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Verfahren zur Gewinnung von Leichtöl aus Spaltgasen Bei der Hochtemperaturspaltung
von Kohlenwasserstoffen, die beispielsweise im elektrischen Lichtbogen durch partielle
Verbrennung mit Sauerstoff mittels thermischer oder katalytischer Regenerativ-,
Recuperativ-, Fließ-, Schwebebett- und anderer Verfahren durchgeführt werden kann,
entstehen neben Acetylen, Äthylen und gesättigten Kohlenwasserstoffen größere Mengen
von Leichtölen, insbesondere von Aromaten, sowie höhere, stark ungesättigte Kohlenwasserstoffe,
insbesondere höhere Acetylene. Diese stark ungesättigten Kohlenwasserstoffe sind
sehr polymerisationsfreudig und müssen daher vor der Weiterverarbeitung der Spaltgase
entfernt werden, da sonst eine untragbare Verschmutzung der Apparaturen nicht zu
vermeiden ist. Es ist bekannt, diese Spaltgase unter anderem mit Ölen aliphatischen
Charakters zu waschen, wobei die von den Ölen aufgenommenen Verunreinigungen durch
Absaugen, Ausblasen und/oder Temperaturerhöhung entfernt werden können. Man hat
ferner die zum Waschen von Spaltgasen verwendeten Öle schon mit Wasserdampf behandelt
und durch Filtrieren oder Zentrifugieren von entstandenen festen Stoffen befreit.
Schließlich wurde bereits vorgeschlagen, das zum Waschen der Spaltgase verwendete
Öl oder einen Teil davon zur Entfernung fester Stoffe über eine Zentrifuge oder
einen Filter laufen zu lassen. Bei allen diesen Verfahren ist es erforderlich, das
umlaufende, zum Waschen verwendete Öl von Zeit zu Zeit zu destillieren. Trotzdem
läßt es sich nicht vermeiden, daß die zur Aufarbeitung der Öle verwendeten Apparaturen
in kurzer Zeit verschmutzt werden und daß das bei der Aufarbeitung gewonnene Leichtöl
noch ungesättigte Verbindungen enthält und daher sehr umständlich weiterzuverarbeiten
ist.
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Es wurde nun gefunden, daß man Leichtöl aus Spaltgasen durch eine
Ölwäsche sehr vorteilhaft gewinnen kann, ohne daß die erwähnten Mißstände
auftreten,
wenn man das Spaltgas zunächst mit einem Waschöl vorzugsweise aliphatisch und/oder
cycloaliphatischen Charakters wäscht, sodann das Waschöl einer Wärmebehandlung unterwirft,
wobei die stark ungesättigten Bestandteile polymerisiert werden, worauf die entstandenen
festen Stoffe abgeschieden und das im Waschöl gelöste Leichtöl vor oder nach dem
Abtrennen der festen Stoffe abgetrieben wird.
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Bei dem neuen Verfahren wird somit bei der Aufarbeitung der beladenen
Waschöle die Polymerisation der stark ungesättigten Bestandteile und das Abtreiben
der Leichtöle apparativ getrennt. Das Verfahren wird zweckmäßig in der Weise ausgeführt,
daß man (vgl. die Zeichnung) das Spaltgas in einem der üblichen Wascher i mit einem
Waschöl wäscht. Das mit polymerisierbaren Bestandteilen und Leichtöl beladene Waschöl
wird sodann über einen Vorwärmer 2 in einen Behälter 3 geführt, in dem die stark
ungesättigten Bestandteile in feste Stoffe übergeführt werden. Zweckmäßig wird das
verschmutzte Waschöl mit hohen Geschwindigkeiten durch den Vorwärmer 2 geleitet,
um Verstopfungen zu verhindern. Es können hierbei Geschwindigkeiten von i m/Sek.
und mehr angewandt werden. Der Behälter 3 ist z. B. eine waagerecht liegende, wärmeisolierte
Trommel, die durch (vier) durchbrochene Trennwände in (fünf) Kammern unterteilt
ist. Ein Rahmenrührer verhindert das Absetzen der entstehenden festen Bestandteile.
Das Waschöl wird sodann in die Mitte einer Abtreibkolonne q. eingeführt, wobei Leichtöl
durch eingeleiteten Wasserdampf abgetrieben wird. Das Abtreiben des Leichtöls aus
dem Waschöl kann auch bei vermindertem Druck erfolgen. Über einen Wasserkühler 5
gelangt das vom Leichtöl befreite Waschöl zur Zentrifuge 6, aus der das saubere
Waschöl wieder in den Wascher i gelangt. Die in der Zentrifuge 6 zurückbleibenden
festen Bestandteile werden zweckmäßig einem gasbeheizten Schwelofen 7 zugeführt,
das dabei gewonnene Waschöl wird ebenfalls auf den Wascher i gegeben.
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Die in dem Behälter 3 einzuhaltende Temperatur beträgt etwa 18o°,
doch kann man auch bei höheren bzw. niedrigeren Temperaturen arbeiten. Die Verweilzeit
des Waschöls im Behälter 3 wird so bemessen, daß die im Waschöl gelösten stark ungesättigten
Bestandteile so vollständig wie möglich in feste Stoffe übergeführt werden. Um ein
Abdestilheren des im Waschöl gelösten Leichtöls zu verhindern, wird im Behälter
3 unter geringem Überdruck gearbeitet; doch kann man auch drucklos arbeiten, indem
man den Behälter 3 mit einem Rückflußkühler versieht. Die anfallende Suspension
der festen Stoffe in dem Waschöl läßt sich ohne Schwierigkeiten durch die nachfolgenden
Apparaturen q., 5 und 6 führen. Das hinter der Abtreibkolonne q. erhaltene Leichtöl
enthält praktisch keine polymerisierbaren Bestandteile mehr.
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Das aus der Abtreibkolonne q. ablaufende Waschöl wird durch Filtrieren,
Zentrifugieren, Absetzen usw. von den festen Bestandteilen befreit. Das Abscheiden
der festen Bestandteile aus dem Waschöl kann in der Hitze erfolgen oder nach teilweiser
oder vollständiger direkter oder indirekter Kühlung. Eine direkte Kühlung, z: B.
durch Wasser, ist jedoch nur dann zweckmäßig, wenn die festen Bestandteile vorher
abgetrennt werden, da es im Interesse der einfachen Weiterverarbeitung der festen
Bestandteile unbedingt erforderlich ist, einen wasserfreien Rückstand zu erhalten.
Aus Gründen der Wirtschaftlichkeit wird das im Rückstand enthaltene Waschöl wiedergewonnen,
z. B. mittels einer Dünnschichtschwelung.
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Ein besonderer Vorteil des neuen Verfahrens ist darin zu erblicken,
daß die bisher als unumgänglich erachtete Destillation des Waschöls entfällt. Dadurch
muß nur die für das Abtreiben der Leichtöle benötigte Wärmemenge aufgebracht werden.
Infolge des Fortfalls der Destillation können auch Waschöle sehr hoher Siedepunkte
(über 300°) verwendet werden, wodurch Leichtölverluste verringert werden können
und die Entzündungsgefahr kleiner wird.
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Als Waschöle kommen neben aliphatischen und/oder cycloaliphatischen
Kohlenwasserstoffen natürlichen oder synthetischen Ursprungs, z. B. Gasöl, Fischer-Tropsch-Ol,
auch Gemische dieser mit aromatischen Waschölen in Frage. Zweckmäßig werden solche
Waschöle verwendet, deren Anilinpunkt (vgl. Berl-Lunge, Chemisch-technische Untersuchungsmethoden,
Bd. IV, S. 739, 1933) oberhalb o°, vorzugsweise bei + q.o bis -f- 7o°, liegt.
Es hat sich gezeigt, daß mit fallendem Anilinpunkt die Waschwirkung des Waschöls
und das Schüttgewicht der bei dem Verfahren entstandenen festen Stoffe steigt. Mit
steigendem Schüttgewicht verschlechtert sich aber die Filtrierbarkeit usw. des Waschöls.
Mit fallendem Anilinpunkt des Waschöls fallen die festen Stoffe immer schwerer aus,
so daß längere Verweilzeiten und höhere Temperaturen im Behälter 3 benötigt werden.
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Beispiel i Man wäscht in einem Wascher i stündlich 500 ms Lichtbogenspaltgas
mit 750 1 eines aliphatischen Dieselöls mit dem Anilinpunkt 65° und den Siedegrenzen
von 22o bis 29o°. Mit einem Gehalt von 3,3 g/m3 polymerisierbarer Verbindungen (bestimmt
durch Erhitzen des Waschöls, mit Ausfällen und Wägen der abgeschiedenen festen Bestandteile)
wird das Waschöl über einen mit Hochdruckdampf beheizten Vorwärmer 2 mit einer Strömungsgeschwindigkeit
von i mjSek. in den Behälter 3 gedrückt, wo es x/2 Stunde lang auf i8o° erhitzt
wird. Darauf wird das Waschöl in die Mitte der Abtreibkolonne q. eingeführt, wo
das Leichtöl mit Wasserdampf abgetrieben wird. Das vom Leichtöl befreite, feste
Bestandteile enthaltende Waschöl gelangt über den indirekten Wasserkühler 5 zur
Zentrifuge 6, aus der das regenerierte Waschöl, das o,i g/1 ungesättigte Verbindung
enthält, wieder auf den Wascher i gelangt. Der Zentrifugenrückstand (5 kg/h mit
etwa 5o % Waschöl) wird in der Schwelanlage 7 in i cm Schichtdicke geschwelt,
dabei werden 2,5 1/h Waschöl wiedergewonnen, die ebenfalls auf den Wascher i gegeben
werden. In der angegebenen Weise können stündlich 51 Leichtöl mit den Siedegrenzen
6o bis 225°
erhalten werden, das o,i gil ungesättigter Verbindungen
enthält.
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Beispiel 2 Lichtbogenspaltgas wird mit den unten angegebenen Waschölen
der Siedegrenzen 22o bis 28o° bis zu einer Beladung von io g/1 gewaschen, die beladenenWaschöle
werden sodann x Stunde lang auf 15o° unter RückfluBkühlung erhitzt, filtriert, worauf
der Restgehalt an ungesättigten Verbindungen bestimmt wird. Die abfiltrierten festen
Bestandteile werden ölfrei gewaschen, getrocknet, worauf ihr Schüttgewicht bestimmt
wird. Die Abhängigkeit der Waschwirkung der verwendeten Waschöle auf die ungesättigten
Verbindungen in Gramm je Kubikmeter Spaltgas (II), das Schüttgewicht in Gramm je
ioo cm3 (IV) und die Filtrierbarkeit der festen Bestandteile (V) sowie der Gehalt
an ungesättigten Verbindungen im regenerierten Waschöl in Gramm je Liter Waschöl
(III) vom Anilinpunkt des verwandten Waschöls (I) ergibt sich aus der nachstehenden
Tabelle:
| 1 1 11 1 111 IV ( V |
| i. Synthetisches Kohlenwasserstoffgemisch |
| (Kogasin) ............................. 85° o,o9 0,1
7,0 gut |
| 2. desgl. + io % Teeröl 82° 0,14 0,1 13,0 gut |
| 3. desgl. + 200/0 - 750 0,20 0,14 15,8 gut |
| 4. desgl. + 30 % - 69° 0,28 0,28 18,5 gut |
| 5. Hydriertes Teeröl ...................... 34° 0,45 1,0 26,2
gut |
| 6. Dieselöl ............................... 5° o,6o 1,8 34,2
merklich |
| schlechter |
Beispiel 3 Ein Kohlenwasserstoffgemisch von der Kohlenoxydhydrierung mit den Siedegrenzen
22o bis 28o° wird mit dem Lichtbogenspaltgas bis zu einem Gehalt von 9,5 g/1 ungesättigten
Verbindungen beladen. Ein Teil des verunreinigten Waschöls wird mit Wasserdampf
destilliert. Das abgetriebene Leichtöl (2,10/0) enthält 52 g/1 an ungesättigten
Verbindungen. Beim Fraktionieren dieses Leichtöls hinterbleibt nach dem Abdestillieren
eines geringen Anteils flüchtiger Bestandteile (2o 0/0) eine breiartige Masse, die
sich nicht weiterverarbeiten läßt. Erhitzt man dagegen das verunreinigte Waschöl
zunächst 1/a Stunde lang unter RückfluBkühlung auf i8o°, so läBt sich das Leichtöl
ohne Schwierigkeiten abdestillieren. Man erhält 1,9 % Leichtöl mit o,i g/1 an ungesättigten
Verbindungen, das sich ohne Schwierigkeiten fraktionieren läBt.