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Verfahren zum Destillieren oder Spalten von Kohlenwasserstoffölen
Es ist bekannt, das Spalten oder Destillieren von Kohlenwasserstoffölen in der Weise
vorzunehmen, daß man die auf Spalt-bzw. Destillationstemperatur erhitzten Produkte
in einer besonderen Anlage unter vermindertem Druck zur Verdampfung bringt.
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Dabei besteht jedoch die Schwierigkeit, daß man in dem Verdampfer
die Temperatur nicht genügend hoch halten kann, um alle flüchtigen Bestandteile
zu verdampfen. Der anfallende Koks ist in diesem Falle mit unverdampftem 01 vermischt
und läßt sich nur schwer aus der Apparatur entfernen.
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Leitet man andererseits dem Verdampfer von außen Wärme zu, so wird
der -Koks sehr hart und läßt sich gleichfallst schlecht aus dem Verdampfer entfernen.
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Es wurde nun gefunden, daß man diesen Übelstand vermeiden kann und
einen trokkenen Koks erzielt, wenn man die auf Spalt-bzw. Destillationstemperatur
erhitzten, zweckmäßig unter Druck stehenden Produkte durch Düsen in an sich bekannter
Weise in einen gegebenenfalls unter Vakuum stehenden Verdampfer einführt und gleichzeitig
noch Luft in -solcher Menge zugibt, daß in dem Verdampfer trockener Koks entsteht.
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In der beiliegenden Zeichnung sind zwei Ausführungsformen dieses Verfahrens
näher erläutert.
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Nach Fig. i wird das zu behandelnde kohlenwasserstoffhaltige Material,
z. B. ein Schweröl, das koksbildende Bestandteile enthält, aus einem Behälter A
mittels einer Pumpe 2 durch Rohr i i, Heizschlange 12 und Rohr 13 mittels einer
Düse 14 in den Ver= dampfer -15 eingespritzt. Der Verdampfer kann ein gewöhnlicher
Destillationskessel sein, der an beiden Enden mit Mannlochdekkeln 16 und einem Dampfauslaßrohr
17 versehen ist. In dem Verdampfer 15 herrscht ein niedriger Druck, möglichst nicht
über eine Atmosphäre; vorzugsweise arbeitet man, unter Vakuum, wodurch das kohlenstoffhaltige
Material, welches in der Heizschlange bis auf seinen Verdampfungspunkt erwärmt .wurde,
das Bestreben zeigt, sofort in Dampfform überzugehen, sobald es aus der Düse 14
herausströmt. Die Dämpfe gelangen aus dem Verdampfer 15 durch ein Rohr 17 in einen
Kondensator 18. Von hier aus wird das Kondensat durch ein Rohr 2o, das mit einem
Ventil 19 versehen ist, in, einen Behälter 21 geleitet, aus dem ein Ausflußrohr
Zia und ein mit einem Ventil versehenes Rohr gib nach einem Saugapparat führen.
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Zweckmäßig wird die Luft durch das Rohr 22 eingeführt. Die Auslaßöffnung
dieses Rohres liegt nahe an der, Zerstäubungsdüse 14 und ist so angeordnet, daß
in der Düse selbst keine oder nur eine geringe Berührung zwischen dem kohlenstoffhaltigen
Material und der Luft stattfindet. Man kann auch die Luft nahe am Boden des Verdampfers
15 mittels eines durchlochten Rohres oder durch einen mit geeigneten Löchern versehenen
Zwischenboden einleiten, und zwar in der Weise, daß stets eine innige Vermischung
zwischen dem sauerstoffhaltigen Gas und dem erhitzten kohlenstoffhaltigen Material
in der Zerstäubungskammer stattfindet.
In Fig. 2 ist das Verfahren
in Verbindung mit einer Spaltapparatur, die nach .dem tube-and tank-Verfahren arbeitet,
erläutert.
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Die zu spaltende Substanz, z. B. Gasöl, wird mittels der Pumpe 2 aus
einem Behälter A in eine Heizschlange i geführt, aus der die erhitzten Produkte
durch Rohr 3 in das Spaltgefäß 4 geleitet werden, in dem sich infolge der stark
reduzierten Strömungsgeschwindigkeit das Spalten in der. Hauptsache abspielt. Die
gespaltenen Produkte werden aus Gefäß 4 durch ein Rohr 5, das vorzugsweise mit einem
Ventil 5a ausgestattet ist, abgeleitet und in einen Abscheider 6 übergeführt. In-diesem
herrscht ein niedrigerer Druck als in dem Gefäß 4, wodurch die leichten Fraktionen
verdampft und durch das Rohr 7 nach dem Kondensator 8 geführt werden, von wo das
Kondensat, durch ein mit einem Ventil 9a versehenes Rohr 9 zu einem Behälter io
weitergeleitet wird. Die in der Kammer 6 abgeschiedenen, nicht verdampften Produkte
werden durch Rohr i i, das mit einem Drosselventil 13a versehen ist, durch Heizschlange
12 und weiterhin durch Rohr 13, das in einer Düse 14 endet, in den Verdampfer 15
geleitet. In diesem, der unter etwas niedrigerem Druck als Atmosphärendruck steht,
werden die leichten Fraktionen verdampft und durch das Rohr 17 in einen Kondensator
18 geleitet. Das Kondensat geht dann aus dem Kondensator 18 durch das mit einem
Ventil i9 versehene Rohr 20 in einen Behälter 21 weiter. Der Verdampfer z5 ist mit
beweglichen Mannlochdeckeln ausgestattet, damit man die Kammer innen leicht reinigen
kann. Durch die Düse 14 und Rohr 22 wird in der oben beschriebenen Weise Luft zugeleitet.
Dadurch wird genügend Wärme erzeugt, um alle flüchtigen Produkte zu verdampfen und
einen flüssigkeitsfreien Koks abzuscheiden.
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Der Verdampfer kann innen mit widerstandsfähigem Material ausgekleidet
werden, obwohl es im allgemeinen nicht notwendig ist, wenn die Luftzufuhr sorgfältig
reguliert wird.
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Zwischen dem Abscheider 6 und der Heizschlange 12 kann auch eine Pumpe
angeordnet werden, falls der Druck in dem. Abscheider nicht genügend groß sein sollte,
um die flüssigen Abscheidungen durch die Schlange hindurchzuzwängen.
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. Beispiel -Aus einem Tank wird ein aus einem Spaltprozeß. stammender
Teerückstand mit einer Viskosität von etwa z3,2 Efloo° und einem Siedepunkt von
über 25o° durch Heizschlange 12 geleitet, in der er auf etwa 4oo° bis q.25° erhitzt'
wird. Man kann ihn auch ohne vorherige Kühlung . aus dem Dampfabscheider 6 der Spaltapparatur
in die Heizschlange 12 einleiten. Hier muß das Material unter erhöhtem Druck stehen,
etwa unter io at, damit es durch die Schlange fortbewegt und in den Verdampfer eingeführt
wird. Der Verdampfer wird unter atmosphärischem oder etwas geringerem Druck gehalten.
Das erhitzte Material wird in den Verdampfer durch eine Einspritzdüse irgendeines
bekannten Typs zusammen mit einer geringen Menge Luft eingeführt. Vorzugsweise wird
die Luft an oder nahe der Einlaßstelle für das erhitzte Material eingeblasen. Man
muß jedoch hierbei sorgfältig darauf achten, daß keine Verbrennung innerhalb der
Einspritzdüse selbst eintritt, damit diese nicht beschädigt oder zerstört wird.
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Die Luftzufuhr wird sorgfältig reguliert, um möglichst in dem Verdampfer
eine Temperatur von etwa 45o° beizubehalten. Bei dieser Temperatur verflüchtigen
sich alle verdampfbaren Bestandteile und werden in Dampfform abgeleitet. Die in
dem Teer enthaltenen koksbildenden Substanzen werden als flüssigkeitsfreier Koksrückstand
abgeschieden, der von Zeit zu Zeit leicht entfernt werden kann und sich gut zu pulverförmigem
Brennstoff, z. B. zur Herstellung von Briketten, zerkleinern läßt.