DEST008294MA - - Google Patents

Description

BUNDESREPUBLIK DEUTSCHLAND

Tag der Anmeldung: 11. Juni 1954 Bekanntgemacht am 2. August 1956

DEUTSCHES PATENTAMT

PATENTANMELD UNG

KLASSE 23b GRUPPE 1 01 INTERNAT. KLASSE C 10g ■

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Die Erfinder haben beantragt, nicht genannt zu werden

Standard Oil Development Company, Elizabeth, N. J. (V. St. A.)

Vertreter: Dr. W. Beil, Rechtsanwalt, Frankfurt/M.-Höchst

Verfahren zur Gewinnung von Ol aus kerogenhaltigen Schiefern, bituminösen Sanden und ähnlichen Mineralien

Die Priorität der Anmeldung in den V. St. v. Amerika vom I.Juli 1953 ist in Anspruch genommen

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein verbessertes Verfahren zur Gewinnung von Öl aus Schiefer, bituminösen Sanden und ähnlichen Mineralien, insbesondere auf ein Verfahren zur Gewinnung oder Extraktion von öl aus Schiefer, Teersanden und anderen Mineralien unter Mitwirkung wasserstoflabgebender Zusätze.

Es wurde gefunden, daß sich die Oktanzahlen verschiedener Ölrückstände mit verhältnismäßig niedrigem Wasserstoffgehalt verbessern lassen, wenn man diese Rückstände mit bestimmten Arten teilweise hydrierter Kohlenwasserstofffraktionen mit kondensierten aromatischen Ringen behandelt. Die vorliegende Erfindung ist mit diesem erwähnten Verfahren verwandt,, weicht jedoch in ihrer Anwendung auf Ölschiefer und Teersanden davon ab. Der sogenannte Ölschiefer enthält normalerweise kein öl als solches,, sondern vielmehr feste

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organische, hauptsächlich aus Kohlenwasserstoffen bestehende Bestandteile, die unter dem Namen Kerogen bekannt sind. Durch normale Schwelverfahren erhält- 'man aus 'dem Schiefer ein rohes Öl, das durch Destillation, Krackung usw. weiter zu den gewünschten Ölprodukten raffiniert wird. Der Schiefer wird gewöhnlich zerkleinert und längere Zeit erwärmt, um das Kerogen zu flüssigem Öl zu kracken. Die Schwelitemperatur beträgt gewohnlich etwa 425 bis 540°. Bei dieser Temperatur wird bei dem üblichen Schwelverfahren ein erheblicher Teil des Kerogens in Koks umgewandelt, der im Schieferrückstand zurückbleibt. Dadurch geht ein wesentlicher Teil der möglichen Ölausbeute verloren. Aus diesem und anderen Grün-; den ist die Gewinnung von Öl aus Schiefer durch \ Schwelen vom wirtschaftlichen Standpunkt aus" nicht vorteilhaft.

Man kannte ferner schon ein Verfahren zur Gewinnung von Öl aus Schiefer durch Hochdruckhydrierung. Ganz abgesehen von den Kosten des Wasserstoffs, den auftretenden Schwierigkeiten durch Verunreinigung des Hydrierungskatalysators usw., sind jedoch allein die Kosten für eine industrielle Hochdruckanlage so hoch, daß sie dieses Verfahren unrentabel machen.

Nach vorliegender Erfindung wird Öl aus solchen kohlenwasserstoffhaltigen Mineralien nach einem Verfahren gewonnen, bei dem man die Mineralien in kleine Teilchen zerkleinert, diese in einem teilweise hydrierten, Wasserstoffabgebenden Öl mit einem Siedebereich z\vischen 260 und 510⁰ aufschlämmt, und den erhaltenen Schlamm so lange auf 370 bis 51Ό⁰ erwärmt, bis ein wesentlicher Teil des entstehenden Öls aus dem Mineral herausgezogen ist. Danach trennt man den mineralischen Rückstand von der ölextraktphase ab und fraktioniert letztere unter Gewinnung einer Grundfraktioh aus dem Verdünnungsmittel sowie anderer Fraktionen. Die Verdünnungsmittelfraktion wird sodann zur Wiederverwendung für das Verfahren von neuem teilweise hydriert.

Die Ausführungsformen des erfindungsgemäßen Verfahrens weichen, je nachdem, ob es sich bei dem Ausgangsmineral um Schiefer oder Teersande handelt, etwas voneinander ab und werden nachstehend besonders beschrieben.

Ein besonderes Merkmal der vorliegenden Erfindung ist die Wahl eines sehr billigen, jedoch äußerst wirksamen wasserstoffabgebenden Mittels. Bisher wurden als 'wasser st off abgebende Zusätze für einige Kohlenwasserstoffumwandlungsverfahren bestimmte, verhältnismäßig sehr kostspielige - Chemikalien vorgeschlagen; diese kommen jedoch für großtechnische Zwecke nicht in Betracht. Nach vorliegender Erfindung bevorzugt man als wasserstoffabgebendes Verdünnungsmittel für den Schiefer eine teilweise hydrierte, aromatenreiche Ölfraktion,, z.B. Hochtemperaturteer, der aus Rück-" ständen katalytischer Erdölkrackungen gewonnen wurde. Sein Siedebereich kann: zwischen etwa 260' und 5io° liegen, oder man kann nacheinander zwei Fraktionen mit Siedebereichen von etwa 315 bis 510⁰ und 260 bis 400⁰ verwenden. Die erste Fraktion wird unter einem Druck von 14 bis 35 kg/cm² oder mehr mit dem Schiefer in einem Schlämmbehälter oder -kessel verrührt. Danach leitet man den Schlamm in" einen Aufquellkessel oder eine Reihe solcher Kessel, wo nian sie etwa ¹J₂ bis zu 10 Stunden lang auf Temperaturen zwisehen etwa 370 und 51Ό⁰, vorzugsweise zwischen 400 und 480⁰, erwärmt. Zweckmäßig führt man nicht das gesamte Verdünnungsmittel in den Schlämmbehälter ein, sondern leitet einen Teil davon, vorzugsweise einen solchen mit niedrigerem Siedebereich, bei der Reaktiomstemperatur erst später in den Quellbehälter ein. Dieser Teil soll vorzugsweise·, deshalb einen niedrigeren Siedebereich haben, 'damit er sich rascher mit dem Schiefer vermischt und dabei das öl wirksamer daraus entfernt. Die Gesamtmenge des wasserstoffabgebenden Verdünnungsmittels sollte etwa das 5- bis- isfache Gewicht des im Schiefer enthaltenen Kerogens. betragen.

Der ausgezogene Schiefer, der sich am Boden des oder der Behälter absetzt, wird nach der gewünschten Einwirkungszeit von dort entfernt und in ein Reaktionsgefäß geleitet, wo man ihn durch von ■unten eingeblasenen Dampf aufwirbelt. Der Dampf nimmt praktisch alles Verdünnungsmittel und dien größten Teil des nun in ein.flüssiges Öl umgewandelten Kerogens mit. Die verbleibende ölphase aus diesem »Abstreifer« wird in eine Fraktionieranlage geleitet. Danach leitet man den warmen getrockneten Schieferrückstand, der noch eine kleine Menge kohlenstoffhaltige Bestandteile enthält, in ein zweites, vorzugsweise nach dem .Wirbelschichtverfahren arbeitendes Reaktionsgefäß, in dlem der vorhandene Kohlenstoff mit einem oxydierenden Gas zu Kohlenimonoxyd verbrannt wird. Durch die Verbrennungswärme wird er hier noch weiter bis auf etwa 540 bis 650⁰ erhitzt. Das· Kohlenmonoxyd wird nach dier bekannten Wassergasreaktion weiter zu Wasserstoff und CO₂ reformiert. Das entstehende CO₂ wird durch übliche alkalische Mittel ausgetrieben, wie Äthanolamin, während man den erhaltenen Wasserstoff zur Hydrierung des obenerwähnten wasserstofEabgebenden Verdünnungsmittels verwendet.

Das ursprünglich von außen zugeführte wasserstoff abgebende Verdünnungsmittel wird größtenteils im Kreislauf geführt und erneut hydriert, so daß die zur kontinuierlichem oder in regelmäßigen Abständen erfolgende Ergänzung benötigten Mengen fremder Zusätze sehr gering sind. Das wasserstoffabgebende Verdünnungsmittel wird im üblicher Weise unter mäßigen Drücken und mit gebräuchlichen Hydrierungskatalysatoren hydriert. Obwohl man zur Vermeidung einer Verunreinigung des Hydrierungskatalysators sämtliches etwa noch vorhandenes CO in dem Wasserstoff, z. B. durch Waschen mit ammonikalischer Kupfersulfatlösung, entfernen kann, nimmt man doch am besten für die Hydrierung möglichst einen unempfindlichen Katalysator, z. B. Molybdänsuind, der weder durch CO noch durch den Schwefelgehalt des zu hydrieren-

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den wasserstoff abgebenden Verdünnungsmittels vergiftet wird. Auf diese Weise wird die vollständige Entfernung des CO überflüssig.

Der heiße verbrauchte Schiefer, der nun prak-S tisch ifrei von sämtlichem organischem Material ist, wird vorzugsweise zur Erzeugung des für das Verfahren benötigten Dampfes unter Ausnutzung seiner Eigenwärme durch einen Wärmeaustauscher geleitet; die Wärme läßt sich jedoch auch für andere

ίο Zwecke verwenden.

Die vorliegende Erfindung wird nachstehend an Hand der in der Zeichnung (Fig. i) enthaltenen schematischen Darstellung einer besonderen Durchführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens noch ausführlicher erläutert.

Nach der Zeichnung wird der auf kleine Teilchen mit einem durchschnittlichen Durchmesser von weniger als 25 mm, vorzugsweise unter 6 mm, zerkleinerte Schiefer in einen Bottich oder Schlammbehältern geschüttet. Die Zerkleinerung erfolgt auf übliche Weise und bedarf keiner Erläuterung. Eine flüssige Ölfraktion, die von nun ab als Ver¹ dünnungsmittel oder wasserstoffabgebendes Verdünnungsmittel bezeichnet wird, fließt aus der Leitung 13 in den Behälter 11 und ergibt dort mit dem Schiefer einen Schlamm.

Diesen Schlamm leitet man durch die Leitung 15 und eine auf beliebige Art beheizte A^orwärmeschlange 17 in den Quell- oder Extraktionskessel

19. Hier hält man die Aufschlämmung so lange auf Temperaturen zwischen 370 und 510⁰, vorzugsweise zwischen 400 und 480⁰, bis nahezu sämtliches Kerogen in flüssiges Öl umgewandelt und aus dem Schiefer ausgezogen ist. Dies erfordert V2 bis zu 10 Stunden, Während dieser Zeit gibt das wasserstoffabgebende Verdünnungsmittel nicht nur an das Kerogen unter Krackung und Bildung flüssigen Öls an Ort und Stelle im Schiefer Wasserstoff ab, sondern wirkt außerdem als'Lösungsmittel und zieht das sich bildende Öl heraus. Man rührt den Schlamm in dem Gefäß 19, aber allmählich setzt sich der Schiefer ab und wandert, vorzugsweise durch sein Gewicht, durch die Leitung 21 in einen Abstreifer 25, während anderseits dieölphase oberhalb des sich absetzenden Schief ers durch eine Leitung 23 abgezogen wird. Das Öl und den Schiefer in diesem Kessel hält man vorzugsweise unter 7 bis 20 kg/cm² Druck, am besten unter 17,5 kg/cm² oder mehr.

Die Menge des angewandten wasserstoffabgebenden Verdünnungsmittels kann je nach der Beschaffenheit des Schiefers, seiner Teilchengröße und der Quell- und Extraktionstemperatur etwas verschieden sein. Im allgemeinen beträgt das Gesamtgewicht des Verdünnungsmittels etwa das 5- bis I5fache des im Schiefer enthaltenen Kerogens. So verwendet man z. B. für einen Schiefer, der jet 1,75 hl Öl abgibt, 8 bis 24hl des wasserstoffabgebenden Verdünnungsmittels zur Aufschlämmung von 1 t Schiefer. Die bei diesen großen Mengen des Verdünnungsmittels benötigten Mengen an abgegebenem Wasserstoff sind verhältnismäßig sehr niedrig, nämlich etwa 0,35 bis 8,9 m³ je hl des Verdünnungsmittels, während man 3,5 bis 35 m^s zum Kracken von Erdölrückständen bei Anwendung wasserstoff abgebender Verdünnungsmittel benötigt. Deshalb sind die hier insgesamt benötigten Wasserstoffmengen mäßig.

Der Schiefer wird in dem Abstreifer 25 durch bei 27 von unten eingeblasenen Dampf aufgewirbelt. (Diese Aufwirbelung des Schiefers ist nicht immer erforderlich, wird jedoch bevorzugt.) Der Dampf, der etwa die gleiche oder eine etwas höhere Temperatur als der Schiefer besitzt, nämlich 400 bis 540⁰, führt dabei nahezu alles Verdünnungsmittel und auch fast alle übrigen organischen Bestandteile fort. Eine kleine Menge bleibt jedoch im Schiefer zurück. Danach leitet man den Schiefer durch die Leitung 31 in die Verbrennungskammer 29.

Die aus dem aufgewirbelten Schiefer in dem Abstreifer 25 ausgetriebenen Dämpfe werden durch die Leitung 33 erst in geeignete Vorrichtungen zur Abtrennung von Feststoffen, z. B. einen gewöhnlichen Zyklonenabscheider (in der Zeichnung nicht gezeigt), und dann in einen Wärmeaustauscher 35 und einen Kühler 37 geleitet, aus dem man den kondensierten Dampf nach unten abzieht. Das ebenfalls kondensierte Öl fließt durch die Leitung 39 in die Leitung 23, wo es sich mit der aus dem Kessel 19 kommenden Ölphase vereinigt und dann- weiter. in ein Fraktioniergefäß 41 geleitet wird.

In der Fraktioniieranlage 41 werden das gewonnene Öl und das verbrauchte Verdünnungsmittel dann fraktioniert, wobei entsprechende.Ableitungen· 43., 45, 47, 49 und 51 für Gas, Benzin, leichtes Gasöl, Verdünnungsmittel und schweres Gasöl vorgesehen sind. Die vorzugsweise zwischen etwa 315 und48o° siedende Verdünnungsmittelfraktion fließt durch die Leitung 53 in ein Hydriergefäß 55; wie bereits erwähnt, lassen sich jedoch auch andere.Fraktionen hierfür verwenden. Zur Erhaltung der aromatischen Anteile in diesen Fraktionen und zur Erleichterung der Hydrierung zieht man vorzugsweise eine kleine Menge davon durch die Leitung 57 ab und setzt eine entsprechende Menge Hochtemperaturteer durch die Leitung 95 zu.

Die Rückstände aus der Fraktionieranlage 41 führt man durch eine Leitung 59, zusammen mit dem im Kreislauf befindlichen wasserstoffabgebenden Verdünnungsmittel, in den Schlammbehälter no 11. Zur Verhinderung von Anreicherungen mit unerwünschten Bestandteilen kann man einen Teil dieser Fraktion durch die Leitung 61 laufend abziehen.

Der Verbrennungskammer 29 führt man durch die Leitung 65 Luft oder Sauerstoff, vorzugsweise Luft, mit einer solchen Geschwindigkeit zu, daß der Kohlenstoff in dem Schieferrückstand zu Kohlenmonoxyd verbrannt und der Rückstand auf Temperaturen zwischen etwa 540 und 650⁰ erwärmt wird. Diese Luft kann auch zur Aufwirbelung des Schiefers in der Verbrennungskammer 29 dienen, wobei man gegebenenfalls an passenden (in der Zeichnung nicht gezeigten) Stellen noch zusätzlich aufwirbelndes Gas einblasen kann. Nach Ausnutzung seiner fühlbaren Wärme für die Erzeugung

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von Abstreifdampf für die Leitung 27 oder von Dampf für die Umsetzung mit dem Kohlenmonoxyd usw. wird der verbrauchte Schiefer bei 67 ausgetragen.

Das Kohlcnmonoxydgas aus dem verbrauchten Schiefer strömt durch die. Leitung 69 nach, oben in einen Wasserstoff gewinnungskessel 71. Diesem Kessel wird durch eine Leitung 73 Dampf zugeführt. Bei der Umsetzung wird ein Gemisch aus Kohlendioxyd und Wasserstoff erzeugt, das durch die Leitung 75 in einen Wäscher 77 strömt, wo man das Kohleridioxyd entfernt.

Das gereinigte, nunmehr ziemlich reine Wasserstoffgas, das gewöhnlich noch etwa 1 bis 2 °/o C O enthält, strömt durch die Leitung 81 in. das Hydriergefäß 55. Hier wird die Verdünnungsmittelfraktion, unter entsprechenden Hydrierungsbedingungen, z. B.. unter einem Druck von 17,5 bis 140 kg/cm², und in Gegenwart eines geeigneten

Katalysators, wieMolybdäinsulfid, teilweise hydriert. Die aus der Fraktionieranlage nach oben ausströmenden Gase kann man bei 83 abziehen; ein wesentlicher Teil davon jedoch kann durch die Leitung 85 im Kreislauf geführt werden. Das nunmehr teilweise hydrierte, wasserstoffabgebende Verdünnungsmittel fließt durch die Leitungen 87, 89 nach der Leitung 13 und in den Schlammbehälter 11 zurück. Ein Teil dieses wasserstoff abgebenden Verdünnungsmittels wird durch die Leitung 91 in das Quell- oder Extraktionsgefäß 19 geführt. Gewöhnlich verwendet man ein bis zwei Drittel des Verdünnungsmittels für den Schlammbehälter und den Rest für das Quellgefäß 19.

Wie bereits erwähnt, kann man dem Extraktionsgefäß einen niedriger siedenden Teil des wasserstoffabgebenden Verdünnungsmittels zuleiten, das nach Belieben entweder aus einer fremden Quelle oder aus. einer besonderen Fraktion stammen kann. Zu diesem Zweck ist eine. Leitung 93 vorgesehen sowie entsprechende Kontrollventile, die in der Zeichnung nicht gezeigt sind. ,

Die zur Behandlung von Teersanden verwendeten wasserstoffabgebenden Verdünnungsmittel haben im allgemeinen einen etwas niedrigeren Siedebereich als die zur oben beschriebenen Behandlung von Ölschiefern benutzten Verdünnungsmittel. Vorzugsweise verwendet man ein wasserstoffabgebendes Verdünnungsmittel mit einem Siedebereich zwischen etwa 260 und 37'0°. Die Verwendung solcher niedriger siedender Flüssigkeiten erleichtert die Abtrennung des Öls vom Sand in den späteren .Verfahrensstufen. Vielfach kann man jedoch ohne Schwierigkeit auch Verdünnungsmittel mit einem Siedebereich zwischen etwa 370 und 480⁰ nehmen.

Das Verdünnungsmittel wendet man vorzugsweise in Mengen an, die ausreichen, um mit dem Sand einen flüssigen oder pumpbaren Schlamm zu ergeben. Zu diesem Zweck sollte man das Verdünnungsmittel bei teerreichen Sandmassen in einem Gewichtsverhältnis von etwa 5:1, bezogen auf den Teergehalt des Sandes, anwenden. Bei Sandmassen mit niedrigem Bitumen- oder Ölgehalt können noch höhere Mengenverhältnisse, bis zu etwa 10:1 auf der gleichen Grundlage, erforderlieh sein. Bei Verwendung von 5 bis 10 Gewichtsteilen des wasserstoffabgebenden Verdünnungsmittels je Gewichtsteil Teer oder Bitumen braucht der Gehalt an übertragbarem Wasserstoff in dem Verdünnungsmittel .nicht sehr hoch zu sein. Eine W.asiserstoffiauifnahme in Höhe von etwa 3,5 bis 11 m³ Wasserstoff je hl Verdünnungsmittel ist ausreichend, -

. Die Herstellung eines pumpbaren Schlammes aus dem Sand ist nicht immer erforderlich, doch wird dieses Verfahren zur Zeit bevorzugt. Man kann aber auch einen zähen Brei herstellen, indem man etwa auf 1 Teil Teer oder Bitumen nur 1 Teil des Verdünnungsmittels nimmt. In diesem Fall läßt sich der Brei durch eine Beschickungsvorrichtung nach Art einer Strangpresse fördern. Auch werden in diesem Fall größere Mengen Wasserstoff je Einheit des Verdünnungsmittels verbraucht. Insgesamt können die Verdünnungsmittelverhältnisse zwischen etwa ι: 1 bis 10:1, bezogen auf den Bitumengehalt des Sandes, schwanken, und die dem Verdünnungsmittel zugesetzten Wasserstoffmengen können von etwa 0,9 bis 18 m³ je hl des Verdünnungsmittels betragen.

Bei der bevorzugten Form des erfindungsgemäßen Verfahrens wird der Sand zerkleinert und mit dem wasserstoffabgebenden Verdünnungsmittel. in solchem Verhältnis gemischt, daß sich ein beweglicher Schlamm bildet. Dieser Schlamm wird durch eine beheizte Schlange in eine Quell· und Absetzzone gepumpt, wo man das Gemisch auf etwa 370 bis 540°, vorzugsweise 400 bis 480⁰, erwärmt. Man hält es dann genügend lange unter entsprechendem Rühren in dieser Zone, um eine gute Extraktion zu ermöglichen. Die übliche Verweilzeit beträgt etwa 10 bis etwa 120 Minuten. Man arbeitet vorzugsweise unter mäßigem Druck, z.. B. bis ^zu 35 kg/cm², wobei ein Druck von etwa 14 kg/cm² schon sehr gute Ergebnisse liefert. Der Druck braucht jedoch nicht größer zu sein, als zur Vermeidung eines Verlustes an den flüchtigen Bestandteilen gerade erforderlich ist.

Der Sand setzt sich allmählich am Boden ab, während sein Ölgehalt ausgezogen wird und sich oben in dem Behälter eine ölphase bildet. Die Geschwindigkeit, mit der sich der Sand absetzt, und die Vollständigkeit der Ölextraktion hängen zum Teil von der Viskosität des Schlammes und zum Teil von der Stärke des Rührens ab: Letztere sollte so eingestellt werden, daß man das Öl bei gutem Durchsatz möglichst vollständig auszieht. Liegt die durchschnittliche Verweilzeit des Sandes innerhalb der oben angebenen Grenzen und ist die Sandaufschämmung gut flüssig, so ist die Extraktion ziemlich vollkommen. Mit einer Verweilzeit von 1 Stunde z. B. und einem Verhältnis von Verdünnungsmittel zu Bitumen wife 4 :1 kann man unter Verwendung eines bei etwa 260 bis 370° siedenden Verdünnungsmittels bei mindestens 400⁰ 95°/o oder mehr des Bitumens herausziehen. .

Der ausgezogene Teil,wird sodann fraktioniert, wobei man verschiedene Fraktionen erhält, von

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denen, eine nach..teilweiser Hydrierung und Rückleitung sich gut als Verdünnungsmittel verwenden läßt. Die Rückstände können ganz oder teilweise zusammen mit dem Verdünnungsmittel im Kreislauf geführt werden; zur Verhütung von Anreicherungen mit unerwünschten Bestandteilen wird jedoch vorzugsweise mindestens immer ein kleiner Teil beseitigt.

Diese Ausführungsart der vorliegenden Erfindung wird nachstehend noch ausführlicher an Hand der Zeichnung (Fig. 2) erläutert, in der sie schematisch dargestellt ist.

Wie aus der Zeichnung hervorgeht, wird der Ölsand in kleine Brocken oder Teilchen mit einem Höchstdurchmesser von 25 mm oder weniger, vorzugsweise nicht über 6 mm, zerkleinert. Der zerkleinerte bituminöse Sand gelangt durch die Leitung 113 in den Schlammbetiälter in. Dort wird er mit einer (in der Zeichnung nicht gezeigten) Misch- oder Rührvorrichtung mit einer durch die Leitung 115 zugeführten flüssigen Verdünnungsmittelfraktion zu einem Schlamm, vorzugsweise einem frei fließenden oder pumpfearen Schlamm, angemischt. ■ ·

Der Schlamm verläßt den Behälter 111 durch die Leitung 117 und fließt durch eine Heizschlange 119 in einen Quell- und Absetzbehälter 121. Notfalls kann man den Behälter 121 in üblicher Weise noch zusätzliche Wärme zuführen. Jedenfalls wird die Temperatur des Schlammes in dem Absetzgefäß auf mindestens 370⁰ und nicht über 540⁰, vorzugsweise auf 400 bis 480⁰, gebracht.

Der Schlamm in dem Behälter 121 wird mit einem Schraubenrührer oder einer ähnlichen Rührvorrichtung so gerührt, daß sich der Sand, wie oben angegeben, bei einer Verweilzeit von etwa 10 bis 120 Minuten langsam am Boden absetzt. Das Öl steigt nach dem Oberteil des Behälters 121 und wird durch eine Leitung 123 nach dem Fraktioniergefäß 125 abgezogen. Der Sand wird unten durch die Leitung 127 in einem Behälter abgelassen, der in der Zeichnung als Wirbelschichtabstreifer 129 gezeigt ist. Hier wird ein aufwirbelndes Gas, vorzugsweise Dampf oider auch ein inertes Gas, durch eine oder mehrere Leitungen 131 zur Auf wirbelung des Sandes und zur Abtrennung seines restlichen ölgehaltes eingeblasen. Der verbrauchte Sand kann zur Ausnutzung seiner fühlbaren Wärme durch die Leitung 133, vorzugsweise zu einem Wärmeaustauscher hin, abgeführt werden, worauf er. weggebracht wird.

Durch Fraktionieren des Öls in der Fraktionieranlage 125 erhält man die gewünschten Produkte, nämlich Gase durch die Leitung 135, Benzin durch die Leitung 137, leichtes Gasöl durch die Leitung 139, ein Ausgangsöl zur Herstellung wasserstoffabgebenden Verdünnungsmittels durch die Leitung 141 (vorzugsweise mit einem Siedebereich zwischen 260 oder 290 und etwa 370⁰) und ein schweres Gasöl durch die Leitung 143. Die Rückstände fließen durch eine Leitung 145 ab; ein Teil davon kann durch die Leitung 147 abgeführt werden. Der Rest (gegebenenfalls aber auch der gesamte Rückstand) kann durch die Leitung 149 zu der Verdünnungsmittelleitung 115 geführt werden. Die abgetrennten Produkte aus dem Abstreifer 129 gelangen durch die Leitung 151 zu einem Kühler 153, wo der Dampf kondensiert wird und durch die Leitung 155 abfließt. Die gleichzeitig kondensierten ölanteile strömen durch die Leitung 157 und vereinigen sich mit der der oben beschriebenen Fraktionieranlage zugeführten Beschickung.

Zur Regelung der Beschaffenheit des Verdünnungsmittels kann man einen Teil von ihm bei 159 aus der Leitung 141 abziehen. Der Rest wird in ein Hydriergefäß 161 gegeben. Hier setzt man durch die Leitung 163 zusätzlichen Hochtemperaturteer zu, um darin einen hohen Gehalt an Verbindungen mit kondensierten aromatischen Ringen, zu erhalten. Dieser Teer stammt vorziugsweise aus katalytischen Krackverfahren von Erdöl (Gasöl) mit dem gleichen allgemeinen S.iedebe reich, d. h. zwischen 260 und 480⁰. Gasförmiger Wasserstoff beliebiger Herkunft, z. B. aus einer Hydrierformi-nganlage, wird durch die Leitung 165 zugeführt. Wife oben erwähnt, können die benötigten Wasiserstoffmengen je nach dem Verhältnis des Verdünnungsmittels zu ■ dem Bitumen wie auch unter Berücksichtigung anderer Faktoren, z. B. Druck und Temperatur in dem Quellgeifäß, zwischen etwa 0,9 und 1.8¹Tn³Je hl des Ver- go düninungsmittels schwanken. Überschüssiges Gas kann nach oben durch die Leitung 167 abgezogen werden, vorzugsweise wird jedoch, ein großer oder der ■ größte Teil davon durch die Leitung 169 im Kreislauf zurückgeführt. Im übrigen verfährt 'man bei der Hydrierung in üblicher Weise.

Das teilweise hydrierte wasserstoffabgebende Verdünnungsmittel wird sodann durch die in die Leitung 115 mündende Leitung 171 in den Schlammbehälter 111 zurückgeführt, worauf sich der ganze Vorgang wiederholt.

Selbstverständlich sind verschiedene Abänderungen des erfindungsgemäßen Verfahrens und Systems zur Gewinnung von Öl aus bituminösen Sanden möglich. Entscheidend ist insbesondere die Veriwend'ung des teilweise hydrierten flüssigen Verdünnungsmittels mit mittlerem Siedebereich bei mäßigen Temperaturen. Ein weiteres Merkmal des Verfahrens ist die Verwendung von Hochtemperaturteer als Ausgangsstoff für die Herstellung des Ho Verdünnungsmittels. Wie oben vorgeschlagen wurde, kann man in einigen Fällen an Stelle eines flüssigen Schlammes auch ein breiförmiges Gemisch verwenden; beide Begriffe deckt die Bezeichnung »Schlamm«, wenn sie in den Ansprüchen ohne weitere Erklärung angewandt wird. Das System und 'das Verfahren, in denen der flüssige Schlamm benutzt wird, sind beweglicher und werden besonders bevorzugt.

Claims (5)

1. PATENTANSPRÜCHE:

   i. Verfahren zur Gewinnung von öl aus kerogenhaltigen Schiefern, bituminösen Sanden und ähnlichen Mineralien unter Zusatz von Öl ,zu dem feinzerteiilitein Mineral und Ausziehen ia$ der öligen Phase aus dem Gemisch, dadurch ge-

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   .kennzeichnet- daß die zugesetzten Öle teilweise hydrierte Kohlenwasserstofföle mit kondensierten aromatischen Ringen und mit Siedebereichen zwischen 260 und 510⁰ sind und unter den Reaktionsbedingungen Wasserstoff an die Kerogenbestandteile abgeben, in einer Menge von 5 bis 15 Gewichtsteilen auf 1 Gewdchtsteil des vorhandenen Kerogens. zugestzt werden, und daß man den aus dem kerögenhaltigen ίο Ausgangsstoff und dem Öl gebildeten Schlamm so lange auf 370 bis 5Ί0⁰ erwärmt, daß die Hauptmenge des in dem Mineral enthaltenen Kerogens verflüssigt und;ausgezogen wird.
2. 2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Erhitzungsdauer des Gemisches aus öl und kerogenhaltigem Aus- - , gangsetoff V2 bis 10. Stunden dauert und daß man nach Abtrennung der ölphase den mineralischen Rückstand in eine Abstreifzone überführt, dort mit einem Strom inerten Gases ent-. ölt und danach die noch verbrennbaren kohleri-, stoff haltigen Bestandteile verbrennt und dadurch wenigstens einen Teil des Wärmebedarfs des Verfahrens deckt. .
3. 3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß man zum Abstreifen des nach Abtrennung der ölphase verbliebenen öligen Rückstandes einen hefßen Strom inerter Gase, insbesondere Dampf, benutzt und zur Verbrennung des Kohlenstoffs in dem verbleibenden Rückstand so viel Sauerstoff anwendet, daß bei der Verbrennung hauptsächlich Kohlenoxyd entsteht, das man mit Wasserdampf unter BiI- ^:- dung von Wasserstoff umsetzt, der zur Wiederhydrierung des verbrauchten wasserstoffabgebenden Verdümnungsöls benutzt wird.
4. 4. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß man eine aromatische Frak- ■■-tion mit dem Siedebereich von 260 bis 510⁰ aus der abgetrennten ölphase fraktioniert und diese mit dem durch Umsetzung von Kohlenoxyd mit Wasserdampf gewonnenen Wasserstoff zu neuem Verdünriungsöl' hydriert, das "^! ebenfalls in das Verfahren zurückgeleitet wird.
5. 5. Verfahren nach Anspruch 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß von dem Verdünnungsöl ein Teil sofort zu dem kerogenhaltigen Ausgangsstoff unter Bildung eines Schlammes zugegeben und der Rest während der Erwärmung zugefügt wird, wobei der zuletzt zugegebene Teil des Öls vorzugsweise einen niedrigeren Siedebereich als die zuerst zugegebene Teilmenge.hat. . ■"■'·..■'. '"

   In Betracht gezogene Druckschriften: ,USA.-Patentschrift Nr. 2 524 859.

   Hierzu 1 Blatt Zeichnungen