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Verfahren und Vorrichtung zur Destillation oder Druckwärmespaltung
von Kohlenwasserstoffölen Bei der Behandlung von Kohlenwasserstoffen ist es von
Wichtigkeit, Überhitzungen der zu behandelnden Stoffe über eine bestimmte Temperatur
hinaus zu vermeiden, andererseits ist die Behandlung bei zu niedrigen Temperaturen
nur unvollkommen. Man hat daher bereits vorgeschlagen, mittels temperaturempfindlicher
Einrichtungen die Wärmezuführung, insbesondere die Feuerung, bei derartigen Anlagen
zu regeln. Diese Regelung schützt jedoch nicht vor Überhitzungen, da infolge der
Wärmekapazität der Mauerwerksmassen auch nach Verringerung der Feuerstärke noch
eine Zeitlang die gespeicherte Hitze ausgestrahlt wird. Es sind auch Einrichtungen
bekannt, bei denen die Menge des in die Erhitzungszone strömenden Rohstoffes dem
Einfluß eines Temperaturreglers unterworfen ist. Diese Regelung ist jedoch insofern
unvollkommen, als die Menge des zu behandelnden Öles der Menge der verdampften oder
aus der Erhitzungszone entfernten Anteile entsprechen soll und die Erfüllung dieser
Bedingung mit der Regelung der Temperatur in gewissem Widerspruch steht. Bei einer
derartigen bekannten Einrichtung können sich dadurch, daß in die Rohölzuführungsleitung
Vorwärmer eingebaut sind, mit der Änderung der Rohölmenge auch Änderungen der Rohöltemperatur
ergeben, deren Größe jedoch nicht überwachbar ist. Weiter ist eine Anlage bekannt,
bei der vom zugeführten Öl ein Zweigstrom als Kühlmittel durch -den Dampfraum eines
der Spaltzone nachgeschalteten Verdampfers geführt und dem Hauptstrom des Öles vor
dem Eintritt in die Erhitzungszone wieder beigemischt wird. Das Verteilungsverhältnis
der beiden Ströme wird hierbei in Abhängigkeit von der Temperatur des abströmenden
Dampfes in der Weise geregelt, daß diese Temperatur durch Verstärken oder Verringern
des Kühlstromes gleichgehalten wird. Diese Regelung der Dampftemperatur hat zwangsläufig
eine Veränderung der Eintrittstemperatur des Rohöles in die Erhitzungszone zur Folge,
in der Weise, daß mit steigender Temperatur und damit sich verstärkender Kühlströmung
die Eintrittstemperatur steigt, bei fallender Dampftemperatur fällt. Der Gberhitzung
oder unerwünschten Abkühlung des Öles in der Erhitzungszone kann hierdurch nicht
entgegengewirkt werden, es wird im Gegenteil die Gefahr der Überhitzung oder unerwünschten
Abkühlung in dieser Zone noch gesteigert.
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Gemäß vorliegender Erfindung wird ein Verfahren angegeben, bei dem
die Einhaltung der gewünschten Temperatur in der Erhitzungszone durch eine besonders
schnelle und daher pendelungsfreie und sicher wirksame Regelung herbeigeführt wird,
die besonders
dort von Vorteil ist, wo die Regelung der Wärmezufuhr
nicht ausreicht oder infolge großer wärmespeichernder Mauerwerksmassen zu langsam
arbeitet. Das Wesen der Erfindung besteht darin, däß vor dem Eintritt des Rohstoffes
in die Erhitzungszone durch die in der Erhitzungszone angeordneten Temperaturregler
eine regelbare Mischung von kälterem und wärmerem Rohstoff stattfindet und daß unter
dem Einfluß der Regler die Menge des kälteren Öles vergrößert wird, sobald die Temperatur
in der Erhitzungszone über die eingestellte Temperatur steigt. Hierdurch wird erreicht,
daß bei einer durch beliebige Einflüsse möglichen Neigung der Temperatur in der
Erhitzungszone zum Steigen die Temperaturverringerung des eintretenden Rohöles dieser
Neigung sofort entgegenwirkt, umgekehrt bei fallender Temperatur in der Erhitzungszone
die eingeregelte höhere Mischungstemperatur dem Fallen entgegenwirkt, ohne daß es
hierbei einer Beeinflussung der Durchsatzmenge bedarf, die ?n üblicher Weise nach
dem Durchsatzvermögen der Anlage bemessen werden kann.
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Bei Verwendung von geschmolzenem Metall als Wärmeträger kann die Mischung
der Rohstoffe durch eine in der Metallschmelze angeordnete Rohrschlange geleitet
werden, wodurch die Wirkung der Regelung sich gleichmäßiger über die Metallschmelze
und das in ihr hochsteigende Öl verteilt.
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Das für die Mischung zur Verfügung zu haltende Warmöl muß einen Vorwärmer
durchströmen, und es empfiehlt sich, zur ständigen Vorratshaltung an Warmöl und
zum Ausgleich der Verschiedenheiten in der Menge des Öles, das vorgewärmt wird,
und des vorgewärmten Öles, das gebraucht wird, einen gegebenenfalls isolierten Behälter
zwischen dem Reglerventil für das Warmöl und der das Öl vorwärmenden Schlange einzuschalten.
Diese Einschaltung ist besonders dann wertvoll, wenn man das Öl in einer Rohrschlange
vorwärmen läßt, die die Spaltzone durchzieht, und die hierbei auftretende Kühlwirkung
durch Regelung der die Schlange durchfließenden Ölmenge gleichfalls zur Temperatureinhaltung
ausnutzt. Der Vorratsbehälter kann auch selbst beheizt sein. Seine Einschaltung
macht es möglich, die Zufuhr der zu behandelnden Rohstoffmenge zur Erhitzungszone
von der Anfallmenge des vorgewärmten Öles unabhängig zu halten oder dem Bedarf entsprechend
zu ändern. Der Zwischenbehälter gestattet auch eine günstigere Wärmeausnutzung,
indem die zeitweise im Überschuß anfallende Wärme in Form des vorgewärmten Öles
aufgespeichert wird für jene Zeiten, in denen ein gewisser Wärmemangel durch den
Zusatz des gespeicherten vorgewärmten Öles wieder ausgeglichen wird, so daß man
in der Lage ist, die Wärmelieferung bei der Vorwärmung des Öles unabhängig vom wechselnden
Bedarf voll ausnutzen zu können.
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Die Zeichnung zeigt beispielsweise Anordnungen zur Durchführung der
Erfindung in Anwendung auf Autoklaven oder Destillationsblasen, die mit geschmolzenem
Metall gefüllt sind. Die Erfindung ist jedoch in gleicher Weise auf Einrichtungen
anwendbar, bei denen die Erhitzung in Rohrschlangen erfolgt. Es zeigen: Abb. i eine
Anlage mit Vorwärmung des Rohöles durch Abgase, Abb.2 eine Anordnung mit Vorwärmung
im Innern des Reaktionsgefäßes.
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Vom Tank i wird das Frischöl durch Pumpe 2 über Leitung 3 und durch
Regelorgan 4 dem Reaktionsgefäß 5 durch die Schlange 6 und Verteilungseinrichtung
;7 zugeführt. Das Reaktionsgefäß 5 ist mit Metall 8 als Wärmeüberträger angefüllt.
Ein zweiter Weg für das Öl führt über Leitung 9 und den durch Abgase beheizten Vorwärmer
io zum Warmölbehälter ii, aus diesem über Leitung 12, Pumpe 13 und Regelorgan 14
gleichfalls zum Reaktionsgefäß 5. Die Regelorgane 4 und 14 werden von dem im Innern
des Reaktionsgefäßes 5 angeordneten temperaturempfindlichen Organ 15 gesteuert,
und zwar derart, daß bei zu hoher Temperatur das Ventil 4 geöffnet bzw. Ventil 14
gedrosselt wird. Hierdurch wird erreicht, daß durch die Schlange 6 kälteres Öl strömt,
als es vor Einsetzen des Regelimpulses der Fall war, so daß der Überhitzung vorgebeugt
wird.
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Gemäß Abb. 2 strömt das zu behandelnde Frischöl durch Leitung 16 zum
Reaktionsgefäß 5; es tritt jedoch nicht unmittelbar in die Metallschmelze ein,-sondern
strömt durch die Schlange 17 und Leitung 18 zum Warmölbehälter ii. Erst aus diesem
wird durch Leitung i9 das zu behandelnde Rohöl über Pumpe 2o und Leitung 21 dem
Verteiler 7 im Reaktionsgefäß 5 zugeführt. Durch Ventil 22 wird in Abhängigkeit
vom Thermostaten 15 die Menge des die Schlange 17 durchströmenden und vorzuwärmenden
Öles geregelt, während die Menge des im Reaktionsgefäß zu behandelnden Öles durch
Ventil 23 in der Leitung 21 eingestellt wird. Infolge der Regelung durch den Thermostaten
brauchen beide Mengen nicht jederzeit übereinzustimmen, der Warmölbehälter i i schafft
einen Ausgleich für Differenzen in Warmölanfall und Öldurchsatz des Reaktionsgefäßes.
Bei Verwendung eines besonderen Kühlmittels ist dies gleichfalls durch Leitung 16
ein- und durch Leitung i8 abzuführen. Die Pumpe 20
saugt dann Frischöl
von beliebiger anderer Stelle her an. Als Kühlmittel kann Kühlwasser oder auch Frischöl
verwendet werden, das an anderer Stelle zur Behandlung gelangt.
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Bei Anwendung des Erfindungsgegenstandes auf andere derartige Behandlungsverfahren,
als in der Zeichnung dargestellt, also z. B. bei Röhrenerhitzern, sind die übrigen
Einrichtungen sinngemäß in Anwendung zu bringen, insbesondere sind Ventile, Fördervorrichtungen
u. dgl. an geeigneter Stelle vorzusehen.
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Da die selbsttätigen Regelungsventile in Leitungen angeordnet sind,
in denen sich leicht Verkrustungen absetzen, besteht die Gefahr, daß die Regelventile
bei länger dauerndem Betrieb zum Festsitzen kommen. Um dieser Gefahr zu begegnen,
sollen die Regler, wie Thermostat, Druckdose o. dgl., nicht unmittelbar auf die
Regelventile wirken, sondern zunächst ein Relais betätigen, das seinerseits durch
Druckflüssigkeit, elektrische Steuerung o. dgl. auf die in den Rohrleitungen befindlichen
Regelungsorgane mittelbar einwirkt. Hierdurch ist es möglich, die Regelungsorgane
mit außerordentlich starken Kräften zu verstellen, die auch Verkrustungen zu überwinden
in der Lage sind, und doch andererseits die eigentlichen empfindlichen Organe schon
bei sehr geringen Veränderungen der Regelgrößen ansprechen zu lassen.