DE667743C - Verfahren zur Umwandlung von Kohlen, Teeren, Mineraloelen u. dgl. - Google Patents

Description

• Verfahren zur Umwandlung von Kohlen, Teeren, Mineralölen u. dgl. Bei der Behandlung von Kohlearten, Teeren, Mineralölen und .deren Destillations- oder Umwandlungsprodukten mit Wasserstoff bei erhöhter Temperatur und unter Druck zwecks Gewinnung wertvoller flüssiger Produkte ist bereits an anderer Stelle erwähnt, die Ausgangsstoffe, nämlich den Wasserstoff sowie die zu behandelnden Stoffe, bevor sie in das Reaktionsgefäß gelangen, getrennt einer Vorerhitzung zu unterwerfen; jedoch können hierbei, besonders bei kohleartigen Produkten, oerschiedentliche Nachteile auftreten, die z. B. durch lokale Überhitzung und dadurch bedingte kohlehaltige Ablagerungen verursacht «erden, wodurch die Wärmeübertragung der Metallwand auf das Reaktionsgut verhindert iv i rd.
• Man kann Kohlen, gegebenenfalls mit Öl angeschlämmt, Teere, Mineralöle u. dgl., gegebenenfalls zusammen mit Wasserstoff unter Druck, ohne die erwähnten Nachteile einer Umwandlung in der Hitze unterwerfen, wenn man die Energiezufuhr und die Wärmeaufnahme der Ausgangsstoffe bis zum Erreichen der Reaktionstemperatur durch besondere Maßnahmen allmählich vermindert, so daß bei Annäherung .der Temperatur des Reaktionsgutes an die Reaktionstemperatur, z. B. 4.5o bis Soo° C, unterhalb derselben eine größere Temperaturdifferenz als :2o' C zwischen Gefäßwandung und Reaktionsgut vermieden wird. Man kann die Temperatur des Heizmediums (z. B. der Flammengase hierbei wesentlich höher wählen, als der Reaktionstemperatur entspricht, wenn man z. B. durch die Strömungsgeschwindigkeit der Reaktionsstoffe dafür sorgt, daß die erwähnte Temperaturdifferenz nicht überschritten wird. Als besondere Maßnahmen zu der oben gekennzeichneten Regelung der Energiezufuhr und der Wärmeaufnahme kommen beispielsweise folgende in Betracht: Bei der Benutzung von Heizgasen unter gewöhnlichem Druck und Vorerhitzung der zu behandelnden Stoffe in mit dem Reaktionsgefäß, in dem eine Druckhydrierung oder ein Kracken stattfindet, direkt verbundenen Rohren werden die Heizgase z. B. derart geführt, :daß die aufzuheizenden Stoffe zunächst der Einwirkung der heißesten zu Gebote stehenden Heizgase ausgesetzt werden. Auch kann man durch geeignete Regelung der Strömungsgeschwindigkeit der Heizgase bewirken, daß der Wärmeübergang kurz nach dem Eintritt der aufzuheizenden Stoffe in den Vorheizapparat größer ist als später, wenn bereits stark vorerwärmte Stoffe vorliegen. Dies läßt sich beispielsweise durch bestimmte Anordnung der Vorheizrohre und durch geeignete Führung der Heizgase,, die ganz oder teilweise im Gleichstrom erfolgen kann, erzielen, wobei die Strömungsgeschwindigkeit der Heizgas der gewünschten abnehmenden Intensität-Wärmeaufnahme des Produktes proportig ist.
• Es wurde nun festgestellt, daß es hierbei erforderlich ist, die Vorheizrohre mit Vorrichtungen zu versehen, die den Wärmeübergang zwischen Heizgas und Wandung in der gewünschten Weise regeln. . Dies wird dadurch erreicht, daß man die Rohre mit Rippen umkleidet, deren wirksame Fläche allmählich .bis zu dem Rohrteil abnimmt, -an dem die Wärmeaufnahme nur noch sehr gering sein soll.
• Zur Ausführung der Vorheizung kohlenstoffhaltiger Stoffe unter Druck, z. B. bei anschließender Druckhydrierung, wobei der Wasserstoff schon zusammen mit den zu behandelnden Stoffen in die Vorheizvorrichtung eingeführt wird, ist dafür Sorge zu tragen, daß das Material der Apparateteile, in denen die Reaktionsstoffe der Wärmebehandlung ausgesetzt werden, widerstandsfähig gegen erhöhten Druck und Angriffe .der wasserstoffhaltigen Gase und Schwefelverbindungen ist. Um diesen Ansprüchen zu genügen, ist es besonders vorteilhaft, die den hohen Temperaturen ausgesetzten Teile der Apparatur aus einen Spezialstahl mit etwa 5 °/o Chrom oder mehr herzustellen bzw. damit zu überziehen. Dieses Material ist außerdem gegenüber etwa auftretenden Temperaturschwankungen verhältnismäßig unempfindlich.
• Das vorliegende Verfahren sei durch die beiliegenden Abbildungen noch näher erläutert. In Fig. z bedeutet a das Mauerwerk eines Heizraumes, der durch eine aus feuerfestem Material bestehende Platte c in zwei Teile geteilt ist. In dem oberen Teil b, der als Feuerraum dient, ist die Heizgas- und Luftzuführung angeordnet, während der untere Teil d die Vorheizschlange enthält (vgl. auch den durch Fig. Z dargestellten Querschnitt). Die der Reaktion zu unterwerfenden Stoffe, z. B. ein Gemisch aus Braunkohlenschwelteer und Wasserstoff, werden bei 1z unter Zoo at Druck in .die Vorheizschlange eingeführt. In dieser strömen sie in der gleichen Richtung wie das Heizgas, nämlich von oben nach unten, durch den Heizraum. Die etwa 65o° C heißen Heizgase bestreichen also zuerst den Teil der Schlange, der von den kalten Stoffen durchflossen wird. Diese Rohrschlange ist mit Rippen versehen, deren Zahl pro Längeneinheit sich erfindungsgemäß nach unten ständig vermindert. Die Heizgase werden bei e von einem Ventilator angesaugt und dem Feuerraum bei g wieder zugeführt; der Überschuß ;^'lesGases kann bei f abgelassen werden. Bei °dieser Anordnung nimmt die am oberen Ende ;er Rohrschlange erhebliche Differenz zwi= ' sehen der Temperatur der Wandung der Rohrschlange und der Temperatur der in der Schlange herabfließenden Stoffe im Sinne der Strömungsrichtung ab, bis sie weniger als 2o° C beträgt. Am unteren Ende der Schlange weisen die der Reaktion zu unterwerfenden Stoffe eine Temperatur von ungefähr 5oo° C auf. Die Stoffe verlassen die Vorbeizschlange bei i und werden einem daran angeschlossenen Reaktionsofen zugeführt. Der Wärmeübergang läßt.sich ferner durch Veränderung der Strömungsgeschwindigkeit der Heizgase regulieren.
• In welcher Weise die Temperatur der Wandung gemessen wird, ist aus den Fig. g und q. ersichtlich. Gemäß der erstgenannten Figur ist ein Thermoelement A mittels einer Schelle B auf die zu messende Rohrwandung aufgepreßt. Das Thermoelement besteht aus einem Eisen-, C, und einem Konstantandraht D. Jeder Draht befindet sich in einem Porzellanrohr. E, das mit einem Asbestschlauch F umgeben ist.
• Eine andere Ausführungsform zeigt die Fi.g. q., bei der die Enden beider Drähte C und D in die Rohrwandung eingelassen und verlötet sind. Zur Isolation der Drähte bis zu dem Porzellanrohr E sind diese mit Porzellanperlen G versehen.

Claims (1)

1. PATENTANSPRUCH Verfahren zur Umwandlung von gegebenenfalls mit Öl angeschlämmten Kohlen, Teeren, Mineralölen u. dgl. in der Hitze, gegebenenfalls unter Verwendung von Wasserstoff unter Druck, wobei unter Anwendung eines Heizmittels von wesentlich höherer Temperatur als der Reaktionstemperatur die Wärmezufuhr und Wärmeaufnahme der Ausgangsstoffe bis zum Erreichen der Reaktionstemperatur allmählich vermindert wird, dadurch gekennzeichnet, daß mit Rippen versehene Heizrohre verwendet werden, bei denen die Oberfläche der Rippen allmählich derart abnimmt, daß bei Annäherung der Temperatur des Reaktionsgutes an die Reaktionstemperatur eine Temperaturdifferenz von höchstens 2o° zwischen Gefäßwandung und Reaktionsgut erreicht wird.