Wynalazek niniejszy dotyczy sposobu i urzadzenia do rafinowania (oczyszczania) weglowodorów plynnych, jako to gazoliny, nafty, benzenu i t. d.Weglowodory plynne oczyszcza sie w tym celu, aby odpowiadaly pewnym wyma¬ ganiom rynkowym, a mianowicie, co do za¬ wartosci w nich siarki, barwy, zapachu, kwasowosci, wlasnosci, polegajacej na tak zwanym ,,zapachu slodkim", na braku wla¬ snosci erozyjnych i wreszcie zawartosci w nich gum (domieszek tworzacych gume lub ulegajacych zesmalaniu), W pewnych weglowodorach mozna osia¬ gnac wlasnosci pozadane zapomoca nie¬ znacznej stosunkowo ilosci porowatego srodka odchlaniajacego, w rodzaju zelu kwasu krzemowego. Inne gatunki wymaga¬ ja natomiast wiekszych ilosci porowatego srodka odchlaniajacego, np, jednej/czesci tegoz na jedna czesc weglowodoru, inne znów weglowodory wogóle nie daja sie za¬ pomoca obróbki srodkiem odchlaniajacym w rodzaju zeli kwasu krzemowego oczyscic o tyle, aby odpowiadaly wszystkim poza¬ danym wymaganiom.Wynalazek niniejszy ma na celu prowa¬ dzenie oczyszczania weglowodorów plyn¬ nych w ten sposób, aby produkt w zupel¬ nosci odpowiadal wymaganiom normalnym i aby skutek ten mozna bylo osiagnac za¬ pomoca jak najmniejszej ilosci porowatego srodka odchlaniajacego.Niektóre weglowodory wykazuja w stopniu wiekszym lub mniejszym te lub o- wa wlasnosc juz przed ieh oczyszczeniem.-. Obróbka, sitn(ywiAt3i przedmiot wynalazku ^ iniSlefszego, daJe sie w sposób elastyczny # doslraowa^r drf Vlasnosci przerabianego tworzywa i do wymagan ryfcktf. Zaleznie od zamierzonego skutku obróbke mozila po¬ dzielic na cztery gfttpy, które maja na celu, 1) tylko wydzielenie siarki jako pier¬ wiastka; 2) zapewnienie pomyslniej szego wyniku próby zwanej „doctortestem' lub udziele-* nie produktowi ,,zapachu slodkiego" (pró¬ ba ta polega na tern, ze badany weglowo¬ dór zadaje sie roztWOrLfli tlfenku olowiu i wodorotlenku sodowego, przyczem nie po¬ winno wystepowac zabarwienie); 3) wywarcie wplywu na wszystkie wla¬ snosci z wyjatkiem wyniku tak zwanej pró¬ by gumowej (Gummitest), polegajacej na tern, ze 100 cm3 badanego materjalu od¬ parowuje sie do sucha na polerowanej cza¬ szy miedzianej. Wynik uwaza sie za ujem¬ ny, gdy czasza sie nie zabarwi i nie pozo¬ stanie pozostalosci; 4) wreszcie wydzielenie z produktu d znacznej zawartosci weglowodorów niena¬ syconych skladników tworzacych gume, wzglednie ulegajacych zesmoleniu, tudziez uczynienie zadosc wszelkim innym wyma¬ ganiom.Obróbka wedlug punktu 1, w celu wy¬ dzielenia siarki jako pierwiastka, polega na ogrzewaniu do temperatury wyzszej we¬ glowodorów plynnych z porowatym stalym srodkiem odchlaniajacym. Mozna stosowac, zaleznie od ilosci i natury siarki zawartej w weglowodorze, 25 do 100 czesci weglo¬ wodoru na jedna czesc srodka odchlania- jacego.Co sie tyczy obróbki wedlug 2 i 3 (cel • oczyszczania: wynik ujemny próby „doc- tortestu" wzglednie oddzialywanie na wszystkie inne wlasnosci z wyjatkiem na wynik próby ^gummitestu"), to postepowa¬ nie polega na tein, ze weglowodory obrabia sie w temperaturze podniesionej stalym po¬ rowatym srodkiem odchlaniajacym w ro¬ dzaju Zelu kwasu krzemowego, lacznie z innemi srodkami, napawajac srodek pochla¬ niajacy tleaukteffl lub tlenkami metali. Sto¬ sunek ilosciowy weglowodoru do srodka od- chlaniajacego moze byc w przyblizeniu taki saffl, jak i przy obróbce wedlug punktu 1.Postepowanie wedlug punktu 4, t. j. o- czyszczanie nienasyconych w wysokim stop¬ niu weglowodorów, zawierajacych skladni¬ ki, wytwarzajace gume lub zesmalajace sie, polega na tern, ze weglowodory obrabia sie W temperaturze wyzszdj stalym porowatym srodkiem odchlaniajacym, w rodzaju zelu kwasu krzemowego, nasyconym kwasem, poczem ciecz odpedza sie. Zamiast nasycacl srodek odchlaniajacy kwasem, mozna kwas] dodac ewentualnie do samej cieczy oczy¬ szczanej. W tym przypadku po dodaniu do cieczy nieoczyszczonej kwasu, mozna mie¬ szanine obrobic w temperaturze podwyz¬ szonej zwyklym, t. j. nienasyconym srod¬ kiem odchlaniajacym, poczem nastepuje destylacja. W przypadku stosowania kwa¬ su do nasycania kwasu srodka odchlaniaja- cego najkorzystniej w celu osiagniecia wy¬ ników najpomyslniejszych nasycic ponadto srodek ten tlenkiem lub tlenkami metali.Stosunek ilosciowy weglowodoru do srod¬ ka odchlaniajacego moze byc w przyblize¬ niu taki sam, jak i przy obróbkach po¬ przednich.Sposób niniejszy wyjasnia sie ponizej na podstawie rysunku, na którym, tytulem przykladu, uwidoczniono odnosne urzadze¬ nie.Fig. 1 przedstawia urzadzenie schema¬ tycznie, fig. 2 — pionowy przekrój stoso¬ wanego w urzadzeniu perkolatora.Jako srodek odchlaniajacy najkorzyst¬ niej stosowac zel kwasu krzemowego, jaki wyrabia np. Silica Gel Corporation w Bal¬ timore, St. Zjedn. Am. Póln, Zel ten sto¬ suje sie, w zaleznosci od skladu obrabia- — 2 —nego weglowodoru, badzto w stanic na¬ syconym, badz nienasyconym. Nasycanie tlenkiem lub tlenkami metali bedzie opisa¬ ne ponizej. Srodek odchlaniajacy umie¬ szcza sie w leju nasypczym 10, skad prze¬ syla sie go np. zapomoca przenosnika sli¬ makowego do mieszarki 12. Skoro srodek odchlaniajacy nalezy nasycic nietylko wzmiankowanemi tlenkami metali, lecz ponadto jeszcze i kwasem, natenczas kwas ten wprowadza sie przez otwór 13 w po¬ staci rozdrobionej lub rozpylonej. Stosu¬ je sie kwas odpowiedni, np. siarkowy; i- losc kwasu tego, gdy posiada on stezenie okolo 62° Be, nie powinna przekraczac 5% na wage suchego srodka odchlaniajacego.Kwas ten zostaje w procesie zuzyty, wobec czego ilosc jego nalezy ustawicznie uzupelniac. Do mieszarki 12 oprócz srod¬ ka odchlaniajacego doprowadza sie rów¬ niez wystarczajaca ilosc weglowodoru plynnego, a mianowicie przewodem 14, biegnacym od pompy 15. Mieszanina sply¬ wa przez zatwór 16 lub 17 do perkolatora 18 lub 19. Kazdy perkolator zaopatrzony jest w dno dziurkowane 20, sito górne 21 i plaszcz parowy 22, wyposazony w króc¬ ce 23, 24 do wlotu i wylotu pary, dzieki czemu zawartosc perkolatora mozna utrzy¬ mac w temperaturze wysokiei. Mieszani¬ ne srodka odchlaniajacego i cieczy, wypel¬ nia ja^ca przestrzen miedzy obu sitami 20 i 21, utrzymuje w ruchu mieszadlo 25, o wale 25a napedzanym w sposób dowolny.Po napelnieniu perkolatora srodkiem odchlaniajacym przepuszcza sie orzezen przerabiana ciecz, ssana ze zbiornika 27 pompa 26 i przetlaczana rura 28 do wymiennicy ciepla (podgrzewacza) 29, dalej przez urzadzenia ogrzewnicze 30, i wreszcie rura 31 do czesci dolnej perko¬ latora. Zasilanie perkolatora ciecza miar¬ kuje sie zapomoca narzadów dlawikowych 32 i 33. Jak to wynika z rysunku, przy za¬ mknieciu jednego z tych narzadów i otwar¬ ciu drugiego dziala zawsze tylko jeden z perkolatorów. Ciecz przeplywa np. przez aparat 18 zdolu do góry i w zetknieciu ze srodkiem odchlaniajacym oczyszcza sie.Oczyszczona ciecz odplywa w sposób ciagly przez podgrzewacz 29, w którym czesc cie^ pla cieczy oczyszczonej zostaje oddana cieczy nieoczyszczonej, do chlodnicy 35 i dalej rura 36 — do jednego ze zbiornic ków 37.Perkolator zasila sie olejem dopóty, do¬ póki okolo 25 do 100 czesci tegoz w sto^ sunku do jednej czesci srodka odchlania- jacego nie przeplynie przez mase, przy- czem ilosc oleju, która mozna oczyscic za^ pomoca jednego naboju, waha sie w tych granicach i zalezy od ilosci i natury za¬ nieczyszczen. Skoro przez perkolator 18 przeplynie odpowiednia ilosc cieczy, za^ myka sie zawór 32 i otwiera zawór 33, wskutek czego ciecz obecnie oczyszcza sie w drugim aparacie 19. Podczas obróbki cieczy w drugim aparacie srodek odchla¬ niajacy usuwa sie z aparatu pierwszego rura 38 do mieszarki 39, skad rura 40 do¬ prowadza sie go do filtru 41 (cedzidlo, najwlasciwiej prózniowe). Pompe próznio¬ wa oznaczono liczba 42, zas jej przewód wylotowy — liczba 43. Wylot tegoz naj¬ korzystniej jest umiescic w kadlubie ce¬ dzidla, aby ewentualne pary lotne mogly powrócic do cedzidla. Strone ssaca pompy prózniowej laczy sie rura 44 z oddziela^- czem wilgoci 45, polaczonym rura 46 z od¬ biornikiem prózniowym 47, do którego ru¬ ra 48 splywa z cedzidla 41 przesacz, odplywajacy nastepnie rura 49 do wzmian¬ kowanej juz pompy filtrowej 15.Po oddzieleniu go w filtrze od cieczy srodek odchlaniajacy odprowadza sie w jakikolwiek sposób, np. zapomoca prze¬ nosnika slimakowego 50, do pierwszego a- paratu ozywiajacego 51, gdzie poddaje sie go oddzialywaniu gazów goracych, doply¬ wajacych z pieca 52. Spaliny ciagna z pie* — 3 —ca przez kanal 53, zaopatrzony w narzad przepustniczy 54, który pozwala miarko¬ wac ilosc gazu doplywajacego do aparatu ozywiajacego. Przeplywajace przez drugi aparat regeneracyjny 55 gazy ciagna przez kanal dymowy 53 do aparatu pierwszego.Ilosc ich mozna miarkowac zapomoca znajdujacej sie w kanale przepustnicy 54a.Srodek odchlaniajacy z aparatu pierwsze¬ go przechodzi do aparatu drugiego przez rure 51a i przenosniki slimakowe 51b i 51c.Drugi aparat ozywiajacy utrzymuje sie w temperaturze wyzszej niz pierwszy. Naj¬ wlasciwszym typem aparatów regenera¬ cyjnych jest ustrój skladajacy sie z kilku umieszczonych jeden nad drugim rusztów, z których kazdy przegarniany jest zapo¬ moca promieniowych ramion, doprowa¬ dzajacych i utrzymujacych w ruchu ozy¬ wiany srodek pochlaniajacy. Gazy ogrzew- nicze w kanalach utrzymuje w ruchu dmuchawa 56.Srodek odchlaniajacy przenosi sie z drugiego aparatu regeneracyjnego 55 w jakikolwiek sposób wlasciwy, np. zapomo¬ ca przenosnika slimakowego 57, do rury 58, skad przedostaje sie on do rozdziela¬ cza — cyklonu 59, w którym zostaje uwol¬ niony od powietrza, nastepnie zas do leju nasypowego 10. Powietrze oddzielone w cyklonie odplywa rura 60 do odpylacza 61, który chwyta w celu ponownego zuzytko¬ wania uniesione z powietrzem czasteczki srodka odchlaniajacego. Mieszanine po¬ wietrza i srodka odchlaniajacego przetla¬ cza przez rure 58 rozdzielacz cyklonowy 59, rure 60 i odpylacz 61 dmuchawa 62, polaczona z wylotem odpylacza.Te ilosci weglowodorów, które ulatuja w stanie gazowym z aparatu ozywiajacego, uchodza rura 63 do chlodnicy 64, gdzie sie skraplaja i splywaja rura 65 do zbiornika 66 oleju odzyskanego.Ciecz przed doprowadzeniem jej do perkolatora korzystnie jest, jak to juz wzmiankowano, ogrzac, W kazdym razie ciecz podczas obróbki srodkiem odchlania- jacym nalezy utrzymac w temperaturze podwyzszonej w granicach 120 — 150°C; zaleca sie pozostawanie wpoblizu granicy górnej. Osiaga sie to, jak juz wzmianko¬ wano powyzej, zapomoca ogrzewanego pa¬ ra plaszcza. Poniewaz perkolatory 18 i 19 wlaczone sa w obieg kolowy, a mianowicie miedzy zbiornikami 27 i 37, rzecz przeto prosta, ze w ukladzie powstaje cisnienie, wystarczajace do utrzymywania wszyst¬ kiego oleju w temperaturach przepisanych w perkolatorach — w stanie plynnym.Do obróbki weglowodorów nienasyco¬ nych w stopniu wysokim, zawierajacych skladniki wytwarzajace gume lub zesma- lajace sie, jak np. gazoliny i benzyny, o- trzymanych zapomoca rozszczepiania, sro¬ dek odchlaniajacy nasyca sie kwasem, lub w celu otrzymania wyników najkorzyst¬ niejszych, jednym lub wiecej tlenkami, a ponadto kwasem; mozna równiez dodac kwasów do samych weglowodorów nieo- czyszczonych, srodek odchlaniajacy zas stosowac w stanie nienasyconym. Po obrób¬ ce cieczy w temperaturze podwyzszonej, w sposób opisany powyzej, olej destyluje sie.Do napawania srodka odchlaniajacego stosuje sie tlenki metali, posiadajace wla¬ snosc latwego laczenia sie z siarka i wy¬ twarzania zwiazków rozkladajacych sie na goraco. Tlenki podobne stanowia tlenki miedzi, zelaza, olowiu, cynku, antymonu i srebra. Najodpowiedniejszym do przepro¬ wadzenia sposobu w mysl wynalazku ni¬ niejszego srodkiem odchlaniajacym jest zel kwasu krzemowego, wyrabiany przez Silica Gel Corporation w Baltimore i napo¬ jony tlenkiem miedzi lub mieszanina tlen¬ ków zelaza i miedzi. Najwyzsza ilosc kaz¬ dego z uzytych tlenków wynosi okolo 1 % w stosunku do ciezaru srodka odchlaniaja¬ cego, t. j. w razie zastosowania jednego — 4 —tytko tlenku mozna go uzyc w ilosci co naj¬ wyzej 1 %, w razie uzycia dwóch tlenków nalezy kazdego z nich wziac najwyzej \%.W celu objasnienia sposobu napawania srodka odchlaniajacego tlenkiem opisuje sie ponizej przyklad nasycania zelu kwasu krzemowego tlenkiem miedzi; rzecz jed¬ nak prosta, ze metode te mozna stosowac i do tlenków innych metali, jak równiez i do innych srodków odchlaniajacych. Moz¬ na wyjsc z roztworu wodnego dowolnej mniej wiecej latwo rozkladajacej sie roz¬ puszczalnej soli miedziowej. Najwlasci¬ wiej sporzadzic roztwór azotanu miedzi o odpowiedniem stezeniu, zmieszac go do¬ kladnie z zelem badz bezposrednio, badz zapomoca rozpylania, badz wreszcie w ja¬ kikolwiek inny odpowiedni sposób. Azo¬ tan miedzi rozklada sie z latwoscia w tem¬ peraturze 100 — 150°C, tworzac zielony nierozpuszczalny azotan zasadowy. Azo¬ tan ten rozklada sie ze swej strony na nie¬ rozpuszczalny tlenek miedzi, wydzielajac pare wodna i tlenki azotu. Tworzenie sie tlenku miedzi konczy sie calkowicie w tem¬ peraturze okolo 545°C, t. j. w przyblizeniu w temperaturze najwyzszej, jaka stosuje sie przy aktywowaniu srodka odchlaniaja¬ cego.Przy nasycaniu zelu tlenkiem jednego lub kilku metali postepuje sie w sposób podobny, dobierajac zawsze sól, jaka roz¬ klada sie w temperaturze najnizszej.Skoro kwas dodaje sie do samego pod¬ legajacego oczyszczania oleju, wprowadza sie go w punkcie 26a po stronie ssacej pompy 26, w ilosci mianowicie 0,1% do 0,5% w stosunku do ciezaru obrabianego oleju, o ile poslugujemy sie kwasem siar¬ kowym o 62° Be. Mozna jednak stosowac jakikolwiek inny kwas odpowiedni. Ilosc jego zalezy od stezenia i wlasciwosci za¬ wartych w oleju, a wytwarzajacych gume (zesmalajacych sie) skladników. Gdy kwas dodaje sie do oleju, to srodek odchlania- jacy stosuje sie w stanie nienasyconym.Skoro jednak kwas dodaje sie do zelu, na¬ tenczas najkorzystniejsze wyniki osiaga sie po nasyceniu zelu ponadto jednym lub wiecej tlenkami metali. Kwas, bez. wzgle¬ du na to, czy dodano go do zelu, czy tez bezposrednio do weglowodoru, przepro¬ wadza nienasycone skladniki oleju w ma¬ se w rodzaju gumy, która osadza sie na zelu lub podobnym porowatym srodku od- chlaniajacym. Guma, osadzona w ten spo¬ sób na srodku odchlaniajacym, dziala ka¬ talitycznie w kierunku polimeryzacji pod¬ legajacych zesmalaniu skladników oleju nieoczyszczonego. Z utworzonych w ten sposób produktów polimeryzacji olej o- czyszczony odziela sie zapomoca destyla¬ cji. Zamiast w sposób ciagly, kwas moz¬ na równiez doprowadzac okresowo, a mia¬ nowicie co najmniej raz przy kazdorazo- wem zaladowaniu perkolatora srodkiem odchlaniajacym. Gdy np. ilosc oleju, jaka mozna oczyscic zapomoca jednego naboju, wynosi 100%, to mozna dodac do oleju 20% kwasu, wskutek czego utworzy sie substancja gumowa, która czesciowo osia¬ dzie na srodku odchlaniajacym, oddzialy- wajac, jak to juz wspomniano, katalitycz¬ nie i polimeryzujac podlegajace zesmala¬ niu skladniki w pozostalych 80% oleju.Jak to juz zaznaczono powyzej, najko¬ rzystniej stosowac, jako srodek odchla- niajacy, zel kwasu krzemowego. Mozna j jednak stosowac równiez bauksyt, ziemie o- l krzemkowa, bentonit, wegiel, glinki odchla- niajace i t. p. Materjalów tych nie mozna ¦ jednak, w przeciwienstwie do zelu kwasu krzemowego, regenerowac bez uszkodzenia zapomoca ogrzewania do temperatury do¬ wolnie wysokiej, wskutek czego ponowne ich spozytkowanie jest ograniczone.Natomiast zamiast zelu kwasu krzemo¬ wego mozna z równym skutkiem stosowac inne twarde porowate zele, jak np. zel tlen¬ ku wolframowego, glinowego lub cynowego. — 5 —Powyzej opisano jedna tylko postac wykonania urzadzenia do oczyszczania o- lejti od wytwarzajacych gumeskladników* aby produkt odpowiadal wszelkim wytna* gamom tynku. Skoro przerabiany weglo¬ wodór nie zawiera wytwarzajacych gume, zesmalajacych sie skladników, natenczas urzadzeniem mozna poslugiwac sie w spo¬ sób podobny z ta jedynie róznica, ze do srodka odchlantajacego, wzglednie do sa¬ mej cieczy nie dodaje sie kwasu; równiez odpada destylacja zakanczajaca proces o- czyszczania.Skoro chodzi przedewszystkiem o usu¬ niecie siarki w postaci pierwiastka, naten¬ czas mozna stosowac srodek odchlaniaja- cy nienasycony, to znaczy, iz zel kwasu krzemowego stosuje sie bez napawania tlenkami, lub kwasem.We wszystkich przypadkach obróbke weglowodorów prowadzi sie w temperatu¬ rze podniesionej. PL