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Verfahren und Vorrichtung zur Spaltung von schweren Kohlenwasserstoffen
Die
vorliegende Erfind. ung bezieht sich auf ein Verfahren zur Spaltung von schweren,
Kohlenwasserstoirenin.leichtersiedendeund.Koks im Kreislauf durch einen Reaktor
und einen, Regenerator mittels pneumatischer Fördermittel unter Aufbringung des
Beha. ndlungsgutes in vorzugsweise fliissiger PHase auf Koksteilchen Es ist bekannt,
da, ß in Bewegung befindliche Säulen von, körnigem Material, das durch das Eigengewicht
zusammengepreßt ist, als, ausgezeich, netes Hitzeiibertragungsmittel zur Ausführung
verschiedener physikalischer und chemischer Umwandlungen. dienen.. Solche Anlagen
können-für kata, lytische Reaktionen, beson, ders bei Arbeiten, in, der Dampfphase
verwandt werden. Gemäß der vorliegenden, Erfindung kann das Verfahren, auch zur
Anwendung gelangen, wenn. ein Flüssigkeitsrückstand die festen Teilchen benetzt.
Die Einhaltung einer gleichbleibenden Zufuhr erfordert einige Sorgfalt, und es ist
wichtig, Abweichungen von
einem Temperaturmittel an irgendeiner
Stelle zu vermeiden. Es muß auch. unbedingt dafür gesorgt werden, daß sich das Kontaktma.teriaJ
gleichförmig durch die Reaktionszone bewegt.
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Die auf Grund der Erfindung erzielten Vorteile bestehen im wesentlichen
darin, daß der Reaktor unter einem Druck gehalten wird, der wesentlicii höher ist
als der Druck im Regenerator. Weitere Vorteile werden durch die Einführung von Dampf
oder eines Inertgases in den unteren Teil der Reaktionszone erzielt,'um ein vorzeitiges
Verkoken am Auslaß für die Dämpfe zu verhindern und die Förderung der Teilchen durch
die Hubleitung zum Oberteil des Regenerators zu bewirken. Die Einfiihrung dieses
Inertgases verhindert ebenso die Kondensation von dampfförmigen Reaktionsprodukten
am Auslaß für die Dämpfe und vermeidet. daß durchgehende dampfförmige Produkte den
Reaktor mit den Kontaktteilchen durch die Leitung verlassen. Diese Merkmale bilden
die wesentliche Grundlage der Erfindung und unterscheiden sich grundsätzlich gegenüber
dem bekannten Stande der Technik. Die Teilchen in den Hubleitungen, welche oben
zu dem Reaktor oder dem Regenerator fließen, befinden sich in zusammengepreßtem,
nicht fließendem Zustand. Bei den bekannten Anlagen wird dagegen das feinzerteilte
Kontaktmaterial vom Boden eines GefäBes zum obersten Teil eines anderen Gefäßes
durch Gashub gefördert, in welchem die Teilchen in einem dispergierten bzw. einem
frei fließenden Zustand sind, und wobei sie sich mit einer wesentlich höheren Geschwindigkeit
durch die Hubleitungen bewegen. Die Hauptvorteile des Fördersystems gemäß der Erfindung
bestehen gegeniiber dem bekannten Stande der Technik darin, daR nur geringe Mengen
von Hubgas benötigt werden und die Gasgeschwindigkeiten ebenfalls gering sind, was
eine verminderte Abnutzung durch Reibung in dem Gerät zur Folge hat und außerdem
gestattet, einen hohen Druckunterschied zwischen Reaktor und Regenerator aufrechtzuerhalten.
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Das wesentliche Merkmal des Verfahrens nach der Erfindung besteht
darin, daß die festen. Körper in an sich bekannterWeisemittelsGasendurch eine geschlossene
Leitung befördert werden und während ihrer Aufwärtsbewegung die Flüssigkeit auf
sie aufgebracht wird. Dabei wird ein. inertes Gas der durch das Eigengewicht zusammengepreßten
Kon. taktma. sse unter Druck zugeführt, bevor dièse ifs die Ringleitung gelangt,
so daß die Reaktionsprodukte von den festen Körpern abgestreift werden und ein Gass,
trom erzielt wird, der ausreicht, um die Teilchen, durch ; die Ringleitung nach
oben zu befördern. Die mit Koks beladenen Kontaktteilchen., die selbst aus Koks.
bestehen können, werden mittels einer Druckschleuse und einer Ausgleichskammer,
die durch das zyklisch arbe. itende Ventil gesteuert werden., derart durch die Zufuhrleitungen
geführt, daß sie als Druckpuffer dienen. Durch. Einführung von Dampf durch die Leitungen
im unteren, Teil des Reaktors wird der Austritt vonOldampfen mit den Kontakteilchen
durch die Leitung verhindert, und : der Dampf dient gleichzeitig darin als. Fördermittel.
In der Ausgleichskammer mittels der ebenfalls gesteuerten Druckschleuse wird ein
gleichmäßiger Druck aufrechterhalten, so daß die Kontaktteilchen, vom Regenerator,
in welchem der Druck niedrig gehalten wird, in die Ausgleiohskammer und die Hebeleitung
gelangen, kön. nen,, in denen, ein. holher Druck herrscht.
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Die Erfindung betrifft weiterhin eine Vorrichtung zur Durchführung
des oben beschriebenen Verfahrens. Erfindungsgemäß besitzt die Vorrichtung einen
Reaktor, einen ; Regenerator und Zufuhrleitungen, von denen die zwischen dem Regenerator
und dem Reaktor mit einer Druckschleuse und einer Ausgeichskammer verbunden sind,
welchezyklischvonVentilengesteuertwerden.
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Der Reaktor und der Regenerator liegen zusammen mit sämtlichen anderen.
Teilen, in, einem zylindrischen Behälter.
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Die Zeichnung zeigt in den. Fig. r bis 7 Ausführungsbeispiele der
Anlage zur Ausübung des Verfahrens nach der Erfindung in Einzeldarstellungen.
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-In den, Zeichnungen ist Fig. i ein schema. tischer Aufriß mit Teilen
im Schnitt der Haupfelemente der Anlage, Fig. 2 ein Vertikalschn. itt in. größerem
Maßstab durch die Mitte des unteren Teiles. des Reaktionsraumes, und zwar nach der
Linie 2-2 der Fig. i, Fig. 3 ein waagerechter Querschnitt nach der Linie 3-3 der
Fig. 2, Fig. 4 ein schematischer AufriB und Schnitt einer abgeänderten Form des
Reaktors und Regenerators.
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Fig. 5 ein senkrechter Schnitt durch den oberen Teil der Fig. 4 nach
der Linie 5-5, Fig. 6 ein, waagerechter Schnitt nach der Linie 6-6 der Fig. 5, Fig.
7 ein senkrechter Schnitt nach der Linie 7-7 der Fig. 5.
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Im einzelnen läßt man ! die Reaktion gemäß vorliegender Erfindung
normalerweise in einem hohen @ zylindrischenGefäß10vorsich gehen, dem die körnigen
Teilchen und der flüssige Einsatz laufend oben zugeführt werden und durch das die
Teilchen nur auf Grund des Eigengewichtes nach unten gelangen. Die Dämpfe können
unter ein, em geeigneten, Abscheider 12 entfernt und dann durch den Abzug 14 abgezogen
werden, in den Ablöschflüssigkeit bei 16 eingeführt werden kann. Die relativ leichten
Enderzeugnisse werden dann in gasförmigem Zustand bei I8 abgezogen und. durch eine
Fraktioniervorrichtung bekannter Art geleitet. Es sind in folgendem beschriebene
geeignete Druckregler vorgesehen, um einen im Bereich von mehreren Atmospharen (im
allgemeinen zwischen i und 6, 8 atü) liegenden Druck im Reaktionsraum aufrechtzuerhalten.
Die trockenen festen Bestandteile fließen durcu eine untere Abzugsvorrichtung, wie
diese eingehender in Fig. 2 dargestellt wird, zu ein. em Abzugsrohr 20.
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Der Boden io, des Reaktionsraumes ro ist zweckmäßigerweise am besten
mit einem Winkel
von etwa 45° zur Waagerechten kegelförmig ausgebildet.
In diesem Abschnitt befindet sich eine Reibe von senkrechten Teiplatten 21. Gemäß
der Da, rstellung in Fig. 3 werden mit Zunehmen, des Durchmessers mehr Platten verwandt
; so an der untersten Ba. nk z. B. zwölf und, an, des der nächst höeren Bank vierundzwanzig.
In. den höheren Bänken ist die Anzahlentsprechendhöher. Im allgemeinen genügen drei
Bänke über einem Punkt gleichmäßigen Flusses. Wenn er lang genug ist, ergibt sich
am Ablaß 20 ein gleichmäßiger Fluß, andernfalls ergibt sich der Fluß durch Verwendung
einer Reihe von Platten. tuber diesen Teilen 21 befindet sich ein Kegel 94 (Fig.
2), der die Dampfabzugsvorrichtung trägt.
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Diese Vorrichtung umfaßt ein Zentralrohr 96, das durch Schlitze 96a
mit dem seitlichen Dampfabzug 14 in Verbindung steht. Der Dampfsammelkegel 12 ist
über dem Zentralrohr 96 angebracht.
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Es wurde festgestellt, daß unter bestimmten Bedingungen der Kegel
12 eine kegelförmige Teilchenmasse trägt, d. h. daß er dieTeilchen nicht über dem
gesamten Querschnitt des Bettes ableiet un daß sich eine ruhende Zentralzone bilden
kann.
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Da, kann verhindert werden, indem, man eine zweite kegelstumpfförmige
Prallplatte 97 (Fig. 2) konzentrisch auf den Kegel 12 aufsetzt. Der Abstand zwischen
den beiden Kegaln ist a, usreichend, u, m dem Fluß der Teilchen dazwischen zu gewährleisten,
im allgemeinen beträgt er jedoch mindestens sechs bis acht Teilchendurchmesser.
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Auf diese Weise ist es möglich, einen richtigen Fluß in der ganzen
Reaktionszone zu gewährleisten und über dem Kegel 12 jeden toten Raum im Gefäß ru
zu vermeiden.
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Der un, tere Kegel 94 erzeugt ein ringförmiges Abfließen zu denTeilplatten
2i. Der sich ergebende Strom wird dann durch dieTeilpl'a. tten in getrennte Stränge
unterteilt, die das Ablaßrohr 20 gleichmäßig speisen. Das Verhältnis von Länge zum
Durchmesser dieses Ablaßrohres ist derart gewählt, daß die Geschwindigkeit der festen
Körper über dessen Querschnitt eine im wesentlichen gleiche ist.
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Ein Ros. t aus radialen Stäben 98 kann dazu verwandt werden, die
Teilohensäule weiter aufzuteilen un. den Durchgang aller Teilchen, zu verhindern,
die ein Verstopfen des. Ablasses 20 verursachen würden. Diese Stäbe 08 können auf
dem Rost aus konzentrisch angeordneten Stäben 99 und auf dem Bedampfungsrohr 22
angeordnet sein. Der Bedampfer wird vom Dampfeinalß 24 aus gespiest und dient teilweise
dázu, den Koks unter dem Abzug für die Dämpfe auszutrocknen.
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Der Abzug für die Dämpfe 14 ist am wirksamsten, weiin er sich. in
einer Entfernung von nicht mehr als einem Drittel, am besten einem Viertel der Entfernung
zwischen dem Zufuhreinlaß und dem TeilohenaMaß über-dem Ablaß benndet.
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Es steht nicht nur genügend Zeit für die Umwandlung des flüssigen
Einsatzes in Dampf und einen trockenen Koksüberzug zur Verfügung, sondern, es wird
auch eine im wesentlichen von Dämpfen freie Abziehzone festgelegt. Während des Abziehvorgangs
wird mit Hilfe vom bei 24 eingeführtem Dampf eine vollkommene Austrocknung der Teilchen
erreicht.
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. Der Dampf der Abziehzone dient auch dazu,das Reaktionsgefä io derart
abzuschließen, daß zusammen mit den Teilchen keine Oldämpfe durch das AblaBrohr
2o austreten. Weiterhin wird der Dampf beim Aufsteigen durch die Abziehzone durch
den ! Wärmeausgleich mit den Teilchen stark überhitzt und verhindert bei Eintritt
in den Abzugskegel 12 und Vermischung mit den Öldämpfen aus dem oberen Teil des
Reaktionsraumes eine Taupunktkondens. ation der schweren Bestandteile und ein sich
daraus ergebendes Verkoken, des abzugssystems für die Dämpfe.
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Die trockenen. Teilchen entleeren, sich in die Leitung 26 zu d. em
hoch liegenden Abscheidetrichter 28. Dieser Tricher wird durch das. Steuerventil
30 auf relativ niedrigem Druck gehalten, so daß der Transport der Teilchen meahanisch
duroh den höheren Dampf oder Gasdruck im Reaktionsraum io erreicht werden kann.
Die Leitung 26 ist vorzugsweise verjüngt ausgeführt, und die Bewegung der Teilchen
in Leitung 26 erfolgt, wie im. folgenden!naherbeschrieben,inderFormeines Massenflusses,
wenn man durch Einstellen des Ventils 32 die Ablaßgeschwindigkeit aus dem Abscheider
28 verringert und den Abfluß der Teilchen aus dem offenen Ende der Leitung 26 drosselt.
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Die Teilchen ; fließen dann vorzugsweise aus dem Abscheider 28 durch
den Sichter 34. Dieser kann mit einem inneren Sieb 36 versehen sein, um die größten
Teilchen abzuscheiden, die durch das Ablaßventil 38 entfernt werden. Die kleineren
Teichen werden durch Leitung 42 in den Wiedererhitzer 40 abgelassen. D'as ist besonders
wichtig, wenn die Teilchen aus Koks besteh) en.
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Der Wiedererhitzer 40, der bei etwa Luftdruck arbeitet, wird durch
die Leitungen 44 bzw. 46 mit Luft und Heizgas versorgt, die in die in der oberen
Wand angebrachten Brenner 48 münden. Die Brenner sind tangential angeordnet und
erhitzen die Teilchen normalerweise durch Strahlung und Konvektion. Rauchgase werden
durch den Sammler 49 und Leitung 50 zum Schornstein 52 abgeleitet.
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Die heißen Teilchen werden in einer im wesentlichen gleichförm. igen
Weise durch Ablaß 54 abgelassen.
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Um einen geeigneten MassenSuB der Teilchen vom Ablaß 54 des fast
unter Luftdruck befindlichen Wiedererhitzers 40 zum Reaktionsraum io mit höherem
Druck zu erreichen, werden erfindungsgemäß eine Druckschleuse 56 und eine Förderkammer
58 verwandt, die mit Ventilen 56a und 58a versehen sind, die durch das intermittierende
Ven, til 6o nacheinander z. yklisch gesteuert werden.
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Das intermittierende Ventil 60 steuert auch eine Druckdampfleitung
62 und ein Entspamungsventil 78, um die Drucksohlemse56abwechselndunter Druck zu
setzen und zu. entspannen. Mit der Förderkammer 58 und dem Wiedererhitzer 40 ist
der TeilchenfluB in den Förderleitungen 64 und 70,
die den, Reaktionsraum
versorgen,, konftinuierlich.
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Die Druckschleuse 56 dient dazu, die festen Teilchen von dem Niederdruck-Wiedererhitzer
40 zu der Hochdruck-Förderkammer 58 # zu befördern, ohne Druckschwankungen im übrigen
System zu verursachen,. Der Teilohenstand im Wiedererhitzer 40 und in der Förderkammer
58 schwankt leicht mit der intermittierenden Abgabe von festen Teilchen an und aus
der Druckschleuse 56.
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Da der Reaktor 10 immer die Höchstmenge an festen Bestandteilen enthalt,
arbeiten die Hebeleitungen, immer durchaus dicht gefüllt. Demzufolge unterscheidet
sich der Masseniluß wesentlich von bisherigen Arten der fließenden Förderung. Wenn
z. B. in einem, System mit fließender Förderung die Gasmenge pro Zeiteinheit bei
gleichbleibender Menge an festen Bestandteilen erhöht wird, nimmt die Dichte des.
Flusses in der Leitung ab ! und ebenso der Druckunterschied. Gemäß der Erfindung
entsteht keine ltnderung der Dichte des Flusses in. der Leitung,-da mit zunehmender
Gasmenge pro Zeiteinheit der Druckunterschied steigt.
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Die Steuerung des Flusses erfolgt durch das Ventil 32, das auf jeden
gewünschten Wert innerhalb der Grenzen des. Flusses eingestellt werden kann. Der
Fluß vom Baden, der Förderkammer 58 und vom Boden des Zwischenabscheiders 66 ist
ebenso groß wie der Abzug vom Boden des Reaktors ru in die Leitung26 und in den
Abscheider 28. Die Dampfleitung 62 kann vorzugsweise mit Raffinerie-Dampf von etwa,
10 atü Druck gespeist werden, der normalerweise für die kontinuierliche Beförderung
der Teilchen auf die gewünschte Höhe ausreicht. Eine Abschluß-und Hebeleitung 26
von etwa 18 m erfordert einen Mindestdruck von etwa 2 atü für den Betrieb und leistet
hohen Druckunterschieden sogar bis zu etwa 14 atü Widerstand.
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Der Gasüberschuß kann in geeigneter Weise bei 67 gesteuert und durch
Leitung 68 wieder in den Dampfring 22 eingeführt werden. Dieser Abscheider ist derart
angeordnet, daß der Dampf oder das différente Gas, das auf diese Weise abgeschieden
wird, unter genügendem Druck steht, um im Reaktionsraum io am Dampfeinlaß 22 verwandt
zu werden. Auf diese Weise kann die starke Überhitzung des Dampfes, der den Abscheider
66 nach Berührung mit den heißen festen Teilchen verläßt, äußerst vor+eilhaft ausgenutzt
werden,. Die Menge des durch diese Anordnung wiederverwandten und eingesparten Dampfes
beträgt zwischen einem Drittel und zwei Drittel ! der gesamten durch die Hebeleitung
64 strömenden Dampfmenge.
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Bei richtiger konstruktiver Anordnung reicht der Druck im Reaktor
zo vollkommen aus, um den zum Betrieb der Hebeleitung 26 am Reaktorablaß erfordelrichen
Druckabfall auszugleichen. Da die Öl dämpfe in einem Zwischenabschn. itt abgezogen
werden und ein aufsteigender Strom vom DampfeinlaB 22 erfolgt, wird verhindert,
daß Oldämpfe den Reaktor durch die Leitung 26 zusammen mit den festen Teilchen,
verlassen. Ein Teil der am Boden des Reaktors eingeführten Dampfes oder Gases strömt
dementsprechend mit den festen Teilchen durch die Leitung 26 und bilder das erforderliche
Fördermittel in, d. ieser Leitung. Da der Reaktor io unter hohem, durch die Steuerung
in der Abzugsleitung für die Oldämpfe14.aufrechterhaltenem Druck steht und immer
die größte Menge an festen Teilchen, enthält, ist es nicht erforderlich, Förderdampf
oder -gas in einer dem Volumen der festen Teilchen, entsprechenden Menge anzuwenden.
Die zum. Betrieb der Hebeleitung 26 erforderliche gesamte Dampfmenge ist dahersehrgering-undnurso'groß,umdaserforderliche
Druckgefälle in der Leitung zu erzielen.
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Bemerkenswert ist, d. aß die Förderleitung 26 gleichzeitig sowohl
für den Transport von festen Körpern a. ls auch a. ls Absperrung für hohe Druckunterschiede
dient. Hierdurch wird der Betrieb des Reaktors unter hohem Optimaldruck bei Einhaltung
eines dem Luftdruck im. wesentlichen. gleichkommenden Druckes im Wiedererhitzer
möglich, wodurch die Kosten und die Arbeit zur Lieferung der Verbrennungsluft auf
ein Minimum herabgesetzt werden. Besondere Vorrichtungen zur Aufrech. terha. ltung
des Druckunterschiedes fallen weg, und die bei katalytischen Krackverfahren üblichen
langen Abschlußabschnitte sind nicht mehr erforderlich,. Es ergibt sich, daß die
Gesamthöhe der Anlage auf weniger als die Hälfte der bei den üblichen Svstemen erforderlichen
herabgesetzt werden kann.
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Die Erfindung bewährt sich jedoch außerordentlich bei der Umwandlung
von schweren Kohlenwasserstoffrückständen zu einem einzigartigen Kokskies, wobei
natürlich die Dämpfe getrennt zurückgewonnen werden. In diesem Falle kreist Kokskies
in der Anlage,undderKies wird mit dem Aufbringen der Überzüge größer. Die größten
Teilchen können durch eine zweites Sieb 36a abgetrennt und bei 75 abgezogen werden
und zum Teil durch einen Brecher 76 gehen, um in den Wiedererhitzer 4. zuriickgefiihrt
zu werden,. Der gesamte anfällende Koksanteil kann dann durch die Leitung 79 abgezogen
werden.
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Ein besonderes Merkmal der Erfindung b, ildet die Aufbringung des
nüssigen Einsatzes in die Leitung 85 a. uf die durch Leitung 70 sich bewegenden
Teilchen. Sie erfolgt durch eine Reihe von bei 86 oder 87 angegebenen Einlassen.
Da das 01 der Mischzone im allgemeinen bei etwa 350 bis 450° C zugeführt wird, und
die Temperatur des im Kreislauf befindlichen Kokses 450 bis 600°C beträgt findet
bei der ersten Berührung ein Verdampfen und schnelles Kracken statt. Es wurde festgestellt,
daß, wenn der aus unverdampftem 01. und'Dämpfen. entstehende Schaum einem. Druckabfall
von. mindestens 50 cm. Wassersäule beim Durchgang durch die verengte Kokssäule unter
dem Zufuhrpunkt unterworfen wird, er die Koksteilchen gleichmäßig in Berührung bringt
und. benetzt. Dies ist darauf zurückzuführen., daß die Mischung aus Dämpfen und
Flüssigkeiten gezwungen wird, durch sämtliche leeren Durchgänge des Bettes in, diesem
unteren Abschnitt der Mischzone zu gehen. Der Durchga. ng
von Öldämpfen
rückwärts durch die Kokszufurhrleitung wird natülich durch den nach vorm gerichteten
Strom von Dampf verhindert, der zwischen dem Zwischenabscheider 66 uns idem Reaktor
io unter einer Druckdifferenz steht. Da der Abschnitt 70 und die Mischzone 10 vollständig
mit Koks gefüllt sind, gibt es keine Oberfläche, die nicht laufend durch die geförderten
Koksteilchen abgerieben wird. Hierdurch wird eine Kis. bild. ung an anderen Stellen
als an den Koksteilchen selbst wirksam verhindert.
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In Fig. 4 wird eine Alternativkonstruktioni einer kontinuierlichen,
Umwandlungsanlage dargestellt, die besonders für Orte geeignet ist, an denen die
zur Verfügung stehende Grundfläche begrenzt ist.
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Bei dieser Konstrucktion ist die oberstet Steigkammer 112 zur Aufnahme
der Teilchen als Steigtricher ausgebildet, wobei die Teilchen auf Grund des Eigengewichtes
durch die Leitung 114 dem Reaktor 110 zugeführt werden. Der Einsatz an schweren
Kohlenwasserstoffen wird, zunächst in der flüssigen Phase, auf die heißen Teilchen
durch Zufuhr derFlüssigkeitdurchdieLeitung116durch die Einlaßdüsen) 118 eingeführt,
die, wie im Zusammenhang mit Fig. 5, 6 und 7 beschrieben, den Einsatz in der Teilchensäule
verteilen. Der Reaktor 110 ist so tief, und die Teilchen haben so viel Hitze, daß
die aufgebrachte Flüssigkeit vollständig aufgetrocknet ist, bevor die Teilchen bei
120 abgezogen werden. Die Kohlenwasserstoffdämpfe werden bei 122 abgeführt.
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Die Teilchen gehen dann durch den Wiedererhitzer 124, in dem sie
in geeigneter Weise durch Heizgas und Luft, die bei 126 eintreten oder durch teilweise
Verbrennung des Koksüberzuges erhitzt werden. Die Teilchen werden im allgemeinen
auf eine Temperatur zwischen 480 bis etwa 700° C erhitzt und die Verbrennungsprodukte
bei 128 entfernt.
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Man läßt die wiedererhitzten Teilchen dann abwechselnd durch Drucktrommeln
130 und 132 gehen, die in geeigneter Weise durch die Einlaßventile 134a und 134a
und durch die Ablaßventile 136a und 136b gesteuert werden. Dann gelangen sie in
den Ablaßkastten 138. Durch nicht dargestellte geeignet Steuervorrichtungen kann
in dem Ablaßkasten 138 ein Mindeststand an Teilchen aufrechterhalten) werden. Durch
Anwendung eines durch die Leitung 140 zugeführten Gases oder Dampfes als Fördermittel
kann ein konstanter Teilchenfluß durch die Hebeleitung 142 erzielt werden. Es erfolgt
eine Entleerung in den Dampfabscheider 144, von dem aus die erhitzten Teilchen laufend
auf Grund des Eigengewichtes durch die Leitung 146 in Trichter mu fließen und den
Kreislauf vollenden.
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Natürlich werden ! verschiedene Steuerungselemente, Ventile und Regler
für die Forderung verwandt. Der Koks wird bei 150 oder an, einer anderen geeigneten
Stelle abgezogen. Die Steuerung der Förderung durch die Anlage wird vorzugsweise
durch ein. geeignetes Ventil 151 unter dem Reaktor 110 erreicht.
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Wie in vorhergehendem bezüglich Fig. i erwähnt, besteht ein besonderes
Merkmal dieser Erfindung in der Art der Aufbringung d. er schweren flüssigen Kohlenwasserstoffe
auf die Koksteilchen.
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Unter besonderer Bezugnahme auf Fig. 5 ist zu bemerken, daß die Einlaßdüse
für feste Körper 152 des Reaktors 110 in eine Mischzone 154 von geringerem Durchmesser
führt. Die Flüssigkeitsr zufuhr aus dem Verteiler 116 wird in diesen Abv schnitt
durch eine oder mehrere Zufuhrleitungen oder Fallrohre 118 bewerkstelligt, die zur
Wartung herausziehbar sind. Sie sind vorzugsweise mit einer Isolierung versehen,
wie dies durch 158 für das Rohr 156 in. Fig. 7 dargestellt ist.
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Wie Fig. 5 im einzelnen zeigt, erstrecken sich die zufuhrleitungen
118 bis zu einem Punkt unter dem unteren Ende der Mischzone 154, so daß die Mischung
von Flüssigkeit und Dämpfen, aus dem ersten. Kontakt zwischen Öl und Koks entsteht.
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Jedes Zufuhrrohr 156 wird vorzugsweise mit einer Spdtze 160 ausgerüstet,
die in bezug auf das Ende desRohres in geeigneter Weise derart geformt ist, daß
die Flüssigkeit nach unten und seitlich in die am Zufuhrpunkt vorbeigeführte Kokssäule
strömt. Die Spitze 160 ist aber n, icht dazu bestimmt, einen merklichen Druckabfall
zu ergeben, da es nur erforderlich ist, das Öl einigermaßen gleichmäßig zu verteilen.
Das Mischen wird durch den Druckabfall innerhalb des Mischbettes vorgenommen und
nicht durch. Zerstäuben oder feine Verteilung des am Eintrittspunkt zugeführten.
Oles.
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Unter dem Ende des Abschnittes mit verringertem Durchmesser154.erstreckt
sich ein tuber gangskegel 162 zur Wand des Reaktionsraumes 110. Dieser sollte mindestens
einen Winkel von 45° ha, ben oder einen, steileren Winkel als. der normale Förderwinkel
der Teilchen ; und der Winkel des Kegels gegenüber der Senkrechten sollte etwa 30°
betragen, um eine kontinuierliche Förderung der Teilchen und eine e Reibung derselben
längs der Wa, nd zu gewährleisten und die Bildung von Koks in der er benetzten Zone
zu verhindern. Die Wand besitz. t vorzugsweise an der Verbindungsstelle des Kegels
162 mit dem Mischkammerteil einen verringerten Durchmesser I54, um eine plötzliche
Anderung in der FluBrichtung zu vermeiden, und ist wie bei I64 etwas gekrümmt.
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Es ist also ersichtlich, daß eine besonders wirkungsvolle und gleichmäßige
Benetzung der Koksteilchen mit dem flüssigen Öl und d. Dämpfen bei relativ schneller
Bewegung des. ursprünglich trockenen Kokses hinter den Zufuhrstellen, erzielt wird.
Die Reaktion erfolgt bei langsamer von dem Ventil 151 gesteuerter Bewegung der Säule
sehr wirksam, bis der Koks. wieder getrocknet ist, wonach der trockene Koks in zweckentsprechender
Weise mit höheren Geschwindigkeiten durch die Rohrverbindungen, Ventile und andere
engere Offnungen befördert wird. Früher wurde mit Erfolg mit einer Bettgeschwindigkeit
von etwa 30 cm pro Minute im Reaktor gearbeitet und mit entsprechend höherer Geschwindigkeit
in,-der engeren Einlaßleitung.
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Durch den wiederholten Kreislauf der Koksteilchen. entstehenn sehr
dichte Teilchen,, d. ie bei
vielen Wärmeübertragungsvorgängen besonders
brauchbarsind. Es handelt sich bei diesen Teilchen um einen, richtigen Kohlen. wa
sserstoffkoks von dichter n, icht poröser Struktur, der eine harte, glatte, undurchlässige
Oberfläche von im, allgemeinen. abgerundeter Form besitzt. Jedes Teilchen hat eine
scheinbare Teilchend. ioh. te von. mindestens 1,39 g pro Kublikzentimeter, die im
allgemeinen aber zwischen 1, 52 bis. 2 g pro'Kubikzentimeter lient. Die Koksteilchen
von etwa 12 cm # haben eine Druckfestigkeit von etwa 140 kg und bei 18 cm # eine
Druckfestigkeit von. etwa, 180 bis 220 kg. Der Aschegehalt beträgt gewöhnlich, unter
o, 5%, und der Gehalt an flüchtigen. Bestandteilen 0, 5 bis 3i/o.
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PATENTANSPRFJCHE : 1. Verfahren zur Spaltung von schweren KohlenwasserstoWen
in leichter siedende und Koks im Kreislauf durch einen Regenerator und einen Reaktor
mittels gasförmiger Fördermittei unter Aufbringung des Behandlungsgutes in vorzugsweise
flüssiger Phase auf Koksteilchen, dadurch gekennzeichnet, daß die festen Körper
in an sich bekannter Weise mittels Gasen durch eine geschlossene Leitung befördert
werden un I während ihrer Aufwärtsbewegung die Flüssigkeit auf sie gebracht wird,
und daß ein inertes Gas der durch das Eigengewicht zusammengepreßten Kontaktmasse
unter Druck zugeführt wird, bevor diese wieder durch den geschlossenenKreislauf
zirkuliert, so daß dieReaktionsprodukte von den festen Körpern abgestreift werden
und ein Gasstrom erzielt wird, der ausreicht, um die Teilchen durch die Ringleitung
nach oben zu befördern.