DE579418C

DE579418C - Process and device for the decomposition of hydrocarbon oils under pressure

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Publication number: DE579418C
Application number: DES96122D
Authority: DE
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Priority date: 1931-01-15
Filing date: 1931-01-15
Publication date: 1933-06-26

Description

Verfahren und Vorrichtung zur Druckwärmespaltung von Kohlenwasserstoffölen Die vorliegende Vorrichtung betrifft die Druckwärmespaltung von Kohlenwasserstoffen mit Hilfe eines Metallbades.Method and device for the pressure heat splitting of hydrocarbon oils The present device relates to the pressure heat splitting of hydrocarbons with the help of a metal bath.

Die Kohlenwasserstofföle, welche der Spaltung unterworfen werden sollen, sind in den meisten Fällen Gemische, deren einzelne Komponenten sich bei gegebenen Temperatur- und Druckbedingungen verschieden verhalten. Im allgemeinen kommt jedem Kohlenwasserstoff des Gemisches eine bestimmte optimale Temperatur und ein bestimmter Druck zu, bei denen die günstigsten wirtschaftlichen Verhältnisse für Aufspaltung bestehen, d. h. die größte wirtschaftliche Ausbeute zu erreichen ist. @ Darunter versteht man nicht die absolute Ausbeutehöhe, sondern vielmehr den günstigsten wirtschaftlichen Effekt, also das günstigste Verhältnis zwischen den aufzuwendenden Kosten und dem Erlös, den man aus den hergestellten Produkten, seien es nun leichtflüchtige Motorbetriebsstoffe oder schwerflüchtige Schmieröle, erzielen kann.The hydrocarbon oils to be subjected to fission are in most cases mixtures, the individual components of which are given Behave differently to temperature and pressure conditions. Generally everyone comes Hydrocarbon of the mixture has a certain optimal temperature and a certain one Pressure on those with the most favorable economic conditions for splitting up exist, d. H. the greatest economic yield can be achieved. @ Below one does not understand the absolute level of exploitation, but rather the cheapest economic one Effect, i.e. the most favorable ratio between the costs to be incurred and the The proceeds from the manufactured products are now highly volatile engine fuels or non-volatile lubricating oils.

Es war technisch bisher noch nicht möglich, die einzelnen Kohlenwasserstoffe zu verarbeiten, sondern man muß sich damit begnügen, die Mischung solchen Arbeitsbedingungen zu unterwerfen, daß ein günstiges wirtschaftliches Verhältnis entsteht.Up to now it was not technically possible to use the individual hydrocarbons to process, but one must be content with the mixture of such working conditions to submit that a favorable economic relationship arises.

Die günstigsten Arbeitsbedingungen für ein gegebenes Gemisch oder einen gegebenen Rohstoff kann man durch Laboratoriumsversuche oder durch einen Versuchsbetrieb in den meisten Fällen rasch und einfach klarstellen. Es kommt nun darauf an, die durch den Versuch festgestellten günstigsten Bedingungen im Großbetrieb soweit wie möglich zu erfüllen und dauernd aufrechtzuerhalten. Die Güte eines Verfahrens hängt also davon ab, daß man in der Lage ist, die Bedingungen des Drucks, der Temperatur und der Zeit so einzustellen, wie es erforderlich ist, und die betreffenden Faktoren mit möglichster Genauigkeit konstant zu halten.The most favorable working conditions for a given mixture or A given raw material can be obtained through laboratory experiments or through a trial operation clarify quickly and easily in most cases. It now depends on the the most favorable conditions in large-scale operations determined by the experiment as far as possible to fulfill and to maintain permanently. The goodness of a procedure depends So it depends on the fact that one is able to determine the conditions of pressure and temperature and adjust the time as required and the factors involved to be kept constant with the greatest possible accuracy.

Diesem Zweck sollen das neue Verfahren und die neue Vorrichtung dienen. In ein druckfestes Reaktionsgefäß, das mit Metallschmelze angefüllt ist, werden Rohrsysteme eingesetzt, welche aus abwechselnd auf- und absteigenden Rohren bestehen. Es kommt darauf an, die Temperatur des Reaktionsraums, der von den Rohrbündeln eingeschlossen wird und im Innern des Gefäßes liegt, so zu regulieren, daß sie auf einer bestimmten Höhe konstant erhalten werden kann und diese Maximaltemperatur nicht überschritten wird. Zu diesem. Zweck ist es notwendig, die verschiedenen Teile der Schmelze mehr oder weniger kühlen zu können, wobei unter Kühlung die Behandlung mit einem weniger heißen Medium verstanden wird. In dem Druckgefäß, das durch Scheidewände in mehrere Abteilungen oder Sektoren zerlegt werden kann, sind mehrere Kreise von Rohrbündeln eingesetzt. Die beiliegende Zeichnung veranschaulicht in Abb. i und a die Art der Anbringung der Rohrbündel. Die Scheidewände können bis zur Mitte und bis gegen den Boden des Reaktionsgefäßes voll durchgeführt sein; sie können aber auch Unterbrechungen zeigen, also beispielsweise nicht ganz nach der Mitte zu gehen, sondern etwa mit dem dritten inneren Rohrbündel abschneiden, so daß der Innenraum frei bleibt; sie können auch Ausgleichsöffnungen tragen, welche die einzelnen Sektoren miteinander in Verbindung setzen.The new method and the new device are intended to serve this purpose. In a pressure-resistant reaction vessel that is filled with molten metal Pipe systems are used, which consist of alternating ascending and descending pipes. It depends on the temperature of the reaction space enclosed by the tube bundles is and lies inside the vessel, so regulate that it is on a certain Height can be maintained constant and this maximum temperature is not exceeded will. To this. Purpose it is necessary to melt the different parts of the more or less to be able to cool, while under cooling the treatment with one less hot medium is understood. In the pressure vessel, which is divided into several partitions Departments or sectors are divided into several circles of tube bundles used. The accompanying drawing illustrates in Fig. I and a the type of Attachment of the tube bundle. The partitions can go up to the middle and until to be fully carried out against the bottom of the reaction vessel; but they can too Show interruptions, for example not going all the way to the middle, but cut about with the third inner tube bundle, so that the interior remains free; they can also carry compensation openings, which the individual sectors get in touch with each other.

Die Rohrbündelkreise sind miteinander umschaltbar in Verbindung, wie es aus Abb. i und 2 zu ersehen ist, so daß man nur mit dem äußeren Bündel allein, aber auch mit Zuschaltung des Kreises :2 und des Kreises 3 das Verfahren durchzuführen in der Lage ist. Die Abb. 3 bis 5 zeigen beispielsweise einige ,Möglichkeiten der Schaltung. In Abb. 3 tritt das Öl, welches die Kühlung des Innenraums zu bewirken hat, bei A in den äußeren Kreis ein und geht nach dessen Durchlaufen direkt zum Rohr F, um am unteren Raum desselben in den Reaktionsraum der Schmelze einzutreten.The tube bundle circles are switchable with each other, such as it can be seen from fig. 1 and 2, so that one can only use the outer bundle alone, but also with the connection of circuit 2 and circuit 3 to carry out the procedure be able to. Figs. 3 to 5 show, for example, some possibilities of Circuit. In Fig. 3, the oil enters, which effect the cooling of the interior has, at A in the outer circle and after going through it goes directly to Tube F to enter the reaction space of the melt at the lower space of the same.

Abb.4 zeigt eine andere Schaltung, bei welcher das Öl zunächst den äußeren Rohrkreis durchläuft, um über Ventil D dem zweiten Rohrkreis zugeführt zu werden und dann erst durch F abzugehen. In Abb. 5 ist die Zuschaltung des dritten Rohrkreises gezeigt. Selbstverständlich können noch weitere Rohrkreise vorhanden sein, und die Schaltung kann die verschiedenen Rohrkreise in anderer Weise verbinden, als sie in den Abb. 3 bis 5 beispielsweise gezeigt ist. Es kann die Anordnung auch derart getroffen werden, daß sich die einzelnen Sektoren gesondert einschalten lassen oder innerhalb der Sektoren die Rohrkreisstücke untereinander verbunden sind. Eine weitere Ausführungsform der Vorrichtung besteht darin, daß man den Öleintritt in den innersten oder in einen anderen Rohrkreis verlegt und ihn außen oder an einem anderen Rohrkreis enden läßt. Die Vorrichtung kann bei verschiedenen Drucken arbeiten.Fig.4 shows another circuit, in which the oil first the runs through the outer pipe circuit to be fed to the second pipe circuit via valve D. and only then to exit through F. In Fig. 5 is the connection of the third Pipe circle shown. Of course, other pipe circles can also be used be, and the circuit can connect the different pipe circles in a different way, as shown in Figs. 3 to 5, for example. It can do the arrangement too be made in such a way that the individual sectors can be switched on separately or within the sectors the pipe sections are interconnected. One Another embodiment of the device consists in that the oil inlet in the innermost or in another pipe circle and it outside or on one ends another pipe circle. The device can operate at various pressures.

Die vorliegende Vorrichtung ermöglicht es, die günstigsten Bedingungen der Zeit einzuhalten, da die Weglänge des Öls sich durch die Veränderung der Schaltung genauestens einstellen läßt. Die Bedingungen des Drucks sind gleichfalls vollständig und genau einstellbar, und die Reaktionstemperatur läßt sich durch die angegebene Führung des Öls in weitestgehendem Maße festhalten und regeln.The present device enables the most favorable conditions the time to be observed, as the path length of the oil is due to the change in the circuit can be set precisely. The conditions of printing are also complete and precisely adjustable, and the reaction temperature can be determined by the specified Record and regulate the routing of the oil to the greatest possible extent.

Ausführungsbeispiele Beispiel i. Ein paraffinisches Rohöl mit dem spezifischen Gewicht von o,9i8 bei 15' C und einem Paraffingehalt von 4,5 °/" welches keine unter 12o' siedenden Bestandteile enthielt, wurde mittels einer Hochdruckpumpe durch einen Röhrenvorwärmer geleitet und in demselben auf 41o° C bei einem Druck von 4.o Atm. erhitzt. Das vorgewärmte Öl trat unter Aufrechterhaltung des Druckes bei A durch das geöffnete Ventil B in die Rohrschlange ein, welche im Autoklaven J dargestellt ist. Die Absperrventile D und E waren geschlossen. Die Metallschmelze hatte eine Temperatur von 443' C. Der Weg, den das Öl im äußeren Rohrbündelkreis zurücklegte, reichte hin, um es auf 43o° zu erhitzen. Das Öl wurde daher nach dem Durchströmen der äußeren Rohrreihe durch das Rohr F in die Metallschmelze eingeführt, um dort schlagartig auf 443° C erhitzt zu werden. Dabei trat die Zersetzung ein. Die Spaltprodukte wurden durch das Rohr H über das Ventil G aus dem Autoklaven abgezogen, um der weiteren Verarbeitung zugeführt zu werden.Working examples Example i. A paraffinic crude oil with the specific gravity of o, 9i8 at 1 5 'C and a wax content of 4.5 ° "which / no under 12o' contained boiling components, was passed through a tubular preheater by means of a high pressure pump and at the same to 41o ° C heated at a pressure of 40 atm .. The preheated oil, while maintaining the pressure at A, entered the pipe coil through the open valve B , which is shown in the autoclave J. The shut-off valves D and E were closed Temperature of 443 ° C. The path that the oil covered in the outer tube bundle circle was sufficient to heat it to 43o ° C. The oil was therefore introduced into the molten metal after flowing through the outer row of tubes through tube F, where it abruptly The decomposition products were withdrawn from the autoclave through pipe H and valve G, in order to be passed on for further processing n.

Nach einmaligem Durchgang wurden folgende Produkte erhalten: 2,1,4 °% Rohbenzin, siedend bis 2oo° C, 59,1 11/11 Gasöl als Rücklauf, 14,704 Heizöl als Rückstand, 4,8111, Gas.After a single pass, the following products were obtained: 2,1,4 °% raw gasoline, boiling up to 2oo ° C, 59.1 11/11 gas oil as return, 14.704 heating oil as Residue, 4.8111, gas.

Beispiel e. Das Gasöl bzw. der Rücklauf, welcher bei dem im Beispiel i beschriebenen Versuch erhalten worden war, hatte ein spezifisches Gewicht von o,885 bei i 5 ° C und siedete zwischen 22o und 366° C. Es wurde im Röhrenvorwärmer auf 4i9° erhitzt und trat bei A durch das geöffnete Ventil B in die äußere Rohrreihe des Autoklaven J ein, dessen Metallschmelze eine Temperatur von 46i° C aufwies. Der Druck betrug 42 Atm. Das Öl durchströmte die äußere Rohrbündellage und trat dann durch das geöffnete Ventil D in den zweiten Rohrkreis ein. Am Ende desselben hatte das Öl eine Temperatur von 452° erreicht. Es wurde nun durch F in die Metallschmelze eingeleitet, um sich dort schlagartig auf 46i° zu erhitzen. Bei dieser Temperatur trat die Zersetzung ein, und das Gasöl lieferte folgende Ausbeuten: 24,711/11 Rohbenzin, siedend bis 2oo° C, 9,6 °j'11 Leichtöl (Petroleumdestillat), 49,811I11 Gasöl, 10,4 °j11 Heizöl, 5,511/u Gas.Example e. The gas oil or the return, which in the example The experiment described had a specific gravity of 0.885 at i 5 ° C and boiled between 22o and 366 ° C. It was placed in the tube preheater Heated to 49 ° and entered the outer row of tubes at A through the open valve B of the autoclave J, the molten metal of which had a temperature of 46 ° C. The pressure was 42 atm. The oil flowed through the outer tube bundle layer and stepped then through the opened valve D into the second pipe circuit. At the end of the same the oil had reached a temperature of 452 °. It was now through F in the molten metal initiated in order to suddenly heat up to 46i ° there. At this temperature decomposition occurred and the gas oil gave the following yields: 24.711 / 11 crude gasoline, Boiling to 2oo ° C, 9.6 ° j'11 light oil (petroleum distillate), 49.811I11 gas oil, 10.4 ° j11 fuel oil, 5.511 / u gas.

Die weitere Verarbeitung dieser Produkte erfolgte in bekannter Weise.The further processing of these products took place in a known manner.

Beispiel 3. Ein Schwerpetroleum vom spezifischen Gewicht von 0,845 bei 15' C, welches zwischen 241 und 3o8° C destillierte, wurde im Röhrenvorwärmer auf 430' erhitzt und dem Autoklaven bei A über das Ventil B zugeführt. Die Metallschmelze hatte eine Temperatur von 474° C. Das Schwerpetroleum durchströmte bei einem Druck von 445 Atm. bei den geöffneten Ventilen D und E das ganze in der Metallschmelze befindliche Rohrsystem in drei Kreisen, um bei F mit einer Temperatur von -159r' C- auszutreten. Die schlagartige Erhitzung @ rief die Zersetzung hervor und lieferte folgende Produkte: 19,3 % Rohbenzin vom Endpunkt 2o0°, 20,2 °('ö Petroleumdestillat, 51,o % Gasöl, 5,1 'in Heizöl, -1d % Gas.Example 3. Heavy kerosene with a specific gravity of 0.845 at 15 ° C., which distilled between 241 and 308 ° C., was heated to 430 ° in the tube preheater and fed to the autoclave at A via valve B. The molten metal had a temperature of 474 ° C. The heavy petroleum flowed through at a pressure of 445 atm. When valves D and E are open, the entire pipe system located in the molten metal in three circles, in order to exit at F with a temperature of -159r'C-. The sudden heating @ provoked the degradation and gave the following products: 19.3% naphtha from the end point 2o0 °, 20.2 ° ( 'ö petroleum distillate, 51, o% gas oil, 5.1' in oil, -1d% gas.

Claims

PATENT CLAIMS: 1. Process for the pressure-heat splitting of hydrocarbon oils with the aid of a metal bath, in which the oil is passed through tubes and exits in the middle of the metal bath at the bottom, characterized in that the oil is passed through tube bundles which surround the reaction chamber along concentric cylinder jacket surfaces so that the oil alternately rises in one pipe and sinks in the next and that the 01 is caused by various connection of the pipe bundle circles or sectors to pass through all or only part of the circular paths thus formed. a. Apparatus for carrying out the method according to claim 1, characterized in that several circles of ascending and descending tubes are arranged in the metal bath along cylindrical surfaces and the metal bath is divided into sectors by partition walls, the partition walls not reaching to the middle and having openings.