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Verfahren zur Spaltung von Kohlenwasserstoffölen Die Erfindung betrifft
ein Verfahren zum Spalten von Kohlenwasserstoffölen in der Dampfphase mit Hilfe
von erhitzten, nicht oxydierend wirkenden und ununterbrochen umlaufenden Wärmeträgergasen.
Im besonderen betrifft sie Verbesserungen beim Spalten von Ölen mit verhältnismäßig
hohem Schwefelgehalt.
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Bei den bisher bekannten Spaltverfahren, bei denen ein Wärmeträgergas
verwendet wird, würde bei der Verarbeitung von stark schwefelhaltigen Ölen eine
beträchtliche Nilenge des Schwefels in dem Gas verbleiben. Wenn aber das Wärmeträgergas
in den Kreislauf zurückgegeben wird, wird auch der in ihm enthaltene Schwefel in
das Verfahren zurückgeführt, wodurch in gewissen Fällen eine starke Zunahme des
Schwefelgehalts in dem erhaltenen Spaltbenzin verursacht wird, wenn nicht fortlaufend
eine Entfernung des Schwefels aus dem Gas durchgeführt wird.
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Erfindungsgemäß werden in der Reaktionskammer praktisch nichtoxydierende
Bedingungen dadurch aufrechterhalten, daß unter anderem die Anwesenheit von Wasserdampf
soweit wie möglich vermieden wird, so daß der Schwefel oder die Schwefelverbindungen
nicht in Schwefeldioxyd (S02), sondern zum größten Teil in Schwefelwasserstoff (H2S)
umgewandelt werden. Dieser Schwefelwasserstoff bleibt in dem Wärmeträgergas, -bis
der Hauptteil der kondensierbaren Kohlenwasserstoffe durch Kondensation entfernt
und das Gas auf eine unter dem in dem System herrschenden Druck unterhalb des Siedepunktes
des Wassers liegende Temperatur abgekühlt ist. Dann wird der Schwefel durch einfaches
Auswaschen des Gases mit Wasser entfernt. Es wurde ferner gefunden, daß die Entfernung
des Schwefels am besten durchgeführt wird, nachdem das Umlaufgas das Gebläse durchlaufen
hat, welches zum Bewegen des Wärmeträgergases durch die°Spaltanlage benützt wird.
Das Gebläse kann so unmittelbar hinter dem Hauptverdichtungssystem aufgestellt werden,
wo die Temperatur sicher unter dem Siedepunkt des Wassers liegt. Da die Temperatur
des Gases durch die Kompression in dem Gebläse wieder erhöht wird, wird das Gas
in einem Nachkühler wieder abgekühlt, wodurch eine weitere Teilkondensation kondensierbarer
Kohlenwasserstoffe erzielt werden kann. An dieser Stelle wird dann vorzugsweise
das Gas mit Wasser gewaschen, wodurch der Schwefel entfernt wird. Das Wiederabkühlen
und Waschen kann gleichzeitig durch Einspritzen von Wasser in das komprimierte Gas
erfolgen, oder diese Stufen können einzeln und nacheinander durchgeführt werden.
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Es ist bereits bekannt, bei gewissen Verfahren die aus der Spaltvorrichtung
kommenden
heißen Dämpfe unmittelbar mit kaltem Wasser abzuschrecken
und dem Wasser zwecks Entfernung des Schwefels aus den Krackprodukten gegebenenfalls
auch bestimmte Chemikalien zuzusetzen.
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Dieses Verfahren hat jedoch, da es gleichzeitig mit der Kondensation
der Dämpfe erfolgt, den Nachteil, daß einerseits das verdampfte Wasser wieder mitverdichtet
werden muß und andererseits infolge der hohen Reaktionstemperaturen chemische Einwirkungen
zwischen den Oldämpfen und dem Wasser bzw. den chemischen Behandlungsstoffen unter
Bildung unerwünschter Verbindungen und schädlicher Oxydationsverbindungen des Schwefels
auftreten, von denen vor allem die letzteren auf die Metallteile der Vorrichtung
sehr nachteilig wirken können.
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Die vorliegende Erfindung stützt sich dagegen auf die Erkenntnis,
daß bei Verwendung eines Wärmeträgergases unter normalen Bedingungen nur eine zu
vernachlässigende Menge an Schwefelverbindungen von den C)len zurückgehalten und
die Hauptmenge derselben von dem Wärmeträgergas aufgenommen wird, so daß die Entfernung
des Schwefels auf das von den kondensierbaren Produkten befreite Wärmeträgergas
beschränkt werden kann, nachdem es auf eine geeignete Temperatur abgekühlt worden
ist.
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Das neue Verfahren ist nachstehend an Hand der Zeichnung, die schematisch
eine Betriebsanlage darstellt, näher beschrieben.
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Das zu spaltende öl, das vorzugsweise an einer anderen Stelle der
Spaltanlage vorgewärmt worden ist, tritt in den Verdampfer io ein. Die entstehenden
Dämpfe werden dann durch das Rohr i i in eine Reaktionskammer i2 geleitet. In diese
Kammer tritt auch ein Wärmeträgergas ein, welches im allgemeinen aus Kohlenwasserstoffen
besteht und welches in einem Heizelement, vorzugsweise in einem Regenerativerhitzer
13 nach Art eines Heißwindofens, erhitzt worden ist. Das Wärmeträgergas, welches
beispielsweise auf eine Temperatur von ungefähr 76o° C erhitzt worden ist, geht
von dem Ofen 13 durch das Rohr i q. in die Reaktionskammer 12" wo es sich mit dem
aus dem Verdampfer io kommenden Oldampf mischt. Die Produkte aus der Reaktionskammer
i2 und das Wärmeträgergas gehen nun durch ein Rohr 15 nach einem Wäscher 16, in
welchem der Kohlenstoff aus den Produkten entfernt wird, ohne daß jedoch etwas aus
dem Gemisch, mit Ausnahme der sehr schweren Anteile, aaskondensiert wird. Aus dem
Wäscher 16 gehen die Produkte durch ein Rohr 17 nach dem eigentlichen Verdichtungssystem,
das aus einem Dephlegmator 18, einem Rohr i9 und einem Kondensator 2o besteht. In
dem Dephlegmator i8 werden die Produkte mit flüssigem 01, beispielsweise
dem eintretenden Rohöl, in Kontakt gebracht; die flüssigen Produkte verlassen den
Dephlegmator durch ein Rohr 21. Das erhaltene Spaltbenzin wird in einem Sammelbehälter
23 gesammelt, der mit dem Kondensator 2o durch ein Rohr 24 verbunden ist.
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Das Wärmeträgergas mit einer großen Menge des ursprünglich in dem
01 enthaltenen Schwefels und auch mit den übriggebliebenen Dämpfen, welche
der Kondensation in dem Verdichtungssystem entgangen sind, verläßt den Sammelbehälter
23 durch ein Rohr 25, das zu einem Gebläse 26, vorzugsweise einem Turbogebläse,
führt, mit welchem das Gas durch die ganze Spaltanlage gedrückt wird und in welchem
es notwendigerweise etwas komprimiert wird. Von dort geht das Gas durch ein Rohr
27 nach einem Kühler 27d. Die in dem Kühler kondensierten Kohlenwasserstoffe werden
in einem Behälter 27v aufgefangen. Das Gas gelangt durch das Rohr 27c nach einem
Spritzkondensator 28, in welchem das Gas mit Wasser bespritzt wird, das durch ein
Rohr 30 mit einer Spritzdüse 3 i -eintritt. Der Kondensator 28 enthält zweckmäßigerweise
Füllmaterial 29, wodurch eine große Kontaktoberfläche zwischen dem Gas und der Flüssigkeit
erzielt wird. Durch das Bespritzen mit Wasser wird aus dem Gas nahezu sein ganzer
Schwefelgehalt entfernt, welcher sich hauptsächlich in Form von Schwefelwasserstoff
vorfindet.
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Das Gas wird dann durch ein Rohr 32 nach einer Absorptionsvorrichtung
33 geleitet, in welcher es durch die Einwirkung eines geeigneten Lösungsmittels,
beispielsweise Schweröl, welches durch das Rohr 34 zugegeben wird, von den in ihm
enthaltenen absorbierbaren Kohlenwasserstoffen befreit wird. Nach dem Verlassen
der Absorptionsvorrichtung 33 geht das Gas durch die Rohre 35, 35a nach dem Ofen
13 zurück. Nach Belieben kann das gesamte Gas oder ein Teil desselben, welches durch
das bei der Umwandlungsreaktion erzeugte vermehrt worden ist, in einen Gasbehälter
36 gebracht werden, zu welchem Zwecke die Ventile 37, 38, 39 vorgesehen sind.
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Der Kühler 27a und der Behälter 27v können weggelassen und die Kühlung
des Gases erst in dem Kondensator 28 vorgenommen werden.