DE607972C - Verfahren zur Druckwaermespaltung von Kohlenwasserstoffoelen - Google Patents

Description

• Verfahren zur Druckwärmespaltung von Kohlenwasserstoffölen Bei den bekannten Verfahren zum Spalten schwerer Kohlenwasserstoffe in leichtere, d. h. solche von niedrigerem spezifischem Gewichte, Siedepunkt und Viscosität, werden Rohöle, Gasöle o. dgl. als Ausgangsmaterial verwendet, welche zufolge ihrer Herstellung (durch Verdampfung und Verflüskgung) und Herkunft nur minimale Mengen Teer enthalten. Nach dem vorliegenden Verfahren können nun beliebige schwere Öle, teerreiche Rückstände oder asphaltartige Rohöle, Teer usw. ebenfalls mit Erfolg in wertvollere leichte Kohlenw a-sserstoffe zersetzt werden. Erfindungsgemäß wird dies dadurch erreicht, daß man die Erhitzung und die Zersetzung (und auch die Verdampfung) in zwei (bzw. drei) voneinander räumlich und zeitlich getrennten Arbeitsphasen bewirkt.
• Bei dem neuen Verfahren wird dass Ausgangsmaterial (Rohöle, schwere Öle, Rückstände usw., im nachfolgenden kurz Öl genannt) unter hohem Druck rasch auf die Zersetzungstemperatur erhitzt, wobei es nicht nur seine .flüssige Form möglichst beibehält, sondern auch keine wesentliche Zersetzung erleidet, so daß sich während des Erhitzens kein Kohlenstoff (Koks) ausscheidet. Das rasche Erhitzen wird z. B. in einer von außen geheizten Rohrschlange vorgenommen. Es wurde bereits verschiedentlich vorgeschlagen, das Rohmaterial bei Spaltverfahren durch Heizschlangen zu- leiten, wobei die Heiz-. Schlange ganz oder zum größten Teil als Zersetzer diente. Nach vorliegendem Verfahren dient jedoch die Heizschlange nur zurErwärmung, und das unterDruck stehende Öl nimmt darin nur die im voraus bestimmte Zersetzungstemperatur an und wird unmittelbar nach Erreichen der Spalttemperatur durch eine Spaltzone geleitet, in welcher es bei der in der Heizschlange erreichten Temperatur und unter gleichem Druck so lange gehalten wird, bis es sich in gewünschtem Grade zersetzt, wobei sich die entstandenen Zersetzungsprodukte jedoch nicht von dem flüssigen Öl trennen können.
• Diese zweite Operation, dass Zersetzen, wird in einem Zersetzungsapparat (Digestor) vorgenommen; der hierbei ausgeschiedene Kohlenstoff sinkt hier zu. Boden: Das zersetzte, die leichten Kohlenwasserstoffe enthaltende Öl gelangt aus dem Digestor - in einen Verdampfer, in welchem die leichten Kohlenwasserstoffe unter vermindertem oder atmosphärischem oder überatmosphärischem Druck verdampfen, um dann zwecks Verflüssigung zum Kühler geleitet zu werden.
• In der Zeichnung ist eine zur Ausführung der neuen Verfahrens.geeignete Vorrichtung dargestellt. Die .Hochdruckpumpe A drückt das Öl durch die Leitung B kontinfierlich durch die in den Ofen C eingebaute Heizschlange-D. Gleichzeitig mit dem Öl kann in die Leitung B., aus der mit Rückschlagventil . versehenen Leitring E überhitzter Wasser:- ` dampf eingeführt werden. Die Länge - den' Heizschlange und die Geschwindigkeit des-" Ölstromes sind bis zu einem gewissen Grade von der Beschaffenheit des Öles abhängig. Versuche haben ergeben, daß die Dimensionen der Sehlange und die .sonstigen Bedinungen._ so zu wählen sind, @daß das Rohmaterial bei amerikanischen Rohölrückständen . etwa 2 Minuten im Ofen verweilt und ohne wesentliche Zersetzung mit einer Temperatur von etwa 40o bis q.20° C austritt.
• Das auf die Zersetzungstemperatur erhitzte Öl wird- aus der Heizschlange in den Zersetzer (Digestör) F geleitet, in welchem es bei gleicher Temperatur und Druck so lange verweilt, bis es zum gewünschten Grade zersetzt wird. Der Druck wird, mit dem Reduzierventil G reguliert; Sicherheitsventile H, H sind am Digestor angebracht. Man kann auch mehrere Digestoren F verwenden.
• ' Aus dem Obigen geht hervor, daß das Öl in der Heizschlange nur so lange verbleibt, bis es die Zersetzungstemperatur annimmt, ohne aber sich hier wesentlich zu zersetzen, so daß in der Schlange Kohlenstoffausscheidung nicht stattfinden kann. Das Zersetzen erfolgt im Digestor, in welchem der hierbei ausgeschiedene Kohlenstoff zu Boden sinkt und in bekannter Weise entfernt werden kann.
• Das im Digestor F zersetzte Öl gelangt durch das Reduzierventil G in die Verdampfungskammer I, in welcher der Druck wesentlich niedriger ist als im Digestor (und in der Schlange) und höher oder niedriger gehalten werden kann als der atmosphärische Druck. Ein Überdruck von zwei Atmosphären gab bei Versubhen sehr günstige Resultate.
• Die Menge und Qualität der verdampften Kohlenwasserstoffe sind vom Druck in der Kammer I, von der Temperatur des aus dem Digestor einströmenden Öles und von der Wirksamkeit der der Kammer angeschlossenen Fraktionier- und Kühlvorrichtungen abhängig, so daß diese Faktoren je nach der Qualität des Ausgangsmaterials, d. h. nach dem erreichten Grade des Zersetzens, zu ändern sind. Die Temperatur des der Kammer zugeführten Öles kann durch den zwischen dem Digestor F und der Kammer 1 angeordneten, mit- Leitungen und Ventilen zur Aus- und Einschaltung versehenen Kühler J reguliert werden. Das Reduzierventil G wird natürlich unmittelbar vor der Kammer 1 angeordnet. Wird das zersetzte Öl aus dein Digestor F unmittelbar, d. h. unter Ausschaltung des Kühles J, in die Kammer I geleitet, so verdampfen die verdampfbaren Anteile fast vollständig, wobei durch fraktionierte Kühlung eine ganze Reihe von leichteren Kohlenwasserstofffraktionen (Benzin,Leuchtöl, Gasöl usw.) gewonnen werden kann.
• Die aus der Kammer j entweichenden Dämpfe gelangen durch den. Fraktionierturm K -:und die Leitung L in den Kühler 11,I, in welchem sie verflüssigt werden und in den Behälter N abfließen.
• Mit Hilfe des Reduzierventils 0 kann in der Kammer I Überdruck gehalten werden und die Verflüssigung der Dämpfe unter atmosphärischem Druck erfolgen. Ist es wünschenswert, die Dämpfe unter höherem Druck zu verflüssigen, so wird ein zweites Reduzierventil P in Gebrauch genommen, das hinter dem Kühler M angeordnet ist.
• Nach Verdampfen der leichten Kohlenwasserstoffe fließt der Rückstand aus der Kammer I durch die zeit dem Regulierventil R versehene Leitung S ab und gelangt in den Kühler T.
• In der gezeichneten Ausführungsform besteht der Digestor -atts zwei Behältern; die Form derselben ist nebensächlich, es ist aber von Wichtigkeit, daß sie genügend groß dimensioniert werden, damit in ihnen das aus der Heizschlange kommende heiße Öl genügend lange verweilen könne. Um die Zersetzungstemperatur aufrechtzuerhalten, kann der Digestor und nötigenfalls auch die Verdampfkammer gewärmt werden. -Ausführungsbeispiel

  Eigenschaften S ez. Siede- Fraktion mit End-

  des Öles p Gewicht beginn Siedepunkt von

  C 200° C 225° C

  Zur Schlange 0,9094 232,2° - -

  Aus der

  Schlange 0,9082 222,2° - -

  Aus zweitem

  Digestor o, 8475 60° 30 % 32 bis 33 %

  Druck bei der Pumpe. . . . . . . . . 15 Atm.

  Die Temperatur des Öles beim

  Eintritt in die Schlange .... zoo°C

  Die Temperatur des Öles beim

  Austritt aus der Schlange... 420°C

  Zeitdauer in der Schlange etwa 2 Minuten

  Durchschnittstemperatur in den

  Digestoren . . . . . . . . . . . . . . . . . 414 bis 416°C

  Zeitdauer in den Digestoren un-

  gefähr je . . . . . . . . . . . . . . . . 2'J2 Stunden

  Die Temperatur des Öles beim

  Eintritt in den Verdampfer... 408°C.

Claims (3)

1. PATENTANSPRÜCHE: i. Verfahren zur Druckwärmespaltung von Kohlenwasserstoffölen, bei welchem das C51 zunächst durch eine 'Erhitzungszone geleitet und dann in eine erweiterte Zone .eingeführt wird, dadurch gekennzeichnet, daß das zu spaltende C51 beim raschen Durchleiten durch eineErhitzungszone unter hohem Druck und unter möglichster Beibehaltung seiner flüssigen Form auf Spalttemperatur erhitzt und unmittelbar nach Erreichen der Spalttemperatur durch eine Spaltzone geleitet wird, in welcher ein hoher Druck und eine Spalttemperatur aufrechterhalten werden und in welcher das Öl längere Zeit verweilt.
2. 2. Verfahren nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß die gesamten die Spaltzone verlassenden Produkte unmittelbar oder nach vorheriger Abkühlung unter Druckverminderung in eine Verdampfungszone geleitet werden, wobei der Druck so stark vermindert werder_ kann, daß eine vollständige Verdampfung aller verdampfbaren Anteile eintritt.
3. 3. Ausführungsform des Verfahrens nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Druck nur so weit vermindert wird, daß die anschließende Kondensation der Dämpfe aus dem Verdampfer noch bei überatmosphärischem Druck erfolgen kann.