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Patentiert im Deutschen Reiche vom 31. August 1928 ab Es ist bereits
bekannt, fortlaufend Benzin und andere leichte Kohlenwasserstofft unter Druck bei
Kracktemperaturen aus schwereren Kohlenwasserstoffölen in einer geschlossenen Destillationsvorrichtung
zu erzeugen. Diese besteht aus einem Heizrohrbündel, das sich zwischen einer oberen
und unteren Querkammer erstreckt. Die beiden Querkammern sind durch Verbindungsrohre
mit einem Kessel verbunden, der seinerseits durch Dampfableitung und Rücklaufrückleitung
an einen mit Querböden ausgestatteten Dephlegmator bekannter Ausführung angeschlossen
ist. Die fortlaufende Gewinnung der gewünschten Produkte fällt mit der Einführung
von frischem Ausgangsmaterial und etwaigen Adsorptionsstoffen durch den mit Querböden
ausgestatteten Turm zusammen. Es findet ein ständiger Abfluß der gewünschten leichten
Kohlenwasserstofft sowie ein Rückfuß. der schwereren Kondensate'aüs dem Dephlegmator
nach dem Destillierapparat statt; es wird im wesentlichen so viel von dem Inhalt
des Destillierapparates abgeführt, wie an frischem Rohmaterial ununterbrochen in
den Dephlegmator eingeführt wird. Der gesamte Inhalt des Destillierapparates wird
durch mechanische Hilfsmittel, z. B. ein Flügelrad, in ständigem Kreislauf durch
das beheizte Rohrbündel und den unbeheizten Oberkessel geleitet, um unerwünschte
Ablagerungen von Koks u. dgl. in dem Heizrohrbündel tunlichst zu vermeiden.
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Gemäß einem bekannten Verfahren wird der Rücklauf aus dem Dephlegmator
unmittelbar durch das rückwärtige Ende des oberen Längskessels an einer unter dem
normalen Flüssigkeitsspiegel liegenden Stelle zugeführt. Bei einem anderen bekannten
Verfahren wird der Rücklauf aus dem Dephlegmator direkt in das hintere Verbindungsrohr
nahe dem Heizrohrbündel eingeleitet, um unmittelbar in den Kreislauf des Oles aufgenommen
zu werden.
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Die erste dieser bekannten Methoden hat den Nachteil, daß, wenn sich
der Rücklauf mit frischem Ausgangsstoff usw. im Gegenstrom in das umlaufende Öl
ergießt, ein Teil von dessen Bewegungsenergie dazu verbraucht. wird, den Zufluß
des eintretenden Rücklaufs derartig zu hemmen, daß häufig Stauungen desselben in
dem Dephlegmator auftreten. Die Folge dieser Stauungen ist, daß große Mengen angestauten
Rücklaufes von verhältnismäßig niedrigem Siedepunkt in den Destillierapparat in
unregelmäßigen Zwischenräumen plötzlich eintreten. Dies ist aber sehr gefährlich.
Solche unregelmäßige und plötzliche Speisung mit derartigem Material ist sowohl
einer regulären Gewinnung leichter
Kohlenwasserstoffe wie auch der
Betriebssicherheit schädlich.
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Das zweite bekannte- Verfahren hat den Nachteil, daß der gesamte Rücklauf,
der mitgerissene gasförmige und leichter siedende Teile enthält, direkt in die Rohrbündel
gelangt. Unter diesen Verhältnissen scheiden sich die mitgerissenen gasförmigen
Produkte in, den Röhren aus und werden an der Röhrenoberfläche, zu der sie steigen,
überhitzt und teilweise zersetzt. Die Folge ist ein Koksniederschlag und damit eine
erhebliche Kürzung der Betriebsdauer.
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Es wurde nun gefunden, daß diese übelstände dann vermieden werden,
wenn der gesamte Rücklauf mit den frischen Ausgangsstoffen und Adsorptionsmitteln
durch ein oder durch mehrere Rohre von dem Dephlegmator aus durch den Oberkessel
in dessen Längsrichtung hindurchgeleitet und dann in der Strömungsrichtung des umlaufenden
Öles an einer Stelle des Kessels in den Kreislauf eingeführt werden, die in größerer
Entfernung von der Eintrittsstelle des umlaufenden Öles in das Röhrenbündel liegt.
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Durch das Einführen des frischen Materials in den Oberkessel mittels
eines sich durch den Kessel erstreckenden Rohres findet ein indirekter Wärmeaustausch
zwischen dem Inhalt der Destillieranlage und dem frischen Material statt. Das frische
Ausgangsmaterial wird außerdem vorher in dem mit Querböden versehenen Dephlegmator
durch direkte Berührung mit den Spaltdämpfen vorgewärmt. Durch diese doppelte Vorwärmung
wird erreicht, daß der zurückfließende Rücklauf und das frische Ausgangsmaterial
so in das in der Destillieranlage umlaufende Öl eingeführt wird, daß die bestehende
Temperatur und die Verteilung der leichten und schwereren Kohlenwasser stoffe in
dem umlaufenden Öl möglichst wenig geändert wird.
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Wird das aus dem Dephlegmator kommende Gemisch z. B. an der Stelle
in das im Kessel befindliche Öl eingeführt, an welcher das umlaufende Öl aus dem
Heizrohrbündel in den Kessel eintritt, so fließt dieses Gemisch unmittelbar in die
Bahn des Ausflusses aus dem vorderen Verbindungsrohr, also an .einer Stelle, an
der eine Störung des Ölumlaufs vermieden wird.
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Auf diese Weise wird bei der Überführung des flüssigen, in den dampfförmigen
Zustand ein Maximum an Adsorptionswirkung und eine kontinuierliche .Überführung
der kinetischen Energie des aus den Heizröhren kommenden, umlaufenden Oles in ein
Maximum von Verteilungswirkung erzielt.
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Dadurch wird der Betrag an potentialer und kinetischer Energie dauernd
absorbiert, der bei der besonderen Verdampfung der leichten Produkte des Rücklaufs
und bei der innigen Verbindung -der in dem Kreisstrom befindlichen schwereren Produkte
auftritt, und zwar mit geringster Störung hinsichtlich der Temperatur- und Druckverhältnisse,
der gewöhnlichen" Beschickung, der Gasolinerze'ugung und des Rückflusses des Rücklaufs.
Es werden also gleiche Zustandsbedingungen in der Anlage erreicht.
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In den Zeichnungen ist als Ausführungsbeispiel eine nach dem Verfahren
arbeitende Destillationsanlage dargestellt, Es zeigen: Abb. i eine Ausführung der
neuen Anlage in Längsansicht und teilweisem Schnitt, Abb. 2 die untere geschnittene
Hälfte des Oberkessels, von oben gesehen, Abb. 3 einen senkrechten Längsschnitt
durch den Oberkessel mit abgeänderter Anordnung der Rücklaufleitung.
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Die ganze Anlage besteht aus einem oberen Längskessel i mit vorderen
und hinteren Verbindungsrohren 2 und i3 und den an diese anschließenden querliegenden
Kesseln oder Kammern .4 und 5. Letztere sind durch ein der Feuerung 7 ausgesetztes
Röhrenbündel 6 verbunden. Der Inhalt des Destillierapparates- wird durch ein in
dem hinteren Verbindungsrohr ,3 angeordnetes Treibrad 8, das mittels einer durch
eine Stopfbüchse i i gehenden Welle io von einem Motor angetrieben wird, im Sinne
des Uhrzeigers in Umlauf versetzt.
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Der obere Längskessel i ist mit einem Flüssigkeitsstandsanzeiger 12,
Sicherheitsventil 13 und mit einer Dampfleitung 14 ausgestattet. Letztere führt
in einen mit Querböden ausgerüsteten Dephlegmator 15, aus dem der Rücklauf durch
die Leitung 16 zurückfließt. Die Leitung 16 teilt sich im Oberkessel in mehrere
Rohre, z. B. in die beiden Zweigrohre 17 und 17' (Abb. 2).
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Um mit der vorliegenden Anlage wirklich arbeiten zu können, beschickt
man sie mit den zu verarbeitenden schweren Kohlenwasserstoffölen bis zu dem an dem
Standrohr 12 sichtbaren Flüssigkeitsstand 18 in dem Oberkessel i. Das Öl wird durch
die Feuerung 7 erhitzt, bei einem Druck und einer Temperatur, die den gewünschten
Ertrag und die verlangte Qualität von leichten Kohlenwasserstoffenergeben.
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Sobald sich leichte Kohlenwasserstoffe entwickeln, werden kontinuierlich
neue Rohstoffe und Adsorptionsmittel bei dem herrschenden Arbeitsdruck mittels Pumpe
i9 durch Leitung 2o über ein Steuerventil 21 und ein Absperrventi122 in das obere
Ende des Dephlegmators 23 eingeleitet. Das Öl begegnet, wenn es aus dem Verteiler
24 austritt und über -die Querböden herunterfließt, den
aufsteigenden
Benzin- oder- Leichtöldämpfen, die durch Dampfleitung 1¢ in den Dephlegmator 15
eintreten. Die leichteren, teilweise durch Destillation entwässerten Fraktionen,
die in der Hauptsache aus Benzin bestehen, werden ununterbrochen aus dem oberen
Ende des Dephlegmators 15 durch Rohr a5 über das Druckventil26 abgeleitet, um weiter
raffiniert zu werden. Die schwereren Bestandteile fließen zusammen mit den zugegebenen
Rohstoffen und Adsorptionsmitteln durch .die Rücklaufleitung 16 in den Oberkessel
i. Die Rücklaufleitung 16 teilt sich beim Eintritt in den Oberkessel in zwei Arme
17 und i7', in denen das zurückfließende Öl beim Durchgang durch den Oberkessel
annähernd auf die Temperatur des Blaseninhaltes vorgewärmt wird.
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Die Zweigrohre 17 und 17', die zusammen einen größeren Querschnitt
aufweisen als die Leitung 16, enden in zwei nach innen umgebogenen Krümmern oder
Kniestücken 28 und 28', die den Rücklauf in den aus dem vorderen Verbindungsrohr
2 aufwärts steigenden Ölumlauf einführen. Elle Teil der Bewegungs- und Wärmeenergie
des Ölumlaufs wird dazu verbraucht, die mitgerissenen, gasförmigen und leichten
Bestandteile des Rücklaufs mechanisch abzutrennen bzw. zu verdampfen. Die endgültige
Beseitigung aller mitgerissenen Teile mit niedrigem Siedepunkt erfolgt, wenn der
Rücklauf sich mit dem umlaufenden Öl bei seinem freien Durchgang durch -den Oberkessel
mischt, so daß das Öl beim Eintritt in das rückwärtige Verbindungsrohr 3 von mitgerissenen,
leicht siedenden Bestandteilen frei ist, was ja erstrebt wird.
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In Abb.3 verläuft das an die Rücklaufleitung 16 angeschlossene Rohr
27 innerhalb und im oberen Teile des Oberkessels von der hinteren nach der vorderen
Kesselseite zu und endigt in einem erst nach unten und dann wieder nach rückwärtsa
umgebogenen Kniestück 29, das in das aus dem vorderen Verbindungsrohr 2 emporsteigende
Öl tangential einmündet.
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Ein Teil des Inhaltes der Destillieranlage. wird, ehe sich das frische
Ausgangsmaterial mit dem Inhalt mischt, durch das Rohr 3o und das Ventil 3 i dauernd
abgezogen.
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Bei Herstellung von einem Benzin, das einen ausnahmsweise hohen Prozentsatz
an unter ioo° C siedenden Bestandteilen enthält oder dort, wo man eine bestimmte
Saugwirkung an dem Rücklaufstrom erzielen- will, kann der Ausflußwinkel zu dem aufsteigenden,
nach rechts umlaufenden Kreisstrom zwischen o° und q.5°, je nach der verlangten
Wirkung, betragen. Aber für Benzin von gewöhnlicher Qualität wird vorzugsweise ein
Ausflußwinkel von 45 bis 9o° verwendet. Es ist ein charakteristisches Merkmal der
Erfindung, daß der Rücklauf, während er zwecks Wärmeübertragung im Gegenstrom zu
dem Ölumlauf in einer geschlossenem. Rohrleitung den Oberkessel durchströmt, nicht
an einer ungünstigen Stelle in das umlaufende Öl eingeleitet werden kann.