DE685130C

DE685130C - Process for splitting hydrocarbon oils in the vapor phase

Info

Publication number: DE685130C
Application number: DEN39319D
Authority: DE
Original assignee: NAAMLOOZE VENNOOTSCHAP NIEUWE
Current assignee: NAAMLOOZE VENNOOTSCHAP NIEUWE
Priority date: 1935-04-04
Filing date: 1936-03-29
Publication date: 1939-12-12

Description

Verfahren zum Spalten von Kohlenwasserstoffölen in der Dampfphase Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf das Spalten von Kohlenwasserstoffölen in der Dampfphase mit Hilfe eines Trägergases. In der amerikanischen Patentschrift r 8.1z 319 ist ein Spaltverfahren beschrieben, bei dem das zu spaltende Öl zuerst verdampft und dann der Öldampf auf eine Temperatur innerhalb des Spaltgebietes überhitzt wird, wobei das Erhitzen aber so rasch erfolgt, daß in der Überhitzungszone keine wesentliche Spaltung des Öldampfes eintritt, worauf der so erhitzte Üldampf mit einem so heißen, einen Wärmeträger darstellenden Gas gemischt wird, daß ein Spalten des Öldampfes bei einer Temperatur, die mindestens so hoch ist wie die Überhitzungstemperatur, erfolgt.Process for cracking hydrocarbon oils in the vapor phase The present invention relates to the cracking of hydrocarbon oils in the vapor phase with the aid of a carrier gas. In the American patent r 8.1z 319 describes a splitting process in which the oil to be split is first evaporates and then the oil vapor is superheated to a temperature within the gap area is, but the heating is so rapid that none in the overheating zone significant splitting of the oil vapor occurs, whereupon the oil vapor heated in this way with a so hot, a heat carrier representing gas is mixed that a crack of the oil vapor at a temperature that is at least as high as the superheating temperature, he follows.

Es ist festgestellt worden, daß das Wärmeträgergas zwei wichtige Rollen spielt; das Gas liefert die zur Spaltung notwendige Wärme und hat außerdem eine Wirkung, die man als Masse-Temperatur-Effekt beim Spalten bezeichnen könnte. Diese Wirkung äußert sich darin, daß die durch Zuführung der heißen Gase erhöhte Masse der Gase und Öldämpfe bei gleichbleibendem Wärmeverbrauch oder -verlust sich langsamer abkühlt und damit das Aufrechterhalten bestimmter Spalttemperaturen erleichtert. Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist nun ein Verfahren, bei dein dieser Masseneffekt zur Aus-Wirkung kommt, aber die Erhitzung von Gas und Ölen auf neuartige Weise erfolgt.It has been found that the heat carrier gas has two important roles plays; the gas provides the heat necessary for the fission and also has one Effect that could be described as the mass-temperature effect when splitting. These The effect is expressed in the fact that the mass increased by the addition of the hot gases the gases and oil vapors with constant heat consumption or loss slower cools and thus makes it easier to maintain certain gap temperatures. The present invention now relates to a method in which this mass effect comes to an end, but the heating of gas and oils takes place in a new way.

Die Erfindung gründet sich auf die Feststellung, daß man den Öldampf auf eine Temperatur über der gewünschten Spalttemperatur erhitzen kann, wenn die Zeit, während der die Öldämpfe über die Spalttemperatur erhitzt sind, so kurz bemessen wird, daß eine wesentliche Spaltung nicht erfolgt. Werden die Öldämpfe z. B. auf etwa 5ö5° erhitzt und dann z. B. mit der gleichen Gewichtsmenge eines Gases von 5ro°, also eines kälteren Gases, vermischt, so erhält man als gewünschte anfängliche Spalttemperatur eine Mischtemperatur von 537° und eine mittlere Spalttemperatur von etwa' 532o.The invention is based on the finding that you can use the oil vapor can heat to a temperature above the desired cleavage temperature if the The time during which the oil vapors are heated above the gap temperature is measured as short becomes that a substantial split does not occur. Are the oil vapors z. B. on heated about 5ö5 ° and then z. B. with the same amount of weight of a gas of 5ro °, i.e. a colder gas, mixed, the desired initial gas is obtained Splitting temperature has a mixed temperature of 537 ° and an average splitting temperature from about '532o.

Das Wärmeträgergas verringert, obwohl es kälter als die Öldämpfe ist, den durch Strahlung und durch die Wärme verbrauchende Spaltreaktion verursachten Temperaturabfall, so daß sich eine höhere mittlere Spaltteinper atur ergibt. Die Anwesenheit des Gases ist außerdem unabhängig von seiner Temperatur, auch insofern günstig, als es den Partialdruck der Dämpfe verringert und so die erwünschte Bildung von dehydrierten Verbindungen begünstigt.The heat carrier gas decreases, although it is colder than the oil vapors, the fission reaction caused by radiation and heat consuming Temperature drop, so that there is a higher mean Spaltteinper ature. the The presence of the gas is also independent of its temperature, also in this respect favorable as it reduces the partial pressure of the vapors and thus the desired formation favored by dehydrated compounds.

Ein weiterer und wesentlicher Vorteil des vorliegenden Verfahrens -ergibt sich aus der Tatsache, daß es in der Praxis günstiger ist, Wärme, beispielsweise durch ein Rohr oder eine andere erhitzte Fläche, auf ?51dämpfe zul übertragen als auf ein Gas, und zwar wegen der höheren spezifischen Wärme der O.l=, dämpfe. So sind Rohre zum Erhitzen Gas von niedriger Dichte, wie es beim vor, liegenden Verfahren verwendet wird, unä welches daher je Raumeinheit eine geringe Wärmekapazität aufweist, mehr der Gefahr des leichten Durchbrennens ausgesetzt als jene Rohre, die zum Erhitzen von Öldämpfen verwendet werden, die eine verhältnismäßig hohe Dichte und eine hohe spezifische Wärme je Raumeinheit besitzen (beispielsweise eine zehnmal höhere als das Gas).Another and essential advantage of the present method - results from the fact that in practice it is cheaper Warmth, for example through a pipe or another heated surface, to? 51vapor perm transferred than to a gas, because of the higher specific heat of O.l =, fumes. Thus, pipes for heating are low-density gas, as is the case with the present one Method is used, which therefore has a low heat capacity per unit of space is more exposed to the risk of easy burn-out than those pipes which are used for heating oil vapors that have a relatively high density and have a high specific heat per unit of space (for example ten times higher than the gas).

Es ist daher vorteilhaft, die Temperatur, auf die das Gas erhitzt wird, niedriger zu halten und dafür mehr Wärme auf die die öldämpfe.enthaltenden Rohre zu übertragen. Das Problem des Erhitzens großer Gasmengen, wie sie beim Dampfphasenspaltverfahren erforderlich sind, spielt in der Erdölindustrie eine bedeutende Rolle. Abgesehen von der möglichen Verwendung heißer Verbrennungsgase als Wärmeträgermittel standen als Ofen zur Erhitzung der Gase entweder Regenerativöfen oder Röhrenerhitzer zur Verfügung. Regenerativöfen haben den großen Vorteil, daß sie große Mengen heißen Gases bei hohen Temperaturen über lange Zeiträume, ohne daß eine Zerstörung der öfen eine Unterbrechung bedingt, liefern können. Röhrenerhitzer haben andererseits zwar den Vorteil niedriger Anlagekosten, weisen aber den Nachteil auf, daß die Rohre zum Durchbrennen neigen. Die vorliegende Erfindung ermöglicht, obwohl sie die Anwendung jeder Gasquelle in Betracht zieht, auch die Verwendung von Röhrenerhitzern.It is therefore advantageous to set the temperature to which the gas is heated will be to keep lower and more heat on the ones containing the oil vapors Transfer tubes. The problem of heating large amounts of gas, as in the vapor phase cracking process required plays an important role in the petroleum industry. Apart from that on the possible use of hot combustion gases as heat transfer media as an oven for heating the gases, either regenerative ovens or tube heaters Disposal. Regenerative ovens have the great advantage that they can be used in large quantities Gas at high temperatures for long periods of time without destruction of the ovens due to an interruption. Tube heaters, on the other hand, have Although the advantage of low investment costs, but have the disadvantage that the pipes tend to burn through. The present invention allows, although it does, the application any gas source contemplates the use of tubular heaters.

Zur weiteren Erläuterung soll die Erfindung an Hand der Zeichnung, die schematisch eine zur Durchführung der Verdarnpfungs- und der Spaltungsstufe geeignete Vorrichtung darstellt, näher beschrieben werden.To further explain the invention with reference to the drawing, the schematic one for carrying out the evaporation and the cleavage stage represents suitable device will be described in more detail.

Das zu spaltende Öl, z. B. Gasöl, das vorerhitzt oder anderweitig behandelt sein kann, wird durch das Rohr io in einen Verdampfer i i eingeführt, aus dem die erhitzten Öldämpfe durch die Rohre i2 und 13 in einen Abscheider 14 gelangen, in dem die Abscheidung flüssiger Anteile zwecl:niäßig mittels eines durch das Rohr 13 aus dem Gaserhitzer 15 zugeführten Gasstromes (der dem Gaserhitzer durch das Rohr 16 zugeführt wird) unterstützt wird. Die Menge des zugeführten Gases ist jedoch nicht so groß, claß sie eine nennenswerte Wirkung auf den Spaltvorgang haben könnte. Die Dämpfe, die infolge der Wirkung des bei der Abscheidung verwendeten Gases praktisch trocken sind, werden dann aus dem Abscheider durch das Rohr 18 dem Überhitzer iy zugeführt, in dein ihre Temperatur rasch von der Verdamp- fungstemperatur (beispielsweise 371° oder °@lä-runter) auf eine Temperatur bis zu etwa @'`#`r.°, vorzugsweise zwischen etwa 537' und `'b erhöht wird. r :5 Die überhitzten Dämpfe strömen dann mit hoher Geschwindigkeit in einen Mischraum 2o, wo sie mit einem durch das Rohr 2 1 zugeführten erhitzten Gas vermischt werden; das Rohr 21 steht über den Erhitzer 22 mit dem Gaszuführungsrohr 16 in Verbindung. Die Temperatur des Gases ist niedriger als die der öldämpfe und kann genau geregelt werden, indem man je nach Erfordernis kleine Mengen eines kalten Gases aus dem Rohr 16 durch das mit Ventil versehene Rohr 23 in das Rohr--, i einführt. Aus dein Mischraum 20 gelangt das Gemisch aus heißen Dämpfen und Gas durch das Rohr 23a in die Spaltkammer 2.4, in der die Spaltung der t51-dämpfe erfolgt.The oil to be split, e.g. B. gas oil, which may be preheated or otherwise treated, is introduced through the pipe io into an evaporator ii, from which the heated oil vapors pass through the pipes i2 and 13 into a separator 14, in which the separation of liquid components by means of a gas flow supplied through the pipe 13 from the gas heater 15 (which is supplied to the gas heater through the pipe 16) is supported. However, the amount of gas supplied is not so great that it could have a significant effect on the cracking process. The vapors, which are practically dry due to the action of the gas used in the separation, are then removed from the separator through the Pipe 18 fed to the superheater iy, in your their temperature quickly from the evaporation operating temperature (for example 371 ° or ° @ lä-runter) to a temperature up to about @ '`#` r. °, preferably between about 537' and "'b is increased. r: 5 The superheated vapors then flow at high speed into a mixing room 2o, where they are mixed with a heated gas supplied through the pipe 2 1; the pipe 21 is connected to the gas supply pipe 16 via the heater 22. The temperature of the gas is lower than that of the oil vapors and can be precisely controlled by introducing small amounts of cold gas from the pipe 16 through the valve 23 into the pipe -, i as required. From the mixing space 20, the mixture of hot vapors and gas passes through the pipe 23a into the cleavage chamber 2.4, in which the t51 vapors are split.

Die Dämpfe aus der Spaltkammer werden in geeigneter Weise zwecks Gewinnung des Benzins aufgearbeitet. Nach Abscheidung des Benzins wird das restliche Gas zweckmäßig einer besonderen Behandlung unterworfen, um die sehr leicht siedenden Bestandteile zu gewinnen, die der Abscheidung in den Benzinkühlern entgangen sind. Ein Teil des so gereinigten Gases wird im Kreislauf zurückgeführt und stellt die Quelle für <las dem Rohr 16 zugeführte Gas dar. Dieses Gas besteht hauptsächlich aus Wasserstoff und Methan mit kleineren. Mengen der niedrigen Kohlenwasserstoffe, wie Athan, Äth_vllen, Propan, Propylen.The vapors from the cracking chamber are used in a suitable manner for recovery of the gasoline worked up. After the gasoline has been separated, the remaining gas becomes useful Subjected to a special treatment to remove the very low-boiling components to win that escaped separation in the gasoline cooler. Part of the so purified gas is returned in the cycle and provides the source for <las the pipe 16 is supplied gas. This gas consists mainly of hydrogen and methane with smaller ones. Quantities of low hydrocarbons, such as Athan, Äth_vllen, Propane, propylene.

Die« Menge des zugeführten Gases kommt etwa dem Gewicht der Öldämpfe gleich und wird vor allem bestimmt durch das Temperaturgebiet, in dem man die Spaltung vor sich gehen lassen «rill; außerdem aber auch durch die Temperatur des Gases. Aus Gründen der Wirtschaftlichkeit des Verfahrens soll die Temperatur des zugeführten Gases nicht mehr als etwa 56° unter der Temperatur der Öldämpfe liegen. Die anfängliche Spalttemperatur, d. h. die im Mischraum 2o erzielte Temperatur, soll, wenn man ein Benzin mit guten Antiklopfeigenschaften und niedrigem Harzgehalt herstellen will, bei ungefähr 537° liegen. Falls besondere Umstände dies erfordern, können jedoch auch Temperaturen bis zu etwa 593° angewendet werden.The amount of gas supplied is roughly equal to the weight of the oil vapors the same and is mainly determined by the temperature range in which the fission occurs let go «rill; but also by the temperature of the gas. For reasons of economy of the process, the temperature of the supplied Gas should not be more than about 56 ° below the temperature of the oil vapors. The initial one Gap temperature, d. H. the temperature reached in the mixing room 2o, if one Wants to produce gasoline with good anti-knock properties and a low resin content, be at about 537 °. However, if special circumstances so require temperatures up to about 593 ° can also be used.

Claims

PA TRNTTANSPRL CH Process for splitting hydrocarbon oils in the vapor phase at temperatures between 5io and 593 °, preferably between 537 and 565 ° in the presence of a heated gas in an unheated one Cleavage zone, characterized in that the hydrocarbon oils before entry into the cleavage zone is heated to slightly above the desired cleavage temperature and the to be supplied hot gases are introduced into the core at a temperature below the cracking temperature of the oils, but not more than "56 ° below the temperature of the oils on entry into the cleavage zone.