DE837992C - Verfahren zum Spalten von gasfoermigen oder fluessigen Kohlenwasserstoffen oder Kohlenwasserstoffe enthaltenden Stoffen - Google Patents

Description

• Verfahren zum Spalten von gasförmigen oder flüssigen Kohlenwasserstoffen oder Kohlenwasserstoffe enthaltenden Stoffen Es ist bekannt, Kohlenwasserstoffe dadurch zu spalten, daß man sie durch eine hocherhitzte körnige Köhle- bzw. Katalysatorschicht leitet, die durch Gase oder Dämpfe, inbesondere der zu spaltenden Kohlenwasserstoffe selbst, in der ganzen Schichthöhe so bewegt wird, daß sie sich in einem flüssigkeitsähnlichen Zustand l>eflndet. Dieses Spalten kann im periodischen und im kontinuierlichen Betrieb vorgenommen werden. Im ersteren Fall wird die in der Spaltperiode verbrauchte Wärme in bei spielsweise mit Luft betriebenen Aufheizperioden dem bewegten Bett wieder zugeführt, das in diesem Fall etwa aus stückigen Brennstoffen, insbesondere Kohle, bestehen kann. Im letzteren Fall muß die verbrauchte Wärme laufend ersetzt werden, z. B. durch kontinuierliches Einblasen von Sauerstoff in die bewegte Kohleschicht. Das periodische Verfahren hat den großen Nachteil, daß nicht bei einer bestimmten Temperatur gespalten werden kann, wodurch die Ausbeute schlecht ist. Das kontinuierliche Verfahren unter Verwendung von Sauerstoff scheiterte bisher daran, daß es an der genügenden Betriebssicherheit fehlte.
• Es wurde nun gefunden, daß man bei der Spaltung von Kohlenwasserstoffen in derartigen bewegten Festoffbetten bestimmte Temperaturen einhalten und eine ausreichende Betriebssicherheit auch bei Verwendung von Sauerstoff erzielen kann, wenn man bei kontinuierlichem Arbeiten einerseits den Sauerstoff oder die Sauerstoff enthaltenden Gase ganz oder zum überwiegenden Teil über dem liost in das bewegte Feststoffbett und anderseits von unter her durch den Rost die mit den bewegten Feststoffen oder mit den zu spaltenden Stoffen endotherm reagierenden Gase oder Dämpfe, insbesondere Wassedampf, einführt Die zu spaltenden Ausgangsstoffe kann man auf beliebige Weise in das Brennstoffbett einleiten, also auch etwa von oben oder von unten, zweckmäßig von der Seite.
• Der die erforderliche Spaltwärme liefernde Sauerstoff wird somit gemäß der Erfindung und im Gegensatz zu bekannten Verfahren nicht ,on unten durch den Rost, sondern über dem Rost, am besten von der Seite her eingeführt, zweckmäßig durch Düsen, die in das Feststoffbett hineinragen und vorteilhaft wassergekühlt sind. Auf diese Weise wird eine Berührung des Sauerstoffs mit den empfindlichen Teilen des Schachtofens, wie Rost und Mauerwerk, vermieden, wo sonst leicht, in Gegenwart der brennbaren Stoffe, schädigende Überhitzungen auftreten könnten. Damit der durch seitliche Düsen in das Feststoffbett eingeführte Sauerstoff möglichst keine Spaltprodukte verbrennt und gleichzeitig auch als zusätzliches Bewegungsmittel für das Feststoffbett dient, empfiehlt es sich, die Düsen für den Sauerstoff in einem geringeren Abstand vom Rost, z. B. 300 mm, anzubringen als die Düsen, durch die die zu spaltenden Ausgangsstoffe in den Spaltofen eingeführt werden, und die z. B. einen Abstand vom Rost von etwa 500 mm haben können.
• Die Maßnahme der Anordnung der Düsen in verschiedenen Höhen ist dann von geringerer Bedeutung, wenn die zu spaltenden Stoffe weniger wertvoll sind und eine partielle Verbrennung derselben mit Sauerstoff wirtschaftlich tragbar ist, wie dies z. B. beim Spalten von Abfallteer der Fall ist. In diesem Fall können sowohl die Sauerstoffdüsen als ai&ch die Düsen, durch welche die zu spaltenden Stoffe in den Spaltofen eingeführt werden, in einer Ebene, also im gleichen Abstand vom Rost, der z. B.
• 400 mm beträgt, angeordnet sein, wobei die Anordnung vorteilhalf si ist, daß Sauerstoffdüsen mit Düsen für die zu spaltenden Stoffe abwechseln. Der unterhalb der Düsen befindliche Teil der Feststoffschicht wird durch Einblasen z.B. von Wasserdampf von unten her durch den Rost hindurch in Bewegung gehalten. Gleichzeitig wird durch diesen dampf der durch die Düsen eintretende Sauerstoff nach oben abgelenkt und auf diese Weise der Rost weitgehend geschont. Als Düsen für die zu spaltenden Stoffe genügen von außen gekühlte einfache Rohre, die im Ofen konisch verjüngt sind und durch die der zu spaltende Stoff durch Anwendung von Überdruck mechanisch zerstäubt wird. Bei der räumlich getrennten Einfuhr von Sauerstoff und z.. B. OIrückständen in den Ofen ist die Gefahr, daß die Sauerstoffdüsen verbrennen, gebannt. Man kann auch durch die gleichen Düsen den Sauerstoff und die zu spaltenden Stoffe gemeinsam in den Spaltofen einführen, wobei der Abstand der Düsen vom Rost etwa 400 bis 600 mm beträgt. Es empfiehk sich, insbesondere bei nicht -räumlich getremL-ten Einführu»gen von Sauerstoff und zu spaltendem Stoff, zum Schutz etwas Dampf mit durch dielDüsen eitnzuführen. Hierdurch ist dann das Verbrennen der Düsen, auch bei zu geringer Eintrittsge,schwindigkeit des Sauerstoffs in den Spaltofen, ausgeschlossen. Die Spalttemperatur im Ofen muß so hoch gehalten werden, daß der gesamte Sauerstoff gebunden wird. Bei niedrigen Spalttemperaturen ist es daher zweckmäßig, einen möglichst reaktionsfähigen Brennstoff, z.B. stark reaktionsfähige Kohle, insbesondere Braunkohle, Grude od. dgl., als Ofenfüllung zu benutzen.
• In vielen Fällen, wo es erwünscht ist, eine zu weit gehende Spaltung zu vermeiden, -kann es nützlich sein, über dem bewegten Feststoffbett zwecks Kühlung Dampf einzublasen. Eine weitgehende Spaltung ist aber manchmal erwünscht, insbesondere wenn aus den Ausgangsstoffen ein Stadtgas erzeugt werden soll.
• Als zu spaltende Ausgangs stoffe verwendet man flüssige und gasförmige Kohlenwasserstoffe, ins besondere Gemische solcher, z. B. Erdgase, Abgase der Kohlehydrierung, Rohöle und Teere der ver-Schiedensten Herkunft und deren Rückstände und Fraktionen. Als Feststoffe kommen in erster Linie feste Brennstoffe, wie Kohlen beliebiger Herkunft und deren Kokse, in Betracht. Man kann aber auch nicht brennbare, katalytisch wirkende Feststoffe zusetzen oder allein venwenden. Im letztenen Fall muß die erfordeliche Spaltwärme durch Verbrennung besonders eingeführter, insbesondere flüssiger Brennstoffe erzeugt werden.
• Beispiel In einem 8 m hohen Schachtofen von 1,3 qm Schachtqurschnitt, der unten mit einem Planrost versehen ist, werden 2 m3 Feinkoks (Körnung o bis 6 mm) bei einer Temperatur von 68100 in wierbelder Bewegung gehalten durch 200 gk Wasserdampf je Stunde, die von unten durch den Rost eingeblasen werden; ferner werden stündlich oberhalb des Rostes in einem Abstand von 400 mm 100 kg Wasserdampf zusammen mit 250 m8 Sauerstoff durch zwei diametral gegenüberstehende Düsen eingeblassen sowie 140kg Steinkohlenteer, der durch ein anderes in gleicher höhe um 90° versetzt angeordnetes Düsenpaar in das Brennstoffbett eingeschleudert wird.
• Die eingeführten Mengen sind so aufeinander abgestimmt, daß sich das Brennstoffbett in intensiver Bewegung befindet und seine Temperatur auch bei stetigem Ersatz von verbrauchtem Feinr koks bei etwa 6800 gehalten wird.
• Bei dieser Arbeitsweise werden stündlich aus dem Schachtofen 40 kg Staub (durch Cylon abgeschieden), 250 kg Teer, 100 kg Mittelöl, 60 kg Benzin und 900 m³ GAs folgender Zusammensetzung ausgetragen: 18,0% Kohlendioxyd, 7,0% Propylen und Butyloen, 16,4% Äthylen, 7,0% Äthan, 26,0% Methan, I5,8°/o Kohlenoxyd, 6,80/0 Wasserstoff, 3,00/0 Stickstoff. Durch Tiefkühlung kann das Gas in seine Bestandteile zerlegt werden, wobei wertvolle Rohstoffe, wie insbesondere Äthylen, Propylen, Butylen, für die chemische Industrie erhalten werden.

Claims (6)

1. P A T E N T A N S P R Ü C H E: 1. Verfahren zum Spalten von gasförmigen oder flüssigen Kohlenwasserstoffen oder Kohlenwasserstoffe enthaltenden Stoffen, wie Teeren, Ölrückständen od. dgl., zwecks Erzeugung von niedriger siedenden Kohlenwasserstoffen, i.nsbesondere Olefinen, z. B. Athylen, oder Brenngasen, insbesondere Stadtgas u. dgl'., durch Einführen der Ausgangsstoffe in eine Schicht hocherhitzter körniger, insbesondere katalytisch wirkender Feststoffe, die durch von unten oder von der Seite her eingeführte Gase oder Dämpfe, gegebenenfalls die zu spaltenden Kohlenwasserstoffe selbst, in der ganzen Schichthöhe in fallende Bewegung versetzt sind, wobei die benötigte Reaktionswärme durch exotherme Reaktion von kontinuierlich zugeführtem Sauerstoff mit den bewegten Feststoffen oder den zu spaltenden Stoffen oder deren Rückständen laufend entsteht, dadurch gekennzeichnet, daß einerseits der Sauerstoff oder die Sauerstoff enthaltenden Gase ganz oder zum überwiegenden Teil über dem Rost in das bewegte Feststoffbett und anderseits von unten her durch den Rost die mit den bewegten Feststoffen oder den zu spaltenden Stoffen endotherm reagierenden Gase oder Dämpfe, insbesondere Wasserdampf, eingeführt werden.
2. 2. Verfahren nach Anspruch I, dadurch gekennzeichnet, daß der Sauerstoff und die zu spaltenden Stoffe über dem Rost gemeinsam durch Düsen in das bewegte Feststoffbett eingeführt werden, wobei der Abstand der Düsen vom Rost etwa 400 bis 600 mm beträgt.
3. 3. Verfahren nach Anspruch I, dadurch gekennzeichnet, daß der Sauerstoff und die zu spalten den Stoffe oberhalb des Rostes durch be sondere Düsen in das bewegte Feststoffbett eingeführt werden, die in etwa gleicher Höhe derart angeordnet sind, daß Sauerstoffdüsen mit Düsen für die zu spaltenden Stoffe abwechsleln.
4. 4. Verfahren nach Ansprüchen I sind 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Düsen für die zu spaltenden Stoffe höher über dem Rost angeordnet sind als die Sauerstoffdüsen.
5. 5. Verfahren nach Ansprüchen I bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß als Feststoffe körniger Koks, insbesondere aber bei niedrigen Spalttemperaturen stark reaktionsfähige Koh,le, vorzugsweise Braunkohle oder Grude, benutzt werden.
6. 6. Verfahren nach Ansprüchen I bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß über dem bewegten Feststoffbett Abkühlungsmittel für die abziehenden Spalterzeugnilsse, insbesondere Wasserdampf, eingeführt werden.