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Verfahren zum Destillieren von Flüssigkeitsgemischen, wie Mineralöl
oder Mineralölfraktionen Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zum Destillieren
von Flüssigkeitsgemischen, wie Mineralölen oder Mineralölfraktionen oder von Rohöl.
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Es ist bekannt, die kontinuierliche Destillation eines Gemisches aus
einer Anzahl verschiedener Flüssigkeiten in einer Kolonne durchzuführen, aus welcher
neben einem dampfförmigen Kopfprodukt und einem flüssigen Bodenprodukt zuzüglich
noch ein oder mehrere Flüssigkeitsströme (Nebenströme) von einem oder mehreren zwischen
Kopf und unterem Ende der Kolonnen gelegenen Zwischenböden abgezogen werden. Im
allgemeinen werden diese Neben- oder Seitenströme in eine gesonderte Kolonne (seitliche
»Abstreif«-Kolonne) eingeführt. Die leichteren Bestandteile des jeweiligen Nebenstromes
werden dort verdampft und die gebildeten Dämpfe der Hauptkolonne an einer oberhalb
des entsprechenden Abzugsbodens gelegenen Stelle wieder zugeführt, um in der Rektifikationskolonne
-,veiterbehandelt zu werden. In der Regel sind die Abstreifkolonnen mit Heizeinrichtungen
versehen; das »Abstreifen« kann auch mit Dampf durchgeführt werden, und manchmal
werden beide Verfahren angewendet. Die verschiedenen Nebenkolonnen können in geeigneter
Weise übereinander angeordnet sein, so daß sie, von außen gesehen, den Eindruck
einer einzigen Kolonne erwecken.
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Bei dem bekannten Verfahren wird ein Teil der auf dem Abzugsboden
vorhandenen Flüssigkeit stets in die Abstreifnebenkolo-nne übergeführt, während
der Rest als Rückfluß für den unter dem genannten
Zwischenboden
gelegenen Teil der Hauptkolonne verwendet wird.
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Beim Verfahren gemäß der Erfindung wird jedoch praktisch die gesamte
Flüssigkeitsmenge von einem Abzugsboden abgezogen und einer Nebenkolonne (Abstreifkolonne)
zugeführt. Das flüssige Bodenprodukt dieser Kolonne wird abgeführt und ihr dampfförmiges
Kopfprodukt an einer oberhalb und in der Nähe des Abzugsbodens liegenden Stelle
in die Destillationskolonne zurückgeführt.
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Zur Erzeugung des Rückflusses für den unter dem Abzugsboden liegenden
Teil der Destillationskolonne entnimmt man Flüssigkeit von einem weiter unten in
der Kolonne gelegenen Zwischenboden, kühlt diese Flüssigkeit außerhalb der Kolonne
auf die gewünschte Temperatur ab und führt sie dann wieder der Hauptkolonne an einer
gerade unterhalb des Abzugsbodens, an welchem die Flüssigkeif für die Nebenkolonne
abgezogen wird, gelegenen Stelle zu. Bei dieser Ausführungsform ist es möglich,
einen Teil der noch heißen Flüssigkeit unmittelbar an einer Stelle oberhalb des
Abzugsbodens in die Hauptkolonne zurückzuführen. Auf diese Weise wird eine wirkungsvollere
Füllung des oberhalb des Abzugsbodens liegenden Kolonnenteils erreicht, da in diesem
Fall dem oberen Kolonnenteil nicht nur Dampf aus dem unteren Kolonnenteil, sondern
auch Flüssigkeit zugeführt wird.
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Im Vergleich zu dem bekannten Verfahren weist das Verfahren nach der
Erfindung den Vorteil auf, daß damit eine bessere Steuerung der Hauptkolonne und
der abgezogenen Seitenströme erreicht wird.
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Es ist auch bekannt, von einem Kolonnenboden Flüssigkeit, die sich
dort angesammelt hatte, abzuziehen, über einen Kühler laufen zu lassen und einen
Teil der gekühlten Flüssigkeit als Rücklauf knapp oberhalb des Abzugsbodens wieder
der Kolonne zuzuleiten. Nach diesen früheren Vorschlägen wird jedoch stets nur ein
Teil des Kondensates in dieser Weise umgeleitet, und die. Kühlung der abgezweigten
Seitenströme dient lediglich der Sicherstellung eines einwandfreien Desfillationsablaufs.
Bei dieser Arbeitsweise enthält die von diesem Boden in die Hauptkolonne ablaufende
Flüssigkeit noch Komponenten, die endgültig als Bodenflüssigkeit der Abstreifkolonne
gewonnen werden müssen, und andere, noch leichtere Komponenten, die im Endeffekt
oberhalb des Zwischenbodens (z. B. am Kopf der Hauptkolonne) abgezogen werden müssen.
Diese Bestandteile müssen daher in der Hauptkolonne (unterhalb des genannten Bodens)
wieder verdampft werden. Diese Belastung fällt beim vorliegenden Verfahren weg,
da alle auf dem Zwischenboden angesammelte Flüssigkeit erfindungsgemäß in die Abstrei.fkolonne
übergeführt wird.
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Hierzu kommt beim Arbeiten nach der Erfindung eine wesentliche Steigerung
des Trennvermögens der Abstreifkolonne. Führt man nämlich erfindungsgemäß die gesamte,
sich auf einem Zwischenboden der Hauptkolonne ansammelnde Flüssigkeit einer Abstreifkolonne
zu, so bedingt dies, daß der letzteren auch von unten mehr Wärme zugeführt werden
muß (die oben wieder daraus abgeführt wird). Dies bedeutet eine bessere und schärfere
Trennung in der Abstreifkolonne gegenüber den früheren Verfahren, bei welchen nur
ein Teil der Bodenflüssigkeit durch die Abstreifkolonne fließt.
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Die Anwendung der an sich bekannten Kühlmethode außerhalb der Kolonne
dient bei dem Verfahren nach der Erfindung dazu, einen Rückfluß für den unter dem
Abzugsboden liegenden Teil der Kolonne zu erzielen. Da erfindungsgemäß am Zwischenboden
der gesamte Rückfluß entfernt wird, wäre ein solcher unterhalb des Bodens nicht
mehr vorhanden, d. h., die Kolonne könnte nicht mehr im gewünschten Sinn arbeiten.
Durch die Hilfsmaßnahme wird aber ein Rückfluß erzeugt, der sonst nicht vorhanden
wäre. Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren wird daher auch (anders als bei den bekannten
Arbeitsweisen) die gekühlte Flüssigkeit direkt unterhalb des Bodens in die Hauptkolonne
zurückgeleitef, bei dem die Rücklaufflüssigkeit vollständig abgezogen und der Abstreifkolonne
zugeführt wird.
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Die Erzeugung eines Rücklaufes gemäß der Erfindung bringt im übrigen
noch einen zusätzlichen Vorteil mit sich, der sich in einer- Verbesserung der Wärmebilanz
der Destillation ausdrückt. Erfindungsgemäß wird nämlich der gesamte Rückfluß durch
den unter dem Zwischenboden liegenden Teil der Hauptkolonne auf höherem Temperaturniveau
erzeugt (d. h. bei der Temperatur, die unterhalb dieses Bodens in der Kolonne herrscht).
Wird dagegen, wie bisher, nur ein Teil der Flüssigkeit von dem Zwischenboden abgezogen,
während ein anderer Teil in die Hauptkolonne weiterläuft, so, steil.lt dieser letzte
Teil einen Rückfluß dar, der tatsächlich auf relativ niedrigem Temperaturniveau
(nämlich bei der Temperatur, die am Kopf der Hauptkolonne herrscht) erzeugf worden
ist.
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Die Wärme, die erfindungsgemäß bei der Erzeugung des Rückflusses in
dem vorgesehenen Wärmeaustauscher den Dämpfen entzogen wird, kann ausgenutzt werden,
die Wärme am Kopf der Kolonne geht jedoch im allgemeinen im Kühlwasser verloren.
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Je weniger Flüssigkeit unterhalb des Zwischenbodens in die Hauptkolonne
weiterläuft, um so mehr Wärme kann also auf Grund der Rückflußerzeugung auf höherem
Temperaturniveau nutzbringend wieder verwendet werden. Das Verfahren nach der_Erfindung,
bei welchem vom Zwischenboden praktisch überhaupt keine Flüssigkeit mehr abläuft,
gestattet also eine maximale Ausnutzung der zur Erzeugung des Rücklaufes entzogenen
Wärme. Diese in der Praxis recht bedeutende Verbesserung der Wärmebilanz kann nur
beim Arbeiten gemäß der Erfindung erreicht werden und bedeutet einen Vorteil des
Verfahrens gegenüber allen bisher angewendeten Methoden.
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Das Verfahren nach der Erfindung sei an Hand der Zeichnung näher erläutert,
wobei die Vorrichtung nur schematisch dargestellt ist.
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Das auf die gewünschte Temperatur vorgewärmte Rohöl wird bei i in
die Destil:lafionskolonne
a eingeführt. Im allgemeinen arbeitet
diese Kolonne unter normalem oder leicht erhöhtem Druck (1,5 Atm. abs.). In der
Zeichnung sind zwei Zwischenböden 3 und 4 in der Kolonne ersichtlich (in der Praxis
können es mehr sein), von welchen die Gesamtmenge an darauf angesammelter Flüssigkeit
abgezogen und zu den Abstreifnebenkolonnen 5 bzw.6 geleitet wird. In jeder dieser
Nebenkolonnen ist eine Heizeinrichtung vorgesehen; die Kopfprodukte aus den beiden
Abstreifkolonnen laufen wieder in die Hauptkolonne zurück, und die flüssigen Bodenprodukte,
z. B. Gasöl und Leichtöl (Kerosin), werden in Vorratstanks abgeführt.
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Der Rückfluß für den Teil der Hauptkolonne, der unter dem Abzugsboden
4 liegt, wird erhalten, indem man eine gewisse Menge Flüssigkeit von dem darttntergelegenen
Boden 7 abnimmt, sie im Kühler 8 kühlt und auf einen höher, jedoch noch unterhalb
des Bodens 4 gelegenen Zwischenboden zurückleitet. Vorzugsweise wird ein Anteil
der noch heißen Flüssigkeit über die Leitung 9 zu dem über dem Zwischenboden 4 gelegenen
Teil der Kolonne :2 gepumpt. Auf diese Weise werden diesem Teil nicht nur Anteile
in Dampfform (d. h. in Form der Dämpfe, die den. Zwischenboden 4 passieren), sondern
auch flüssige Anteile über Leitung 9 zugeführt, wodurch eine wirkungsvolle Steuerung
des Beladens der Kolonne erleichtert wird.
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Das beschriebene Verfahren zur Bildung des Rückflusses wird für jeden
Abzugsboden angewandt. Über, unter und zwischen den entsprechenden Zwischenböden
befindet sich selbstverständlich ebenfalls eine große Anzahl gewöhnlicher Böden,
beispielsweise sogenannte Kapsel- oder Rostböden.