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Verfahren und Vorrichtung zur Gewinnung von Kohlenwasserstoffölen
aus Ölschiefer, Kohle o. dgl. Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung
für die Behandlung von Ölschiefer, Kohle und ähnlichen Stoffen, zum Zwecke, große
Mengen von Öl und Benzin, deren obere Siedegrenze bei der Engler-Destillation in
der Nähe von 235° C liegt, in wirtschaftlicher Form zu erhalten.
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Es gibt bereits ähnliche Verfahren, bei welchen die unter dem Einfluß
des Dämpfedruckes stehenden Dämpfe durch starkes Erhitzen in der Retorte geknackt
und dann in einem Verdichter verflüssigt werden, während die nicht verdichtbaren
Gase zu einem Gassammler abgeleitet werden. Die Druckerzeugung erfolgt dabei in
der Weise, daß man die Retorte als Autoklav ausbildet, wodurch die ganz schweren
Anteile, wie Paraffin, so gut wie vollständig geknackt werden. Dagegen ist es dabei
nicht möglich, die niedrigsiedenden mittelschweren Anteile zu zerlegen, da sie von
den leichteren mitgerissen werden. Die Ausbeute an solchen wertvollen bis etwa 12o°
C siedenden Anteilen, wie Benzin, übersteigt daher selten 25 °/o. Der Zweck der
Erfindung ist, die Ausbeute an diesen Anteilen wesentlich zu erhöhen, was dadurch
erreicht wird, daß ein Teil der Dämpfe vor dem Zutritt zu dem Verdichter durch Kühlung
zum Rückfluß in die Retorte v eranlaßt wird. Man kann dabei die Vorverdichtung der
schwereren, d. h. mittelschweren Anteile dadurch bewirken und steuern, daß man die
Dämpfe in der Retorte demselben Arbeitsdruck wie die aus dem Verdichter austretenden,
nicht v erdichtbaren Gase unterwirft und durch eine entsprechende Druckeinstellung
dieser Gase die Dämpfe, bevor sie zum Verdichten zutreten können, auf unveränderlicher
Temperatur hält, welche gerade ausreicht, um die schwereren Anteile zum Verdichten
und zum Rückfließen in die Retorte zu bringen.
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Die Zeichnung veranschaulicht eine beispielsweise Ausführungsform
einer Anlage zur Ausführung des Verfahrens schematisch.
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Der Ölschiefer wird zwecks Gewinnung von Schieferöl durch die unmittelbare
Behandlung in einer einfachen Destillieranlage in einem Destillationskessel oder
einer Retorte 5 erhitzt, welche oberhalb der Feuerung 6 Aufnahme findet. 7 ist der
Aschkasten und g der Abzugskanal für die Brenngase, welcher zu dem Schornstein 9
führt. Die Retorte ist mit einem Sicherheitsventil io und einem Manometer ii versehen.
12 ist eine nach aufwärts ragende Rückflußsäule, durch welche das Destillat in den
Verdichter 13 gelangt. Der Verdichter i3
kann von geeigneter
Gestalt sein, und zwar als ein durch die Außenluft oder Oberflächenwärmeaustausch
gekühltes Rohr ausgebildet sein, und führt zu einer Destillatvorlage 14;' in: welcher
die verdichtbaren Anteile des Destillats gesammelt werden, während die nicht verdichtbaren
Gase durch ein mit Druckminderventil 15 versehenes Rohr zu einem Gaswäscher 16 gelangen,
bevor sie zu dem Gassammler 17 geführt werden.
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In einigen Fällen ist es notwendig, den Schiefer zunächst in einen
geschlossenen Mantelbehälter 18 einzuschließen und diesen letzteren in der Retorte
5 anzuordnen. Der Behälter 18 kann ein feuerfestes Futter enthalten, um das Anhaften
der verkohlten Rückstände an seinen Wandungen oder an der Tür der Retorte zu verhüten.
Ferner kann eine Lage von Koks oder Asche i9 in der Nähe der Entladungstür 2o der
Retorte 5 angebracht ,v erden.
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Das vorliegende Verfahren zum Destillieren von Schiefer, Kohle und
ähnlichem vereinigt zu einem einzigen Arbeitsgang das Kracken, das Umwandeln und
teilweises Raffinieren des Destillats. Beim Betrieb gelangt das aus schwereren und
leichteren Anteilen bestehende flüchtige Destillat zu der Rückflußsäule, in der
diese Anteile getrennt «erden. Die schwereren Anteile werden aber an den Eintrittsstellen
dieser Säule verdichtet und fließen zu der Retorte zurück, während die leichteren
Anteile, welche im dampfförmigen Zustande verbleiben, zu dem Verdichter gelangen
und nach dem Verdichten in der Vorlage 14 gesammelt werden, wobei das nicht v erdichtbare
Gas durch das Druckminderventil 15 und dann durch einen Gaswäscher zu dem Gassammler
gelangt.
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Damit die Zerlegung in Anteile in der verhältnismäßig kurzen Rückflußsäule
12 wirksam durchgeführt werde, werden die Dämpfe in der Retorte auf demselben Druck
wie die aus dem Verdichter 13 austretenden, nicht verdichtbaren Gase gehalten und
stehen vor dem Zutritt zum Verdichter 13 durch zweckmäßige Druckeinstellung dieser
Gase unter unveränderlicher, die Vorv erdichtung der schwereren Anteile und deren
Zurückfließen zu der Retorte bewirkender Temperätur.
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Mit anderen Worten arbeitet das Verfahren so, daß man den Arbeitsdruck
steigert gegenüber demjenigen, der vorhanden wäre, wenn man die Gase nach dem Durchgang
durch den Verdichter 13 frei entweichen lassen und zu dein Gassammler 17 ohne weiteres
führen würde. Dies wird bewirkt, indem man die nicht verdichtbaren Gase zu der Destillatvorlage
14 führt, die geschlossen ist und einen Flüssigkeitsraum sowie einen Gasraum enthält.
Die Höhe der Flüssigkeitssäule oberhalb der Mündung des Verdichtungsrohres 13 läßt
sich durch das links sichtbare Übergußventil regeln, so daß der hydrostatische Druck
auf die aus dem Rohr 13 austretenden Gase ufd Dämpfe durch das genannte Ventil regelbar
ist. Andererseits ist die Flüssigkeit in 'der Destillatvorlage 14 dem Druck der
sich ansammelnden, nicht verdichtbaren Gase ausgesetzt, welcher durch das z. B.
federbelastete Druckminderventil 15 regelbar ist. Durch eine Einstellung des übergußventils
links von der Vorlage 14 und des Druckminderventils 15 läßt sich somit der Druck
im Verdichter 13 beliebig steuern und somit auch der davon in unveränderlichem Verhältnis
abhängige Arbeitsdruck in der Rückflußsäule i2, welche mit gesättigten Dämpfen dauernd
ausgefüllt ist, auf einer bestimmten Höhe halten. Bei gesättigten Dämpfen ist aber
bekanntlich die Temperatur des Dampfes nur eine Funktion des jeweiligen Druckes.
Es ist ersichtlich, daß der Zweck der Erfindung darin besteht, die Dämpfe in dem
Rückflußkühler auf einer bestimmten Temperatur zu.halten, um nur die gewünschten
Anteile zum Verdichter 13 übertreten zu lassen, die schwereren dagegen zurück in
die Retorte zu leiten. Der Arbeitsdruck wird dabei, da stetige Verdichtungen vor
sich gehen, hauptsächlich durch die nicht verdichtbaren Gase aufrechterhalten. Belastet
man deren Auspuffstelle in irgendeiner Weise bzw. drosselt sie in regelbarem Betrag,
so läßt sich der Arbeitsdruck auf bestimmter Höhe unveränderlich halten, indem man
z. B. im . dargestellten Ausführungsbeispiel die Flüssigkeitssäule im Behälter 14
und das Druckminderventil 15, das den Gasdruck im Behälter 14 regelt, beliebig einstellt.
Dieser Arbeitsdruck wird nun so eingestellt, daß der Siedepunkt der schwereren Anteile
erhöht wird oder, mit anderen -Worten, die Vorverdichtung dieser schweren, noch
nicht geknackten Dämpfe im Kühler 12 erleichtert wird.
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Die schwereren Anteile des Destillats, welche zu der Retorte zurückgeflossen
sind, werden der Wärine und dem Überdruck nochmals ausgesetzt und geknackt bzw.
in leichtere Anteile verwandelt, welche nunmehr zu dein Verdichter und dann zu der
Vorlage gelangen.
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Es ist ersichtlich, daß die Länge der Rück~-flußsäule eine wesentliche
Rolle für die Beschaffenheit des Erzeugnisses spielt, welches zu dem Verdichter
nachträglich hinzutreten kann. Das anfallende Gas kann als Heizquelle zum Destillieren
und Raffinieren in entsprechenden Retorten verwendet werden.