PL8796B1 - Sposób i urzadzenie do destylacji cieczy, zwlaszcza weglowodorów. - Google Patents

Description

Aparaty destylacyjne stosowane dzis szczególniej w przemysle ropy naftowej i w przemysle smolowym zawieraja w ko¬ tlach cylindrycznych, przewaznie lezacych, bardzo duze ilosci materjalu surowego, który sie ogrzewa odrazu przewaznie wol¬ nym plomieniem albo zapomoca ogrzewa¬ nia wewnetrznego (rur plomieniowych al¬ bo innym zwyklym sposobem). Ogrzewa¬ nie to pomimo dotychczasowych usilowan nie jest ani wystarczajaco równomierne, ani dosc ekonomiczne ze wzgledu na wiel¬ ka mase omurowania, która wymaga jed¬ noczesnego ogrzania, prócz tego czesci u- rzadzenia, wystawione na dzialanie plomie¬ ni, ulegaja znacznym uszkodzeniom, a przy pracy z cieczami palnemi wynika bardzo duze niebezpieczenstwo pozaru.W celu unikniecia tych niedogodnosci w ostatnich czasach stosuje sie zespoly ruro¬ we, które w stosunku do pojemnosci wyka¬ zuja duza powierzchnie grzejna. Surowiec przepompowuje sie przez te zespoly ruro¬ we, w niektórych zas wypadkach wprawia sie go w szybkie krazenie. Parujace przy- tem skladniki zbiera sie, odprowadza i o- ziebia. W ten sposób przy mniejszym za¬ stoju otrzymuje sie wiekszy skutek dziala¬ nia termicznego. W przemysle ropy nafto¬ wej i w przemysle smolowym destylacja odbywa sie albo pod cisnieniem atmosfe- rycznem albo, dla celów rozszczepiania (krakowania), pod cisnieniem zwiekszo- nem, przeciwnie zas, chcac otrzymac moz¬ liwie nierozlozone smary, stosuje sie cisnie¬ nie zmniejszone, a nawet technicznie abso-lutna próznie. Jednakze ze wzgladu na znacznie zmniejszona wytrzymalosc wy¬ soko ogrzanych riy: zelaznych, nie mozna aparatów i ^urzadzen destylacyjnych o znanej budowie stosowac do pracy w wy¬ sokiej prózni.Do destylacji tak zwanej ,,zachowaw¬ czej" w celu otrzymania olejów smaro¬ wych sluzy dzis obok aparatów destylacyj¬ nych o nieznacznej wysokosci wzniosu, u- rzadzenie dq destylacji ciaglej, skladaja¬ ce sie z poszczególnych kotlów polaczo¬ nych w baterje, przedewszystkiem do de¬ stylacji w wysokiej prózni wedlug paten¬ tów Porges'a, Steinschneider'a, Singer'a; urzadzenie to w porównaniu ze starszemi systemami stanowi znaczny postep tech¬ niczny.Ogrzewanie kotlów cylindrycznych, jak równiez zespolów rurowych, szczególnie przy opalaniu weglem, zalezy od uwagi ro¬ botników i rozmaitych, czesto nie dajacych sie opanowac czynników, Jak równiez od wlasciwego uzycia i zmontowania apara¬ tów, wlasciwego dostosowania szybkosci przeplywu i t d. tak, iz niedostateczne u- \*zglednienie tych okolicznosci, szczegól¬ nie przy destylacji pod cisnieniem, powo¬ duje osadzanie sie wegla, przepalanie u- rzadzenia skutkiem lokalnego przegrzania ora& czesciowe, a nawet calkowite zatkanie przewodów, zas przy destylacji prózniowej powoduje jeszcze wiele innych niedogod¬ nosci, Stosowanie przewaznie przegrzanej pary wodnej nie usuwa tych niedogodno¬ sci, lub usuwa je tylko czesciowo.W przeciwienstwie do tego nowy spo¬ sób oraz urzadzenie, opisane ponizej, nie- tylko calkowicie zapobiegaja tym niedo¬ godnosciom, lecz wykazuja jeszcze znacz¬ ne zalety. Nowy sposób polega na tern, ze destylacje wykonywa sie w dwóch osob¬ nych procesach, stanowiacych calkowicie zakonczone operacje, z których pierwsza stanowi ogrzewanie i ewentualne poddanie cieczy cisnieniu, a druga odparowanie, frakcjonowanie, chlodzenie i zbieranie: skroplin, pozostalosci i gazów.Materjal surowy ogrzewa sie w zespole, zlozonym z wiazek rurowych albo wezow- nic celowo bezposrednio plomieniem albo daleko korzystniej zapomoca przegrzanej pary do odpowiedniej zadanej temperatu¬ ry, przyczem stosuje sie znane w praktyce destylacyjnej urzadzenia do wyzyskiwania ciepla. Materjal, doprowadzony w ten spo¬ sób do odpowiedniej temperatury albo poddany odpowiedniemu cisnieniu (przy destylacji pod cisnieniem) przepompowu¬ je sie jednokrotnie przez urzadzenie ogrze¬ wajace zapomoca pompy i t. d. albo tez dla lepszego wyzyskania ciepla, krazy on w tern urzadzeniu, a nastepnie, zamiast, jak w dotychczasowych urzadzeniach dostoso¬ wac sie bezposrednio do urzadzenia frak¬ cjonujacego, deflegmujacego lub tym po¬ dobnych, przechodzi jeszcze przez narzad rozrzadczy i regulujacy, skad dopiero do¬ staje sie do wyzej wymienionych urzadzen.Wynikaja stad wybitne korzysci: cal¬ kowita równorfiiernosc stale odparowywa¬ nych ilosci, dokladniejsze rozdzielenie po¬ szczególnych frakcyj, czystosc i moznosc dalszej rafinacji destylatów, zupelne usu¬ niecie niebezpieczenstwa pozaru, poniewaz ogrzewa sie tylko niewielka ilosc oleju; szybkosc pracy, mozliwie duza oszczednosc ciepla, latwa kontrola aparatów oraz prze¬ biegu pracy; prócz tego sposób wedlug wy¬ nalazku wymaga znacznie mniejszego na¬ kladu i znacznie mniej miejsca, poniewaz urzadzenie zbudowane jest pionowo, zas aparaty oziebiajace i frakcjonujace, którym dzis na wszelki wypadek nadaje sie wymia¬ ry wieksze niz potrzeba, mozna w urzadze¬ niu wedlug wynalazku scisle dostosowac do wymagan.Do zalet powyzszych nalezy jeszcze doliczyc: obnizenie zuzycia wody do ozie¬ biania, skutkiem czego straty ciepla sa znacznie mniejsze, oraz moznosc zastoso¬ wania do destylacji ^prózniowej retort ru-rowych (Rohrenblasen), które dzis glów¬ nie stosuje sie do destylacji pod cisnie¬ niem.Urzadzenie odpowiednie, np. do desty¬ lacji prózniowej wedlug nowego spostbu przedstawiono schematycznie, jako przy¬ klad na zalaczonym rysunku- ourowy materjal doprowadza sie z podgrzewacza 1 do ogrzewacza 4 przez przewód 2 zapomoca pompy 3. Ogrzewacz 4 stanowi hermetycznie zamkniete naczy¬ nie, w którem goraca woda oplókuje we- zownice 5, zawierajaca materjal, Z ogrze¬ wacza surowiec przez przewód 7 i urzadze¬ ni dawkujace 6, czyli odmierzajace ilosci materjalu doprowadza sie do parownika 8. Urzadzenie dawkujace moze byc przy pomocy znanych miarkowników cisnienia i ciepla wykonane rozmaicie, byleby tylko urzadzenie to w jednakowych odstepach czasa doprowadzalo do zespolu wyparo¬ wujacego jednakowe ilosci surowca o jed¬ nakowej temperaturze i pod tern samem ci¬ snieniem. Do tego celu w przytoczonym przykladzie urzadzenia sluzy np. pompa.Samo regulowanie urzadzen ogrzewczych zapomoca podobnych srodków jest znane, lecz jednoczesne i równomierne dawkowa¬ nie ilosci materjalu, przeznaczonego do pa¬ rowania i destylacji jest zupelnie nowe.W ogólnosci takie urzadzenie dawkuja¬ ce zawiera wyrównywacz temperatur, banie powietrzna dobrze zabezpieczona od utra¬ ty ciepla i obslugiwana przez miarkowniki ciepla i cisnienia, oraz znane urzadzenia regulujace. Nalezy tu jeszcze wymienic u- rzadzenie regulujace dla ewentualnego do¬ plywu wody lub innego srodka pomocni¬ czego przy destylacji, przez co zapewnia sie doprowadzanie surowca, pary wodnej i t. d. zawsze w zupelnie równych stosun¬ kach ilosciowych do urzadzenia wyparo¬ wujacego.Surowiec o temperaturze okolo 350°C dostaje sie do parownika. Ten sklada sie naogól ze zbiornika odpowiednich rozmia¬ rów, wzglednie w wypadku destylacji próz¬ niowej, z pionowej kolumny wysokosci o- kolo lim, izolowanej starannie w celu u- nikniecia strat ciepla i zaopatrzonej we¬ wnatrz w rozmaite wystepy, sluzace do przedluzania drogi oraz zatrzymywania czastek cieczy. W dolnej czesci kolumny znajduje sie wezownica 9, do której dopro¬ wadza sie z ogrzewacza 10 wode o tempe¬ raturze 400—450°C. Na wezownice 9 na¬ lozony jest stozek blaszany 11, po którego powierzchni zewnetrznej splywa materjal, uchodzacy z ogrzewacza i ulegajacy przy- tem wyparowaniu. Dla pozostalosci stalych (asfaltu) i skroplonej pary przewidziane sa spusty.Odparowany surowiec wraz z dodatka¬ mi (para wodna, gazami), doprowadzane- mi przez rure 12, wznosi sie do parownika i przez rure 13 przechodzi do skraplaczy czastkowych 14, wbudowanych do pod¬ grzewacza 1. Skraplacze czastkowe moga byc w znany sposób polaczone z przewo¬ dem okreznym tak, iz poszczególne skra¬ placze mozna wlaczac i wylaczac z ze¬ spolu.Stosowane dotychczas urzadzenia do frakcjonowania i skraplania par cieczy skladaly sie prawie wylacznie z zespolów rur spadkowych rozmaitej budowy, z któ¬ rych poszczególne frakcje odprowadzano na coraz to nizszym poziomie. Taki zespól znajduje sie zwykle jako samodzielny, al¬ bo tez umieszczany bywa w naczyniach, zawierajacych wode oziebiajaca, lub w na¬ czyniach (podgrzewaczach), do których, jako srodek chlodzacy wprowadza sie su¬ rowiec. W niektórych wypadkach destyla¬ cja odbywa sie „ku górze", jednakze od¬ powiednie urzadzenia wykazuja wiele wad.Nowy zespól skraplaczy czastkowych sklada sie z pewnej ilosci az do dziesieciu, zaleznie od zadanej dokladnosci rozfrak- cj onowania, elementów frakcj onuj acych (kolumn, deflegmatorów), umieszczonych w tej samej plaszczyznie poziomej i wbu- — 3 —dowanych cfo podgrzewacza. Skutkiem te- ger cafe cieplo pakowania por olejowych zostaj* równomiernie oddane temu same¬ mu msterja-lowi, jako chlodzacemu, co nie- ftjofstiJi w stosowanych obecnie apara- ted* i jttgelfc temperatura jest uregulowa¬ na, wagUedfcie jezeli wymiary aparatu sa tak dofematfie, zeby temperatura trzymala sie powyztej punktu skraplania wody, co sie o- siaga przfcdewszystfaiem przez wlaczanie i wylaczacie p^sacaegdlnsyck elementów, polaczonych przewodem okreznym, to w poszczególnych skraplaczach czastkowych skraplaja sie tylko bezwodne oleje, zas pa¬ ra wodna i stale gazy ulegaja kondensacji barometrycznej, a w razie potrzeby (po oddzieleniu wody) swobodnie sie ulatniaja.Wysokie umieszczenie odplywów w skra¬ placzach umozliwia destylacje w technicz¬ nie osiagalnej prózni, bez koniecznosci sto¬ sowania przytem jak przy systemie Por- ges'a, Steinschneider'a, Singer'a nisko u- rrrieszczonych pomp albo innych urzadzen, prtfyczem tak samo, jak w wymienionym systemie odplyw frakcyj odbywa sie zu¬ pelnie swobodnie i daje sie w kazdej chwi¬ li kontrolowac. Praca powyzszego urza¬ dzenia jest ciagla. Jednoczesnie zostaje u- sumieta glówna wada nieciaglej destylacji prózniowej, polegajaca na tern, ze mozna jedynie otrzymywac niewielka ilosc de¬ stylatu w stosunku do zawartosci kotla, poniewaz destylowac mozna tylko do wy¬ sokosci rury plomieniowej, wzglednie nie¬ co powyzej, aby nie uszkodzic tej rury i nie spowodowac rozkladu oleju. Nawet i w urzadzeniach do destylacji ciaglej wada ta wystepuje, chociaz w stopniu mniej znacznym. Skutkiem tego znaczne ilosci procentowe oleju pozostaja w niedogonie (asfalt, pak) i nalezy je odliczyc na straty.Z ostatniego ze skraplaczy para wodna i stale gazy przechodza przez zwykle apa¬ raty (chlodnice rurowe, kondensacja ba- rometryczna) do pompy prózniowej. Frak¬ cje olejowe, skroplone w skraplaczach, spfrywaja z ich dfen, przechodza w zwykly sposób przez chlodnice dla cieczy i do¬ staja sie do nieoznaczonych na rysaaku chlodnic dla cieczy oraz znanych urzadzen rozdzielczych.Dale? poszczególne czesci urzadzenia mozna tak rozmiescic, zeby system o- grzewczy byl polaczony z szeregiem syste¬ mów parowniczych oraz zwiazanych z nim aparatów lacznie z ich pczynaLeznosciajcni, pszyezem wtacza sie równiez opisane urza¬ dzenie regulujace i rozrzadcze; w ten spo¬ sób wydajnosc znacznie wzrasta przy jed¬ noczesnie bez porównania wiekszej o- szczednosei ciepla, niz w dotychczas sto¬ sowanych baterjach koltów. Tsgo rodzaju zlaczenie jednego systemu ogrzewczego z szeregiem równolegle dzialajacych syste¬ mów parowniczych wymaga nielicznej ob¬ slugi, daje nieosiagalne dotychczas zauto¬ matyzowanie ruchu, umozliwia zupelnie równomierna destylacje, przyczem desty¬ laty wykazuja wlasciwosci stale i sa scisle rozfrakejonowane, a nawet przy produk¬ cji masowej urzadzenie wymaga niewiel¬ kiej powierzchni, szczególniej zas przy de¬ stylacji prózniowej daje maksymalna wy¬ dajnosc skladników olejowych, przy ma¬ le}, calkowicie pozbawionej oiejfów pozo¬ stalosci. Poniewaz mozliwosc rozkladu, np. w wypadku destylacji prózniowej ole¬ jów smarnych jest prawie zadna, wiec ilosc stalych gazów, a zatem i obciazenie po¬ wietrznej pompy prózniowej j»est minimal¬ ne, prócz tego zapotrzebowanie wody do chlodzenia ze wzgledu na równomierne dawkowanie doplywu pary wodnej jest równiez stale równomierne. PL PL

Claims (6)

1. Zastrzezenia patentowe* 1. l. Sposób destylacji cieczy, szczegól¬ niej weglowodorów, znamienny teia, ze z jednej strony ogrzewanie i ewentualne poddanie cieczy cisnieniu, z drugiej zas odparowywanie, frakcjonowanie, chlodze- — 4 —nie, odbieranie oraz ewentualne wytwarza¬ nie prózni wykonywa sie w oddzielonych od siebie zespolach urzadzen, z których kazdy stanowi calosc sam w sobie.

2. Sposób wedlug zastrz. 1, znamienny tern, ze surowiec z zespolu ogrzewczego, a w razie potrzeby i substancje dodatkowe fpare wodna, gazy) doprowadza sie do ze¬ spolu parowniczego w dajacych sie regu¬ lowac, scisle odmierzanych ilosciach.

3. Urzadzenie do wykonania sposobu wedlug zastrz. 1 i 2, znamienne tern,, ze ze¬ spól ogrzewczy i parownik (zespól frak¬ cjonujacy, skraplajacy, chlodzacy, zespól do odbierania oraz ewentualnie zespól u- rzadzen do wytwarzania prózni) sa urza¬ dzone oddzielnie i sa ze soba polaczone u- ruchomianym mechanicznie, dajacym sie regulowac i sterowac mechanizmem (6) do dawkowania czyli odmierzania ilosci surowca.

4. Urzadzenie wedlug zastrz. 3, zna¬ mienne tern, ze mechanizm do dawkowania materjalu surowego jest sterowany w za¬ leznej lacznosci z takimze mechanizmem doprowadzaj acym materjaly dodatkowe (pare wodna, gaz).

5. Urzadzenie wedlug zastrz. 3, zna¬ mienne tern, ze szereg parowników i tym podobnych zespolów laczy sie z jednym jedynym wspólnym zespolem ogrzewczym.

6. Urzadzenie wedlug zastrz. 3, zna¬ mienne tern, ze skraplacz, laczacy sie z parownikiem, sklada sie z elementów frak- cjonujacych, umieszczonych w jednej plaszczyznie poziomej w srodku chlodza¬ cym, przeznaczonym do podgrzania. Martin Singer. Zastepca: M. Brokman, rzecznik patentowy.Do opisu patentowego Nr 8796. -Z Druk L. Boguslawskiego, Warszawa. Am PL PL