PL1008B1 - Sposób wytwarzania weglowodorów niskowrzacych nasyconych z ciezkich olejów weglo¬ wodorowych. - Google Patents

Description

Pierwszenstwo: 28 stycznia 1921 r. (St. Zj. Am.).Wynalazek dotyczy wytwarzania ni¬ skowrzacych przewaznie nasyconych we¬ glowodorów, nadajacych sie w cha¬ rakterze paliwa do silników spalinowych, z weglowodorów ciezszych, jak oleje ciezkie i ropa, przedewszystkiem zas z ciezkich olejów asfaltowych.Glówne reakcje stosowane przytern w mniejszym lub w wiekszym zakresie sa nastepujace: 1. Weglowodory, zawierajace para¬ fine, stykaja sie w wysokich tempera¬ turach z tlenkiem zelazowym, utleniajac sie przytem i pozbywajac wodoru, a wiec tworzac nienasycone weglowodory. 2. Weglowodory nienasycone o wy¬ sokim ciezarze czasteczkowym rozpa¬ daja sie pod wplywem wysokich tempe¬ ratur na weglowodory nienasycone o mniejszym ciezarze czasteczkowym. Sto¬ pien rozkladu zalezy od wysokosci tem¬ peratury i dlugosci trwania procesu. 3. Etylen i inne weglowodory ga¬ zowe, lacznie z metanem wchodza w reak¬ cje z tlenkiem zelazowym w tempe¬ raturach od 500 do 550° C, tworzac tle¬ nek zelazawy, wode i wegiel. 4. Wegiel redukuje tlenek zelazowy na tlenek zelazawy w temperaturach od 500°—600° C i wytwarza tlenek wegla. 5. Tlenek wegla redukuje tlenek zelazowy w temperaturach od 500°—600°C i wytwarza dwutlenek wegla. 6. Para wodna wchodzi w tempera¬ turze 600°C w reakcje z tlenkiem zela¬ zawym, tworzac tlenek zelazowy i bar¬ dzo czynny („in statu nascendi") wodór. 7. Nienasycone weglowodory zostaja nasycone powstajacym wodorem.Ostatnia reakcja zachodzi energicz¬ nie, poniewaz wodór „in statu nascendi" jest bardziej czynny od wodoru w sta¬ nie czasteczkowym nawet w obecnosci katalizatora niklowego.Celem realizacji wynalazku opary ciez¬ kich olejów weglowodorowych zmieszane z para stykaja sie w wysokich tempera¬ turach z tlenkiem zelazawym.".Wlasciwe ustosunkowanie oparów ole¬ jów i pary pozwala zapobiec utlenianiu tlenku zelazawego na tlenek zelazowy i odwrotnie redukowaniu tlenku zelaza¬ wego na zelazo metaliczne.Do wykonania zabiegu sluzyc moze cztero-calowa rura, posiadajaca 20 stóp dlugosci i wypelniona luzno tlenkiem z.elazawym, wobec czego gaz bez prze¬ szkód przechodzi przez nia i styka sie z tlenkiem zelazawym. Rura polaczona jest z komora,- w postaci bani zwyklej budowy wytwarzajaca opary olejów, oraz ze zbiornikiem pary sprezonej.Pare wodna i opary olejowe dopro¬ wadzac nalezy w odpowiednim stosunku.Rura posiada w tym celu u wlotu zawór (zasuwe) z otworem 1/8//, dla oparów oleju i 1/ig'/ dla pary. Przy takich otwo¬ rach opary i para, znajdujaca sie pod cisnieniem 10 funt., o ile cisnienie w ru¬ rze nie jest obnizone, beda doplywaly do rury w stosunku 15 czesci wagowych pary na 100 czesci wagowych oleju i w ilosci okolo 5 funtów pary na 5 ga¬ lonów oleju na godzine Pare mozna ogrzewac sposobem do- • wolnym. Mozna naprzyklad zastosowac elektryczny grzejnik oporowy, nawiniety na rury. Ogrzewanie reguluje sie naj- praktyczniej w ten sposób, by podtrzy¬ mac okreslona temperature, wzrastajaca stopniowo od wlotu do wylotu rury.Nie jest to jednak konieczne. Na po¬ czatku procesu przy przeróbce oleju, wrzacego w 240° C, opary oleju i pary doprowadzamy do zaworów wlotowych pod cisnieniem 10 funtów na cal kw. przyczem 15 czesci wagowych pary od¬ powiada 100 czesciom wagowym oleju.Dla wytwarzania lekkiego . gazu, odpo¬ wiedniego do spalania w silnikach spa¬ linowych, rure ogrzewamy od 500° C u wlotu az do 620° C u wylotu. O ile chodzi o wieksza wydajnosc bardzo nisko wrzacego gazu, wlot rury ogrzewamy do 600° C, wylot zas do 700° C. W takim razie nalezy jednak dbac o dokladne od¬ ciaganie gazu zapomoca sprezania i t.p.Produkt}^, opuszczajace wylot rury, przechodza przez skraplacz, gdzie skrapla¬ ja sie ciezsze frakcje, które w ten spo¬ sób zostaja oddzielone* Niezgeszczone opary i gazy przechodza przez ciecz skroplona i przez plóczke. Oczyszczony gaz przechodzi wreszcie przez miernik do zbiornika. Przy ogrzewaniu rury od 600° do 700°C stosowac trzeba wyjatko¬ wo dobre plóczki, a czestokroc nawet i sprezanie, aby odciagnac z gazu bar¬ dzo lekkie opary. Ogrzewanie od 500° C do 620° G odpowiada produkcji oparów gazolinowych.Ustosunkowanie pary wodnej i opa¬ rów olejowych, jakie przechodza przez rury, musi byc dokladnie regulowane.Przy nadmiarze pary tlenek zelazawy, utleniajac sie, tworzy tlenek zelazowy.W miare nagromadzenia sie tlenku zela¬ zowego przetwarzanie ciezkich weglo¬ wodorów na lzejsze staje sie powolniej- szem i wkrótce ustaje zupelnie. Nalezy równiez unikac redukcji tlenku zelaza¬ wego na zelazo metaliczne. O ile to bowiem nastapi, w rurze osiada wegiel i przeszkadza krazeniu gazu.We wlasciwych warunkach procesu zawartosc rury pozostaje stale w po¬ staci tlenku zelazawego i nie zawiera ani tlenku zelazowego, ani zelaza meta¬ licznego, ani wegla. Przy przeróbce zwyklego oleju w stosunku 15 czesci pary na 100 czesci oleju otrzymujemy — 2 —korzystne pod tym wzgledem wyniki.Mozna zwiekszyc ilosc pary, o ile punkt wrzenia przerabianego oleju podnosi sie •do 340° C. Przy tym punkcie wrzenia dodatek pary wynosic moze 20% wagi oleju. Dodatek pary latwo z 15% zwiek¬ szyc do 20% przez zwiekszenia cisnie¬ nia pary u wlotu z 10 funtów na 15 fun¬ tów na cal kwadratowy.Przy normalnym biegu procesu gazy nie powinny zawierac wody u wlotu rury i tlenek zelazawy nie powinien za¬ wierac ani tlenku zelazowego, ani zelaza metalicznego, ani wegla. Nalezycie ure¬ gulowany proces jest przeto procesem ciaglym.Skroplony) i oddzielony olej podda¬ jemy^ ponownej destylacji. Otrzymany ta droga produkt jest nieomal przezro¬ czysty. Zapomoca normalnego czyszcze¬ nia 1% kwasem siarkowym otrzymuje sie prawie przezroczysty produkt o milym zapachu aromatycznym, zawierajacy naj¬ wyzej 10% do 20% zwiazków nienasyco¬ nych. Sklad produktu zmienia sie do pewnego stopnia w zaleznosci od tem¬ peratury. Sklada sie on przedewszyst- kiem z parafiny lub substancyj tego szeregu. Nienasycone skladniki naleza glównie do szeregu oleinowego.Gdy pozostalosc destylacyjna osiaga punkt wrzenia 200° C, powraca do zbior¬ nika i powtarza swój obieg. Przy prze¬ róbce ciezkich olejów o typie asfaltowym aparat pracuje az do skoksowania i wy¬ daje do 80% produktu, zdatnego do uzy¬ cia w silnikach.Zachodzace w rurze reakcje sa dosc skomplikowane. Wsród tych reakcyj za¬ chodza prawdopodobnie reakcje naste¬ pujace, które nie bedac ustalone, nie moga w niczem ograniczac istoty wyna¬ lazku.Para, dzialajac na tlenek zelazawy, tworzy tlenek zelazowy i wodór w bar¬ dzo czynnej formie. Tlenek zelazowy zredukowany zostaje zpowrotem na tle¬ nek zelazawy. Jednoczesnie powstaja weglowodory o nizszym stopniu nasyce¬ nia, prostszej prawdopodobnie budowie i o nizszym punkcie wrzenia.Powyzsze nienasycone weglowodory dzialaja na wodór, pochodzacy z pary, tworzac lekkie weglowodory przewaznie typu nasyconego. Wydzielony z pary tlen tworzy przewaznie tlenek i dwutle¬ nek wegla. Lekkie weglowodory, po¬ wstajace wskutek rozkladu i wydzielenia sie przytem wegla, znajduja sie w znacz¬ nych ilosciach w gazach odlotowych.Okazuje sie, ze w temperaturze ma¬ ksymalnej okolo 620° C, okolo % czesci etylenu ulega rozkladowi, reszta prze¬ chodzi do produktów gazowych. Gaz sklada sie w 5-0% dó^70%z wodoru, w 20% z etylenu iw 10% z tlenku wegla. Wy¬ dajnosc galonu przerobionego plynnego weglowodoru wynosi okolo 30 stóp szescienrjych gazu. Ilosc i sklad ga¬ zów waha sie w zaleznosci od tempera¬ tury, szybkosci zasilania, proporcji pary i innych warunków procesu.W praktyce najlepiej sie nadaje po¬ jedynczy piec muflowy, zawierajacy 20 rur o srednicy 8" i dlugosci 20', przy- czem rurki pracuja równolegle. Piec tego typu wydaje okolo 250 beczek paliwa silnikowego w ciagu 24 godzin ciaglej pracy.Do plókania gazów mozna stosowac dowolna metode. Olej przemyty i skro- plina destyluje sie zapomoca ciepla gazów, opuszczajacych piec.Na poczatku procesu rura reakcyjna winna byc napelniona tlenkiem zelazo¬ wym, zredukowanym na tlenek zelazawy przez ogrzewanie i obieg odtleniajacego gazu. Nastepnie rozpoczyna sie zasilanie rury weglowodorami i para i proces od¬ bywa sie, jak opisano powyzej. — 3 — PL PL

Claims (1)

1.