-
Verfahren zur Druckwärmespaltung von Kohlenwasserstoffölen In dem
Hauptpatent ist ein Verfahren zur kontinuierlichen Destillation, insbesondere Zersetzungsdestillation,
von Teeren und Ölen angegeben, bei dem der zu zersetzende Rohstoff durch eine Schmelze
von Metall oder Metallegierung in einen Autoklaven geleitet wird, worauf man die
erwärmte Destillationsflüssigkeit einem mit dem Autoklaven verbundenen und gut wärmeisolierten
Druckbehälter zuführt-und erst beim Austritt aus diesem in bekannter Weise die Druckentlastung
vornimmt, so daß die Flüssigkeit verdampft und fraktioniert kondensiert werden kann.
Aus diesem Patent sowie aus anderen Veröffentlichungen ist es somit bekannt, die
Druckvon Kohlenwasserstoffölen so durchzuführen, daß man die Reaktion in einem Metallbad
vor sich gehen läßt und das Reaktionsprodukt nach erfolgter Entspannung oder ohne
Entspannung in einen Behälter überführt, wo es längere Zeit verweilt, bis die Spaltreaktion
vollständig abgelaufen ist. Dieses Gefäß wird auf der Temperatur erhalten, bei welcher
sich der Spaltvorgang im Metallbad vollzogen hat, oder so weit wärmegeschützt, daß
eine wesentliche Abkühlung nicht stattfinden kann. Bei fortgesetztem Betrieb scheidet
sich in diesem Gefäß allmählich der bei der Reaktion gebildete Kohlenstoff ab und
füllt es nach und nach an, so daß das Gefäß von Zeit zu Zeit gereinigt werden muß.
-
Es ist auch der Vorschlag gemacht worden, die Produkte der Zersetzungsdestillation
zunächst in einer großen Kammer in Flüssigkeit und Gase zu trennen und die Dämpfe
einer höheren Temperatur auszusetzen. Diese Maßnahme gibt aber nicht das gewünschte
Resultat, weil sich in den Dämpfen nur noch sehr wenig spaltbare Bestandteile befinden,
während die Hauptmenge derselben in der Flüssigkeit vorhanden ist, die der höheren
Erhitzung entzogen wird. Man hat auch versucht, so zu arbeiten, daß man die Dämpfe,
welche sich in einer Reaktionskammer nach Ablauf der Hauptreaktion gebildet haben,
entfernt und den Rückstand in eine zweite, von oben beheizte Blase einführt, wo
die Beheizung im wesentlichen den Dampfraum trifft. Ferner ist ein Verfahren beschrieben
worden, bei welchem eine Vorwärmung des Spaltgutes und eine
Spaltung
in Rohrschlangen vorgenommen wurde, und man hat auch darauf hingewiesen, daß eine
Verdampfung des Öles und Spaltung in der Dampfphase zweckmäßig sein kann.
-
Eingehende Versuche haben nun gezeigt, daß es vorteilhaft und einfach
ist, in anderer Weise zu arbeiten. Erfindungsgemäß werden die Spaltprodukte nach
Durchführung der Hauptreaktion in einem Metallbad nach einem Behälter übergeführt,
der gleichfalls unter Druck steht. Der Druck in diesem Behälter kann kleiner, gleich
groß oder auch höher sein als der Druck, bei welchem die Spaltreaktion vor sich
gegangen ist. Der Behälter wird aber auf eine Temperatur erhitzt, die höher ist,
als die Temperatur der Spaltreaktion war. Das betreffende Gefäß darf daher nicht
isoliert sein und muß direkt beheizt werden.
-
Die beiliegende Zeichnung soll die Durchführung des Verfahrens erläutern.
A stellt einen Ofen dar, in welchem, beheizt durch den Brenner B, der Autoklav C
angeordnet ist. Die Heizgase verlassen den Ofen durch den Schornstein J. Der Autoklav
ist zum Teil mit geschmolzenem Metall angefüllt, und die Kohlenwasserstofföle «-erden
durch Rohrleitung D über das Absperrorgan E der Schlange F zugeführt, welche sie
in der Nähe des Bodens des Autoklaven in feiner Verteilung dem Metallbad zuleitet.
Die Öle steigen durch die Schmelze empor und gelangen durch das Rohr G über ein
Absperrorgan II nach einem Behälter N, in welchem sie sich ansammeln.-Das Rohr G
kann bis zum Spiegel des Metallbades hinuntergeführt werden, um die Flüssigkeit
sofort nach dem Verlassen des Metallbades in den BehälteN überzuleiten. Die Eintrittsstelle
in Behälter N kann oben oder unten liegen, ebenso wie das Entnahmerohr 0 in Behälter
N oben oder unten bzw. in einer Zwischenstellung eingesetzt werden kann.
-
Während in dem Spaltgefäß C die Hauptreaktion durchgeführt worden
ist, dient der Behälter .(1r dazu, die Nebenreaktion ablaufen zu lassen. Zu diesem
Zweck werden die Kohlenwasserstofföle zu längerem Verweilen im Behälter N, der im
Verhältnis zur Schlange F ein großes Volumen aufweist, gezwungen. Der Behälter N
wird durch einen Brenner !M beheizt und auf einer höheren Temperatur gehalten, als
die des Metallbades in dem Spaltgefäß C war. Gleichzeitig steht der Behälter N unter
Druck, so daß die Öle nicht verdampfen können, er ist in einen Ofen L eingebaut,
der einen Schornstein K besitzt, durch den die Verbrennungsgase abgehen.
-
Aus dem Behälter N, aus welchem die Nachreaktion in geschlossener
Masse des Öles abläuft, während die Hauptreaktion sich in dem Spaltgefäß C bei feiner
Verteilung des Öles im Metallbad vollzieht, wird das Öl durch die Rohrleitung 0
über das Absperrorgan P in ein Verteilerrohr Q ., geführt, aus dem über Spritzdüse
S das Öl über ein Flammrohr gespritzt wird, das in einem Ofen R liegt und durch
den Brenner I' beheizt wird. Dabei verdampfen unter Entspannung alle Öle und gehen
mit den leichtflüchtigen Stoffen durch Rohrleitung V über das Absperrorgan N zur
fraktionierten Kondensation. Der Asphalt, welcher in der Blase zurückbleibt, wird
durch Rohrleitung Y über Absperrorgan Z abgezogen.
-
Das Verfahren eignet sich besonders für bestimmte Öle, die im Metallbadspaltverfahren
nur eine geringe Ausbeute an leichtflüchtigen Stoffen liefern, während gleichzeitig
durch Polymerisation und durch ungenügende Aufspaltung Produkte entstehen, welche
etwa dieselbe Siedegrenze wie das Ausgangsmaterial haben. Diese neuen Stoffe sind
jedoch der Spaltung schwieriger zugänglich als das Rohmaterial, sie erfordern zur
Aufspaltung eine höhere Temperatur. Durch die geschilderte Arbeitsweise, welche
darin besteht, daß man das schaumige Gemisch, das aus dem Metallbad austritt, in
ein zweites Druckgefäß einführt, welches keine Metallschmelze enthält, nicht isoliert
ist und direkt beheizt wird, wobei die Temperatur höher sein muß als die des Metallbades,
erreicht man, daß die Benzinausbeute erheblich gesteigert wird. Die nachstehend
mitgeteilten Vergleichsversuche zeigen die Vorteile des neuen Verfahrens.
-
Als Rohstoff wurde eine Mischung von getopptem mexikanischem Rohöl,
einem Panucoöl, v om spez. Gewicht 1,01a und 1?lwerather Rohöl aus der Provinz Hannover,
Gemarkung Nienhagen, angewendet. Das Mischungsverhältnis war i : 2,o5. Die Arbeitstemperatur
betrug 483 bis 485' C. Der Rückstand wurde mit dem Frischöl gemeinsam wieder der
Spaltanlage zugeführt. Die Spaltung ging in einer Anlage System Seelig beim Arbeitsdruck
von 44 bis 48 kg je cm= vor sich, und dabei wurden erhalten
| 48 O/, Asphalt vorn Erweichungspunkt 5o bis |
| 55':'C, Bruch muschelig, hochglän- |
| zend, |
| 7 °/p Schweröl mit einem Raffinationsver- |
| lust von 6 0/0ra °/o Mittelöle, |
| 8 °/o Testbenzin, |
| 19 °/o Fahrbenzin, übergehend bis 220' C, |
| 2 °/o Petroläther und Vorlauf, |
| .4 °/o Verluste und Gase, |
| zoo o/o. |
In einem zweiten Versuchsgang, bei welchem wieder in einer Spaltanlage System Seelig
gearbeitet wurde, gingen die Dämpfe nicht direkt zu einer Kondensationsanlage, -
sondern die gesamten Reaktionsprodukte wurden einen!
Druckbehälter
zugeführt, in welchem sie 25 Minuten. lang auf
582' C erhitzt wurden. Das
Rohmaterial hatte dieselbe Zusammensetzung wie im ersten Versuch. Die Arbeitstemperatur
in der Spaltanlage betrug 479 bis 489° C. Der Arbeitsdruck war 44 bis 49 kg je cm'.
Die Aufarbeitung der Produkte lieferte:
| 43 °/o Asphalt vom Erweichungspunkt 5o bis |
| 55' C, Bruch mattglänzend, schwer |
| knetbar, |
| 2 % Schweröle mit 12 °/o Raffinationsver- |
| lust, |
| iö °/o Mittelöle, |
| 12 °/o Testbenzin, |
| 24 °% Fahrbenzin, übergehend bis 22o ° C, |
| 3 % Petroläther und Vorlauf, |
| 6 °/o Gase und Verluste, |
| ioo °/o. |
Das neue Verfahren ist sowohl für Mineralöl als auch für Braunkohlen- und Steinkohlenteeröle
sowie für ähnliche Produkte verwendbar.