DE531952C

DE531952C - Process for the production of low-boiling hydrocarbons from high-boiling ones

Info

Publication number: DE531952C
Application number: DEST35553D
Authority: DE
Original assignee: Universal Oil Products Co
Current assignee: Universal Oil Products Co
Priority date: 1922-03-19
Filing date: 1922-03-19
Publication date: 1931-08-22

Description

Verfahren zur Gewinnung niedrigsiedender Kohlenwasserstoffe aus hochsiedenden Die Erfindung bezieht sich auf die Gewinnung von Kohlemwasserstoffen niedrigen Siedepunktes, z. B. für den Betrieb von Benzinmotoren, aus höher siedenden, wie Petroleumölen, Rohpetroleum und Rückständen.Process for the production of low-boiling hydrocarbons from high-boiling ones The invention relates to the extraction of hydrocarbons with a low boiling point, z. B. for the operation of gasoline engines, from higher boiling points, such as petroleum oils, Crude petroleum and residues.

Destillate, welche nach dem bisher gebräuchlichen Verfahren der zersetzenden oder gewöhnlichen Destillation gewonnen werden, scheiden infolge ihres durch die Destillation verringerten Wasserstoffgehaltes, wenn sie einer weiteren Destillation unterworfen werden, Kohlenstoff und kohlenstoffreiche Stoffe aus, wodurch einerseits erhebliche Wärmeverluste eintreten, anderseits aber eine allmähliche Zerstörung der Apparatewandungen erfolgt. Die sich ansammelnden Rückstände machen auch ein kontinuierliches Arbeiten unmöglich.Distillates, which according to the previously common method of decomposing or ordinary distillation, separate as a result of it through the Distillation reduced hydrogen content when subjected to further distillation are subjected to carbon and carbon-rich substances, which on the one hand Significant heat losses occur, but on the other hand a gradual destruction the apparatus walls takes place. The debris that builds up can also continuous work impossible.

Gewisse Arten von ungesättigten oder aromatischen Kohlenwasserstoffen zeigen eine Neigung, beim Erhitzen auf Zersetzungstemperatur unter Druck zu polymerisieren, was die Bildung von schweren, teerartigen Rückständen zur Folge hat, welche sehr leicht Kohlenstoff absetzen; andere Arten haben die Neigung, bei der Zersetzung bzw. der zersetzenden Destillation in kohlenartige Stoffe überzugehen. Verhindert man dagegen die Bildung von stärker ungesättigten aromatischen Stoffen, als im Ausgangsmaterial enthalten sind, so kann die Zersetzung des gewonnenen Destillates bei minimaler Bildung eines teerartigen Rückstandes bzw. kohlenartiger Substanz durchgeführt werden. Der Prozentgehalt der natürlichen Petroleumöle an ungesättigtem Kohlenwasserstoff, der in manchen Fällen bis zu 5o°/, beträgt, ist jedoch in den Ölen verschiedener Herkunft sehr verschieden.Certain types of unsaturated or aromatic hydrocarbons show a tendency to polymerize under pressure when heated to the decomposition temperature, which results in the formation of heavy, tarry residues, which very easily settle carbon; other species have a tendency to decompose or the decomposing distillation to convert into carbonaceous substances. Prevented on the other hand, there is the formation of more unsaturated aromatic substances than in the starting material are contained, the decomposition of the distillate obtained can be minimal Formation of a tarry residue or coal-like substance can be carried out. The percentage of unsaturated hydrocarbons in natural petroleum oils, which in some cases is up to 50%, but is more different in the oils Origin very different.

Die erwähnten Nachteile werden durch das der Erfindung zugrunde liegende Verfahren zur Gewinnung niedrigsiedender Kohlenwasserstoffe aus hochsiedenden unter Verwendung von benzinfreien Vakuumdestillaten als Krackgut beseitigt. Das Verfahren besteht darin, daß aus dem Ausgangsöl zunächst die niedrigsiedenden Bestandteile entfernt, der Gesamtrückstand von der Entbenzinierung einer Vakuumdestillation unterworfen und das dabei erhaltene Vakuumdestillat gekrackt wird.The disadvantages mentioned are caused by that on which the invention is based Process for the recovery of low-boiling hydrocarbons from high-boiling under Eliminated the use of petrol-free vacuum distillates as cracked goods. The procedure consists in that first the low-boiling components from the starting oil removed, the total residue from the degassing subjected to vacuum distillation and the vacuum distillate thereby obtained is cracked.

Der Erfindung liegt die Erkenntnis zugrunde, daß mit der Durchführung des Krackverfahrens nach den kombinierten zusammenhängenden Maßnahmen gemäß der Erfindung ein erheblicher technischer Fortschritt durch eine größere Ausbeute an niedrigsiedenden Kohlenwasserstoffen erreicht wird.The invention is based on the knowledge that with the implementation of the cracking process according to the combined interrelated measures according to Invention a considerable technical advance through a greater yield low boiling hydrocarbons is achieved.

Die Destillation eines Petroleumöles unter verringertem bzw. unter einem Unterdruck, welcher ausreicht, die Verdampfungstemperatur unter diejenige Temperatur zu bringen, bei welcher eine Zersetzung des Petroleumöles stattfindet, bietet nun, wie festgestellt wurde, den Vorzug, d.aß der Wasserstoffgehalt in dem Öl verbleibt, so daß die Bildung ungesättigter Kohlenwasserstoffe oder aromatischer Kohlenwasserstoffe im wesentlichen verhindert wird.The distillation of a petroleum oil under reduced or under a negative pressure which is sufficient to keep the evaporation temperature below that Bring the temperature at which decomposition of the petroleum oil takes place, now offers, as has been established, the advantage that the hydrogen content in the Oil remains, so that the formation of unsaturated hydrocarbons or aromatic Hydrocarbons is essentially prevented.

Durch die Destillation bei vermindertem Druck erzielt man ein verhältnismäßig niedrigsiedendes Kohlenwasserstoffdestillat, das sich leicht und vollständig kracken läßt. Praktisch arbeitet man zweckmäßig derart, daß das hochsiedende zu zersetzende Öl dem System kontinuierlich zugeführt, das erzielte Destillat kontinuierlich entfernt und kontinuierlich durch ein. geschlossenes System zusammen mit einem Lösungsöl von niedrigem Siedepunkt unter Temperatur- und Druckbedingungen geführt wird, bei denen nur das Destillat gekrackt werden kann, wobei die schweren Krackrückstände durch das im wesentlichen ungekrackt und unverdampft bleibende Lösungsöl in Lösung gehalten wird. _ Das durch das Kracken des Destillates er= zeugte niedrigsiedende Öl wird als Dampf aus dem System abgeführt und die entstehende Lösung durch Verdünnung mit weiterem Lösungsöl oder durch geeignete Entfernung von derart hoher Konzentration bewahrt, daß ein Absetzen im System erfolgt. .The distillation at reduced pressure gives a proportionate Low-boiling hydrocarbon distillate that cracks easily and completely leaves. In practice, one works expediently in such a way that the high-boiling The oil to be decomposed is continuously fed into the system and the distillate obtained is continuously fed removed and continuous through one. closed system together with a solvent oil of low boiling point under temperature and pressure conditions is performed at where only the distillate can be cracked, with the heavy cracking residues by the solvent oil in solution, which remains essentially uncracked and unevaporated is held. _ The low boiling point produced by cracking the distillate Oil is removed from the system as vapor and the resulting solution by dilution with more solvent oil or by suitable removal of such a high concentration preserves settling in the system. .

Volumen, Druck und Temperatur wird in dem geschlossenen System im wesentlichen gleichbleibend gehalten. Man gewinnt alsdann Kohlenwasserstoffe bei geringerer Abscheidung von kohle- oder teerartigen Stoffen, wodurch im wesentlichen die Übelstände und Betriebsstörungen vermieden werden, welche durch derartige Ausscheidung in den Apparaten bei der .zersetzenden Destillation verursacht werden.Volume, pressure and temperature are in the closed system in the essentially kept constant. Hydrocarbons are then obtained less deposition of coal or tar-like substances, which means essentially the evils and operational disruptions caused by such elimination caused in the apparatus during .zersetzenden distillation.

Da der Destillationsprozeß vorzugsweise unter. einem konstanten Unterdruck stattfindet, der geringer ist wie der Atmosphärendruck, so daß die Verdampfungstemperatur des zu destillierenden Öles sich unterhalb seiner Zersetzungstemperatur befindet, wird der Maximalgehalt an Wasserstoff in dem Destillat gesichert.Since the distillation process is preferably under. a constant negative pressure takes place, which is lower than atmospheric pressure, so that the evaporation temperature the oil to be distilled is below its decomposition temperature, the maximum content of hydrogen in the distillate is ensured.

In der Zeichnung ist eine Ausfühiungsform der bei dem vorliegenden Verfahren in Anwendung kommenden Vorrichtung schematisch veranschaulicht.In the drawing, one embodiment is that of the present one The method used in the device is illustrated schematically.

Abb. i stellt im Grundriß eine Vorrichtung dar, wie sie für den ersten Teil des Destillationsprozesses, der unter verringertem Druck stattfindet, benutzt wird.Fig. I shows in plan a device as it was for the first Part of the distillation process that takes place under reduced pressure is used will.

Abb. 2 ist der dazugehörige Aufriß.Fig. 2 is the associated elevation.

Abb. 3 ist eine schematische Darstellung der Apparate, in denen der zweite Teil des Destillationsverfahrens bzw. die zersetzende Destillation durchgeführt wird.Fig. 3 is a schematic representation of the apparatus in which the second part of the distillation process or the decomposing distillation carried out will.

Das Verfahren ist nicht auf die in diesen Abbildungen dargestellten Apparate beschränkt, es sind natürlich mancherlei Abänderungen möglich.The procedure is not based on that shown in these figures Apparatus limited, many changes are of course possible.

Das zu destillierende Öl wird aus einem Vorratsbehälter i durch Rohr 2 mittels einer Pumpe 3 abgezogen und durch Rohr 4 in einen Wärmeaustauschapparat 5 gedrückt, in dem das zu destillierende Öl durch eine Rohrschlange o. dgl. 6 fließt, worauf es in eine Rohrschlange 8 eines zweiten Wäimeaustauschapparates 7 und schließlich in einen dritten Wärmeaustauschapparat 9 gelängt, von wo es durch Rohrleitungen =o in einen Wärmeaustauschapparat =i gelangt, der von dem heißen Rückstand beheizt wird. Aus letzterem strömt das bereits stark vorgewärmte Öl durch ein Rohr 12 in den Destillierkessel 14. Das Öl wird durch die vorher beschriebenen Rohrleitungen und Apparate i bis i2 in den Destillierapparat 14 kontinuierlich gepumpt, wobei es durch die in den Destillierkesseln 14, 35, 56 entwickelten Öldämpfe in den Wärmeaustauschapparaten 5, 7, 9, die in Reihe angeordnet sind, vorgewärmt wird, wodurch die Wärme der überdestillierten Öldämpfe nutzbar gemacht wird. Die in. den abziehenden RückstandöIen enthaltene Hitze wird in dem Austauschapparat =i zur weiteren Vorwärmung des den Destillierapparaten zugeführten Öles nutzbar gemacht. Die Anordnung und Reihenfolge. der Wärmeaustauschapparate könnte natürlich eine andere sein.The oil to be distilled is taken from a reservoir i through a pipe 2 withdrawn by means of a pump 3 and through pipe 4 into a heat exchange apparatus 5 pressed, in which the oil to be distilled flows through a pipe coil or the like 6, whereupon it is in a coil 8 of a second heat exchange apparatus 7 and finally lengthened into a third heat exchange apparatus 9, from where it is through pipelines = o enters a heat exchange apparatus = i, which is heated by the hot residue will. From the latter, the already strongly preheated oil flows through a pipe 12 in the still 14. The oil is supplied through the pipes previously described and apparatus i through i2 are continuously pumped into still 14, wherein it through the oil vapors developed in the stills 14, 35, 56 in the heat exchange apparatus 5, 7, 9, which are arranged in series, is preheated, whereby the heat of the distilled over Oil vapors is made usable. The contained in the residue oils to be withdrawn Heat is used in the exchange apparatus = i to further preheat the stills supplied oil made usable. The arrangement and order. the heat exchangers could of course be another.

Von dem Destillierkessel 14 strömt das Öl durch Rqhrleitung 33 in einen zweiten Kessel 35 und von diesem durch Rohrleitung 54 in einen dritten Kessel 56. Die Temperatur des Öles wird in den Kesseln 14, 35, 56 derart geregelt, daß die gewünschten Fraktionen erhalten werden, und die Temperatur, welche in den Kesseln 14, 35, 56 herrscht, hängt auch von-dem Grade der Destillation und dem Drucke, unter welchem dieselbe stattfindet, ab. Eine Verringerung des Druckes bewirkt naturgemäß, daß die Destillation der betreffenden Fraktion bei einer geringeren Temperatur stattfindet. Die Destillation kann mit oder ohne Einführung von Dampf ausgeführt werden.From the distillation kettle 14, the oil flows through pipe 33 into a second kettle 35 and from there through pipe 54 into a third kettle 56. The temperature of the oil is regulated in kettles 14, 35, 56 in such a way that the desired fractions are obtained, and the temperature which prevails in the kettles 14, 35, 56 also depends on the degree of distillation and the pressure under which it takes place. A reduction in pressure naturally has the effect that the distillation of the fraction concerned takes place at a lower temperature. The distillation can be carried out with or without the introduction of steam.

Zum Ausgleichen des Druckes in den drei Destillierkesseln 14, 35, 56 sind dieselben durch Rohrleitungen 83 miteinander verbunden. Das Rückstandöl wird durch eine Rohrleitung 76 in den Wärmeaustauschapparat =i g-eleitet, der mit einer Saugpumpe 77 verbunden ist, welche das Rückstandöl, nachdem es einen Teil seiner Wärme in den Austauschapparat abgegeben bzw. nutzbar gemacht hat, durch den Kühler 78 und Rohrleitung 79 in den Vorratsbehälter 8o befördert.In order to equalize the pressure in the three stills 14, 35, 56, they are connected to one another by pipelines 83. The residual oil is fed through a pipe 76 into the heat exchange apparatus which is connected to a suction pump 77 which, after it has given off or made use of part of its heat in the exchange apparatus, passes through the cooler 78 and pipeline 79 conveyed into the storage container 8o.

Die in den Destillierkesseln entwickelten Öldämpfe werden durch Rohrleitungen 15, 36, 57 zunächst zu den Wärmeaustauschapparaten 5, 7, 9 geleitet, wo eine Fraktion des verdampften Öles zusammen mit Dampf kondensiert und durch die Kondensatoren 94, 92, 93 und von dort durch Rohrleitungen 25, 46, 67 zu den Laternen 26, 47, 69 geleitet wird. Ähnliche Laternen 26, 47, 69 sind auch mit den Behältern 28,49,71, die man auch Vakuumtöpfe nennen kann, durch Rohrleitungen 27, 48, 7o verbunden. Diese Vakuumtöpfe sind mit Pumpen 30, 51, 73 verbunden, welche das Öl und Wasser durch Röhren g=, go, 74. in Sammelbehälter 32, 53, 75 pumpen. Die notwendige Verringerung des Druckes bzw. das Vakuum wird in dem System durch eine Vakuumpumpe 82 bewirkt, die mit den Behältern 19, 28, 40, 49, 61 und 71 mittels der Rohrleitung 95 und 81 verbunden ist.The oil vapors developed in the stills are first conducted through pipes 15, 36, 57 to the heat exchangers 5, 7, 9, where a fraction of the evaporated oil condenses together with steam and through the condensers 94, 92, 93 and from there through pipes 25 , 46, 67 is directed to the lanterns 26, 47, 69. Similar lanterns 26, 47, 69 are also connected to the containers 28, 49, 71, which can also be called vacuum pots, by pipelines 27, 48, 7o. These vacuum pots are connected to pumps 30, 51, 73 which pump the oil and water through tubes g =, go, 74 into collecting tanks 32, 53, 75. The necessary reduction in pressure or vacuum is brought about in the system by a vacuum pump 82 which is connected to the containers 19, 28, 40, 49, 61 and 71 by means of the pipeline 95 and 81.

Vorzugsweise sind zwei Sammelbehälter für jeden Destillierkessel vorgesehen; deshalb sind in den Zeichnungen die Behälter 23, 44 und 65 angedeutet, zu denen das Destillat von den zugehörigen Destillierkesseln 14, 35, 56 gelangt. Das zweite System von Pumpen 21, 42, 63 dient dazu, das Destillat von den Destillierkesseln in diese Sammelbehälter einzupumpen. 17, 38, 59 sind Laternen und 19, 40, 61 die Vakuumtöpfe, welche in die Leitungen der Sammelbehälter 23, q4., 65 eingeschaltet sind. In der Vorrichtung, welche auf der Zeichnung für die erste Destillation veranschaulicht ist, sind drei Destillierbehälter vorgesehen, jedoch ist ohne weiteres klar, daß die Anzahl dem Zweck und der beabsichtigten Produktion entsprechend kleiner oder größer sein kann.Preferably two sumps are provided for each still kettle; therefore, the containers 23, 44 and 65 are indicated in the drawings, to which the distillate arrives from the associated stills 14, 35, 56. The second System of pumps 21, 42, 63 is used to remove the distillate from the stills to be pumped into this collection container. 17, 38, 59 are lanterns and 19, 40, 61 are the Vacuum pots, which are switched into the lines of the collecting container 23, q4., 65 are. In the device illustrated on the drawing for the first distillation is, three stills are provided, but it will be readily understood that the number according to the purpose and the intended production is smaller or can be bigger.

Es ist ferner klar, daß Ventile in Verbindung mit den Rohrleitungen 83 angeordnet sein können, so daß die einzelnen Destillierkessel einzeln für sich arbeiten können, im Falle dies notwendig oder vorteilhaft sein sollte.It is also clear that valves are in communication with the pipelines 83 can be arranged so that the individual stills individually can work if this is necessary or advantageous.

In Abb. 3 ist eine Ausführungsform der Vorrichtung für den Zersetzungsprozeß veranschaulicht.In Fig. 3 is an embodiment of the device for the decomposition process illustrated.

Hierbei wird das zu zersetzende Destillat von Pumpen io2, 113 gefördert und in eine Rohrleitung 103 gedrückt, durch welche es durch Ventil io4 in einen Verdampfapparat 105 gelangt. io6 ist eine Kreislaufpumpe, deren Saugstutzen durch ein Rohr io7 mit dem Verdampfer io5 in Verbindung steht, während der Druckstutzen mit dem Heizelement bzw. einer in einen Ofen iio eingebauten Rohrschlange iog in Verbindung steht, welche wiederum durch ein Rohr iii mit dem Verdampfer 105 verbunden ist.The distillate to be decomposed is conveyed by pumps io2, 113 and pressed into a pipe 103, through which it through valve io4 into a Evaporator 105 arrives. io6 is a circulation pump with a suction port through a pipe io7 communicates with the evaporator io5, while the pressure port with the heating element or a pipe coil built into a furnace iog in Connection is, which in turn is connected to the evaporator 105 by a pipe iii is.

116 ist eine Dampfleitung von dem Verdampfer, 117 ein Dephlegmator bzw. Abscheider in der Leitung 116. 118 ist ein mit dem genannten Dephlegmator verbundener Kondensator, iig ein geeigneter Behälter, der mit dem Kondensator verbunden ist, und i2o ein Ventil, durch das der Druck geregelt und das Kondensat an den Sammelbehälter abgeliefert werden kann.116 is a vapor line from the evaporator, 117 is a dephlegmator or separator in line 116. 118 is a connected to said dephlegmator Condenser, iig a suitable container connected to the condenser, and i2o a valve through which the pressure is regulated and the condensate to the collecting tank can be delivered.

i25 ist eine in dem Verdampfer 5 angeordnete Pfanne, die mit einem Rohre i26 verbunden ist. 127 ist ein T-Stück, dessen eines offenes Ende in die Verbindung des Rohres io7 durch das Ende des Verdampfers 105 einmündet.i25 is a pan arranged in the evaporator 5, which is equipped with a Pipes i26 is connected. 127 is a tee, one end of which is open into the connection of the tube io7 opens through the end of the evaporator 105.

Der in Abb. 3 dargestellten Ausführungsform des Apparates wird für die Zersetzungsstufe des Prozesses der Vorzug gegeben. Die Verbesserung in dieser Stufe des Verfahrens, welche namentlich zur Anwendung kommt, wenn es gewünscht wird, alle Vorteile des Verfahrens aufs äußerste und vollständigste auszunutzen, besteht darin, daß mit dem verhältnismäßig hochsiedenden Destillat der ersten Stufe des Verfahrens eine verhältnismäßig nicht zersetzbare Fraktion oder ein Destillat vermischt wird, das irgendein Kohlenwasserstofföl sein kann, welches geeignet ist, bei der anzuwendenden Hitze und dem anzuwendenden Druck als Lösungsmittel für die schwere Rückstände bildenden Kohlenwasserstoffe zu dienen.The embodiment of the apparatus shown in Fig. 3 is used for the decomposition stage of the process is given preference. The improvement in this Stage of the procedure, which is specifically used if so desired, to take full advantage of all the advantages of the method in that with the relatively high-boiling distillate of the first stage of the Process a relatively non-decomposable fraction or a distillate mixed which can be any hydrocarbon oil which is suitable for the Applied heat and pressure as a solvent for the heavy Residual hydrocarbons to serve.

Aus dem Verdampfer 105 werden die festen Kohlenwasserstoffe, kohle- und teerartigen Rückstände usw. in dem Lösungsöle gelöst und durch das Ventil 123 und den Kühler 122 in den Behälter 124 abgeführt.The solid hydrocarbons, carbon- and tarry residues, etc., are dissolved in the solvent oils and passed through the valve 123 and the cooler 122 is discharged into the container 124.

Claims

PATENT CLAIM: Process for the production of low-boiling hydrocarbons from high-boiling using petrol-free vacuum distillates as cracked material, characterized in that first the low-boiling components from the starting oil removed, the total residue from the degassing subjected to vacuum distillation and the vacuum distillate thereby obtained is cracked.