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Vorrichtung zur Druckwärmespaltung von Kohlenwasserstoffölen Bei den
Verfahren der Druckwärmespaltung hat in den letzten Jahren die Spaltung von Kohlenwasserstoffölen
in Rohren an Bedeutung zugenommen. Eine große Anzahl von Verfahren zur Druckwärmespaltung
von Kohlenwasserstoffölen verwendet Röhrenöfen zur Spaltung der Öle. Die Erscheinungen,
welche die Aufspaltung solcher Öle begleiten, erfordern nun eine besonders gleichmäßige
Erhitzung. Es ist nun seit langem bekannt, daß man eine gleichmäßige Erwärmung erzielen
kann, wenn man als Beheizungsmittel oder als Wärmeüberträgerin eine Metallschmelze
wählt. Die Verwendung einer solchen Schmelze bietet einen doppelten Vorteil. Einerseits
wird die dem direkt beheizten Außenbehälter zugeführte Wärme infolge der metallischen
Leitung, welche in der Schmelze besteht, sehr rasch nach den zu beheizenden Rohren
abgeführt;- anderseits hat die Schmelze den Charakter einer Flüssigkeit und unterliegt
daher der Wärmebewegung, d. h. der Wärmetransport vollzieht sich außerdem auch durch
die Flüssigkeitsbewegung (Konvektion). Dieser doppelte Effekt begründet die günstige
Wirkung des Metallbades.
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Bei den Metallbädern, welche zur Erhitzung an Rohren dienen, tritt
eine besondere Schwierigkeit auf. Die Einrichtungen, welche mit Hilfe eines Metallbades
arbeiten, müssen, um im Wettbewerb wirtschaftlich bestehen zu können, einen großen
Durchsatz zulassen, d. h. es muß möglich sein, dem zu erhitzenden Gut durch die
geschmolzene Metallmasse eine erhebliche Wärmemenge in der Zeiteinheit zuzuführen.
Dies scheitert aber daran, daß zur Beheizung, also zur Zuführung der Wärmeeinheiten,
nur die Außenfläche des Behälters zur Verfügung steht, in dem sich das Metallbad
befindet; da diese Fläche nur klein ist, sind auch dem Wärmedurchgang Schranken
gesetzt, weil man das Temperaturgefälle zwischen Außenfläche und Innenraum nicht
beliebig steigern kann. Eine besonders einfache Lösung dieser Aufgabe besteht nun
darin, daß das Verhältnis der Oberfläche des äußeren Behälters zu dem Volumen des
Metallbades beträchtlich vergrößert wird, indem man als Behälter für das Metallbad
ein langes, schmales und röhrenförmiges Gefäß wählt. Dadurch ist erreicht, daß die
Oberfläche des Metallbadbehälters sehr beträchtlich zunimmt, während gleichzeitig
das Volumen des geschmolzenen Metalls sich nicht verändert, ja eher noch abnimmt.
Nunmehr ist aber der Wärmedurchgang wesentlich günstiger, da bei gleichem Wärmedurchtritt
pro Flächeneinheit insgesamt ein viel größerer Wärmedurchtritt zu dem zu spaltenden
Gut erreicht wird.
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In diesem Gefäß ist nun die ölführende Rohrschlange eingebaut, und
zwar so, daß sie von der Wandung des Behälters nur geringen Abstand hat. Die einzelnen
Windungen der Schlange liegen nahe aneinander. Die Schlange kann, sofern Platz vorhanden
ist, unten umkehren und im Innern der ersten Windungsreihe nochmals emporsteigen,
um
den Zwischenraum, der innerhalb der ersten W indungsrehe äffen
-bleibt;-_möglichst vollständig auszufüllen. Wenn es der Rohrquerschnitt erlaubt,
-können noch weitere Windungen verlegt werden, immer von dem Gesichtspunkt ausgehend,
daß der freie Raum, der zur Verfügung steht, möglichst vollständig von den Rohrschlangen
in Anspruch genommen wird.
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Es hat sich nun gezeigt, daß eine solche Vorrichtung besonders zur
Druckwärmespaltung naphthenreicher und deshalb schwer spaltbarer Kohlenwasserstofföle
geeignet ist, wenn man sie so ausbildet, daß die Öle nach dem Durchlaufen der Rohrschlangen
noch eine gewisse Zeit unter der Einwirkung des Druckes erhalten werden. Man läßt
dazu die Öle in einem größeren Raum ansammeln und unterbricht die hohe Strömungsgeschwindigkeit,-
die in den Rohren herrscht. Man erreicht dadurch, daß bei schwer spaltbaren, naphthenreichen
Ölen die Nachreaktion eintreten und ablaufen kann.
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Erfindungsgemäß wird dazu das oben beschriebene lange, schmale und
röhrenförmige Gefäß als Autoklav ausgebildet, daß die beschriebenen Rohre in möglichster
Raumausnutzung innerhalb des Behälters verteilt werden, und zwar entweder in Form
von Schlangen, die gegebenenfalls mehrere Windungsreihen bilden können, öder auch
in Form auf-und absteigender Rohre, die ihrerseits wieder in mehreren Mantelreihen
angeordnet sein können, daß aber diese Rohre, in denen das Öl strömt, innerhalb
des unter Druck befindlichen Behälters knapp oberhalb des Bleispiegels enden. Abb.
i und 2 machen dies ersichtlich. Das Öl sammelt sich somit an der Oberfläche des
Metallspiegels an, wo es seine Strömungsgeschwindigkeit aufgibt und eine Zeitlang
verweilt. Die Verweildauer kann durch die Eintauchtiefe des Rohres bestimmt werden,
das zur Abführung der Reaktionsprodukte aus dem Raume oberhalb des Metallspiegels
dient.
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Zur Erzielung eines günstigen Ergebnisses muß die Rohrlänge mit der
Pumpenleistung in einem bestimmten Zusammenhang stehen. Ebenso sind bei gegebenen
Geschwindigkeiten ganz bestimmte Rohrlängen erforderlich, die jeweils durch Versuch
festgelegt werden müssen. Das 01 kann vor Einführung in die beschriebene
Vorrichtung gegebenenfalls noch einer entsprechenden Vorwärmung unterzogen werden.