DE573454C

DE573454C - Process and device for the pressure dissociation of high-boiling hydrocarbon oils

Info

Publication number: DE573454C
Application number: DEK115209D
Authority: DE
Original assignee: Melanit A G
Current assignee: Melanit A G
Priority date: 1929-06-13
Filing date: 1929-06-13
Publication date: 1933-04-01

Description

Verfahren und Vorrichtung zur Druckwärmespaltung von. hochsiedenden Kohlenwasserstoffölen Beim Spalten von schweren Ölen oder Teeren zum Zwecke der Leichtölgewinnung ergibt sich als störend ein mehr oder weniger großer Anfall von Pech und Koks, insbesondere bei phenol- und asphaltreichen Ausgangsstoffen. Es ist vorgeschlagen wbrden, durch Verzinnung oder oberflächliche Legierung der Wände der Reaktionsräume die störende Kohlenstoffabscheidung zu verhindern. Es zeigt sich jedoch nach einiger Betriebszeit, insbesondere bei Verwendung von unreinem Wasserstoff bzw. Wassergas, daß die Wirksamkeit der Verzinnung in genanntem Sinne allmählich aufgehoben wird, wahrscheinlich infolge Zerstörung der Zinnoberfläche bzw. der Zinneisenlegierung.Method and device for pressure heat splitting of. high boiling point Hydrocarbon oils When splitting heavy oils or tars for the purpose of Light oil production results in a more or less large attack of disturbing Pitch and coke, especially with raw materials rich in phenol and asphalt. It is It would be suggested to use tin-plating or superficial alloying of the walls of the Reaction spaces to prevent the disruptive carbon deposition. It appears however, after some operating time, especially when using impure hydrogen or water gas that the effectiveness of the tinning in the sense mentioned gradually is canceled, probably as a result of the destruction of the tin surface or the tin iron alloy.

Bei dem neuen Verfahren wird dieser Nachteil dadurch beseitigt, daß flüssiges Zinn oder ähnlich wirkende Metalle oder Metallegierungen durch Einblasen eines Schutzgases, wie Wasserstoff, auf die Oberfläche des flüssigen Metalls in dem Reaktionsraum zerstäubt und gleichzeitig das zu spaltende 01 bzw. der zu spaltende Teer in den Raum oberhalb der Metallschmelze hineinversprüht wird. Auf diese Weise wird innerhalb des Reaktionsraumes das Kontaktmetall immer von neuem zerstäubt und kommt wiederholt mit den Wandungen des Reaktionsraumes in Berührung. Gleichzeitig werden auch durch das Verfahren zusammenhängende größere Ölmengen oder Öldampfmengen innerhalb des Reaktionsraumes beseitigt. Auf diese Weise wird eine ständige Neuverzinnung und günstige gleichmäßige Wärmefibertragung hervorgerufen, die eine Kohlenstoffabscheidung mit Sicherheit ausschließt.In the new method this drawback is eliminated by liquid tin or similarly acting metals or metal alloys by bubbling an inert gas, such as hydrogen, atomized on the surface of the liquid metal in the reaction space and at the same time to be split 01 or to be cleaved tar in the space above the molten metal is sprayed into it. In this way, the contact metal is repeatedly atomized anew within the reaction space and repeatedly comes into contact with the walls of the reaction space. At the same time, the process also removes larger quantities of oil or oil vapor within the reaction chamber. In this way, constant re-tinning and favorable, uniform heat transfer are achieved, which definitely excludes carbon deposition.

Die Zerstäubung des Metalls kann durch mechanische Hilfsmittel, wie z. B. Rührwerke oder Schleudereinrichtungen, unterstützt werden. Die Zerstäubung des flüssigen Behandlungsgutes kann bei der Einspritzung entweder durch den im flüssigen Behandlungsgut selbst vorhandenen Überdruck oder durch ein zusätzliches Einblasemittel bzw. Zerstäubungsmittel oder auch durch mechanische Zerstäubungseinrichtungen vorgenommen werden. Beispielsweise kann die Zerstäubung des Behandlungsgutes mittels eines Ventils erfolgen, das dem Brennstoffventil einer Dieselmaschine ähnlich ist. Als Zerstäubungsmittel für das Behandlungsgut können Wasserstoff, Wassergas u. dgl. benutzt werden.The atomization of the metal can be done by mechanical means, such as z. B. agitators or centrifugal devices are supported. The atomization of the liquid material to be treated can either be injected through the liquid The material to be treated is overpressure or by an additional blowing agent or atomizing means or made by mechanical atomizing devices will. For example, the material to be treated can be atomized by means of a valve which is similar to the fuel valve of a diesel engine. As an atomizer hydrogen, water gas and the like can be used for the material to be treated.

Die Zerstäubung des Metalles durch Einblasen des Schutzgases auf die Oberfläche des flüssigen Metalls kann wiederholt erfolgen, z. B. in- zwei oder mehreren hintereinandergeschalteten Autoklaven, die der Reihe nach von dem Behandlungsgut durchwandert werden.. Hinter dem oder den Autoklaveri können ein oder mehrere Zinnabscheider angeordnet sein, die unter dem gleichen Druck und annähernd der gleichen Temperatur wie der Autoklav arbeiten.The atomization of the metal by blowing the protective gas onto the Surface of the liquid metal can be done repeatedly, e.g. B. in two or more series-connected autoclaves, which in turn depend on the material to be treated One or more tin separators can be installed behind the autoclave (s) be arranged under the same pressure and approximately the same temperature how the autoclave will work.

Die besondere technische Wirkung des Verfahrens besteht darin, daß die zerstäubten Metallteilchen, die als Kontaktsubstanz und Wärmeübertrager dienen, in Tröpfchenform die Oldampfmengen durchschießen. Dabei reißen sie im Reaktionsraum vorhandenes Schutz- oder Hydriergas mit, welches auf diese Weise in feinster Verteilung in die OI-dampfmengen gelangt. So wird eine rasche und gleichmäßige Erhitzung der Reaktionsstoffe durch das zerstäubte Metall herbeigeführt. Der Spaltvorgang wird beschleunigt und wirksamer gemacht, während gleichzeitig die zusammenhängenden Oldampfmengen gewissermaßen durch fein verteiltes Schutz-oder Hydriergas aufgelockert werden.The special technical effect of the process is that the atomized metal particles that serve as contact substances and heat exchangers, in droplet form shoot through the amounts of oil. They tear protective or hydrogenation gas present in the reaction chamber, which in this way finely dispersed in the oil vapor. So it will be quick and even Heating of the reactants brought about by the atomized metal. The splitting process is accelerated and made more effective, while at the same time making the cohesive Amount of oil vapor loosened up to a certain extent by finely divided protective or hydrogenation gas will.

Die rasche und gleichmäßige Erhitzung auf die Spalttemperatur ist auch deshalb vorteilhaft, weil sich gezeigt hat, daß die unerwünschte Koksbildung sehr abhängig ist von der Zeitdauer, während der die Teile der Ausgangsflüssigkeit den hohen Temperaturen ausgesetzt sind. Bei sehr rascher Erhitzung der Gesamtausgangsmasse auf die Spalttemperatur wird die Kohleabscheidung herabgedrückt oder ganz vermieden.The rapid and even heating to the splitting temperature is also advantageous because it has been shown that the undesired formation of coke is very dependent on the period of time during which the parts of the starting liquid are exposed to high temperatures. With very rapid heating of the total starting material the carbon deposition is suppressed or avoided entirely at the cracking temperature.

Die Zeichnung stellt eine Vorrichtung zur praktischen Durchführung des neuen Verfahrens dar.The drawing represents an apparatus for practical implementation of the new procedure.

Abb. i der Zeichnung zeigt beispielsweise ein@ealctionsgefäß und Abb. 2 die Ausführungsform einer Gesamtanlage zur Durchführung des Verfahrens. Das druckfeste Reaktionsgefäß besteht aus einem Rohr q., das einerseits durch einen Schraubdeckel 8 abgeschlossen ist, während an seinem anderen Ende ein Flansch io angeschraubt ist, an dem der dicht schließende Deckel 3 mit Schrauben befestigt ist. Das Reaktionsgefäß ist durch den Deckel 3 auf Trägern i i abgestützt. Die Beheizung erfolgt durch einen Brenner 12 vom Boden her. Unter Umständen sind jedoch auch andere Beheizungsarten vorzuziehen, wovon noch später die Rede ist.Fig. I of the drawing shows, for example, a reaction vessel and Fig. 2 shows the embodiment of an overall system for carrying out the method. The pressure-resistant The reaction vessel consists of a tube q., Which on the one hand goes through a screw cap 8 is completed, while a flange io is screwed on at its other end is to which the tightly fitting lid 3 is attached with screws. The reaction vessel is supported by the cover 3 on carriers i i. The heating is done by a Burner 12 from the ground. Under certain circumstances, however, other types of heating are also possible preferable, which will be discussed later.

In dem Deckel 3 ist ein Ventil i dicht eingesetzt, das ähnlich wie das Brennstoffventil einer Dieselmaschine ausgebildet sein kann und einen Anschlußstutzen 13 für die Zuleitung des Behandlungsgutes erkennen läßt. Ein zweiter Anschlußstutzen für Zerstäubungsgas, als welches zweckmäßig ein Schutz-oder Hydriergas dienen kann, liegt auf der anderen Seite des Ventils i und ist daher in der Abb. i nicht zu sehen.In the cover 3, a valve i is inserted tightly, which is similar to the fuel valve of a diesel engine can be designed and a connecting piece 13 can be seen for the supply of the material to be treated. A second connection piece for atomizing gas, as which can expediently serve a protective or hydrogenation gas, is on the other side of valve i and is therefore not visible in Fig. i.

Das Ventil i ist mittels einer Büchse 2 im Deckel 3 lösbar befestigt.The valve i is releasably fastened in the cover 3 by means of a sleeve 2.

In dem Reaktionsraum ist ferner ein Einsatzkörper 5 angeordnet, der so geformt ist, daß die Metallteilchen, welche infolge der auf der Oberfläche des flüssigen Metalls aufprallenden Öl- und Wasserstoffstrahlen zerspritzt werden, in das Metallbad wieder zurückgeworfen werden. Die Form des Einsatzkörpers ist ferner derart, daß der Behandlungsraum oberhalb der Metalloberfläche möglichst klein ist und eine rasche Abfuhr der Reaktionsprodukte gestattet. Die gas- und dampfförmigen Reaktionsprodukte werden durch die Öffnung 7 des Deckels 3 abgeführt und auf diese Weise so rasch wie möglich den hohen Temperaturen entzogen.In the reaction space, an insert body 5 is also arranged, the is shaped so that the metal particles, which as a result of the on the surface of the jets of oil and hydrogen impacting liquid metal are sprayed into the metal bath will be thrown back again. The shape of the insert body is also such that the treatment space above the metal surface is as small as possible and allows rapid removal of the reaction products. The gaseous and vaporous Reaction products are discharged through the opening 7 of the cover 3 and onto this As quickly as possible withdrawn from the high temperatures.

Durch den Deckel 3 ist ferner ein Rohr 6 in das Metallbad eingeführt, das zur Aufnahme eines Temperaturmessers oder eines Temperaturreglers dient und eine Kontrolle der Badtemperatur ermöglicht. Durchbrechungen 14 des Einsatzkörpers 5 ermöglichen den Umlauf des heißen Metalls innerhalb des Autoklaven.A tube 6 is also inserted into the metal bath through the cover 3, which is used to hold a temperature meter or a temperature controller and allows control of the bath temperature. Breakthroughs 14 of the insert body 5 allow the hot metal to circulate within the autoclave.

Abb.2 zeigt ein Ausführungsbeispiel der Anlage zur Durchführung des Verfahrens. Von dem in Abb. i im größeren Maßstabe dargestellten Autoklaven D werden die gebildeten Produkte in Vorlagen G und H geleitet, die unter dein gleichen Druck stehen wie der Autoklav. Diese Vorlagen dienen als Zinnscheider zur Befreiung der Produkte von dem mitgerissenen flüssigen Metall. Dieses kann unter Umständen in den Autoklaven zurückgeleitet werden. In den Zinnscheidern kann eine Temperatur von etwa 28o ° aufrechterhalten werden, wenn ein weiteres Spalten in den Zinnscheidern nicht erwünscht ist. Bei dieser Temperatur bleibt das Zinn noch flüssig; es tritt aber keine Spaltung und keine Neigung zur Abscheidung von Kohlenstoff mehr auf.Fig.2 shows an embodiment of the system for performing the Procedure. From the autoclave D shown on a larger scale in Fig the formed products passed into templates G and H, which are under your same pressure stand like the autoclave. These templates serve as a tin separator to free the Products from the entrained liquid metal. This can be done in be returned to the autoclave. A temperature of about 28o ° can be maintained if there is another crack in the tin cutters is not wanted. At this temperature the tin remains liquid; it occurs but no more splitting and no tendency to deposit carbon.

In gewissen Fällen kann es jedoch vorteilhaft sein, hinter den Autoklaven D noch einen zweiten Autoklaven zu schalten, der ebenso arbeitet wie der erste. Statt dessen kann man auch den einen Zinnabscheider G höher heizen, so daß in ihm dieselbe Temperatur herrscht wie im Autoklaven D, also z. B. 500°. Dann ist -es auch zweckmäßig, in diesem Zinnabscheider Wasserstoff unter Druck zusätzlich zuzuführen. Auf diese Weise wird eine Fortsetzung der im Autoklaven D angestrebten Reaktion im ersten Zinnabscheider G erreicht.In certain cases, however, it can be advantageous to go behind the autoclave D to switch on a second autoclave that works in the same way as the first. Instead, you can heat a tin separator G higher so that in it the same temperature prevails as in the autoclave D, so z. B. 500 °. Then it is It is also expedient to additionally supply hydrogen under pressure in this tin separator. In this way, the reaction aimed for in the autoclave D is continued reached in the first tin separator G.

Aus den Zinnscheidern gelangen die gebildeten Produkte zunächst in den heizbaren Dephlegmator L, wo die höher siedenden Bestandteile abgeschieden werden, während die leichter siedenden Anteile in dem gekühlten Kondensator K ausgeschieden werden. Unterhalb des KondensatorsK ist ein Sammelbehälter l11 angeordnet, und zum Druckausgleich kann zwischen Kondensator und Sammelbehälter ein Reduzierventil R vorgesehen sein, um die kondensierten Produkte unter normalem Druck aus der Anlage abziehen zu können.From the tin separators, the formed products first get into the heatable dephlegmator L, where the higher-boiling components are separated out, while the lower-boiling components are separated in the cooled condenser K will. Below the capacitor K a collecting tank 11 is arranged, and for Pressure equalization can be achieved by a reducing valve R between the condenser and the collecting tank be provided to remove the condensed products under normal pressure from the plant to be able to withdraw.

Aus dem Kondensator K gelangen die restlichen Anteile, die in der Hauptsache aus permanenten Gasen bestehen, in einen Gasreiniger N, wo sie vom Schwefelwasserstoff und Kohlendioxvd befreit -,verden. Weiterhin durchströmen die Gase die Gefäße O, in denen die noch vorhandenen absorbierbaren Bestandteile z. B. durch aktive Kohle ausgeschieden werden können. Die Gase sammeln sich alsdann in dem Saugwindkessel P, aus dem sie von dem Kompressor A angesaugt und in den Druckwindkessel B unter dem erheblich über dem Autoklav endruck stehenden Einblasedruck angesammelt werden. Ein Gaserhitzer C bringt die im Kreislauf befindlichen Gase auf die erwünschte Temperatur. Die Pumpe F drückt das zur Verarbeitung gelangende Öl aus dem ölbehälter E in das Einblaseventil auf dem Autoklaven D.From the capacitor K get the remaining portions that are in the The main thing is permanent Gases exist in a gas purifier N, where it is freed from hydrogen sulfide and carbon dioxide - verden. Continue to flow through the gases the vessels O, in which the still present absorbable components z. B. can be excreted by active charcoal. The gases then collect in the suction air vessel P, from which it is sucked in by the compressor A, and in the pressure air vessel B accumulated under the injection pressure, which is significantly higher than the pressure in the autoclave will. A gas heater C brings the gases in the circuit to the desired level Temperature. The pump F pushes the oil to be processed out of the oil container E into the injection valve on the autoclave D.

Die Beheizung des Autoklaven D sowie der nachgeordneten Zinnabscheider C und H kann, wie oben angegeben, auf elektrischem Wege erfolgen, oder es können diese Teile der Anlage auch, ebenso wie der Gaserhitzer C, indirekt durch eine Gasfeuerung, ein erhitztes Bad oder direkt durch ein indifferentes Heizgas, überhitzten Dampf oder eine unter hohem Druck stehende erhitzte Flüssigkeit erfolgen. Der Dephlegmator L wird zweckmäßig durch Wasserdampf beheizt.The heating of the autoclave D and the downstream tin separator As indicated above, C and H can or can be done electrically these parts of the system, as well as the gas heater C, indirectly through a gas furnace, a heated bath or directly by an inert heating gas, superheated steam or a heated liquid under high pressure. The dephlegmator L is expediently heated by steam.

Als Baustoff für die Wände des Autoklaven und aller mit der Metallschmelze in Berührung kommender Bauteile wird zweckmäßig ein Material gewählt, das sich mit dem jeweiligen Kontaktmetall, z. B. Zinn, möglichst wenig legiert bzw. von ihm möglichst wenig chemisch angegriffen wird. Es muß ferner den auftretenden Temperatur- und Druckbeanspruchungen gewachsen sein. Bei Verwendung einer Zinnschmelze hat sich gezeigt, daß der von der Firma Krupp unter der Bezeichnung V 2A-Stalll in den Handel gebrachte Baustoff sich für die Wandungen des Autoklauen und der Zinnabscheider eignet.As a building material for the walls of the autoclave and everything with the molten metal Components that come into contact are expediently selected from a material that is compatible with the respective contact metal, e.g. B. tin, alloyed as little as possible or from him as possible is little chemically attacked. It must also be the temperature and Be able to cope with pressure loads. When using a molten tin has shown that the Krupp under the name V 2A-Stalll in the trade Brought building material for the walls of the car claws and the tin separator suitable.

Claims

PATR "rrzeNTsrizüciiL: i. Process for the pressure-heat splitting of high-boiling Hydrocarbon oils with the help of liquid tin or similar metals or metal alloys in the presence of a protective gas, such as hydrogen, in which the liquid metal is atomized, characterized in that the atomization of the Metal by blowing the protective gas into the reaction chamber onto the surface of the liquid metal takes place and at the same time the oil to be split or w. the to splitting tar is sprayed into the space above the molten metal. .

2. Method according to claim i, characterized in that the atomization of the metal by mechanical aids, such as B. agitators or centrifugal devices, is supported.

3. The method according to claim i and 2, characterized in that the atomization of the liquid material to be treated, such as oil or tar, during the injection in a manner known per se either by the material to be treated in the liquid itself existing overpressure or by an additional blowing means or atomizing means or is carried out by mechanical atomization devices.

4. Procedure according to claims i to 3, characterized in that the atomization of the material to be treated is made by means of a valve that corresponds to the fuel valve of a diesel engine is similar.

5. The method according to claim i to 4, characterized in that as Atomizing agent for the material to be treated hydrogen, water gas or the like. Used will.

6. The method according to claim i to 5, characterized in that the atomization of the metal by blowing the protective gas onto the surface of the liquid metal repeatedly takes place z. B. in two or more car claws connected in series, which are traversed in sequence by the material to be treated.

7. Device for Implementation of the method according to claims 1, 2 and 6, characterized in that one or more separators for that in the fission products behind the car claw (s) atomized metal are arranged under the same pressure and approximately that of at the same temperature as the autoclave.