DE656301C

DE656301C - Process for the decomposition of hydrocarbon oils under pressure

Info

Publication number: DE656301C
Application number: DET40747D
Authority: DE
Original assignee: Texaco Development Corp
Current assignee: Texaco Development Corp
Priority date: 1931-05-19
Filing date: 1932-05-20
Publication date: 1938-02-02

Description

Verfahren zur Druckwärmespaltung von Kohlenwasserstoffölen Das beanspruchte Verfahren stellt eine neue Kombination von Spaltverfahren in der Flüssigkeitsphase und in der Dampfphase dar, bei welchen der Spaltrückstand so schnell aus der Spaltkammer abgezogen wird, daß eine Ansammlung desselben darin vermieden wird.Process for the pressure heat splitting of hydrocarbon oils The claimed Process represents a new combination of cracking processes in the liquid phase and in the vapor phase, in which the fission residue leaves the fission chamber so quickly is deducted so as to avoid its accumulation therein.

Es wurde schon vorgeschlagen, den durch Spaltung entstandenen Rücklauf in einer Heizschlange auf Spalttemperatur zu erhitzen und den erhitzten Rücklauf in eine Spaltzone zu führen, aus der der Rückstand so schnell abgezogen wird, daß eine Ansammlung desselben darin vermieden wird, und aus der die Dämpfe in eine Fraktionierzone abgeführt werden.It has already been suggested that the reflux caused by fission in a heating coil to heat the gap temperature and the heated return to lead into a cleavage zone from which the residue is drawn off so quickly that an accumulation of the same therein is avoided, and from which the vapors are transferred to a fractionation zone be discharged.

Erfindungsgemäß werden bei dem beanspruchten Verfahren die aus der Spaltkammer kommenden, durch Spaltung des Rücklaufs entstandenen Dämpfe in einer Heizschlange auf hohe Temperatur erhitzt und dann in eine zweite Spaltkammer eingeführt, in welche ein kühleres C71, z. B. der Rückstand aus der ersten Spaltkammer, oder frisches Ausgangsöl eingeführt wird.According to the claimed method from the Fission chamber coming, resulting from the splitting of the return vapors in a Heating coil heated to high temperature and then inserted into a second fission chamber, in which a cooler C71, e.g. B. the residue from the first cleavage chamber, or fresh starting oil is introduced.

Das zu spaltende Öl wird erhitzt und in eine oder mehrere Spaltkammern geleitet, aus welchen im wesentlichen die ganze Flüssigkeit abgezogen wird, während die Spaltdämpfe eine gewisse Zeit in der Spaltkammer verbleiben. The oil to be split is heated and passed into one or more split chambers, from which essentially all of the liquid is drawn off, while the crack vapors remain in the split chamber for a certain time.

Das wesentliche Ziel des beanspruchten Verfahrens ist eine gute Ausbeute an hochwertigen klopffesten Motortreibstoffen, ein pechartiger Rückstand, .der nicht mehr in demselben Verfahren weiterbehandelt werden kann, und wenig oder kein Koks und Gas.The main aim of the claimed process is a good yield of high-quality, knock-proof motor fuels, a pitch-like residue, which is not more can be further processed in the same process, and little or no coke and gas.

Arbeitet man nur auf Motortreibstoff und schweren Rückstand, dann wird jeder in der Spaltkammer oder anderweitig im Verfahren anfallende Rückstand in einen unter geringerem Druck stehenden Verdampfer oder in eine selbständig wirkende Destillation.szone oder in einen Destillationskessel geführt, wo die leichteren Anteile, welche in dem Rückstand enthalten sind oder die in der Spaltkammer nicht verdampft worden sind, durch die latente Wärme überdestilliert werden. Der pechartige Rückstand wird aus dem System entfernt. Die niedrigsiedende Fraktion, die in dem Verdampfer anfällt, wird mit dein anderen im Verfahren erzeugten Motortreibstoff vereinigt, während die Gasölfraktion mit dem zu spaltenden Rücklauf nochmals gespalten wird.If you only work on motor fuel and heavy residue, then becomes any residue that arises in the cracking chamber or otherwise in the process into an evaporator under lower pressure or into an independently operating one Distillation zone or into a distillation kettle, where the lighter ones Parts which are contained in the residue or which are not in the cleavage chamber have evaporated, are distilled over by the latent heat. The pitch-like one Residue is removed from the system. The low boiling fraction included in the Evaporator is used with the other engine fuel produced in the process combined, while the gas oil fraction is split again with the return to be split will.

Erfindungsgemäß wird das Ausgangsöl, das eine Gasölfraktion oder ein getopptes Rohöl sein kann, in einer Reaktionskammer in unmittelbaren Kontakt mit heißen Dampfphasenspaltprodukten gebracht, wobei die leichteren Anteile verdampft und die schwereren Anteile gespalten werden. Dämpfe und Rückstand werden voneinander getrennt. IF, sich abscheidende Rückstand wird abgez.or:,= und in einen Verdampfer geleitet, wo er ri k:< Rückstand und in Dämpfe zerlegt wird. Die°' Dämpfe aus der Reaktionskammer werden gewaschen und in eine Fraktionierkolonne geleitet. Die Dämpfe aus dem Verdampfer werden gewaschen und kondensiert und ein' Teil des Kondensats in dieselbe Fraktionierkolonne geleitet, aus der das Endprodukt oben und reiner Rücklauf unten abgezogen wird. Letzterer wird in die Heizschlange geführt. Das darin erhitzte 01 wird in eine oder mehrere Spaltkammern geleitet, aus denen die gebildeten Spaltdämpfe durch eine zweite Heizschlange geführt werden. Die Dampfphasenspaltprodukte werden dann in die Reaktionskammer geleitet, in welche der nicht verdampfte Rückstand aus der bzw. den Spaltkammern sowie auch frisches Ausgangsöl eingeführt wird.According to the invention, the starting oil, which can be a gas oil fraction or a topped crude oil, is brought into direct contact with hot vapor phase cleavage products in a reaction chamber, the lighter fractions being evaporated and the heavier fractions being cleaved. Vapors and residue are separated from one another. IF, the residue that separates out is drawn off or:, = and passed into an evaporator, where it ri k: <residue and is broken down into vapors. The vapors from the reaction chamber are washed and passed into a fractionation column. The vapors from the evaporator are washed and condensed and part of the condensate is passed into the same fractionation column, from which the end product is drawn off at the top and pure reflux is drawn off at the bottom. The latter is fed into the heating coil. The heated in 01 is passed into one or more chambers slit from which the gap formed vapors are passed through a second heating coil. The vapor phase cleavage products are then passed into the reaction chamber, into which the non-evaporated residue from the cleavage chamber or chambers as well as fresh starting oil is introduced.

Die Erfindung wird durch eine Beschreibung an Hand der Zeichnung, welche eine schematische Darstellung ist, erläutert.The invention is illustrated by a description based on the drawing, which is a schematic diagram.

In der Zeichnung ist i ein Ofen, in welchem die Heizschlangen io und ii liegen. 2 und 3 sind Spaltkammern. 4 ist eine Reaktionskammer, 5 ein Verdampfer, 6 eine Fraktionierkolonne, 7 ein Rückflüßkondensator, 8 ein Kondensator und g ein Sammelgefäß.In the drawing, i is an oven in which the heating coils io and ii lie. 2 and 3 are split chambers. 4 is a reaction chamber, 5 is an evaporator, 6 a fractionation column, 7 a reflux condenser, 8 a condenser, and g a Collection vessel.

Bei Beginn des Verfahrens führt man reines (5l durch eine Leitung 12 von einer nicht gezeigten Quelle zu den Heizschlangen io und ii.At the beginning of the process, pure (5l) is passed through a pipe 12 from a source not shown to the heating coils io and ii.

Die Leitung 15 für das Beschickungsöl führt durch den Wärmeaustauseher 16 und 17 des Rückflußkondensators 7 und. der Fraktionienkolonne 6 oder an .den beiden Wärnneaustauschern vorbei (durch entsprechende Einstellung der Ventile 18, 1g, 20 und 21) in das die Dampfphasenspaltprodukte führende Rohr 4o und/oder durch die Zweigleitung 22 in den oberen Teil der Reaktionskammer 4.The line 15 for the feed oil runs through the heat exchanger 16 and 17 of the reflux condenser 7 and. the fraction column 6 or .den past both heat exchangers (by setting the valves 18, 1g, 20 and 21) into the pipe 4o and / or through the vapor phase cleavage products the branch line 22 in the upper part of the reaction chamber 4.

Eine Leitung 25 verbindet .den oberen Teil der Reaktionskammer 4 mit dem unteren Teil der Fraktionierkolonne 6.A line 25 connects the upper part of the reaction chamber 4 with the lower part of the fractionation column 6.

Pumpe 27 zieht den Rücklauf vom Boden der Fraktionißrkolonne 6 .durch Rohr 26 ab und drückt diesen durch Rohr 28 in die Heizschlange io. Ein Zweigrohr 2g führt von Rohr 28 zu dem oberen Teil der Reaktionskammer 4. Rohr 30 führt vom Auslaß der Heizschlange io zu dem oberen Teil der Spaltkammer 2. Ein Rohr 31 verbindet den unteren Teil der Spaltkammern 2 und 3. Die Spaltkammern sind mit Abzugsrohren 32 und 33 für den Spaltrückstand ausgerüstet. Diese Rohre sind mit .der Sammelleitung 34 verbunden.Pump 27 draws the reflux from the bottom of fractionating column 6 through pipe 26 and pushes it through pipe 28 into the heating coil io. A branch pipe 2g leads from pipe 28 to the upper part of the reaction chamber 4. Pipe 30 leads from the outlet of the heating coil io to the upper part of the gap chamber 2 and 33 equipped for the gap residue. These pipes are connected to the collecting line 34.

Leitung 3:5 für die Spaltdämpfe verbindet den. oberen Teil der Spaltkammer 3 mit der izschlange i i, und der Auslaß derselben i:5t mit dem Rohr 4o verbunden, welches zu dem unteren Teil der Reaktionskammer 4 führt. Eine Leitung 41 verbindet die Sammelleitung 34 mit der Leitung 40, in der die Dampfphasenspaltprodukte geführt werden.Line 3: 5 for the cracked vapors connects the. upper part of the fission chamber 3 with the izschlange i i, and the outlet of the same i: 5t connected to the pipe 4o, which leads to the lower part of the reaction chamber 4. A line 41 connects the collecting line 34 with the line 40, in which the vapor phase cleavage products are conducted will.

Eine Leitung 42 führt vom Boden der Reaktionskammer 4 in die Sammelleitung 34, und ein Verbindungsrohr 43 ist zwischen der Sammelleitung 34 und dem unteren Teil des Verdampfers 5 angebracht. Das Abzugsrohr 44 führt von dem Boden des Verdampfers 5 in die Sammelleitung 34.A line 42 leads from the bottom of the reaction chamber 4 into the collecting line 34, and a connecting pipe 43 is between the manifold 34 and the lower one Part of the evaporator 5 attached. The exhaust pipe 44 leads from the bottom of the evaporator 5 into the manifold 34.

Eine Leitung 5o für die dampfförmigen Produkte führt durch einen Kondensator 51 und Leitung 52 durch die Pumpe 53, die die Kondensate durch die Leitung 54 in den Mittelteil der Fraktionierkolonne 6 drückt.A line 5o for the vaporous products leads through a condenser 51 and line 52 by the pump 53, which the condensates through the line 54 in the middle part of the fractionation column 6 presses.

Eine Leitung 6o und eine Rückflußleitung 61 verbinden den oberen Teil der Fraktionierkolonne 6 mit dem RückflußkondensatOr 7. Leitung 62 führt von den oberen Teil des Rückflußkondensators 7 in den letzten Kondensator B. Die Auslaßleitung 63 verbindet den Kondensator 8 mit dem Sammelgefäß g; letzteres hat einen Flüssigkeitsablaß 64 und einen Gasabzug 65.A line 6o and a return line 61 connect the upper part the fractionation column 6 with the reflux condenser 7. Line 62 leads from the upper part of the reflux condenser 7 into the last condenser B. The outlet pipe 63 connects the condenser 8 to the collecting vessel g; the latter has a liquid drain 64 and a gas vent 65.

In einer Ausführungsform des Verfahrens wird reines Gasöl von einer nicht gezeichneten Quelle in die Heizschlangen gepumpt, um das Verfahren in Gang zu bringen, und sodann auf das Ausgangsöl, welches eine Gas-3Ifraktion oder getopptes Rohöl sein kann, umgeschaltet. Das Ausgangsöl wird dann durch die Wänneaustausclrer 16 und 17 geleitet und in zwei Ströme getrennt, von denen der eine in die die Dampfphasenspaltprodukte führende Leitung 40 geführt wird, während der andere in den oberen Teil der mit einer Reihe von Prallplatten ausgestatteten Reaktionskammer 4 durch die Leitung 2-9 geführt wird.In one embodiment of the method, pure gas oil is from a Source not shown is pumped into the heating coils to get the process going to bring, and then to the starting oil, which is a gas 3Ifraktion or topped Crude oil can be switched. The starting oil is then passed through the heat exchangers 16 and 17 and separated into two streams, one of which into the vapor phase fission products leading line 40 is guided, while the other in the upper part of the with a series of baffle-equipped reaction chamber 4 through the conduit 2-9 is performed.

Die Dampfphasenspaltprodukte aus der Heizschlange i i haben eine Temperatur von ungefähr 54o° und werden durch eine einstellbare Menge von kälterem Ausgangsöl, das in die Leitung 40 geführt wird, und auch durch die nicht verdampften Rückstände der Spaltkammern 2 und 3, welche durch die Leitung 41 eingeführt werden, abgeschreckt. Der nicht verdampfte Rückstand, der eine Temperatur von ungefähr 45o° hat, ist heißer als das Ausgangsöl, aber kälter als die heißen Dampfphasenspaltprodukte. Durch das Abschrecken wird die Temperatur des Dampfphasenspaltproduktes genügend herabgesetzt, um die Geschwindigkeit der Spaltreaktion herabzumindern, so .daß im wesentlichen kein Koksgebildet und in der Reaktionskammer 4 abgesetzt wird. Die Temperatur ist aber hoch genug, um ein Spalten der schwereren Bestandteile des Ausgangsöls zu ermöglichen und die Verdampfung der gespaltenen Anteile, der leichteren Gasölfraktion des Ausgangsöls und des leichten Anteiles des nicht verdampften Rückstandes aus den Spaltkammern 2 und 3 zu bewirken.The vapor phase cleavage products from the heating coil i i have a temperature of about 54o ° and are achieved by an adjustable amount of colder starting oil, which is passed into line 40, and also through the non-evaporated residues of the fission chambers 2 and 3 introduced through the line 41, quenched. The non-evaporated residue, which has a temperature of around 45o °, is hotter than the starting oil, but colder than the hot vapor phase fission products. By the Quenching, the temperature of the vapor phase fission product is reduced sufficiently, around to reduce the rate of the cleavage reaction, so .that essentially no Coke is formed and deposited in the reaction chamber 4. The temperature is however high enough to allow the heavier constituents of the starting oil to break down and the evaporation of the split fractions, the lighter gas oil fraction of the starting oil and the light portion of the non-evaporated residue from the fission chambers 2 and 3 to effect.

Das Gemisch der heißen Dämpfe, die in der Reaktionskammer 4 aufsteigen, begegnet dein -Strom des frischen Ausgangsöls, das in dem oberen Teil der Reaktionskammer eingeführt wird und dabei gespalten und verdampft wird.The mixture of hot vapors rising in the reaction chamber 4 encounters your stream of fresh starting oil, which is in the upper part of the reaction chamber is introduced and is split and evaporated in the process.

Um die Temperatur der Dämpfe in dem unteren Teil der Raaktionskammer 4 zu regulieren., kann die Menge des frischen Ausgangsöls, das in die Leitung 4o oder in den oberen Teil der Reaktionskammer 4 eingeleitet wird, durch Einstellung der Ventile in den Leitungen 15 und 22 beliebig geregelt werden.About the temperature of the vapors in the lower part of the reaction chamber 4., The amount of fresh starting oil that is in the line 4o or is introduced into the upper part of the reaction chamber 4 by adjustment the valves in lines 15 and 22 can be controlled as required.

Der Teil des frischen Ausgangsöls, der in den oberen Teil der Reaktionskammer 4 geleitet wird und über die angeordneten Prallplatten herunterfließt und der durch die heißen aufsteigenden Dämpfe erhitzt wird, ist milderen Spaltbedingungen ausgesetzt als der Teil, der durch die Leitung 40 eingeführt wird. Die Temperatur ist aber hoch genug, um eine ausreichende Spaltung und Verdampfung des Ausgangsöls hervorzurufen.The portion of the fresh starting oil that is in the upper part of the reaction chamber 4 is passed and flows down over the arranged baffle plates and through the hot rising vapors is heated, is exposed to milder fission conditions than the part introduced through the conduit 40. The temperature is however high enough to cause sufficient cleavage and evaporation of the starting oil.

Die Dämpfe, die teeiige Bestandteile mechanisch mitreißen können, werden mit einem Teil Rücklauföl, das durch Leitung 29 auf die obersten Prallplatten aufgegeben wird, gewaschen.The vapors that can mechanically entrain particulate constituents, are with part of the return oil, which through line 29 on the uppermost baffle plates abandoned, washed.

Die gewaschenen Dämpfe, die die Reaktionskammer 4 oben verlassen, werden durch Leitung 25 der Fraktionierkolonne 6 zugeführt, wo sie der üblichen Fraktionierung unterworfen werden.The washed vapors leaving the reaction chamber 4 at the top, are fed through line 25 of the fractionation column 6, where they are the usual Be subjected to fractionation.

Der Rückstand der Reaktionskammer 4 wird in den Verdampfer 5, der unter beträchtlich vermindertem Druck von ungefähr 0,7 at steht, geführt. Die leichteren Bestandteile, z. B. die Gasöl- und die Benzinfraktion., werden dabei durch die latente Wärme überdestilliert. Der Rückstand, der von allen niedrigsiedenden Bestandteilen, die in dem Verfahren weiterbehandelt werden können, befreit ist, wird durch Leitung 44 abgezogen. Die Dämpfe werden in dem oberen Teil des Verdampfers gewaschen, zu welchem Zweck ein Teil der Kondensate aus den Dämpfen selbst verwendet wird. Der restliche Teil des Kondensats wird in die Mitte der Fraktionierkolonne 6 gepumpt, wo er zusammen mit den Dämpfen aus der Reaktionskammer 4 unter dein in der Fraktionierkolonne 6 herrschenden hohen Druck fraktioniert wird.The residue of the reaction chamber 4 is in the evaporator 5, the is under considerably reduced pressure of about 0.7 at. The lighter ones Components, e.g. B. the gas oil and gasoline fraction., Are thereby by the latent Heat distilled over. The residue, which from all low-boiling components, that can be further treated in the process is exempted by conduction 44 deducted. The vapors are washed in the upper part of the evaporator, too what purpose some of the condensates from the vapors themselves are used for. Of the the remaining part of the condensate is pumped into the middle of the fractionation column 6, where it together with the vapors from the reaction chamber 4 under your in the fractionating column 6 prevailing high pressure is fractionated.

Der Flüssigkeitsstand des Rücklaufes in der Fraktionierkolonne 6 wird niedrig gehalten.The liquid level of the reflux in the fractionation column 6 is kept low.

Der Rücklauf, der mit einer Temperatur von ungefähr 400° aus der Fraktionierkolonne abgezogen wird, wird schnell durch die Heizschlange io, in der die Temperatur auf ungefähr 49o° erhöht wird, geschickt und wird in die erste von zwei hintereinandergeschalteten Spaltkammern geschickt, in der er einer Spaltung bei niedrigem Flüssigkeitsstand unterworfen wird, wobei ein Druck von ungefähr 28.at aufrechterhalten wird. Der Flüssigkeitsstand in diesen Spaltkammern wird möglichst niedrig gehalten, d. h. es wird nur so viel Flüssigkeit darin belassen, um einen F-lüssigkeitsabschluß zu gewährleisten, damit keine Dämpfe ausströmen können. Die Spaltdämpfe werden von der ersten der zwei Spaltkammern durch das Rohr 31 in die zweite Spaltkarmner 3 geführt. Die von Flüssigkeit und kohlearti.gen Teilchen befreiten Spaltdämpfe werden in die Dampfphasenspaltschlange i i geführt, in der die Temperatur auf ungefähr 54o° erhöht wird.The reflux, which is at a temperature of approximately 400 ° from the fractionating column is withdrawn, is quickly through the heating coil io, in which the temperature is on is raised about 49o °, and is sent in the first of two series-connected Fission chambers sent, in which it splits when the liquid level is low is subjected, maintaining a pressure of about 28.at. Of the The liquid level in these gap chambers is kept as low as possible, i.e. H. only enough liquid is left in it to seal off the liquid ensure that no vapors can escape. The fumes are from the first of the two split chambers through the pipe 31 into the second split arm 3 guided. The fission vapors are freed from liquid and carbon-like particles led into the vapor phase gap coil i i, in which the temperature is reduced to approximately 54o ° is increased.

Die Dampfphasenspaltprodukte, die die Heizschlange i i verlassen, werden zu der Reaktionskammer d. geführt und auf dein Wege zu derselben mit einem Teil des frischen Ausgangsöls und dem Rückstand, welcher von den Spaltkammern 2 und 3 abgezogen wird, abgeschreckt.The vapor phase fission products leaving the heating coil i i become the reaction chamber d. led and on your way to it with one Part of the fresh starting oil and the residue, which from the split chambers 2 and 3 is withdrawn, quenched.

Eine Druckverminderung tritt während des Durchganges der Dämpfe durch die IIeiZ-schlange ein, aber es ist wünschenswert, den Druck in der Reaktionskammer 4 und in der Fraktionierkolonne 6 möglichst nahe bei 28 at zu halten.A pressure reduction occurs during the passage of the vapors the IIeiZ serpentine, but it is desirable to control the pressure in the reaction chamber 4 and in the fractionating column 6 as close as possible to 28 at.

Wird entsprechend den angegebenen Bedingungen gearbeitet, so kann iin wesentlichen das gesamte Ausgangsöl, mit Ausnahme der Bestandteile, welche leicht in Koks und Gas zerfallen, in der Dampfphase behandelt werden. In der Reaktionskammer 4 «-erden nur die weniger widerstandsfähigen Anteile des Ausgangsöls gespalten.If the specified conditions are used, then Essentially all of the starting oil, with the exception of the constituents which are light disintegrate into coke and gas, treated in the vapor phase. In the reaction chamber 4 «- only the less resistant parts of the starting oil are split.

Claims

PA TLNTANsrRÜ CIIR i. Process for the pressure-heat cracking of hydrocarbon oils, in which the return flow formed during fractionation: the cracking products generated in a reaction chamber is heated again to cracking temperature in a heating coil, then passed into one or more cracking chambers, the cracking residue being drawn off so quickly that a Accumulation of the same in the gap chamber or chambers is avoided, characterized in that the vapors coming from .der or the gap chambers are heated in a heating coil to a relatively high gap temperature and then introduced into a reaction chamber, in which a relatively cooler 01, e.g. B. residue from the gap or chambers, or fresh oil is introduced.

2. The method according to claim i, characterized in that .the cooler additional oil into the stream of vapor phase cleavage products going to the reaction chamber will.

3. The method according to claim i and z, characterized in that the starting oil is introduced into the upper part of the reaction chamber to remove the vapors therein dephlegmate. q ..

Method according to claims i to 3, characterized in that the vapors in the reaction chamber are washed with part of the reflux, before they are fed into the fractionation column.

5. The method according to the claims i to 4., characterized in that the residue that comes from the reaction chamber is withdrawn, expanded in an evaporator at lower pressure will.