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Verfahren und Vorrichtung zum Destillieren von Erdölen Die Erfindung
betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Destillieren von Ölen. Sie bezieht
sich im besonderen auf die Herstellung von Schmierölen aus geeigneten Rohmaterialien,
wie Erdölen, deren Destillationsrückständen u. dgl. Nach dem neuen Verfahren kann
die Destillation so durchgeführt werden, daß eine hohe Ausbeute an Schmierölen unter
fast vollständiger Vermeidung von Verlusten infolge Zersetzung erzielt wird. Nach
dem neuen Verfahren kann auch eine leichtere und schärfere Trennung der einzelnen
Fraktionen des Rohproduktes herbeigeführt werden, da die Anwendung eines hohen Unterdruckes
vermieden wird, und endlich können auch die Verfahrensbedingungen genauer geregelt
werden.
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Die vorstehend angegebenen Resultate werden dadurch erreicht, daß
die Destillation des Öles unter Verwendung eines über die Destillationstemperatur
erhitzten neutralen Gases, mit welchem das zu destillierende Öl gemischt wird, durchgeführt
wird. Das genannte Gas liefert auf diese Weise die für die Destillation erforderliche
Wärme, und es ermöglicht durch Änderung seiner Durchlaufsgeschwindigkeit die Regelung
sowohl der Verdampfungsgeschwindigkeit als auch des Drukkes in der gesamten Anlage.
Durch die Verwendung eines neutralen Wärmeträgergases in der genannten Weise läßt
sich auch die Verwendung von Dampf vermeiden, der insofern nachteilig ist, als er
in den Kondensatoren entfernt werden muß; durch diesen Vorgang werden aber die bestehenden
Partialdrucke geändert, so daß Bestandteile kondensiert werden, die an dieser Stelle
zweckmäßig in der Dampfphase bleiben sollten. Die Kondensation des Dampfes erfordert
ferner eine verhältnismäßig große Menge Kühlwasser, was auch das Verfahren verteuert.
Die Verwendung neutraler Gase in der genannten Weise hat auch den Vorteil, daß die
bisher übliche Außenbehehung des zu destillierenden Öles wegfällt und somit verhindert
wird, daß Teile des Öles überhitzt werden.
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Das neue Verfahren unterscheidet sich von den bisher bekannten, ebenfalls
unter Verwendung von erhitzten Wärmeträgergasen arbeitenden Verfahren dadurch, daß
ein Hilfsmittel für die Wärmeregelung vorgesehen wird, das von der benutzten Menge
des Wärmeträgergases und des der Destillationskammer zugeführten, zu destillierenden
Öles unabhängig ist. Wie ersichtlich, ist die Wirkung
des Wärmeträgergases
eine zweifache, insofern, als einerseits durch dasselbe die für die Destillation
erforderliche Wärme geliefert und andererseits die Destillationsgeschwindigkeit
geregelt wird, da das Wärmeträgergas die aus dem zu destillierenden Öl entstehenden
Dämpfe ständig abführt, so daß eine Destillationsgeschwindigkeit erzielt werden
kann, die größer ist als die bei Anwendung von Unterdruck erreichbare. Es wurde
nun gefunden, daß die Destillationstemperatur am besten geregelt werden kann, wenn
das Wärmeträgergas bei einer Temperatur verwendet wird, bei welcher bei der benutzten
Menge des Gases das Öl auf eine- etwas zu hohe Temperatur erhitzt werden würde,
und wenn dann die Temperatur in dem Destillationsraum durch Zugabe einer bestimmten
Menge flüssigen Öles, vorzugsweise eines Teiles des aus dem Destillationsraum abgezogenen
und gekühlten Rückstandes, geregelt wird. Obgleich dem abgezogenen Ölrückstand die
Wärme auf verschiedene Weise entzogen werden kann, so kann dies doch besonders vorteilhaft
in der Weise geschehen, daß eine bestimmte Menge seiner Wärme auf das Wärm@trägergas
auf seinem Wege nach dem Heizelement übertragen wird. Ein Vorteil der Verwendung
des Ölrückstandes in der genannten Weise besteht auch darin, daß das Öl beim Durchleiten
durch die Destillationskammer als Sprühregen im Gegenstrom zum Wärmeträgergas innig
mit dem Gas gemischt wird, so daß die besten Destillationsbedingungen erzielt werden.
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'Ein weiterer Vorteil der neuen Maßnahmen besteht darin, daß sie sich
leicht für ein fortlaufendes Verfahren eignen.
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Die neuen Maßnahmen sind nachstehend an Hand der Zeichnung, die eine
zur Durchführung des Verfahrens geeignete Anlage veranschaulicht, näher beschrieben.
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In der Zeichnung stellt io eine Destillationsvorrichtung dar, in welche
das Öl, das vorzugsweise an einer besonderen Stelle in dem System vorgewärmt ist,
durch ein Rohr i i eingeleitet wird. Zur Durchführung der Öldestillation wird ein
neutrales, zweckmäßig aus Kohlenwasserstoffen bestehendes Gas in die genannte Destillationsvorrichtung
durch das Rohr i ia eingeleitet. Die Erwärmung dieses Gases erfolgt in beliebiger
Weise; aber der beste Weg, diese Erwärmung durchzuführen, besteht darin, daß das
Gas durch einen Heißwindofen, wie er beispielsweise bei 12 veranschaulicht ist und
der vorher auf die erforderliche Temperatur gebracht worden ist, hindurchgeschickt
wird. Für die benötigten hohen Temperaturen kann auch ein Röhrenerhitzer verwendet
werden. Derartige Heißwindöfen, die vor allem in der Hochofentechnik bekannt sind,
bestehen aus einem geschlossenen Raum, der feuerbeständige Füllkörper enthält; diese
feuerbeständigen Füllkörper können auf eine Temperatur, die etwas höher liegt als
die, auf welche das Gas erhitzt werden soll, erhitzt werden, und das Gas kann dann
über das so erhitzte feuerbeständige Material geleitet werden. Es ist auch üblich,
einen Teil des kalten Gases durch ein Rohr 11b abzuleiten und dasselbe mit
dem erhitzten Gas durch selbsttätige Mittel (beispielsweise ein Kontrollventil i
i c) derart zu mischen, daß ein Gemisch gleichmäßiger Temperatur erzeugt wird.
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Wie bereits angegeben, wird das Wärmeträgergas, das so auf eine Temperatur
von beispielsweise 3oo bis 55o° C gebracht worden ist, in die Destilliervorrichtung
io durch das Rohr i ja, das den Ofen 12 damit verbindet, eingeleitet, so daß das
durch das Rohr i i eingeführte Öl bis auf einen für Schmierzwecke ungeeigneten Rückstand
verdampft und der erzeugte, mit dem Trägergas gemischte Dampf aus der Destilliervorrichtung
i o durch ein Rohr i q. nach einer Rektifizierkolonne 15 abgeführt wird. Um eine
große Verdampfungsgeschwindigkeit zu erzielen, wird eine so große Menge des Trägergases
angewandt, daß das Öl bei der angegebenen Temperatur des Gases wahrscheinlich überhitzt
und teilweise zersetzt würde, wenn nicht Mittel zum Regulieren der Temperatur in
der Destillationskammer vorgesehen wären. Erfindungsgemäß wird daher beständig ein
Teil des Rückstandes aus der Destilliervorrichtung io durch ein Rohr ioo abgezogen,
durch einen Wärmeaustauscher oder Kühler i o i geleitet und von dort durch ein Rohr
i o2 nach einem . Auffanggefäß 103
geschickt. Mittels des Rohres ioq., der
Pumpe i o5 und des Rohres i i 'kann .eine bestimmte Menge des Öles in Umlauf gesetzt
werden. Vorzugsweise ist um den Wärmeaustauscher i o i ein Abzweigrohr i o6 vorgesehen,
um die Regelung der vom Rückstand abgezogenen Wärme zu vervollständigen.
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Die Kolonne 15 ist entweder mit Prall- und Siedeplatten oder,
wie veranschaulicht, mit Füllmaterial 16 versehen, wodurch eine große Oberfläche
erzeugt und infolgedessen eine große Berührungsfläche zwischen den der Kammer durch
das Rohr i i zugeführten Produkten und der auskondensierten schweren Fraktion und
auch derjenigen, die durch die genannte Kammer mittels eines Rohres i 3 und einer
Pumpe i g in Umlauf versetzt wird, erzielt wird. Die Aufspeicherung des Kondensats
und des in Umlauf versetzten Öles erfolgt in einem Behälter 2o. Die Abführung des
Kondensats aus der Kammer 15, erfolgt durch ein Rohr 21, durch welches das
Öl
einem Wärmeaustauscher 22 zugeleitet wird. Von dort gelangt das
Öl durch ein Rohr z3 nach einem Behälter 20.
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Auf diese Weise werden infolge der großen Menge an Kondensat, das
durch die Kammer 15 in Umlauf versetzt wird, völlig gleichförmige Bedingungen
hinsichtlich der Temperatur und des Dampfdruckes in dieser Kammer aufrechterhalten,
so daß ein gleichmäßiges Produkt aus der Kammer erhalten wird. Die unverdichtet
gebliebenen Dämpfe werden mit dem Trägergas aus der Kolonne 15 durch das
Rohr 25 in eine zweite Rektifizierkolonne 26 geleitet, die mit einem ähnlichen Umlaufsystem,
welches aus einem Rohr 27, einer Pumpe 28, einem Behälter 29,- einem Rücklaufrohr
3o, einem Wärmeaustauscher 31 und einem Rohr 32 besteht, versehen ist. In dieser
Kolonne wird jedoch die Temperatur etwas niedriger gehalten, wodurch Öl mit einem
etwas niedrigerem Siedepunkt auskondensiert wird. Die Gase verlassen die Kolonne
26 durch ein Rohr 35 und werden dann nach einer weiteren Kolonne 36 geschickt, die
in gleicher Weise mit einem Umlaufsystem, welches aus einem Rohr 37, einer Pumpe
38, einem Tank 39, einem Rücklaufrohr 40, einem Wärmeaustauscher 41 und einem Rohr
42 besteht, versehen ist. In dieser Kolonne herrscht gleichfalls eine niedrigere
Temperatur als in der vorhergehenden Kammer 26, wodurch Produkte mit einem noch
niedrigeren Siedepunkt erhalten werden. Aus der Kolonne 36 geht das Gas- und Dampfgemisch
durch ein Rohr 45 nach einem Kondensator 46; das flüssige Produkt aus diesem Kondensator
wird in einem Behälter 47 angesammelt.
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Es ist ersichtlich, daß in jeder der Rektifizierkolonnen 26 und 36
die Dämpfe der Einwirkung ihrer entsprechenden Kondensate unterworfen werden, wodurch,
wie es bereits im Falle der Kolonne 15 beschrieben ist, in jeder der genannten Kolonnen
eine große Gleichförmigkeit der Dampf- und Temperaturbedingungen aufrechterhalten
wird.
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Das Trägergas, das in dem Kondensator 46 nahezu von allen Ölbestandteilen
befreit worden ist, verläßt den Behälter 47 und wird mittels eines Kompressors oder
Gebläses 48 durch ein Rohr 49 befördert, durch das es endlich nach dem Ofen 12 zurückkehrt.
Vorzugsweise wird das Gas auf seinem Rücklauf in dem Wärmeaustauscher i o i vorgewärmt,
durch den, wie vorstehend angegeben, der Rückstand aus der Destilliervorrichtung
io geschickt wird. Das in das System eintretende öl läuft vorzugsweise durch ein
Rohr 55 und dann in die hintereinander angeordneten Wärmeaustauscher 41, 31 und
22 .und dann nach dem Rohr i i. Die Produkte in den Auffanggefäßen 20, 29 und 39
werden aus dem System durch die Rohre 56 bzw. 57 und 58 abgezogen.
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Wenn das Destillationsverfahren mit asphalthaltigen Rohölen durchgeführt
wird, so kann in der Destilliervorrichtung io ein schwer flüchtiger ölrückstand
oder ein ungeblasener Asphaltrückstand abgeschieden werden, der unmittelbar oder
nach dem Blasen mit Dampf oder Luft als Asphalt benutzt werden kann. Dieser Rückstand,
der keiner Krackungunterworfen worden ist und aus dem doch alle leichteren Bestandteile
entfernt sind, ist besonders wertvoll.