DE518403C - Verfahren und Vorrichtung zum kontinuierlichen Destillieren von kohlenstoffhaltigen Materialien und gleichzeitigen Kracken, Hydrieren oder Dehydrieren der entwickelten Daempfe - Google Patents

Verfahren und Vorrichtung zum kontinuierlichen Destillieren von kohlenstoffhaltigen Materialien und gleichzeitigen Kracken, Hydrieren oder Dehydrieren der entwickelten Daempfe

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DE518403C
DE518403C DEB130509D DEB0130509D DE518403C DE 518403 C DE518403 C DE 518403C DE B130509 D DEB130509 D DE B130509D DE B0130509 D DEB0130509 D DE B0130509D DE 518403 C DE518403 C DE 518403C
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    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C10PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
    • C10GCRACKING HYDROCARBON OILS; PRODUCTION OF LIQUID HYDROCARBON MIXTURES, e.g. BY DESTRUCTIVE HYDROGENATION, OLIGOMERISATION, POLYMERISATION; RECOVERY OF HYDROCARBON OILS FROM OIL-SHALE, OIL-SAND, OR GASES; REFINING MIXTURES MAINLY CONSISTING OF HYDROCARBONS; REFORMING OF NAPHTHA; MINERAL WAXES
    • C10G47/00Cracking of hydrocarbon oils, in the presence of hydrogen or hydrogen- generating compounds, to obtain lower boiling fractions
    • C10G47/02Cracking of hydrocarbon oils, in the presence of hydrogen or hydrogen- generating compounds, to obtain lower boiling fractions characterised by the catalyst used

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Description

  • Verfahren und Vorrichtung zum kontinuierlichen Destillieren von kohlenstoffhaltigen Materialien und gleichzeitigen Kracken, Hydrieren oder Dehydrieren der entwickelten Dämpfe Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren und eine Vorrichtung, wobei gleichzeitig rin demselben Apparat bei gewöhnlichem Druck die Destillation beliebiger kohlenstoffhaltiger Materialien (fester, flüssiger, breiförmiger oder gasförmiger), das Kracken, das Hydrieren und Dehydrieren unter katalytischer Wirkung der Gase oder Dämpfe vorgenommen wird, die durch die Destillation erzeugt werden, zu dem Zwecke; leichte Kohlenwasserstoffe sowohl der Fettreihe als auch der aromatischen Reihe zu erzeugen. Als Ausgangsstoffe kommen beispielsweise 51e, Teer, Naphtha, Schiefer, gemahlene Kohle und viele andere in Frage.
  • Das Verfahren und der Apparat gemäß der Erfindung gestatten, mit sehr einfachen, gedrängt gebauten und wirtschaftlichen Mitteln die Destillation, die katalytische Behandlung, das Kracken und das Hydrieren oder Dehydrieren jeder kohlenstoffhaltigen- mit großer Ausbeute, geringen Kosten und großer Sicherheit durchzuführen.
  • Das vorliegende Verfahren beruht im wesentlichen darauf, daß die kohlenstoffhaltigen Substanzen destilliert und daß zur gleichen Zeit die durch die Destillation, erhaltenen Dämpfe der gleichzeitigen Einwirkung von Wärme, beispielsweise 4000 C oder darüber, und katalytischen Einflüssen von solchen Körpern unterworfen werden, welche die gewünschten Reaktionen der Dämpfe befördern.
  • Derartiges wird bereits angestrebt bei einem bekannten Verfahren zum kontinuierlichen Destillieren von festen, flüssigen oder breiförmigen kohlenstoffhaltigen Materialien und zum gleichzeitigen Kracken, Hydrieren oder Dehydrieren der aus diesen Stoffen sich entwickelnden Dämpfe, insbesondere bei oder annähernd bei .gewöhnlichem Druck unter Anwendung von Rührvorrichtungen.
  • Dieses bekannte Verfahren wird in einer stehenden Tellerretorte mit zonenweiser Abführung der Destillationsgase ausgeführt. Die Tellerböden können dabei ,aus Kontaktmasse bestehen oder solche tragen, sie sind jedoch fest und werden bald von einer Dauerschicht von Ruß oder Kohlenstoff überzogen sein, welche die Berührung zwischen den Dämpfen oder Gasen und dem Katalysator verhindert. Gemäß der Erfindung wird im Gegensatz dazu der Katalysator von den einzelnen Elementen einer beständig schwingenden Anordnung getragen, durch welche die Gase und Dämpfe in feinverteiltem Zustande hindurchströmen. Infolgedessen ist die Berührungsoberfläche einmal sehr stark vergrößert, und die Berührungsflächen mit den Gasen und Dämpfen wechseln ständig.
  • Das neue Verfahren besteht darin, daß die infolge der Krackeinwirkung auf die kohlenstoffhaltigen Materialien und auf die Dämpfe und Gase aufsteigenden Rußteilchen in einer Reaktionskammer mittels einer beständig in Schwingung erhaltenen und in geeigneter Weise erhitzten Einrichtung zurückgehalten werden, wobei die Dämpfe und Gase gezwungen werden, .in diese Einrichtung in feinverteiltem Zustande einzutreten und dort die Rußteilchen abzusetzen. Damit wird die Wirkung bezweckt, daß durch die Berührung der Dämpfe und Gase mit den Rußteilchen in Verbindung mit der Einwirkung von Wärme eine katalytische Einwirkung auf die Dämpfe und Gase ausgeübt wird, wodurch gleichzeitig das Kracken und Hydrieren oder Dehydrieren der Moleküle der Dämpfe und Gase befördert wird.
  • Bei der bekannten Einrichtung werden die durch die Destillation erzeugten Dämpfe unmittelbar abgezogen und getrennt kondensiert, während bei der vorliegenden Verfahrensweise die gemischten Dämpfe in dem oberen Teil der Reaktionskammer so lange zurückgehalten werden, bis sie der katalytischen Einwirkung der Rußteilchen, die von dem Kracken des Materials selbst herrühren, ausgesetzt sind; andere Katalysatoren werden nur dann angewendet, wenn weitere Reaktionen oder Zersetzungen gewünscht werden.
  • Bei dem neuen Verfahren ist ferner, was bei dem bekannten Verfahren vollständig fehlt, eine Art von Selbstreinigung der Kontaktglieder vorhanden; denn die beständige Bewegung der Glieder verhindert das Zusetzen durch Bildungen dauerhafter Niederschläge von Ruß oder Kohlenstoff und schließt ebenso das Zusammenbacken verschiedener dieser Elemente aus, wodurch eine Störung des Durchtritts der Gase oder Dämpfe hervorgerufen würde. Die Gase oder Dämpfe haben infolgedessen die größte Aussicht, immer wieder auf reine Kontaktoberflächen zu treffen, wodurch eine sehr gute Wirkung hervorgerufen wird. Es handelt sich also nicht allein um einen geeigneten Träger für die Katalysatoren, sondern um eine erhebliche Verbesserung des Verfahrens für das Zusammenbringen der Gase mit der katalysierenden Substanz in der Reaktionskammer.
  • Die neue Apparatur besteht aus einer feststehenden Retorte, die miteinander verbundene Kammern besitzt. In jeder dieser Kaminern sind hohle Wellen angeordnet, die Schaufeln tragen, welche in beständiger Bewegung sind. In einer Kammer ist eine schwingende Vorrichtung vorgesehen, die aus einer großen Zahl von Ketten oder Lamellenkörpern besteht, die beim Kracken, Hydrieren und Zersetzen der Dämpfe mitwirken. Der Apparat ist mit Einrichtungen versehen, welche das kontinuierliche Zuführen der Rohstoffe und das kontinuierliche Abführen der behandelten Körper gestatten, und außerdem mit Röhren zum Abziehen der Gase oder Dämpfe, die während der Reaktion gebildet werden.
  • Die Schaufeln, mit denen die umlaufenden Wellen versehen sind, dienen nicht nur als Rührer, sondern haben auch noch die folgenden weiteren Aufgaben: a) auf der ,inneren Oberfläche der Retorte sehr kleine Mengen der in Behandlung befindlichen Substanzen zu verteilen, welche in Bewegung erhalten und kontinuierlich erneuert werden, b) das Ausgangsmaterial oder seine Rückstände am dauernden Anhaften an der inneren Oberfläche der Retorte zu verhindern, c) gleichförmig .die Wärme von der inneren Oberfläche der Retorte auf das in Behandlung befindliche Material zu übertragen, d) die in Behandlung befindliche Masse zu mischen, durchzurühren, zu zerteilen und durch die Länge der Retorte hindurchzubefördern und den Rückstand aus der Retorte zu entfernen, e) eine Menge von Lamellen oder kleinen Metallketten .in Schwingungen zu versetzen, die mit katalytischen Stoffen überzogen sind, zum Zwecke, die Dämpfe zurückzuhalten, welche sich während des Destillationsvr-rfahrens bilden, sie zu katalysieren und von dein Staub zu befreien, den diese Dämpfe in Suspension festhalten.
  • Die Gesamtmasse der Ketten bildet eine sehr große Gesarntkontaktoberfläche, die ständig in Bewegung ist.
  • Die aus den in Behandlung befindlichen kohlenstoffhaltigen Materialien entwickelten Dämpfe werden zuerst durch den sehr feinen Kohlensaub katalysiert, den die Rührer hochheben und ein beständigem Kontakt mit den Dämpfen und auf derselben Temperatur wie die Dämpfe erhalten; darauf kommen die Dämpfe in Berührung mit katalysierenden Stoffen, die auf der Oberfläche der oberen Teile des Apparates oder auf den netzartigen Schirmen oder Ketten als überzug vorhanden sind; eine weitere wärmeerzeugende Zersetzung oder eine weitere Umwandlung der Kohlenwasserstoffe wird dadurch erhalten, daß diese Kohlenwasserstoffe sich in der Vorrichtung in Form von Gas befinden. Einige der Tröge oder alle sind mit Abteilungen oder Auslässen versehen, die so eingerichtet sind, daß die während des Krackens, Katalysierens oder Hydrierens gebildeten Dämpfe hindurchgehen und sich ausdehnen können. Die Abteilungen oder Durchlässe sind abwechselnd in ihrem Querschnitt verringert und vergrößert, so daß die Dämpfe aufeinanderfolgenden Verdichtungen und Ausdehnungen unterworfen werden. Hierdurch werden eine weitere oder nebenher laufende molekulare Zersetzung und neue Bindungen verursacht oder günstig beeinflußt.
  • In den beiliegenden Zeichnungen ist eine Ausführungsform einer Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens beispielsweise und schematisch dargestellt.
  • Fig. i zeigt die Vorrichtung in Endansicht. Fig. 2 ist ein senkrechter Längsschnitt, Fig.3 ein senkrechter Querschnitt durch die Vorrichtung.
  • A ist ein großer Trog, in den das zu behandelnde Material aus einem SchütttrichterB eingelassen wird. Die Zufuhr wird durch ein selbsttätig umlaufendes Ventil b1 geregelt. Um flüssiges Material einzufüllen, kann ein Heberrohr an Stelle der genannten Zufuhrvorrichtung verwendet werden. Unterhalb des Trogs A ist ein kleinerer Trog C vorgesehen, der mit dem Haupttrog A durch eine Öffnung dl in der Scheidewand D in Verbindung steht, welche die Tröge A und C trennt. Der Trog C ist mit einem Auslaß E versehen; der ebenfalls von einem umlaufenden Ventil e1 geregelt wird. Oberhalb des Trogs A ist eine Gaskammer F in freier Verbindung mit dem Inneren des Trogs A angeordnet, an deren einem Ende ein Ansatz f 1 sitzt, der mit Doppelrohren G, G1 in Verbindung steht, durch welche die Gase zu längsliegenden Rohren H, Hl gelangen, die mit Filtern J, Jl (Fig. 3) versehen sind; von hier gehen die Gase durch Steigrohre K, KI zu dem Hauptgasabzugsrohr M (Fig. i). In dem Trog A liegen zwei umlaufende Wellen N, NI, auf denen Rührarme P sitzen, deren Schaufeln schräg in bezug auf die Achsen der Wellen stehen; in dem Trog C ist eine Welle R gelagert, die mit geringerer Geschwindigkeit umläuft und ähnliche Rührer S trägt. In der Gaskammer F ist eine große Anzahl von kleinen Metallketten T an einem netzartigen Schirm t1 aufgehängt, der in der Kammer befestigt ist. Diese Ketten nehmen den unteren Teil der Kammer F ein und sind von einer solchen Länge, daß ihre Enden in .dem Weg der Rührer P liegen, wodurch die Ketten in beständiger Schwingung erhalten werden. Diese Ketten sind sehr klein und dicht aneinander aufgehängt, so daß sie in Wirklichkeit eine dicke netzartige Oberfläche darbieten. Diese Anordnung verhindert also, daß Staub mit den Dämpfen fortgeht, so daß eine permanente Wolke oder ein Nebel von sehr feinem Staub in dem Raum unmittelbar oberhalb des Niveaus der Bildung der Dämpfe entsteht; in dieser Wolke werden die Dämpfe innig gemischt, und die Katalyse beginnt. Die Dämpfe «-erden dann beim Hindurchgehen durch die Ketten zu sehr kleinen Strömen verteilt, die sich in Berührung mit den katalysierenden Körpern bewegen, aus denen der überzug auf den Ketten besteht. Die Vorrichtung ist in einer Feuerbüchse eingebaut, aus der nur die beiden Enden herausragen. Das bei B zugeführte Material wird von den Rührern P und S geschüttelt, zerkleinert und zum Auslaß E transportiert. wo der Rückstand aus der Vorrichtung austritt. Der Rückstand kann aber auch zu einer anderen Apparatur zum Zwecke der wiederholten Behandlung geführt werden. Die entwickelten Gase strömen, wie durch die punktierten Pfeile in Fig. 2 angegeben. Die Form der Tröge in bezug auf die Rührer ist so gewählt, daß ein dünnes Häutchen des Materials beständig an den inneren Flächen der Tröge erhalten bleibt, und zu diesem Zweck ist die Scheidewand D, welche das Dach des Trogs C bildet, so ausgestaltet, daß die gebogenen Flächen der Seiten des Trogs A sich bis zu einer Rippe fortsetzen, die längs der Mitte der Scheidewand gebildet ist, wie aus Fig.3 zu ersehen. Die Ketten T können mit irgendwelchen Substanzen überzogen sein, welche das Kracken der während der Zersetzung des Materials in den heißen Trögen A und C .gebildeten Dämpfe befördern; die Auswahl dieser Substanz hängt von der Art der behandelten Materialien und den gewünschten Ergebnissen ab. So können beispielsweise, wenn es gewünscht wird, den Dampf, der aus der Destillation eines Fettkörpers entsteht, zu hydrieren, die Ketten mit reduziertem Nickel (nach S a b .a t i e r) überzogen sein. Andererseits können die Ketten mit einem Metalloxyd, wie Magnesiumoxyd oder Eisenoxyd, überzogen sein, wenn ein Produkt dehydriert werden soll, das stark hydriert ist, wie beispielsweise Petroleum, Öle, die aus Petroleum entstehen, oder Gase, die aus der Destillation derartiger Körper erzeugt werden. Andere Beispiele von katalysierenden Körpern, die als Überzug auf den Ketten benutzt werden können, sind Kupferoxyd oder andere geeignete Metalloxyde, die mit einer Silikatgallerte gemischt sein können; auch Nickeloxyd oder -nitrat oder gepulvertes Glas kann mit einem geeigneten Firnis oder einer dünnen Gummilösung vermischt und als Aufstrich auf die Ketten aufgebracht werden. Die Siebe J, Jx üben gleichfalls eine katalysierende Einwirkung aus, und beim Hindurchgehen der Dämpfe durch die heißen Rohre H, Hl werden die Dämpfe einer weiteren Katalyse unterworfen.

Claims (3)

  1. PATETNTA\TSPRLCHE: z. Verfahren zum kontinuierlichen Destillieren von festen, flüssigen oder breiförmigen kohlenstoffhaltigen Materialien und zum gleichzeitigen Kracken, Hydrieren oder Dehydrieren der aus diesen Stoffen sich entwickelnden Dämpfe, insbesondere bei oder annähernd bei gewöhnlichem Druck unter Anwendung von Rührvorrichtungen, dadurch gekennzeichnet, daß die infolge der Krackeinwirkung auf die kohlenstoffhaltigen Materialien und auf die Dämpfe und Gase aufsteigenden Rußteilchen in einer Reaktionskammer mittels einer beständig in Schwingung erhaltenen und in geeigneter Weise erhitzten Einrichtung zurückgehalten werden, wobei die Dämpfe und Gase gezwungen werden, in diese Einrichtung in fein verteiltem Zustande einzutreten und dort die Rußteilchen abzusetzen, so daß durch die Berührung der Dämpfe und Gase mit den Rußteilchen in Verbindung mit der Einwirkung von Wärme eine katalytische Einwirkung auf die Dämpfe und Gase ausgeübt wird, wodurch gleichzeitig das Kracken und Hydrieren oder Dehydrieren der Moleküle der Dämpfe und Gase befördert wird.
  2. 2. Verfahren nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß beständig in Schwingungen versetzte, in geeigneter Weise erhitzte, mit einem oder mehreren Katalysatoren überzogene Glieder (wie z. B. Ketten) mit der Mischung der Dämpfe und Gase während ihrer Strömung nacheinander in Berührung gebracht werden, wobei die Bildung von zwischen den Gliedern ruhenden Niederschlägen von Ruß, Kohlenstoff o. dgl. verhindert und die Oberflächen der Glieder freigehalten werden, so daß die Mischung der Dämpfe und Gase überall auf ihrem Wege mit den reinen katalysierenden Oberflächen in Berührung kommt.
  3. 3. Vorrichtung zur Ausführung des Verfahrens nach Anspruch i und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Ketten so angeordnet sind, daß sie von den umlaufenden Rührern, die gleichzeitig das in Behandlung befindliche kohlenstoffhaltige Material fördern und abschaben, in Schwingungen versetzt werden. q.. Vorrichtung zur Ausführung des Verfahrens nach Anspruch i und 2, dadurch gekennzeichnet, daß ein Katalysator oder eine Mischung von Katalysatoren auf den Oberflächen der oberen Abteilungen, auf allen Ketten oder einem Teil der Ketten, oder auf den inneren Flächen von darüber gelagerten Rohren, oder an Stellen außerhalb der oberen Abteilungen, oder an mehreren der genannten Stellen angebracht sind.
DEB130509D 1926-05-27 1927-03-26 Verfahren und Vorrichtung zum kontinuierlichen Destillieren von kohlenstoffhaltigen Materialien und gleichzeitigen Kracken, Hydrieren oder Dehydrieren der entwickelten Daempfe Expired DE518403C (de)

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