DE590166C - Verfahren und Vorrichtung zum Spalten von Kohlenwasserstoffoelen - Google Patents

Description

• Verfahren und Vorrichtung zum Spalten von Kohlenwasserstoffölen Es wurde gefunden, daß sich das Spalten von Kohlenwasserstoffen, z. B. von Mineralölen Teerölen, Druckhydrierungsprodukten u. dgl., wesentlich verbessern läßt, wenn man die Ausgangsstoffe in einer Heizrohrschlange unter Druck bis auf Spalttemperatur erhitzt und sie dann unter Druck (zweckmäßig weitgehend in dampfförmigem Zustand) durch eine Reihe gut isolierter Spaltkammern leitet, wobei man die Kohlenwasserstofföle beim Übergang von einer Kammer zur andern durch indirekten Wärmeaustausch mit erhitzten Flüssigkeiten, insbesondere geschmolzenem Metall, auf die wirksame Spalttemperatur erhitzt.
• Es ist zwar bekannt, mehrere Spaltkammern hintereinander zu verwenden und zwischen den einzelnen Kammern eine Aufheizung vorzunehmen. Bei den bekannten Verfahren erfolgt jedoch die Aufheizung durch Einführung heißer Gase. Derartige Verfahren bedingen aber zufolge der eintretenden erheblichen Verdünnung umfangreiche Anlagen zur Gewinnung der Spaltprodukte. Es ist notwendig, daß man kostspielige Kompressoren zu Kühlungsanlagen bzw. große Absorptionsanlagen, z. B. unter Ver-@vendung aktiver Kohle, anlegt. Diesen bekannten Verfahren gegenüber bedeutet die vorliegende Erfindung einen erheblichen technischen Fortschritt, indem hier die nachteilige Verdünnung nicht eintritt, weil die Erhitzung der Spaltdämpfe zwischen Reaktionskammern durch indirekten Wärmeaustausch erfolgt.
• Es ist ferner bekannt, das Spalten von Öldämpfen in@ Rohren, die in geschmolzenes Metall eingetaucht sind, vorzunehmen. Bei dem vorliegenden Verfahren wird jedoch die eigentliche Spaltung in den hintereinandergeschalteten, gut isolierten Spaltkammern, die für sich gar nicht erhitzt werden, vorgenommen. Dem Bekannten gegenüber wird der Vorteil erreicht, daß hier eine bessere Regulierung des Spaltvorgangs und eine grUere Ausbeute an Spaltprodukten erzielt wird.
• Im folgenden sei eine -Ausführungsform des Verfahrens an Hand der beifolgenden Zeichnungen näher erläutert. Fig. i zeigt den Aufriß und Fig. 2 den Grundriß der Apparatur.
• Durch das Ventil = tritt 01 in das Vorheizschlangenrohr 2 ein, das in einen Heizraum 3 eingebaut ist. Die Schlange kann ein etwa 500 m langes, etwa io cm weites Rohr sein, das vorteilhaft so angeordnet ist, daß das C)1 erst im Gegenstrom, dann im Gleichstrom zu den Heizgasen fließt: Aus der Schlange 2 gelangt das 01 durch Rohr q. in die Heizschlange 5, die sich in einem Bleibade 6 oder in einer anderen Vorrichtung zum Einhalten einer gleichmäßig hohen Temperatur befindet. Das Bleibad ist in einen Ofen 7 eingebaut, aus dem die Heizgase durch den Abzug 8 entweichen, um die Schlange?, weiter zu erhitzen.
• Aus der Heizschlange 5 gelangt das 01 durch ein Rohr 9 in den unteren Raum einer weiten Spaltkammer io, die gut isoliert oder in anderer Weise gegen Wärmeverlust geschützt ist. Die Spaltkammer kann ein schwerer Stahlzylinder sein, gewöhnlich nicht größer als etwa i m weit und 6 m hoch; jedoch können auch kleinere Kammern mit Vorteil verwendet werden, besonders wenn eine beträchtliche Anzahl hintereinandergeschaltet wird. Drei Kammern von i m Durchmesser und 6 m Höhe genügen gewöhnlich für die besten Ergebnisse des Verfahrens.
• Das 01 verläßt die Kammer io oben durch das Rohr ii und gelangt weiter durch ein zweites Heizrohr i2 und durch die Leitung 13 -in eine zweite Kammer 14, die der beschriebenen ähnlich ist, weiter durch Rohr 15 und eine dritte Heizschlange 16 und das Rohr 17 in eine dritte Kammer 18. Jede Kammer ist nahe am Boden mit einem Ablaufrohr ig nebst Ventil 2o versehen.
• Aus der dritten Kammer gelangt das Spaltprodukt durch Leitung 21 in den unteren Raum einer Fraktionierkolonne oder einer anderen Fraktioniervorrichtung 22. Die Produkte werden durch das Reduzierventil 23 am Rohr 2i entspannt, Die Kolonne ist mit der Kühlschlange 24, der Sammelschale 25 nebst Ablaufrohr 25' und Glockensiebeinlage 26 oberhalb des Eingangsrohres 21 versehen. Die Dämpfe verlassen die Kolonne durch Rohr 27, das mit einem Druckmesser 27' versehen ist, und werden in geeigneter Weise kondensiert und gesammelt. Das in der Kolonne kondensierte Öl wird durch die Rohre 25' und 28 abgezogen.
• Die Leitungen, die das Öl zu den einzelnen Spaltapparaten führen, sind vorteilhaft gegen Wärmeverlust isoliert; irgendwelche Wärmeverluste können jedoch im Bade 6 ausgeglichen werden, so daß man bei Verwendung dieses Bades auch auf eine Isolierung der Rohre verzichten kann.
• Man arbeitet etwa wie folgt: Gasöl, Leuchtöl, Teeröl oder ein anderer Ausgangsstoff, der zum Spalten in der Dampfphase geeignet ist, durchläuft Schlange 2 (etwa 13 5oo bis 14 0001 stündlich) und wird dort auf eine Temperatur gebracht, bei der das Spalten beginnt. Das Öl vermag dann leicht zu verdampfen, wenn es in die Spaltkammer To gelangt. Es hat beim Verlassen der Schlange 2 z. B. eine Temperatur von etwa 480', der Druck beträgt etwa 25 bis 3o Atm. Vor dem Eintritt in die Kammer io durchläuft das Öl das Heizrohr 5, in dem seine Temperatur um etwa 30' gesteigert wird. Das Öl gelangt dann weiter durch die Leitung cj in den unteren Teil der Kammer fo mit etwa 5i0°.
• Es. hat sich gezeigt, daß dieser Wärmezuwachs für eine wirksame Spaltung in der Dampfphase erforderlich ist, Er kann dem Öl in der Vorheizschlange 2 nicht erteilt werden, ohne daß ernste Gefahr von Koksabscheidung in den Schlangenrohren eintritt; diese Gefahr besteht nicht, wenn man das 01 in Schlange 5 erhitzt. Die gute Wärmeübertragung zwischen dem geschmolzenen Metall oder anderem flüssigen Material des Bades 6 und dem Rohr ermöglicht ein schnelles Aufheizen des Öles auf die gewünschte Temperatur ohne nennenswerte Koksabscheidung.
• Die Dauer des Erhitzens in der Vorheizschlange kann i Minute oder weniger und die Reaktionsdauer etwa i bis 5 Minuten in jeder Spaltkammer betragen. Als Durchgangszeit durch die Leitung 5 genügen wenige Sekunden. Diese Zeiten können erheblich verändert werden, je nach Maßgabe des Ausgangsmaterials, des gewünschten Betrages der Umsetzung und anderer Faktoren.
• Das 01 gelangt durch Rohr ii und die Heizleitung 12 in die nächste Kammer der Reihe. Das 01 ist größtenteils in Dampfform, aber etwas flüssiges 01 kann zugegen sein. Etwas Wärmeverlust wird in der Leitung i2 ergänzt, und das Öl wird wieder, wie oben beschrieben, auf die wirksame Umsetzungstemperatur gebracht.
• In ähnlicher Weise gelangt das Öl aus der zweiten Kammer durch Rohr 15 und die Heizschlange 16 zur dritten Kammer 18. Der Druck wird durch Ventil 23 reduziert, und die Produkte gelangen aus Kammer 18 in den unteren Raum der Kolonne 22.
• Die Kolonne kann uriterDruck gesetzt werden, aber unter niedrigeren als in den Spalträumen, z. B. 4 bis 5 Atm. Benzine und Schwerbenzine ziehen durch Rohr 27 ab nach Kondensierapparaten, die nicht gezeichnet sind. Das in Pfanne 25 gesammelte Öl (Mittelöl) ist zum nochmaligen Durchlaufen des Systems oder für andere Zwecke geeignet.
• Das neue Verfahren eignet sich besonders zum Spalten in der Dampfphase. Die Schwierigkeit lag darin, die Temperatur der Dämpfe auf einem Punkt zu halten, wo man eine höhere Ausbeute an Spaltprodukten erzielt, ohne übermäßig große Spalträume zur Verlängerung der Spaltdauer anwenden zu müssen; wenn man, wie oben beschrieben, erhitzt, wird das Öl mit gutem Erfolg gespalten. Um der Anhäufung der Flüssigkeit, dadurch, daß sich das schwere 0I am Boden der Spaltkammer sammelt, vorzubeugen, kann es ab und zu oder dauernd durch das Rohr ig abgezogen werden. Wenn man in flüssigem oder halbflüssigem Zustande spalten will, dürfen die Kammern sich mit mehr oder weniger Flüssigkeit füllen.

Claims (2)

1. PATENTANSPRÜCHE: i. Verfahren zum Spalten von Kohlenwasserstoffölen, wobei man diese in der Heizrohrschlange unter Druck bis auf Spalttemperatur erhitzt und sie dann unter Druck, zweckmäßig weitgehend in dampfförmigem Zustand, durch eine Reihe gut isolierter Spaltkammern leitet, wobei man die Kohlenwasserstoffe beim Übergang von einer Kammer zur anderen erhitzt, dadurch gekennzeichnet, daß die Erhitzung der 151e beim Übergang von einer Spaltkammer zur anderen auf die wirksame Spalttemperatur außerhalb der Spaltkammern durch indirekten Wärmeaustausch mit erhitzten Flüssigkeiten, insbesondere geschmolzenem :Metall, erfolgt.
2. 2. Vorrichtung zur Ausführung des Verfahrens nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß die gut isolierten Spaltkammern durch Leitungen miteinander verbunden sind, die auf kurze Strecke durch ein Bad heizbar sind.