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Verfahren zur fraktionierten Destillation von rohen Erdölen oder anderen
Kohlenwasserstoffen Vom Erfinder wurde schon seit längerer Zeit darauf hingewiesen,
daß man in einem auf Flüssigkeitsgemische wirkenden und ununterbrochen arbeitenden
Rektifiziei-ungsapparat außer dem oben aus ,der Kolonne abgehenden Destillat und
der unten abgezogenen Rückstandsflüssigkeit gleichzeitig noch mehrere Fraktionen
erhalten kann. Es hat sich gezeigt, daß diese weiteren Fraktionen sich hauptsächlich
aus den von bestimmten Kolonnenböden zurückfließenden Flüssigkeiten, nicht aber
aus ihrem Dampf herleiten.
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Diese so abgezogenen Flüssigkeiten liefern niemals so homogene Produkte
wie das Produkt, das man oben aus der Kolonne erhalten kann.
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Dies zeigt sich noch klarer beider-Fraktionierung von Rohölen, die
j a bekanntlich eine große Anzahl von zwischen 6o und 3q.0° siedenden Verbindungen
enthalten.
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Der Handel verlangt heute Kohlenwasserstofffraktionen mit engen Siedegrenzen,
während die Destillation der von den Kolonnenböden abgezogenen Produkte zwischen
Anfang und Ende der Destillation meistens Siedepunktunterschiede von mehr als 4o°
zeitigt.
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Die Erfindung bezweckt und erreicht eine Verminderung dieser unerwünschten
Spanne für die weniger flüchtigen Fraktionen. Der Handel wünscht für diese schwereren
Kohlenwasserstofft die Abwesenheit der flüchtigeren Bestandteile, die im allgemeinen
io bis r 5% des Gesamtdestillats ausmachen.
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Das neue Verfahren soll an Hand der Fig. i und 2 näher .beschrieben
werden.
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Fig. i veranschaulicht eine Rektifizierkolonne A für Rohöldampf. Die
Dämpfe werden in einem Röhrendestillationsapparat B mitdirekterBeheizung und von
gewöhnlicher Bauart erzeugt. Die Destillation @in dem Apparat erfolgt unter einem
Überdruck von etwa i Atm. Dieser Druck erhöht die Siedetemperatur der leichten und
schweren Kohlenwasserstofft um ungefähr 25 bis 30°.
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Im Destillationsapparat wird hierdurch die Endsiedetemperatur von
etwa 3q.0° auf etwa 370° heraufgesetzt.
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Die Kolonne A ist mit sechs Abzügen i bis 6 versehen, durch die die
gewünschten Fraktionen abgezogen werden.
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Es ist erwünscht, daß, abgesehen von den Fraktionen i und 2, also
den leichtesten Fraktionen, ungefähr io bis 15°/a aus jeder Fraktion ausgeschieden
und in die nächstleichtere Fraktion übergeführt werden, d. h. die leichtesten Anteile
der Fraktion 3 sollen mit der Fraktion 2 vereinigt werden und so fort.
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Man erhält diese Auswahl selbsttätig, indem man die von der Kolonne
abgezogene Flüssdgkeitvon
i Atm.Überdruckbis aufAtmosphärendruck
entspannt. Diese Entspannung erfolgt in den Gefäßen D3, D4, D5, DB. Die leichten
Dämpfe entweichen nach .den Kühlern E3 bis EG, und die kondensierten Anteile
zieht man durch die entsprechenden vier Probegläser F3 bis F' ab.
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Die flüssig bleibenden go bis 850/0 Anteile der Fraktionen sinken
in .den Entspannungsgefäßen D3 bis D° herunter und gelangen dann in .die Kühler
G3 bis GE und die Probegläser H3 bis He.
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Man regelt den Druck der großen Kolonne j e nach dem gewünschten Grade
der Entfernung der leichten Anteile. Im allgemeinen wird etwa i Atm. Überdruck nötig
sein.
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Das Verfahren ist sehr einfach, es benötigt keinerlei Pumpe, weder
für Druck noch für Unterdruck.
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Das Verfahren führt zu demselben Ergebnis wie eine nochmalige Rektifikation
der Fraktionen mit Dampf, ist aber wirksamer und wirtschaftlicher, und außerdem
wird in die Fraktionen kein Wasser eingeführt.
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Für die Abzüge i und 2 oben an der Kolonne A würde die gleiche Art
von Abtrennung der leichtesten Anteile nicht von Nutzen sein. In diesem Fall sieht
man daher von Entspannungsgefäßen ab, aber man verwendet einen Kühler mit zwei Schlangen
G1 und G= nebst zugehörigen Probegläsern Hl und H2. Die beiden Abzüge i und 2 werden
unmittelbar in die Kühlschlangen G1 und G2 geführt, wobei man die Abzugshähne vor
den Probegläsern Hl und Hz nach Erfordernis einstellt.
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Die oben aus der Kolonne A abziehenden Diämpfe werden, wie üblich,
in einem KühlerM kondensiert und durch das Rohr io zum Kopf der KolonneA als Rücklaufflüssigkeit
zurückgeleitet.
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Am Austrittsrohr für das Kondensat aus .dem Kühler M befindet sich
ein Gasabscheider C zum Abtrennen etwa entstandener Gase von der Rückl.aufflüssigkeit.
Diese Gase passieren einen Regelungshahn R und werden in dem Entspannungsgefäß N
entspannt und durch diese Entspannung gekühlt, worauf sie durch das Probeglas P
abgehen. Schließlich zieht man durch das von dem tiefsten Punkt der Flasche C abgehende
Rohr 20 und durch das Probeglas P' eine gewisse Menge Leichtbenzin ab.
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Die in Fig.2 veranschaulichte Anlage zeigt gegenüber der Anlage gemäß
Fig. i folgende Abweichungen.
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Bei dieser Ausführungsform sollen die leichteren Anteile des Rohöls
abgetrennt werden, bevor dieses ,in .den Destillationsapparat gebracht wird; denn
diese leichteren Anteile brauchen nicht so hohen Temperaturen ausgesetzt zu werden.
Auf diese Weise tritt das von den leichteren Anteilen befreite Rohöl mit einer Temperatur
von etwa 16o bis 17o° in den Destillationsapparat ein. Diese Temperatur kann noch
durch Wärmeaustausch des Rohöls mit heißen Rückstandsölen erhöht werden. Außer dieser
ersten Wärmeersparnis ergibt sich noch eine weitere Wärmeersparnis dadurch, daß
sich .die in dem Destill:ationsapparat zu erhitzende Menge Rohöl um die Menge der
leichteren Anteile verringert, und dies macht je nach der Zusammensetzung des Rohöls
15- bis 25°o aus.
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Ferner ist Vorsorge getroffen, die Abtrennung der leichteren Anteile
von dem Rohöl ohne besonderen Wärmeaufwand zu erreichen, indem man dafür die hohe
Temperatur der oben aus der Rektifizierkolonne A abgehenden Dämpfe ausnutzt.
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In .der Anlage gemäß Fig. 2 arbeitet nur diese Kolonne A, die zum
Rektifizieren der schwereren Produkte bestimmt ist, unter einem Überdruck von etwa
i Atm., während die Kolonne T, T' für die vorherige Entfernung der leichteren
Anteile aus dem Rohöl unter Atmosphärendruck arbeitet. Dieser Druckunterschied zwischen
den beiden Kolonnen erleichtert das Erhitzen der zweiten Kolonne durch .die von
der ersten Kolonne kommenden Dämpfe.
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Die Wirkung des Druckes äußert sich darin, daß die Dämpfe, die sich
in der Kolonne A an sich etwa bei i6o oder 17o° entwickeln müßten, in Wirklichkeit
eine Temperatur von etwa igo° besitzen und daher sehr leicht die leichter siedenden
Anteile des Rohöls in dem Röhrenapparat D, der sich unterhalb der Kolonne
T, T' befindet, bei etwa i 6o oder -i7o° zum Sieden bringen. Auf diese Weise
wird das Rohöl sehr gut von allen Anteilen befreit, die als Benzine angesehen werden
können.
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Gleichzeitig kondensiert dieser Röhrenapparat .die oben-aus ,der Kolonne
A abziehenden Dämpfe und schafft dadurch für diese Kolonne den Rückfluß, der notwendig
ist, um ein gutes Abziehen der verschiedenen Fraktionen zu ermöglichen, wie Lösungsbenzin,
Leuchtöle und schwere Öle.
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Von diesem besonderen Rückfluß, der durch das Rohr 1q. strömt, nimmt
man etwas Flüssigkeit ab, die man in der Schlange X kühlt und durch das Probeglas
iq.a abzieht, und zwar als Lösungsbenzin. Dieses ist selbst gut von leichteren Anteilen
-befreit, denn die nicht kondensierten leichteren Anteile entweichen in den unteren
Teil der Kolonne T, T', wobei sie aber ein Sicherheitsventil D' heben, das
nach- dem Druck eingestellt wird, den man in :der ersten Kolonne A aufrechtzuerhalten
wünscht. Dadurch wird die Beheizung der
Kolonne T, T' zum Abtreiben
der leichteren Anteile ergänzt, so daß diese Beh.eizung unter sehr guten Bedingungen
erfolgt.
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Der Abzug ii ergibt .das Leichtbenzin. Der Abzug 12 ergibt Betriebsstoff
für Luftfahrt.
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Der Abzug 13 ergibt schwereres Benzin. Für diese Fraktionen verwendet
man die gleichen Kondensiervorrichtungen wie in der Anlage nach Fig. i an der linken
Seite (GI, G2).
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Man hat vollen Spielraum, um zwischen den Abzügen 12 und B eine weitere
Fraktion abzuziehen, wie z. B. einen Betriebsstoff für Automobile.
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Die oben aus der Kolonne T, T' abgehenden Dämpfe passieren
einen Röhrenapparat M, der vom Rohöl durchflossen wird, das hierbei auf etwa ioo
bis iio° vorgewärmt wird. Das Rohöl fällt dann durch das Rohr 21 und speist die
Kolonnenböden der Abtreibekolonne T.
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Die Dämpfe aus dem Röhrenerhitzer t11 werden im Kühler S kondensiert,
wobei Leichtbenzin gewonnen wird.
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Vom unteren Teil der Abtreibekolonne T wird das Rohöl durch Leitung
17 in den Röhrenapparat D abgezogen, in dieseln durch die heißen von der Kolonne
A kommenden Dämpfe erhitzt und wieder in den unteren Teil der Abtreibekolonne T
eingeleitet. Der endgültige Austritt des von den leichteren Anteilen befreiten Rohöls
aus dem unteren Teil der Kolonne T erfolgt durch das Rohr 18, wobei die Flüssigkeit
durch die Pumpe I-angesaugt und in den Destillationsapparat B getrieben wird.
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Der Destillationsapparat und die erste Kolonne A arbeiten genau so
wie in der Anlage nach Fig. i. Es werden an .der Kolonne A drei, vier oder selbst
fünf Abzüge von schwereren Produkten (3, 4, 5, 6) vorgenommen, und diese Fraktionen
erfahren, wie in Fig. i dargestellt, eine Entspannung bis auf Atmosphärendruck,
um ihnen zurückgehaltene, für diese Fraktionen zu leichte Öle zu entziehen. Hierzu
kann man genau die gleichen Anordnungen benutzen, wie sie in Fig. i rechts dargestellt
sind. .