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Vorrichtung zum kontinuierlichen Destillieren und Spalten von Erdölen
und Teeren Gegenstand der Erfindung ist ein Reaktionsgefäß zum kontinuierlichen
Destillieren oder Spalten von Teeren und ölen. Der Arbeitsvorgang in diesem wird
unter Benutzung eines Metallbades als Wärmeüberträger durchgeführt, wobei sehr hohe
Temperaturen (40o bis 55o °) Verwendung finden. Werden derartige Gefäße von außen
beheizt, so muß die Wandungstemperatur noch wesentlich höher sein, wodurch die Wandungen
starker Beanspruchung unterliegen und die Gefahr besteht, daß etwa an die Wandung
gelangendes Öl völlig in Koks und Gas aufgespalten wird. Diese Nachteile sollen
gemäß der vorliegenden Erfindung dadurch verringert werden, daß die wärmeabgebende
Seite der Heizflächen die Strömung des wärmeaufnehmenden Mediums nicht unterbrechende,
wärmeleitende Rillen besitzt, die nach innen durch eine Abdeckung abgeschlossen
sind. Hierdurch ,wird erreicht, daß die Wandungstemperatur herabgesetzt und die
Wärmeübertragung von der Wandung auf die Metallschmelze verbessert wird. Der hierdurch
erreichte Zweck ist ein doppelter, denn erstens bekommen die Gefäße eine längere
Lebensdauer und zweitens ist die Verkokungsgefahr beseitigt für den Fall, daß doch
öl direkt mit der Wandung in Berührung kommt.
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Es sind nun verschiedene Einrichtungen bekannt, die bei Destillationsgefäßen
die wärmeabgebende Fläche vergrößern sollen. Eine derartige Vorrichtung besitzt
im Innern Überfallringe, über die der zu behandelnde Roh-Stoff in Kaskaden herabstürzt.
Diese Ringe dienen nur zur Sammlung der Flüssigkeit, nicht jedoch zur Heizflächenvergrößerung
im Sinne der vorliegenden Erfindung, da sie nur teilweise Wärme an die Flüssigkeit
abzugeben in der Lage sind. Es handelt sich bei dieser Vorrichtung auch um Vorsprünge,
die die Strömung des wärmeaufnehmenden Mediums aufhalten und unterbrechen.
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Bei Metallbadverfahren, d. h. solchen Verfahren, bei denen die Wärme
nur indirekt durch ein flüssiges Metallbad auf das öl übertragen wird, gibt es bereits
Einrichtungen, die eine Vergrößerung der wärmeabgebenden Fläche durch Einlagern
von festen, verteilend wirkenden Körpern in die Schmelze erreichen wollen. Diese
Verfahren haben den Nachteil, daß erstens die Wärmeabgabe nicht verbessert wird,
da die Metallschmelze, die vollkommen homogen an der Wandung anliegt, die Wärme
besser überträgt als nur lose anliegende Drahtringe u. dgl., zweitens die verteilend
wirkenden Körper die Strömungsrichtung des aufsteigenden ölmetallgemisches dauernd
unterbrechen und so das öl z-,vangsläufig gegen die Eisenwandung des Gefäßes führen.
Der Vorteil der Metallbadverfahren, nämlich die indirekte Wärmeübertragung, wird
hierdurch zum großen Teil zunichte gemacht.
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Es gibt ferner Verfahren, bei denen das Metallbad nicht in der Hauptsache
der Wärmeübertragung, sondern der Abdichtung des von den ölen durchströmten Apparateteiles
dient. Bei diesen Verfahren wird das 01 nicht in
feinsten
Teilchen durch das Metallbad gedrückt, sondern es strömt nur über seine Oberfläche
und empfängt den Hauptteil der Wärme von den umliegenden Eisenwandungen direkt.
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Bei der Führung des wärmeübertragenden Mediums gemäß vorliegender
Vorrichtung läßt sich erreichen, daß an die Gefäßwandungen nur das flüssige Metall
gelangen kann. Hierzu wird zweckmäßig eine rotierende Bewegung des gesamten flüssigen
Inhalts herbeigeführt, wodurch infolge des höheren spezifischen Gewichtes des Metalles
dieses infolge der Zentrifugalkraft nach außen drängt, während das spezifisch leichtere
öl nur im Innern des Gefäßes innerhalb der Metallschmelze in Spiralen hochsteigen
kann.
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Die in vorliegender Vorrichtung verwendeten, in der Gefäßwandung liegenden
Umlaufkanäle nehmen nur das flüssige Metall auf und geben die Wärme an dasselbe
ab. Durch diese Wärmeabgabe sind die ins Innere des Gefäßes hereinragenden Vorsprünge
so weit gekühlt, daß eine Berührung des öles mit diesen Vorsprüngen keine Koksbildung
mehr zur Folge haben kann. Zur Erzielung einer abwärts gerichteten Strömung innerhalb
der Umlaufkanäle sind dieselben teilweise abgedeckt, so daß die Saugwirkung der
unten angebrachten Einspritzdüsen wirksam werden kann. Die Umlaufbewegung kann erfindungsgemäß
noch dadurch beschleunigt werden, daß die Umlaufkanäle im Sinne der Drehrichtung
der Gefäßfüllung schräg spiralig nach abwärts in der Gefäßwandung verlaufen. Das
erwärmte Metall steigt dann zusammen mit dem eingespritzten öl im Innern des Autoklauen
hoch -und gibt an diesen Wärme abh.
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Der Umlauf des Inhalts des Gefäßes wird zunächst dadurch herbeigeführt,
daß der zu behandelnde Rohstoff oder besondere Gase unter Druck eingepreßt werden,
oder auch durch mechanische Rührvorrichtungen. Hierbei wird gleichzeitig eine Rotation
der gesamten Metallschmelze in horizontaler Ebene erfolgen, so daß die einzelnen
Teilchen einen spiralig aufwärts gehenden Weg beschreiben. Hierdurch wird der weitere
Vorteil erzielt, daß die Berührung zwischen Metallschmelze und zu verarbeitendem
Rohstoff eine sehr innige und lang dauernde ist, -wodurch die Reaktionsdauer in
erwünschtem Maße verlängert wird.
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Die Zeichnung zeigt eine beispielsweise Ausführungsform der neuen
Vorrichtung, und zwar zeigt Abb. i das Reaktionsgefäß in Längsschnitt, Abb. 2 in
Querschnitt.
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Das Gefäß i ist mit einem Deckel 2 versehen und einem Heizraum 3 eingemauert.
Die Gefäßwandung ist mit Rippen q. bzw. dazwischenliegenden Nuten 5 versehen, die
sich im Innern des Gefäßmantels schräg spiralig an der Wandung entlang erstrecken.
Zwischen den Rippen q., also vor den Nuten 5, sind Abdeckungen 6 angebracht, die
kürzer sind als die Flüssigkeitshöhe, so daß unterhalb des Flüssigkeitsspiegels
der Metallschmelze Einläufe 7 in die durch die Nuten gebildeten Kanäle 5 und nahe
dem Boden des Gefäßes i Ausläufe $ gebildet werden. Der zu verarbeitende Rohstoff
wird durch Leitung 9 den Düsen io unter Druck zugeführt und tritt in die als Wärmeträger
dienende Metallschmelze i i ein. Durch die Anordnung der Düsen io in tangentialer,
leicht aufwärts geleiteter Richtung, wird ein Spiralwirbel der gesamten Metallschmelze
und der Rohstoffteile erreicht, die sich auf ihrem Wege bis zum Spiegel 12 der Metallschmelze
auf deren Temperatur erwärmt haben. Die hierbei entstandenen Dämpfe und Gase -werden
durch die Leitung 13 abgeführt, während der nicht verflüchtigte Rohstoff in der
Schicht i ¢ sich der Metallschmelze überlagert. Dieser Rohstoff wird durch Leitung
15 entnommen. Der abwärts gerichtete Umlauf durch die Kanäle 5 wird durch die bei
der Rotation entstehende Form des Flüssigkeitsspiegels 12 begünstigt, da an den
Außenseiten des Gefäßes der Spiegel höher steht als in der Mitte, so daß der Umlauf
an den Außenseiten nach abwärts gerichtet -wird. Durch entsprechende Umbiegung der
Abdeckungen 6 an den Einlaufstellen 7 und Auslaufstellen 8 kann die Zwangsläufigkeit
des Umlaufes noch verbessert werden.
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Die Gefäßwandung i kann auch außen gewellt sein, so daß auch die Wärmeaufnahme
günstiger ist, wodurch die Wärmenutzung des Prozesses verbessert wird. Die Abdeckung
der Rillen 5 kann auch dadurch erfolgen, daß die Rippen ¢ vorne eine verbreiterte
Form erhalten. Die abwärts gerichtete Strömung an der beheizten Wandung wird infolge
der Rotationsbewegung durch den spiralig abwärts gehenden Verlauf der Nuten 5 an
der Wandung i noch besonders gesichert.