Wynalazek niniejszy dotyczy sposobu przeróbki materjalów zawierajacych we¬ giel, zwlaszcza zas systematycznego sposo¬ bu otrzymywania wiekszych ilosci nisko- wrzacych skladników ropy naftowej ze skladników, wrzacych w temperaturach wyzszych, z ewentualnym dodatkiem innych materjalów weglowych, naprzyklad wegla.Przy wytwarzaniu weglowodorów wrza¬ cych w niskiej temperaturze, naprzyklad benzyny i lekkiej nafty, z weglowodorów wrzacych w temperaturze wyzszej, ilosc benzyny ogranicza ta okolicznosc, ze znacz¬ na czesc ropy zesmala sie lub przetwarza w materjal podobny do asfaltu oraz w koks.Wynalazek niniejszy polega na polacze¬ niu z soba procesu rozszczepiania i uwo¬ dorniania smól, wytwarzajacych sie przy rozszczepianiu lub znajdujacych sie u- przednio w surowcu.Przez uwodornienie czesc materjalu, która ulegla zesmoleniu lub przetworzyla sie na materjal podobny do asfaltu, mozna przetworzyc tak, iz bedzie nadawala sie o- na do dalszego rozszczepiania.Proces rozszczepiania i uwodorniania smól wedlug wynalazku niniejszego zwiek-sza wydatek benzyny, znacznie zas zmniej¬ sza ilosc wytwarzajacego sie koksu.Na rysunku fig. 1 przedstawia urzadze¬ nie schematycznie w widoku zboku i wy¬ jasnia droge przeplywu surowca przez to urzadzenie, fig. 2 — odmiane urzadzenia, przystosowana do przeróbki ropy inalo- wartosciowej.Na fig. 1 litera A oznacza urzadzenie do rozszczepiania, a B — urzadzenie do u- wodorniania.Celem wykonania niniejszego sposobu mozna stosowac jedno tylko urzadzenie do rozszczepiania weglowodorów, jak to przed¬ stawiono na rysunku, albo tez polaczyc kilka takich urzadzen z jednem urzadze¬ niem do uwodorniania.Przez przewód 1 plynie ropa surowa lub pewna jej frakcja, która ma byc rozlo¬ zona na weglowodory lzejsze, wrzace w temperaturze nizszej, przez wezownice 2 w górnej czesci wiezy oczyszczajacej 3 i przewód 3a do zbiornika 4, skad pompa 5 tloczy surowiec przewodem 6 pod Wyso¬ kiem cisnieniem do wezownicy grzejnej 7.Z wezownicy tej przerabiany materjal ply¬ nie do komory reakcyjnej 8, dobrze zabez¬ pieczonej od strat cieplnych i obliczonej na cisnienie 30 — 60 atm lub nawet wiecej.Rozszczepione produkty reakcji odplywa¬ ja przewodem 9 do wiezy rektyfikacyjnej 3, najwlasciwiej przez zawór redukcyjny 10.Odpedzone skladniki uchodza z górnej cze¬ sci wiezy 3 przewodem 11 do skraplacza 1la, a nastepnie do (nieuwidocznionych na rysunku) zbiorników. Skropliny wytwarza¬ ne zapomoca wezownicy ochladzajacej 2, gromadza sie w panwi 12, skad mozna je odprowadzac przewodem 13 do zbiornika 4, celem ponownego wprawiania ich w o- bieg przez wezownice 7 i komore 8, jak po¬ przednio.Smola, gromadzaca sie na spodzie wie¬ zy 3, stanowi pozostalosc, nie nadajaca sie do dalszego rozszczepiania; odplywa ona przewodem 14 oraz przewodem 16 do zbiornika 17, przyczem czesc lub wszystkie skropliny, gromadzace sie w panwi 12, mozna w razie potrzeby zmieszac ze smola, doprowadzajac je zapomoca przewodów 15 i 16 do zbiornika 17. Zbiornik 17 wyposa¬ zony jest w lej 17a i rozpylacz 17b, zapo¬ moca których mozna stale zawierajace we¬ giel materjaly, jak np. wegiel lub twardy asfalt, rozpylac (lub rozpraszac) w ropie przed jej uwodornianiem. Do mieszania stalych materjalów weglowych z ropa sluzy mieszadlo srubowe 17c. Pompa 18 czerpie nierozszczepione skladniki ropy ze zbiorni¬ ka 17 i tloczy ja przewodem 19 do wezow¬ nicy grzejnej 20. W przewodzie 19 miesci sie mieszadlo 19* do rozpraszania czystego wodoru lub zawierajacego go gazu w ropie przed wprowadzaniem jej do grzejnika 20.Silnie ogrzana mieszanine ropy nafto¬ wej z gazem wprowadza sie nastepnie do zbiornika reakcyjnego 21, w którym ropa pozostaje pod cisnieniem 50 do 200 atm (najlepiej okolo 200 atm). W zbiorniku tym mozna umiescic mieszadlo lopatkowe 22, a czysty wodór lub zawierajacy go gaz zo¬ staje wtlaczany do ropy badz zapomoca dyszy 23, badz tez przez przewód 58, prze¬ wód 19 i wezownice grzejna 20, badz wresz¬ cie przy udziale obu tych dróg. Usuwana z komory reakcyjnej 21 ropa plynie przez przewód 24 i pompe 25 do mieszadla 19* i wezownicy grzejnej 20. Komora reakcyjna 21 i polaczone z nia przewody sa wykona¬ ne tak, iz wytrzymuja dzialanie wodoru w wysokiej temperaturze i pod wysokiem ci¬ snieniem przy ogrzewaniu zapomoca pary, przyczem mozna ja przystosowac do ogrze¬ wania, najlepiej od wewnatrz, zapomoca elektrycznosci (grzejnikami na rysunku nie- uwidocznionemi).Pary uchodzace u góry naczynia reak¬ cyjnego 21, najkorzystniej jest doprowa¬ dzic przewodem 26 zapomoca dyszy 28 do wtórnego zbiornika reakcyjnego 27, jed¬ nakze stosowanie wtórnego zbiornika re¬ akcyjnego jest dowolne, dla wynalazku ni- — 2 —niejszego nieistotne. Do zbiornika 27 wpro¬ wadza sie dodatkowa dysza 29 ogrzany wodór, i mieszanina gazów, otrzymanych przy rozszczepieniu, przeplywa przez zbior¬ nik ten, prózny lub napelniony materjalem katalitycznym, umieszczonym na panwiach lub w inny sposób na drodze gazów.Zbiornik reakcyjny 27 mozna, jak to za¬ znaczono powyzej, zupelnie pominac zapo- moca przewodu 30, zawsze jednak skladni¬ ki lotne plyna przez przewód 31 do ozie- bialnika 32 i rozdzielacza 33, wykonanego najpraktyczniej w postaci wiezy oczyszcza¬ jacej, zaopatrzonej odpowiednio u góry i u * dolu w wezownice ochladzajaca i grzejna 34 i 35. Skroplmy plyna ze spodu wiezy 33 przewodem 36 do drugiej wiezy rozdziel- czej 38, przyczem cisnienie obniza sie za- I pomoca zaworu 37, tak ze w wiezy 38 pa¬ nuje cisnienie nizsze, niz w wiezy 33. O- I trzymany destylat plynie przez przewód 41 do skraplacza 42 i przewodem 43 do nie- uwidocznionych na rysunku zbiorników.Destylaty z wiez 3 i 38 mozna zmieszac i przerabiac nastepnie razem lub tez moga one byc przerabiane oddzielnie przed zmie¬ szaniem.Wieza 38 jest wyposazona u góry w we¬ zownice ochladzajaca 39 oraz w wezownice grzejna 40 u dolu. Najpraktyczniej jest przystosowac wieza 38 do dokladnego od- I dzielania destylatów nizej wrzacych o zada¬ nej jakosci od destylatów wyzej wrzacych i (olejów), które doprowadza sie przewodem 44 do zbiornika 4, celem ponownego wpro¬ wadzenia w obieg, przez wezownice 7 i ko- v more reakcyjna 8, jak to opisano powyzej, lub tez mozna doprowadzac ja w postaci pary bezposrednio do zbiornika reakcyjne¬ go 27.Pary z wiezy 33 uchodza przewodem 33a do ukladu oczyszczajacego, w postaci wiez 45 i 46, przez które przeplywaja ko¬ lejno. Przez wieze 45 i pompe 48 plynie roztwór lugu, najwlasciwiej sody zracej lub weglanu, celem oczyszczenia gazu od siarczków. W podobny sposób przez wieze 46, przewód 49 i pompe 50 przeplywa cie¬ kly weglowodór lub inny rozpuszczalnik, nadajacy sie do rozpuszczania w nim me¬ tanu lub innych weglowodorów gazowych.Oczyszczony gaz (mieszanina gazowych weglowodorów) opuszcza wieze 46 prze* wodem 51, zas wodór doplywa don przewo¬ dem 51a, i sprezany zapomoca sprezarki 52 zostaje wtloczony do przewodu 53, który rozdziela go pomiedzy oziebialnik 32 i we¬ zownice 34 i 39. Czesc zawierajacego wo¬ dór gazu, otrzymanego przy rozszczepianiu, ogrzanego zapomoca przepuszczania go przez grzejnik 54, wprowadza sie nastepnie do zbiornika reakcyjnego 27 przez dysze 29. Do wstepnego zbiornika reakcyjnego 21 wodór doprowadza sie w sposób podobny przewodami 55 i 57, a do mieszadla 19* — przewodami 55 i 58.Na fig. 2 przedstawiono odmiane urza¬ dzenia, przyczem zastosowano takie same oznaczenia, jak i na fig. 1.Odmiana ta jest przystosowana do prze¬ róbki ropy malowartosciowej, przewaznie ropy surowej lub pozostalosci ropy, wy¬ dzielajacej przy rozszczepianiu znaczne i- losci koksu lub zawierajacej znaczne sto¬ sunkowo ilosci siarki.Ropa, zawierajaca, ewentualnie w po¬ staci zawiesiny, sproszkowany wegiel lub podobny materjal doplywa przewodem 1 do wezownicy 2, a nastepnie przewodem 3a do wezownic 34 i 39, w których ulega pod¬ grzaniu, przyczem sluzy jednoczesnie jako srodek ochladzajacy wieze 33 i 38. Pod¬ grzana ropa zostaje skierowana przez prze¬ wód 60 do mieszadla 19* i wezownicy 20.Jak to wyjasniono ponizej, w tej odmianie urzadzenia ropa plynie poczatkowo przez urzadzenie do uwodorniania B, zas urza¬ dzenie do rozszczepiania A zasilaja ciezkie skladniki, odpedzone w postaci cieczy w wiezy 38, przewodem 44, oraz stale kraza¬ cy skladnik, gromadzacy sie w panwi 12, znajdujacej sie w wiezy 3. W ten sposób — 3 -skladniki asfaltowe doprowadzanej ropy podlegaja rozszczepianiu po uprzedniem ich uwodornianiu. Smola, powstajaca przy rozszczepianiu odplywa do ukladu uwodor* niajacego w sposób opisany powyzej.Przy wykonywaniu sposobu wedlug wy¬ nalazku niniejszego ropa naftowa ulega przeróbce, polegajacej na rozszczepianiu o- raz uwodornianiu, przyczem oleje lekkie, wytwarzane podczas kazdego z tych pro¬ cesów, usuwane sa z obiegu. Produkty smo¬ liste, wytwarzajace sie podczas rozszcze¬ piania wraz z materjalami asfaltowemi, o ile znajduja sie w doprowadzanej ropie poddaja sie uwodornieniu, a wrzace w tem¬ peraturze wyzszej produkty uwodornione rozszczepiaja sie w obecnosci wodoru.Aczkolwiek wynalazek nie ogranicza sie do pewnych, scisle ustalonych warunków rozszczepiania, najdogodniejsza tempera¬ tura lezy mniej wiecej w granicach 400° — 510°C, a najkorzystniejsze cisnienie ponad 20 atm. Mozna jednak stosowac cisnienie nizsze, najwlasciwsze jest jednak cisnienie pomiedzy 20 atm a 200 atm. Zbiornika re¬ akcyjnego 8 mozna nie stosowac, lepiej jednakze wlaczyc go w uklad, celem pod¬ niesienia wydajnosci olejów lekkich.Uwodornianie uskutecznia sie pod ci¬ snieniem powyzej 50 lub 100 atm, najlepiej okolo 200 atm a temperature tego procesu najlepiej jest utrzymywac w granicach 400° — 510°C, przyczem mozna stosowac katalizatory. Najdogodniejszy sposób uwo¬ dorniania i urzadzenie do tego celu opisa¬ ne sa w patencie Nr 17123. Katalizatory, zawierajace np. 90% tlenku chromu i 10% tlenku molibdenu, byly stosowane z wyni¬ kiem pomyslnym, ilosc katalizatora moze wahac sie w szerokich granicach. Najko¬ rzystniej wytworzyc z drobno sproszkowa¬ nego katalizatora zawiesine w ropie i prze¬ prowadzac go w ropie przez wezownice 20 i zbiornik reakcyjny 21. Katalizator, mozna równiez umiescic w zbiorniku reakcyjnym 27, jak to zaznaczono powyzej. Asfalt, smo¬ la, sproszkowany drobno wegiel i inne maf terjaly, zawierajace wegiel, moga byc zmieszane z ropa przed wprowadzeniem jej do ukladu uwodorniajacego. W razie potrzeby, a zwlaszcza przy przeróbce pewnych materjalów, np. wegla, pozosta¬ wiajacego popiól, mozna stosowac tempe¬ rature nizsza od wskazanej, np. 230°C, a w zbiorniku reakcyjnym 21 nie stosuje sie ka¬ talizatorów. Gdy temperatura jest wzgled¬ nie niska, to podczas uwodorniania wytwa¬ rza sie nieznaczna tylko ilosc olejów lek¬ kich, calkowita zas ilosc benzyny wytwa¬ rza sie, biorac praktycznie, podczas roz¬ szczepiania. Popiól zawieszony w oleju ciezkim, mozna usuwac z naczynia, w któ- rem zachodzi uwodornianie, badz to w spo¬ sób ciagly, badz okresowo, celem uniknie¬ cia jego nagromadzania sie.Gaz uwodorniajacy moze byc zasadni¬ czo czystym wodorem. Najkorzystniej jest wprowadzic go przez wezownice 20 oraz dwa zbiorniki reakcyjne 21 i 27. Wogóle okolo 60 do 80% calkowitej, zawartej w ropie, ilosci siarki zostaje przetworzone w siarkowodór, usuwany z gazu przed po- nownem wprawieniem go w krazenie, jak to opisano powyzej. Zaleca sie przytem stosowac wtórny zbiornik reakcyjny 27, chociaz nie jest to konieczne. W zbiorniku reakcyjnym 27 najlepiej utrzymywac tem¬ perature od 430° do 510°C, oraz takie same cisnienie jak w zbiorniku reakcyjnym wstepnym 21, aczkolwiek cisnienie moze byc obnizone, np. do 25 atm.Przy rozdzielaniu produktów reakcji najlepiej jest poslugiwac sie wieza 33 tak, aby usuwac weglowodory, zawierajace bu¬ tan i weglowodory lzejsze w postaci gazów, zmieszanych z wodorem, przyczem w wie¬ zy tej najkorzystniej jest utrzymywac ci¬ snienie, panujace w zbiorniku reakcyjnym 21 wzgl. 27. Temperature u szczytu wiezy 33 zaleca sie utrzymywac ponizej 200°C, zaleznie oczywiscie od cisnienia. Ciecz, splywajaca z wiezy 33, wtryskuje sie do — 4 —wiezy 38, przyczem róznica cisnien wy¬ starcza w tej temperaturze do odparowa¬ nia skladników, wrzacych w zadanych gra¬ nicach temperatury. W wiezy 38 najlepiej jest utrzymywac cisnienie nieco wyzsze od atmosferycznego; moze ono wynosic 2 — 6 atm, dopuszczalne sa jednak cisnienia wyz¬ sze lub nizsze. Temperatura u góry wiezy 38 jest równiez dostatecznie wysoka, aby odparowane skladniki zadanego rodzaju u- chodzily przewodem 41, temperatura u do¬ lu wiezy waha sie pomiedzy 230° a 345°G i jest dosc wysoka, aby skropliny wrzaly przy ustalonem powyzej cisnieniu, co sprzy¬ ja skutecznemu rozdzielaniu produktów reakcji.Sposób wedlug wynalazku niniejszego mozna z korzyscia stosowac do rozszcze¬ piania swiezej ropy zapomoca jednorazo¬ wego przepuszczenia jej przez urzadzenie do rozszczepiania i wprowadzania produk¬ tów rozszczepionych, które sa zbyt ciezkie, aby nadawaly sie jako paliwo do silników, w stanie odparowanym, do wtórnego zbior¬ nika reakcyjnego 27 czyli zbiornika do reakcji w fazie gazowej. W urzadzeniu tern smole, wytwarzana podczas rozszcze¬ piania, mozna doprowadzac do zbiornika wstepnego 21, czyli zbiornika do reakcji w fazie plynnej, lub tez mozna ja skierowac, wylaczajac zbiornik 21, wprost do zbiorni¬ ka 27, przyczem wezownice 20 laczy sie wówczas bezposrednio ze zbiornikiem 27.Wogóle najkorzystniej jest kierowac rope, stanowiaca produkt uwodorniony zbyt ciez¬ ki na benzyne, ze spodu wiezy 38 zpowro- tem do urzadzenia rozszczepiajacego A, w razie potrzeby mozna jednak czesc lub cal¬ kowita ilosc tej ropy odprowadzac zpowro- tem do wezownicy 20 przewodami na ry¬ sunku nieuwidocznionemi.Sposób wedlug wynalazku niniejszego nadaje sie do materjalów wszelkiego ro¬ dzaju, np. ropy surowej, pozostalosci ropy, rozszczepionych ciezkich pozostalosci rafi¬ neryjnych, oleju lupkowego i t. d., okresle¬ nie zas 4,materjaly zawierajace wegiel" o- bejmuje wszystkie podobne materjaly, az do drobno sproszkowanych materjalów sta¬ lych, np. wegla, naturalnego lub sztuczne¬ go asfaltu, paku lub innych smól mineral¬ nych, zmieszanych z ropa celem utworzenia masy plynnej.Patent Bergiusa Nr 2660 dotyczy wy¬ twarzania lekkich weglowodorów z weglo¬ wodorów ciezkich w drodze nagrzewania w obecnosci wodoru w temperaturze poni¬ zej 500° i pod cisnieniem powyzej 20 atmo¬ sfer. Wedlug patentu Nr 17123 zawieraja¬ ce wegiel uwodorniane materjaly przepu¬ szcza sie z domieszka wodoru przez we¬ zownice, nagrzewane gazami spalinowemi do rozszerzonej komory reakcyjnej, gdzie zachodzi uwodornianie.Wynalazek niniejszy dotyczy jednak raczej nie golego uwodorniania, lecz pola¬ czenia uwodorniania z rozszczepianiem, stanowiac okresowy sposób rozszczepiania i uwodorniania celem wytwarzania nisko- wrzacych weglowodorów z materjalów za¬ wierajacych wegiel. Wedlug sposobu tego olej wysokowrzacy z zawartoscia smoly lub bez niej uzyskiwany w zabiegu rozszcze¬ piania poddaje sie uwodornianiu i taki wy¬ sokowrzacy olej oddzielony od produktów uwodorniania poddaje sie zabiegowi roz¬ szczepiania. Produkty niskowrzace odzy¬ skuja sie w sposób ciagly w zabiegach uwo¬ dorniania i rozszczepiania. Zapomoca tego okresowego procesu wytwarza sie weglowo¬ dory niskowrzace znacznie taniej, niz moz¬ na to osiagnac samem uwodornianiem, albo¬ wiem znaczna czesc olejów niskowrzacych powstaje w zabiegu rozszczepiania, co wy¬ pada znacznie taniej, niz gdyby wszystkie produkty niskowrzace byly wytwarzane za¬ pomoca uwodorniania. Z drugiej strony ni¬ niejszy sposób posiada te wyzszosc nad samem tylko rozszczepianiem, ze zapewnia znacznie wyzsza wydajnosc olejów nisko¬ wrzacych, niz sam proces rozszczepiania.Przy poddawaniu ciezkich weglowodorów — 5 —samemu procesowi rozszczepiania powsta¬ ja, obok cennych olejów niskowrzacych, znaczne ilosci koksu i ciezkiej molo warto¬ sciowej mazi. PL