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Verfahren und Vorrichtung zum kontinuierlichen Krachen von Öl Den
Gegenstand vorliegender Erfindung bildet ein Verfahren und eine Vorrichtung zum
kontinuierlichen Krachen von 01 unter Hindurchschicken desselben mit konstanter
Strömungsgeschwindigkeit und einem zur Aufrechterhaltung der Flüssigkeitsphase genügenden
Druck durch eine Heizzone und Destillieren des gekrachten Oles, wobei die Umwandlungsprodukte
unmittelbar nach ihrer Entstehung einem Kühlprozeß durch indirekten Wärmeaustausch
mit im Gegenstrom geführtem Frischöl unterworfen werden.
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Von den bekannten Verfahren dieser Art unterscheidet sich das Verfahren
nach der Erfindung dadurch, daß das Öl unmittelbar nach dem Erhitzen und Krachen
einem Kühlprozeß derart unterworfen wird, daß es, während es noch in flüssiger Phase
ist, zuerst mit im Gegenstrom geführtem Frischöl und dann mit ebenfalls im Gegenstrom
geführtem, bereits gekühltem Krachöl in Wärmeaustausch tritt, daß darauf der Druck
vermindert und die permanenten Gase abgeschieden werden, und daß das nun gekühlte
01 im Gegenstrom zum heißen öl durch eine Reihe von Destillationsapparaten
geführt- und in diesen durch die Hitze des heißen Krachöles einer Destillation unterworfen
wird.
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Ein wesentlicher Vorteil dieses Verfahrens liegt darin, daß wegen
der Kühlung des gekrachten Oles vor der Verdampfung keinerlei Explosionsgefahr besteht,
weder während der Krachoperation, wenn das 01 in ein Rohr eingeschlossen
ist, noch nach der Krachoperation, da zu der Zeit, wo das 01 das Gebiet höheren
Druckes, durch welchen das 01 in der flüssigen Phase gehalten wird, verläßt, es
so kühl ist, daß eine Explosion nicht zu befürchten ist. -Die Vorrichtung zur Ausführung
des neuen Verfahrens zeichnet sich dadurch aus, daß Heizrohre durch einen Wärmeaustauscher
mit geschlossenen und von Destillationsgefäßen umgebenen Kühlrohren und diese ihrerseits
wieder durch einen Wärmeaustauscher mit einer Kühlschlange verbunden sind, die an
ihrem Auslaßende ein Reduzierventil aufweist, von welchem eine Leitung in eine Gasabscheidekammer
führt.
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In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel schematisch dargestellt.
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Abb. i ist eine Seitenansicht des Apparates, Abb. 2 ein Grundriß,
Abb.3 eine Stirnansicht einer Destillierblase.
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In dem Ofen i sind die Rohre 2 angebracht,- in denen das
01 auf Kracktemperatur.en erhitzt wird, um dann durch ein Rohr 3 zu einem
Hochtemperaturwärmeaustauscher 5
zu fließen, dessen Röhren 6 durch
Querstücke 7t..an -den Enden verbunden sind. In diesen Rohren liegen konzentrisch
engere Rohre 8, die- ebenfalls in den Querstücken 7 verbunden sind. Am anderen Ende
nimmt ein Querstück 9 die beiden Rohre auf.
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Das vom Wärmeaustauscher 5 kommende Öl wird durch ein Rohr io in die
Kühlrohre in einer der Reihen von Destillierapparaten bzw. Umwandlern 12 geschickt,
strömt durch die Rohre im Umwandler und durch das Anschlußrohr 13 zum zweiten Destillierapparat
i211 und dann zum dritten Destillierapparat 12b durch das Verbindungsrohr 14. Die
Zahl und Größe dieser Destillierapparate oder Umwandler und die Länge der Kühlschlangen
darin hängen von der Größe und Leistung der Anlage ab. Die Kühlrohre 2o in den Umwandlern
bilden ein geschlossenes System, und vom letzten Destillierapparat 12b wird das
nun auf etwa 22o° C gekühlte Öl in einen Doppelrohrwärmeaustauscher 21 geführt,
in dem das erhitzte Öl durch die ganze Länge des Innenrohres läuft, um weiter auf
etwa 930 C gekühlt zu werden.
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Vom Wärmeaustauscher 21 fließt das Öl durch eine im Kaltwasserbehälter
24 liegende Kühlschlange 23 und wird so weit gekühlt, daß bei Verringerung des Druckes
keine Verdampfung eintritt. Die Kühlschlange 23 wird nur nötigenfalls verwendet,
und zwar dann, wenn das den Wärmeaustauscher 21 verlassende Öl zu warm ist, um beim
Nachlassen des Druckes nicht zu verdampfen. Die Temperatur des die wassergekühlte
Schlange 23 verlassenden Öles ist :etwa 40° C.
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Mit dem Auslaßende der Schlange 23 ist ein Rohr 26 verbunden, in dem
,ein selbsttätiges Druckreduzierventil 30, z. B. vom Feder-oder Kolbentyp, liegt.
Dieses verstopft sich nicht mit Kohlenstoff, da das Öl und die Gase relativ kühl
sind. Von dem Rohre strömt das Öl unter annähernd normalem Druck in eine Kammer
31. Der Druck genügt gerade eben, um Reibungsverluste und Rückdruck im Rest des
Systems zu überwinden. Der Druck in der Kammer wird selbsttätig durch ein Schwimmerventil
32 geregelt, das einen normalen Flüssigkeitsspiegel aufrechterhält. Sollten
sich die Rohre verstopfen und sollte aus der Kammer 31 kein 0l abfließen, so würde
das Schwimmerventil 32 das Ventil 33 in der oberen Anlaßleitung der Kammer schließen,
dadurch den von den permanenten Gasen erzeugten Druck steigern und die Strömung
erneut in Gang setzen. Ein übermäßiger Druck bewirkt durch das Schwimmerventil 32
die Öffnung des Ventils 33, so daß die Gase rascher entweichen können und der Druck
auf der Flüssigkeit vermindert wird. Diese Gase in der Kammer sind die permanenten
Gase im geknackten Öl, die sich abscheiden, sobald der Druck verringert wird. Sie
werden durch das Ventil 33
und ein Rohr 34 zum Verbrauch als Heizmittel o.
dgl. abgeführt.
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Die Kammerar ist lediglich ein senkrechter Behälter mit einer senkrechten
Prallwand 35, die von einem Punkt nahe dem Boden bis reichlich über den Flüssigkeitsspiegel
ragt: Das Einlaßrohr 26 ragt in die Kammer hinein, und zwar an der einen Seite der
Prallwand bis nahe an den Flüssigkeitsspiegel. Das Auslaßrohr 37 für das Öl ist
an der anderen Seite der Prallwand in gleicher Höhe, wie das offene Ende des Rohres
26 angebracht. Am Boden hat die Kammer .ein mit einem Ventil versehenes Abzugsrohr
38, das zu einer Sammelkammer 39 für den sich absetzenden freien Kohlenstoff führt.
-Diese kleine Kammer hat einen Ablaßhahn 4o. Das die Kammer 31 verlassende Öl wird
durch das Auslaßrohr 37 zu den Doppelrohrwärrneaustauschern zurückgeführt, in die
es bei 41 eintritt. Es fließt durch die Hälfte des Austauschers in den weiteren
Rohren, welche die das zu kühlende Öl enthaltenden engeren Rohre einschließen. Das
Öl verläßt den Aus= tauschen 21 bei 42 und läuft durch ein Rohr 43 zum dritten Destillierapparat
oder Umwandler i2b.
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Jeder Destillierapparat ist ein großes Gehäuse mit den Heißölrohren
2o und einer senkrechten Prallplatte 46 zentral zum Gehäuse, die vor dem hinteren
Ende des Gehäuses endet, so daß das Öl gezwungen wird; längs des Gehäuses und um
das freie Ende 47 der Prallplatte und zurück zum vorderen Gehäuseende zu fließen
und durch ein Rohr 48 zum nächsten Destillierapparat 1211 zu strömen.
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Das wieder erhitzte Öl strömt durch den Destillierapparat i211 genau
so wie durch den Destillierapparat i2b und dann durch ein Rohr 49 zum ersten Destillierapparat
12. Das Rückstandsöl vom Apparat 12 wird durch ein Rohr 50 zu einer Kammer
51 abgezogen, die ein Schwimmerventil 52 hat, das das Auslaßventil 53 steuert, von
dem das 01 zu einem Sammelbehälter zu erneuter Einführung in die Apparatur
oder zur Abführung als Abfall abgezogen werden -kann.
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Jeder Destillierapparat hat die geschlossenen Schlangen oder Rohre
2o für das zu kühlende heiße Öl an jeder Seite der Trennwand, und zwar so, daß die
Strömung des heißen Öles :entgegengesetzt der des zu erhitzenden-Öles ist. Jeder
Destillierapparat hat -äucll geschlossene Rohre 6o für Dainpf, sö daß die Temperatur
im Apparat sehr genau auf die richtige Temperatur für die Destillation eingestellt
werden kann. Außerdem- hat jeder
Destillierapparat offene Dampfschlangen
oder Rohre 61, die die Einführung von Dampf oder Gas gestatten, um das Produkt zu
rühren und zu reinigen und so gleichzeitig eine Dampfdestillation zu bewirken.
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Von jedem Destillierapparat führt eine Auslaßleitung 65 zu einem Fraktionierturm
66 mit einer Rückleitung 67 zum Destillierapparat. Diese Türme sind durch Rohre
68 mit einem Kondensator 69 verbunden, von dem Auslaßrohre 70 zu einer Kammer
71 führen, die ein Schwimmerventil 72 hat, welches ein Auslaßventi173 steuert, von
dem die Flüssigkeit zu einem Sammelbehälter 75 abgeführt wird.
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Das zu behandelnde schwere Kohlenwasserstofföl wird von einer Pumpe
8o unter hohem Druck durch eine Speiseleitung 81 zunächst zum Wärmedoppelaustauscher
21 gedrückt, strömt dort durch die Hälfte der Doppelschlangen und dann durch die
Leitung 82 und durch den ersten Wärmeaustauscher 5, so daß es vor dem Hineindrücken
in. die Ofenröhren 2 durch die Speiseleitung 83 vorgewärmt wird. Die ganze Anlage
kann, durch ein Auslaßrohr 85, das mit den Ofenschlangen verbunden ist, durch Vermittlung
eines Ventils 86 entleert werden.