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Verfahren zur ununterbrochenen Destillation von Kohlenwasserstoffölen
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur ununterbrochenen Destillation von Kohlenwasserstoffölen,
bei welchem dem ü1 während des Hindurchströmens durch einen Röhrenerhitzer Wasserdampf
oder ein Gemisch von Ü1 und Wasserdampf beigegeben wird, wonach das entstehende
erhitzte Gemisch in einen Verdampfer geleitet wird, in den von unten Wasserdampf
eingeleitet wird und von welchem aus das Gemisch von öl und Wasserdampf zu einem
Kühler geleitet wird.
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Erfindungsgemäß wird das nach einer teilweisen Kondensation der aus
dem Verdampfer kommenden Erzeugnisse noch verbleibende Gemisch von Wasserdampf und
unkondensierten ülbestandteilen, gegebenenfalls unter Zumischen weiterer Mengen
von Wasserdampf, wieder in den Röhrenerhitzer eingeleitet, und zwar in der bähe
der Mitte des Erhitzers. Gegenüber bekannten Verfahren, bei denen Wasserdampf dem
01 vor oder nach Eintritt in den Röhrenerhitzer zugeleitet wird, werden nach
verschiedenen Richtungen betriebstechnische und wirtschaftliche Vorteile erzielt.
Ein wesentlicher Vorteil besteht zunächst in einer Verringerung des Dampfverbrauchs,
was von besonderer Wichtigkeit in wasserarmen Gegenden ist. Weiter besteht ein wesentlicher
Vorteil in dem wirtschaftlichen Wärmeverbrauch bei der Destillation hochsiedender
üle, wenn die für die Destillation erforderlichen Dampfmengen sehr groß sind. In
solchen Fällen kann der größte Teil des üls kondensiert werden, und es verbleibt
der verfügbare Dampf zum Wiedereintritt in den Kreislauf bei einer Temperatur von
26o bis 32o° C zur Verfügung, und dieser Dampf braucht lediglich bei seinem Durchlauf
durch den Röhrenerhitzer eine geringe Temperatursteigerung zu erfahren, beispielsweise
von 37o bis d.00° C oder selbst noch weniger. Es wird also der Wärmeaufwand, der
notwendig ist, um die betreffende Wassermenge von neuem zu verdampfen, erspart und
auch die Wärmemenge, die erforderlich sein würde, um Dampf von gewöhnlicher Temperatur,
der in den Röhrenerhitzer eingetrieben wird, auf die Temperatur am Ausgangsende
des Erhitzers zu bringen. Dadurch, daß man den Dampf an einem Punkt, etwa in der
Mitte des Röhrenerhitzers, einleitet, wird weiter der Strömungswiderstand, den der
Röhrenerhitzer bietet, verringert, und es entfällt auch die Kotwendigkeit der Kompression.
Das ist für einen Vorgang mit wiederholtem Kreislauf, ,vie ihn das neue Verfahren
vorsieht, von besonderer Bedeutung.
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Das neue Verfahren sei im folgenden an Hand der eine Anlage zur Ausführung
des Verfahrens schematisch darstellenden Zeichnung beschrieben.
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In dem Ofengehäuse 5 ist der Röhrenerhitzer 6 angeordnet, dessen Rohre
im Eintrittsteil bei 6u einen kleineren Querschnitt haben, der nach dem Austrittsende
6U zu anwächst. Das zu behandelnde öl wird durch ein mit Regelventil ausgestattetes
Rohr 7 zugeführt. Das Austrittsende des Erhitzers ist durch ein Rohr 8 mit einem
Verdampfer 9 verbunden, der als Zwischenkammer eines evtl. ummantelten
Rektifizierturmes
io ausgebildet sein kann. Unter dem Verdampferraum 9 liegen Seitenplatten 12, und
über der Kammer 9 sind zweckmäßig Fraktionierplatten 13 vorgesehen. Im oberen Turmteil
ist eine Vorwärmschlange 28 für das den Röhrenerhitzer speisende Öl angedeutet.
In das untere Turmende mündet eine Dampfleitung 14 ein, die in einem Verteiler 15
mit vorzugsweise nach unten gerichteten Öffnungen endigt und durch die ein indifferentes
Gas oder Dämpfe eingeführt werden können. Vom oberen Ende des Turmes führt eine
Ableitung 16 zu einem Kühler 17, an welchem in geeigneter Höhe bei 18 eine Abzweigung
für die Trennung kondensierten Öls und unkondensierten Wasserdampfes oder sonstiger
Dämpfe vorgesehen ist, so daß die kondensierte Flüssigkeit von der Stelle 18 aus
ihren Weg durch den Kühler fortsetzt und über ein Rohr i9 zu einem Behälter 2o gelangt,
an dessen Dampfraum die Saugleitung 21 einer Vakuumpumpe 2,2 angeschlossen ist.
Vom Behälter 2o tritt die Flüssigkeit in .ein mit Ventil ausgerüstetes Rohr 23.
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Die unkondensierten Wasserdämpfe und unkondensierten Öldämpfe werden
von der Stelle 18 aus mittels einer Pumpe 25 durch das Rohr 2q. abgesaugt und durch
ein Rohr 26 zum Röhrenerhitzer zugeführt, an dem sie in der Nähe der Mitte der Rohrschlange
6 eintreten.
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Das zu destillierende Kohlenwasserstofföl wird im Betriebe z. B. durch
eine nicht dargestellte Pumpe durch das Rohr 7 zugeleitet und durch einen Röhrenerhitzer
hindurchgetrieben, in welchem es auf die Temperatur erhitzt wird, die für die bestimmte
Art des Destillates oder des Rückstandserzeugnisses notwendig ist. Es kann auch
dem Röhrenerhitzer an einem Zwischenpunkt durch das Rohr 26 noch Wasserdampf oder
sonstiger Dampf zugeführt werden.
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Das vom Röhrenerhitzer 6 abströmende erhitzte Öl gelangt durch das
Rohr 8 in den Verdampfer 9, in dem eine Trennung von Dämpfen und unverdampfter Flüssigkeit
eintritt. Die Flüssigkeit rieselt im Turm io durch die Siebplatten 12 im Gegenstrom
zu dem vom Verteiler 15 aus aufsteigenden Wasserdampf oder den indifferenten Gasen
nieder. Die noch frei werdendenDämpfe gehen zusammen mit dem Zufuhrdampf oder den
Gasen empor zu den Fraktionierplatten 13, von denen aus das Kondensat als Rücklauf
zum untersten Teil des Turmes gelangt oder von einem beliebigen Zwischenpunkt oberhalb
der Kammer durch bekannte Einrichtungen abgeführt wird. Vor Verlassen des Turmes
kann eine beliebig geregelte, zusätzliche Kühlung dadurch bewirkt werden, daß man
durch die Schlange 28 ein Kühlmittel strömen läßt, zweckmäßig das zu destillierende
Öl, das von der Schlange 28 aus zu dem Rohr 7 gelangt.
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Öldämpfe und Wasserdampf gehen durch das Rohr 16 zum Kühler 17. An
einer Stelle des Kühlers, an der der Wasserdampf noch nicht kondensiert ist, werden
bei 18 die noch nicht verdichteten Dämpfe abgezweigt, während das bereits niedergeschlagene
Destillat in der geschilderten Weise zum Behälter 2o weitergeht. Die nicht kondensierten
Öldämpfe und der Wasserdampf, die durch das Rohr 2q., die Pumpe 25 und das Rohr
26 zu dem Zwischenpunkt des Röhrenerhitzers gelangen, können gegebenenfalls noch
durch bekannte Mittel, wie Wärmeaustauscher, vorerhitzt werden, bevor sie in den
Röhrenerhitzer einströmen. Auch kann eine regelbare, aus anderer Quelle stammende
Dampfmenge durch das Rohr 27 eingeleitet werden.
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Im Turm kann durch die Pumpe 22 ein Vakuum aufrechterhalten werden.
Zweckmäßig wird an der öleintrittsstelle ein absoluter Druck von etwa io bis 5o
mm herrschen.
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Das Verfahren ist besonders geeignet zur Erzeugung von Rückständen,
wie viskosen Schmierölen, aus von den leichteren Fraktionen befreiten Rohölen oder
Destillaten. Es kann z. B. verwendet werden zur Herstellung von Zylinderölen oder
von Destillaten von Rohölrückständen. Für die Erzeugung von viskosen Schmierölen
als Rückstand aus Paraffindestillaten wird zweckmäßig die Beheizung des Röhrenerhitzers
6 so geregelt, daß das Öl auf eine Temperatur von 33o bis 37o° C gelangt. Die verwendete
Dampfmenge bewegt sich etwa in den Grenzen von o,i2 bis 0,7 kg/1 Destillat. Von
dieser Menge wird ein Drittel bis die Hälfte im Röhrenerhitzer zugeführt, der Rest
im Turm. Die Menge von Wasserdämpfen und sonstigen Dämpfen, die bei 18 abgenommen
und wieder in den Röhrenerhitzer zugeführt wird, läßt sich offenbar leicht regeln.
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Die erzeugten Destillationsrückstände sind von außerordentlich hoher
Viskosität im Vergleich zu den im gewöhnlichen kontinuierlichen Verfahren erzielten.
Ein bestimmtes Paraffindestillat, das in der gewöhnlichen Weise auf 2o °/o Rückstand
destilliert wurde, ergab ein Erzeugnis mit einer Viskosität von g3,6°, Engler bei
38° C. Das gleiche Öl, das nach dem vorliegenden Verfahren unter einem Vakuum von
28,8 Hg destilliert wurde, ergab einen 2o °joigen Rückstand mit einer Viskosität
von über q.13° Engler bei 38° C. Gleichzeitig hatte das Destillat bei dem vorliegenden
Verfahren eine höhere Viskosität als bei den früheren Verfahren.
Die
Kühlschlange 28 im oberen Ende des Turmes kann wegbleiben, namentlich wenn eine
scharfe Trennung der schweren Destillate nicht wesentlich ist. Mit einer Kühleinrichtung,
wie sie die Schlange 28 darstellt, kann die Temperatur der austretenden Dämpfe und
die Menge Rücklauf leicht entsprechend dem Charakter des verlangten Erzeugnisses
geregelt werden.
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Das Verfahren läBt sich auch bei anderen Ölen verwenden, beispielsweise
zur Entfernung von leichteren Fraktionen aus Rohölen.