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Verfahren zur Raffination flüssiger Kohlenwasserstoffe Bei der Ausführung
des Edeleanu-Verfahrens wird bisher das Schwefeldioxyd, das in den Raffinat- und
Extraktlösungen enthalten ist, durch. Verdampfung in mehreren Stufen wiedergewonnen.
Diejenigen Schwefeldioxyddämpfe, die in Verdampfern mit geringerem Druck als Kondensatordruck
entstehen, müssen, zum Teil mehrstufig, auf den Kondensatordruck verdichtet werden,
um verflüssigt und dadurch in den Kreisprozeß zurückgeführt werden zu können.
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Die Verdichtung erfordert kostspielige Einrichtungen und verbraucht
nicht unerhebliche Mengen mechanischer Arbeit. Diese Nachteile werden bei dem neuen
Verfahren vermieden. Die Verflüssigung des ausgedampften Schwefeldioxyds niederen
Druckes erfolgt bei dem neuen Verfahren durch thermische Kompression mittels Tiefkühlung
unter Verwendiuig eines durch eine Kältemaschine gekühlten Kondensators. Die Arbeitsweise
dieser Anordnung ist nachfolgend beschrieben und in der beiliegenden Zeichnung dargestellt,
wobei die Zahlen 17 bis 3 i sich auf die -neu in die EdeleanuAnlage eingeführten
Teile beziehen.
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Das zu behandelnde öl wird, wie auch sonst in dem Edeleanu-Verfahren
üblich, auf die gewünschte Temperatur abgekühlt und dann durch Rohrleitung i' (s.
Abbildung) in den Mischer 2 geleitet. Das zur Behandlung erforderliche flüssige
Schwefeldioxyd dagegen fließt teils vom wassergekühlten Kondensator 3, teils vom
durch die Kältemaschine gekühlten Kondensator 17 durch Leitung 18
in den Schwefeldioxydkühler 4. Von hier wird es durch Pumpe 5 und die Leitung 6
oben in den Mischer 2 eingeführt. Im Schwefeldioxydkühler 4. wird das darin enthaltene
flüssige Sch- efeldioxyd durch Verdampfung eines Teiles davon auf die Temperatur
gekühlt, die für die Behandlung im Mischer 2 .erwünscht ist.
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Im Mischer 2 steigt das unten eingeführte Öl nach oben, während das
oben eintretende flüssige Schwefeldioxyd nach unten sinkt. Das von den ungesättigten
und aromatischen Kohlenwasserstoffen befreite und mit Schwefeldioxyd gesättigte
öl (Rafßnat-Schwefeldioxyd-Lösung) sammelt sich im oberen Teil des Mischers 2 und
fließt durch die Leitung 7 zur Pumpe B. Diese fördert die Lösung zu den Raffmatverdampfern
9 und i o. Die Extrakt-Schwefeldioxyd-Lösung dagegen sammelt sich im unteren Teil
des Mischers 2 und fließt durch Leitung i i der Pumpe 12 zu, -welche sie zu den
Verdampfern 13 und 14 fördert.
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Das Austreiben des Schwefeldioxyds aus den Raffmat-Schwefeldioxyd-
und den Extrakt-Schwefeldioxyd-Lösungen erfolgt nun in diesen Verdampfern. Um das
Schwefeldioxyd möglichst weitgehend auszudampfen, erfolgt die Verdampfung üblicherweise
in mehreren Stufen, im vorliegenden Falle in zwei Stufen.
In der
ersten Verdampferstufe, den Verdampfern 9 und 13, wird das Schwefeldioxyd durch
Wärmezufuhr unter einem Druck verdampft, der etwas höher ist als der Druck im Kondensator
3, welcher seinerseits von der Temperatur des Kühlwassers abhängt. Die hier ausgetretenen
Schwefeldioxyddämpfe vereinigen sich in der Rohrleitung 15 und gelangen in den Kondensator
3. In der zweiten Verdampferstufe, den Verdampfern i o und 14, herrscht dagegen
ein erheblich geringerer Druck, um hier - durch Wärmezufuhr möglichst viel Schwefeldioxyd
aus den Raffinat-Schwefeldioxyd- und Extrakt-Schwefeldioxyd-Lösungen auszutreiben.
Diese Dämpfe strömen zusammen mit den Schwefeldioxyddämpfen, die in dem Schwefeldioxydkühler
q. entstanden sind, durch Rohrleitung 16 zum durch die Kältemaschine gekühlten Kondensator
17. Dieser nimmt die ihm zuströmenden Schwefeldioxyddämpfe geringen Druckes auf
und gibt sie verflüssigt durch Leitung 18 in den Kreisprozeß zurück.
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Der Kondensator 17 und die zu ihm gehörende Kältemaschine 13 bis 31
arbeiten folgendermaßen: Die bei dem obengenannten Kondensieren des Schwefeldioxyddampfes
frei werdende Wärme wird auf das Rohr i9 übertragen, welches ,einen Teil des Verdampfers
2o bildet. In diesem Rohr wird eine Flüssigkeit oder ein Flüssigkeitsgemisch von
niedriger Siedetemperatur verdampft, beispielsweise Ammoniak. Der dabei entstehende
Dampf gelangt aus dem Verdampfer 2o durch Rohrleitung 2 i in den Absorptionsturm
22. Er @vird hier mit einer Flüssigkeit in Berührung gebracht, welche ihn absorbiert,
z. B. mit einer wäßrigen Lösung von Calciumchlorid. Das dabei entstehende Gemisch
wird durch die Pumpe 23 und den Wärmeaustauscher 24 hindurch in das dampfbeheizte
Rohr 25 gepumpt, welches einen Teil des Verdampfers 26 bildet. In diesem Rohr 25
wird das Ammoniak neben Spuren von Wasser aus der Lösung wiederum ausgetrieben.
Der Druck im Verdampfer 26 ist wesentlich höher als im Verdampfer 20 und in seinem
Absolutwert so hoch, daß der in ihm erzeugte Dampf im Kondensator 27 an der vom
Kühlwasser durchflossenen Rohrschlange 28 kondensiert werden kann. Das Kondensat
gelangt durch die Leitung 29 und das Drosselventil 3o in das Rohr i 9 zurück, wo
es wieder verdampft wird. Damit im Absorptionsturm 22 und im Verdampfer 26 konstante
Konzentrationen beibehalten werden können, wird die Lösung vom Verdampfer 26 durch
Wärmeaustauscher 24 und den Kühler 31 hindurch zum Absorptionsturm 22 zurückgeführt,
wodurch sich der Kreislauf der Absorptionsflüssigkeit schließt. Bei der Anwendung
der oben beschriebenen Anordnung in einer Edeleanu-Anlage bestand nun die Gefahr,
daß sich in dem unter niedrigem Druck stehenden und in Verbindung mit dem tiefgekühlten
Kondensator befindlichen Teil der Anlage allmählich inerte, nicht kondensierbare
Gase, wie Luft u. dgl., ansammeln könnten, wodurch die Wirksamkeit des Kondensators
17 sehr gelitten hätte. Diese Schwierigkeit ist dadurch überwunden worden, daß man
an einer geeigneten Stelle der Rohrleitung 18 diese Gase absaugte, wobei gegebenenfalls,
um Verluste von Schwefeldioxyd zu vermeiden, noch ein kleiner tiefgekühlter Rückflußkühler
zwischengeschaltet wurde.
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Natürlich kann man diese durch Tiefkühlung erfolgende thermische Kompression
der Niederdruckdämpfe mit der mechanischen Kompression derselben in jeder Weise
kombinieren, etwa in der Weise, daß man, vom Vakuum anfangend, zunächst auf einen
gewissen Druck mechanisch komprimiert und dann die thermische Kompression anschließt
oder auch umgekehrt.
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Es hat sich gezeigt, daß die oben beschriebene Anwendung des neuen
Verfahrens wie auch eine Kombination davon mit mechanischer Kompression große wirtschaftliche
Vorteile bei der Ausführung des Edeleanu-Verfahrens ergeben, da es dadurch möglich
ist, den sonst für die mechanische Kompression erforderlichen Aufwand an gerichteter
Energie, z. B. elektrischem Strom, zum größten Teil einzusparen und an seine Stelle
einen Wärmeverbrauch zu setzen.
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Als weiterer Vorteil ist ferner noch zu erwähnen, daß durch Einführung
des neuen Verfahrens in das Edeleanu-Verfahren jegliche Explosionsgefahr ausgeschaltet
wird, die bei Verwendung von Kompressoren noch vorhanden ist. Durch einen unglücklichen
Zufall kann Luft in Apparate und Rohrleitungen, die unter niedrigerem als Atmosphärendruck
stehen, eindringen. Da die S 02-Dämpfe besonders . bei Verarbeitung von leichtem
Destillat Leichtöldämpfe enthalten, so kann bei mechanischer Kompression infolge
der auftretenden Verdichtungswärme eine Explosion der mit Luft angereicherten Dämpfe
auftreten. Bei dem neuen Verfahren kann eine solche Explosion nicht stattfinden,
da die Kondensation der Dämpfe bei tiefer Temperatur vorgenommen wird.