die Leitungen 6, 611 oberhalb des Filters wieder zurückgeleitet.
Der unverbrauchte Teil des Öls muß nach unten durch die Filterschicht gehen, wobei
dieses die unerwünschten aspbalt- oder pecbartigen Bestandteile der Beschickung
absorbiert. Die Filterschiebt ist vollständig von dein 01 bedeckt; sie bietet
dein Üle eine große L' Fläche und einen großen Querschnitt dar und wird von dem
Öl erhebliiii langsamer durchzogen als die Heizröhren, kann also das C)1
gründlich reinigen.
-
Uni die Filterschicht nach Möglichkeit :#u entlasten, wird durch --1,bzielien
des Teers vor dein Sittigungspunkt und Nachfüllen frischen Öls der Gehalt
des Öls an Rückständen so geregelt, daß möglichst wenig solcher Rückstände
sich aus dem 01 ausscheiden. Die Zuleitung frischen öls erfolgt, wie erwähnt,
durch die Leitung 27 zum Turm 15 und nötigenfalls durch die Leitung
35 zur Pumpe 3.
Das strömende 01 besteht daher aus einem Gemisch
von frischem Öl, durch die Leitung 6, 6" rückströmendem
öl und Filtrat. Das Abziehen des Teers vor dem Sättigungspunkt in Verbindung
mit der Zuleitung frischen Öls hält den Pechgehalt des Retorteninhalts unter dem
Sättigungspunkt. Die Hauptarbeit der Teerextraktion fällt nicht der Filterschicht
31 zu, sondern diese hat nur bestimmte pecbartige Bestandteile zurückzilhalten.
-
Durch die Absorption in der Filterschicht 3 1 wird bewirkt,
daß ein größerer Teil der Ohnenge als Druckdestillat entnommen werden kann und das
strömende 01 einen größeren Prozentsatz Pech enthalten darf, ohne daß störende
Koblenstoffniederschläge auf den Heizroli,ren entstehen, denn selbst wenn der Pechgehalt
des öls sich dem Sättigungspunkt nähert oder ihn überschreitet, besteht keine Gefahr
gefährlicher Kohlenstoffniederschläge. da die besonders schädlichen Beimischungen
des Öls durch das Filter ausgeschieden werden.
-
Vorzugsweise wird an Stelle der in der Ölraffination üblichen sehr
feinen Walkerde eine gröbere Qualität von 15 bis 30 'Maschen verwendet,
die der Strömung des Öls keinen erheblichen Widerstand entgegensetzt und wegen ihrer
Grobkörnigkeit nicht durch den Siebträger in das strömende Öl gelangen kann.
An Stelle von Walkerde kann anderer absorhierender Ton oder allgemein
jede zeiteilte Masse verwendet werden, die in der beschriebenen Weise wirkt,
d.h. kolloidalen Kohlenstoff oder kolloidale asphaltartige Beik# inischungen und
gefährliche, insbesondere schwefelbaltige, asphalt- und teerartige Bestandteile
zurückhält. Zur Ausscheidung dieser Bestandteile eignet sich beispielsweise Silika-Gel,
doch. scheint die Walkerde ein besonders geeignetes Material zu sein, insof#--rii
sie alle Eigenschaften in sich vereinigt, die das Filter nach der Erfindung haben
muß.
-
Das Filter kann mehrere Male hintereinander verwendet werden, doch
muß man die cbere Schicht auf einige Zoll Tiefe abnehmen und ersetzen. Verbrauchtes
Filtermaterial kann regeniert oder in anderer Weise verwend,-t werden. Nach dem
Ausblasen der Retorte findet sich oben auf dem Filter-eine dimne Schicht Erde und
Pech oder Koks, während das Filter darunter trocken und körnig ist. Die Bleche und
Siebe des Trägers sind ebenso frei von Koks wie die Leitung vom Kesselboden zum
Robrbündel, was beweist, daß das Filter die Bestandteile ab-Scheidet, die sich sonst
auf diesen Flächen niederschlagen würden.
-
Im Vergleich zu Spaltverfahren, bei denen kein Filter verwendet und
der Gehalt des Pechs nicht unter dem Sättigungspunkt erhalten wird, ergibt das Verfahren
nach der Erfindung nicht nur eine hedeutend längere ZD ununterbrochene Betrieb,#dauer,
sondern ermöglicht auch das Spalten schwererer Öle in günstigerer Weise. So kann
man nach dein Verfahren eine Beschickung aus schwerem Gasöl verwenden, und das Frischöl
kann ebenfalls ziemlich scInver sein, weil das Filter diejenigen pechartiggen Bestandteile
ausscheidet, die sonst stören würden, und weil die Regelung des Pechgehalts der
Beschickung zusammen mit der Affischeidung der pec:bartigen Bestandteile verhindert,
daß die Heizfläche mit störendem Kohlenstoffniederschlag be-
deckt wird.
-
Das Verfahren nach der Erfindung läßt sich auch mit Vorteil zum Spalten
von leichteren Ölen, beispielsweise petroleuniartigen ölen, und zwar mit einem Druck
von ungefähr 8 Atm. verwenden. Auch hier bleiben die pechartigen Bestandteile.
die sich beim Spalten abscheiden, zum größten Teil in Lösung in der Beschickung,
und der Gehalt an Pech bleibt unter dem Sättigungspunkt, während das'Filter seine
absorbierende Wirkung ausübt und bestimmte Bestandteile aus der Beschickung abscheidet.