DE587899C

DE587899C - Verfahren zur Waermespaltung von Kohlenwasserstoffoelen

Info

Publication number: DE587899C
Application number: DEP61327D
Authority: DE
Original assignee: PETROLEUM CONVERSION CORP
Current assignee: PETROLEUM CONVERSION CORP
Priority date: 1928-10-06
Filing date: 1929-09-28
Publication date: 1933-11-10
Also published as: GB340021A; FR682328A; US1985233A

Description

Die Erfindung betrifft 'ein Verfahren zur Wärmespaltung von Kohlenwasserstoffölen, beispielsweise aus dem Erdöl, in der Dampfphase mit Hilfe eines gewöhnlich, aus Kohlen-Wasserstoffen bestehenden Wärmeträgergases, das auf die geeignete Temperatur erhitzt und in einer Menge angewandt wird, dig: ausreicht, um die verlangte Reaktion hervorzubringen. Bisher war es bei derartigen Verfahren üblich, das Trägergas und den umzuwandelnden Öldampf in einem Vorgang zu mischen, wobei ein genügend langer Weg für das Gemisch vorgesehen war, um die erforderliche Zeit für die Spaltung zu erhalten.. Es wurde nun gefunden, daß eine wirksamere Vermischung und Erhitzung erzielt wird, wenn das Trägergas stufenweise beigemischt wird, wodurch der zu spaltende Öldampf während des Spaltens langer auf einer höheren Durch-Schnittstemperatur gehalten wird und somit die Reaktionsgeschwiridigkeit nahezu konstant bleibt, so daß der Vorteil erzielt wird, daß das Spaltverfahren abgekürzt werden kann.

Nach einer Ausführungsform des neuen Verfahrens wird beispielsweise der Öldampf, und zwar etwa die 'Hälfte der Öldampfmenge, die bei einer gegebenen Menge Wärrneträgergas benutzt worden wäre, wenn das Mischen nur in einer Stufe durchgeführt wird, zunächst mit der Hälfte des verfügbaren erhitzten Wärmeträgergases gemischt, dann wird auf dem Wege des Gemisches in einer zweiten ■ Stufe ein weiteres Viertel des Wärmeträgergases und schließlich an einer dritten Stelle das übrige Viertel des Trägergases zugegeben. Vorzugsweise wird, obgleich es nicht erforderlich ist, für jede Stufe eine besondere Kammer vorgesehen. Auf diese Weise ist, da durch die gleiche Menge des Wärmeträgergases eine kleinere Menge des Öldampfes behandelt wird, die Durchschnitts'-temperatur, auf welche der Öldampf gebracht wird, höber, so daß eine größere Ausbeute an Spaltprodukten je Kilo behandelter Öldampf erzielt wird. Da ferner eine höhere Endtemperatur der Produkte erzielt wird, ist eine größere Wärmemenge für die Überführung auf andere Produkte, die für die Reaktionskammern bestimmt sind, verfügbar, so daß eine wesentliche Menge dieser Zusatzwärme zurückgewonnen wird.

Anstatt jedoch den ganzen Öldampf an einer Stelle zuzuführen, wurde gefunden, daß es sehr vorteilhaft ist, wenn ■ derselbe an einer Anzahl Stellen zugeführt wird, da nämlich. die für die Spaltung erforderliche Zeit im umgekehrten Verhältnis zu dem Molekulargewicht des zu spaltenden Öles steht. So erfordern beispielsweise die leichteren Fraktionen eines Ölgemisches eine längere Zeit für die

Film

Spaltung als die schwereren Fraktionen, wenn die Temperaturbedingungen dieselben bleiben, und es ist ja bekannt, daß die gewöhnlich zur Spaltung, benutzten Öle nicht Einzelverbindungen, sondern Gemische vieler Kohlenwasserstoffe sind, von denen jeder einen anderen Siedepunkt hat.

Bei der bevorzugten Ausführungsform des neuen Verfahrens wird das Öl beim Durchleiten durch mehrere Verdampfer fraktioniert verdampft. Die Dämpfe der leichtesten Fraktionen werden dann durch Vermischen mit einem Wärmeträgergas der erforderlichen Menge und mit den erforderlichen Wärmeeinheiten gespalten; darauf werden dem so entstandenen Gemisch beim Durchströmen der Spaltkammern die Dämpfe der anderen Fraktionen der Reihe nach in einer Weise zugegeben, daß die Dämpfe der schwereren Fraktionen eine kürzere Zeit der Spaltung unterworfen werden, wobei an einzelnen Stellen in diesen Strom weitere Mengen des erhitzten Wärmeträgergases zugefügt werden. Das neue Verfahren ist an Hand der Zeichnung, in welcher schematisch eine Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens veranschaulicht ist, näher beschrieben.

In der Zeichnung sind 10, 11 und 12 beheizte Verdampfer, die durch die Rohre 13 und 14 miteinander verbunden sind. Der Verdampfer 10 ist mit einem Rohr 15 versehen, durch das das Öl in die Anlage eintritt, und der Verdampfer 12 hat ein Ablaßrohr 16, durch das der Rückstand aus der Blase 12 entfernt wird. Das Öl wird in dem Verdampfer 10 teilweise verdampft, worauf der verbleibende Rückstand durch das Rohr 13 nach dem Verdampfer 11 geleitet wird, wo eine etwas schwerere Fraktion verdampft wird. Der Rückstand gelangt dann in den Verdampfer 12, in welchem die schwersten Dämpfe erzeugt werden. Wie in der Technik üblich, kann die Verdampfung auch durch Verwendung von Dampf oder neutralen Gasen oder durch Verwendung beider unterstützt werden.

In den Verdampfern 10, 11 und 12 wird vorzugsweise keine oder nur eine geringe Spaltung durchgeführt. Zur Durchführung der Spaltung werden Wärmeträgergase der erforderlichen Temperatur benutzt, die vorzugsweise durch Regenerativerhitzer, beispielsweise nach Art eines Heißwindofens, von denen einer bei 20 angegeben ist, erhitzt worden sind. Das Wärmeträgergas, das vorzugsweise ans den im Verfahren erzeugten nicht kondensierharen Gasen besteht, und das in einem Behälter 21 enthalten sein kann, streicht durch den Ofen 20, der durch einen Brenner 22 vorher auf die erforderliche Temperatur gebracht worden ist; der Schornstein j 23 dient zur Abführung der Verbrennungsprodukte. Das Gas mit der gewünschten Temperatur von beispielsweise etwa 760⁰ C gelangt von dem Ofen durch ein Rohr 2 5 nach einer Reaktionskammer 26 und wird hier durch ein Ventil 27 eingelassen. In die genannte Kammer tritt auch Öldampf aus der Blase 10, die mit dieser Kammer durch ein mit einem Ventil versehenes Rohr 28 verbunden ist. Das erhitzte Wärmeträgergas und der Öldampf mischen sich in der Kammer 26, und der Öldampf wird teilweise gespalten. Das Gemisch der Reaktionsprodukte verläßt die Kammer 26 durch das Rohr 30, durch das es einer zweiten Reaktionskammer 31 zugeleitet wird. An dieser Stelle werden die strömenden Produkte durch den Öldampf aus dem Verdampfer 11 vermehrt und streichen von dort durch das mit einem Ventil versehene Rohr 32, das mit dem Rohr 30 in Verbindung steht. Die vermehrten Reaktionsprodukte durchstreichen nun die Reaktionskammer 31, wo die Umwandlung eine weitere Zeit durchgeführt wird. Zur Regelung der Temperatur in dieser Kammer ist vom Haupt-' rohr 25, das das Wärmeträgergas aus dem Ofen 20 zuführt, eine Verbindung 33 nach dieser Kammer vorgesehen; diese Verbindung ist ebenfalls mit einem Ventil ausgerüstet. Die die Kammer 31 verlassenden Produkte gehen durch ein Rohr 34 nach einer dritten Reaktionskammer 35 und werden in gleicher Weise durch den Öldampf aus dem Verdampfer 12 vermehrt, welcher daraus durch ein Rohr 3 6 abzieht, das mit dem Rohr 34 in Verbindung steht. Ein Verbindungsrohr 37 vom Wärmeträgergashauptrohr 25 ist ebenfalls vorgesehen. Das Endgemisch aus den gespaltenen Öldämpfen und dem Wärmeträgergas verläßt nun die Reaktionskammer 3 5 durch ein Rohr 40, durch das es nach Wärmeaustausch- und Verdichtungsvorrichtungen gelangt.

Im allgemeinen sollen sich die Temperatüren bei jeder Verfahrensstufe nicht um mehr als etwa 50° ändern; die Anfangstemperaturen der Gas- und Öldampfgemische werden vorzugsweise auf etwa 560⁰C gehalten, doch kann diese Temperatur je nach den Eigenschäften des Materials und denen der verlangten Produkte etwas schwanken. Es ist darauf hinzuweisen, daß die Klopffestigkeit des erzeugten Motorenbetriebsstoffes um so größer ist, je höher die Umwandlungstemperatur ist.

Wenn aus irgendeinem Grunde der Öldampf nicht stufenweise, wie beschrieben, zugesetzt werden soll, ist nur der Verdampfer 10 in Betrieb.

Im Normalfalle besitzt der der ersten Umwandlungskammer zugeführte Öldampf, ob-

gleich <er ein verhältnismäßig niedriges Molekulargewicht hat, trotzdem ein höheres Molekulargewicht als das in dem ,Endprodukt verlangte, selbst wenn sogar Dämpfe der Benzolfraktion, beispielsweise zur Verbesserung ihrer Klopf festigkeit, in dieser Weise behandelt werden.

Claims

Patentansprüche:

i. Verfahren zur Wärmespaltung von Kohlenwasserstoffölen in der Dampfphase durch Mischen der Öldämpfe mit einem über die Spalttemperatur der Öle erhitzten Wärmeträgergas, das den Öldämpfen in • mehreren Stufen zugesetzt wird, dadurch gekennzeichnet, daß das Wärmeträgergas dem Öldampf in der ersten Stufe in einem derartigen Verhältnis beigemischt wird, daß die Temperatur des Dampfes auf die verlangte Umwandlungstemperatur gesteigert wird, und daß nach einer entsprechenden Umwandlungszeit in einer zweiten Stufe, aber ehe die Temperatur des Reaktionsgemisches um einen bestimmten Betrag gefallen ist, eine weitere Menge des Wärmeträgergases derselben Temperatur wie in der ersten Stufe zugeführt und die Temperatur des Gemisches auf die ursprüngliche Reaktionstemperatur wieder gesteigert wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das zu spaltende Öl fraktioniert verdampft wird und die Dämpfe der niedrigst siedenden Fraktion mit einem Teile des Wärmeträgergases in bekannter Weise auf die Umwandlungstemperatur gebracht und die Dämpfe der schwerer siedenden Fraktionen dann ihrem Siedepunkt entsprechend und ebenfalls weitere Mengen des Wärmeträgergases stufenweise den strömenden, in Umwandlung befindlichen Dämpfen der leichteren Fraktionen zugemischt werden, wobei die Temperatur der in Umwandlung befindlichen Öldämpfe durch den stufen-' weisen Zusatz des erhitzten Wärmeträgergases immer, bevor sie um einen bestimmten Betrag gefallen ist, wieder auf die Umwandlungstemperatur erhöht wird.
3. Verfahren nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, 'daß der Temperaturabfall innerhalb der einzelnen Stufen 50⁰C nicht übersteigt und daß die Anfangstemperatur des Gas- und Dampfgemisches etwa 550⁰C beträgt.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen