PL8969B1 - Sposób i urzadzenie do otrzymywania lekkich weglowodorów z weglowodorów ciezkich. - Google Patents

Description

Wynalazek niniejszy dotyczy sposobu i. urzadzenia do otrzymywania lekkich we¬ glowodorów trwalych (benzyny lub nafty) z olejów ciezkich, pochodnych ropy nafto¬ wej lub wogóle weglowodorów cieklych, bez wzgledu na ich pochodzenie, a w szczególnosci z olejów i cial smolistych, otrzymywanych podczas destylacji pa¬ liw stalych, jak np. wegla kamiennego, li¬ gnitu, torfu, lupków i t. p. materjalów.Weglowodory, podlegajace przeróbce, przepuszcza sie w postaci par przez spe¬ cjalne katalizatory lub ciala, wywolujace pewna ilosc kolejnych reakcyj, wskutek których rzeczone weglowodory podlegaja pozadanym zmianom. Weglowodory po¬ wyzsze podlegaja najpierw rozszczepianiu pod zwyklem cisnieniem i w stosunkowo niskiej temperaturze, przyczem nie two¬ rzy sie gesty osad koksu lub grafitu i nie wywiazuja sie gazy, pochodzace z rozkla¬ du weglowodorów.Celem unikniecia wytwarzania sie ko¬ ksu lub grafitu oraz gazów, zuzytkowuje sie w sposobie niniejszym prawa równowagi chemicznej, a mianowicie stosuje sie spe¬ cjalny katalizator, sprzyjajacy rozszcze¬ pianiu weglowodorów i przeciwstawiajacy sie jednoczesnie osadzaniu wegla. Katali¬ zatorem odpowiadajacym tym warunkom #moze byc wegiel w kazdej postaci bez wzgledu na to, czy jest uzyty bezposrednio, czy tez jako podtóze, pojedynczo czy tez zmieszane. Mozna np. uzyc katalizatory w postaci koksów lub pólkoksów, wegla kamiennego, lignitu, torfu, wegla, aktywo^ wanego bez wzgledu na jego pochodzenie, wegla drzewnego, brykiet paliwnych i t. p- materjalów. W celu zas zapobiegania wy¬ twarzaniu sie gazów przy rozkladzie we¬ glowodorów, rozciencza sie na pewna sta¬ la koncentracje pary weglowodorowe w ga¬ zach obojetnych, które zawieraja wszyst¬ kie lub czesc skladników potrzebnych do reakcyj nastepnych.Jeszcze przed uwolnieniem weglowo¬ dorów, podlegajacych przeróbce, od siar¬ kowodoru, którym sa zazwyczaj zanie¬ czyszczone, przetwarza sie w siarkowodór wszelkie inne zwiazki siarkowe, zawarte w mniejszych lub wiekszych ilosciach w u- zytych weglowodorach, a mianowicie zwiazki, których nie mozna zatrzymac za- pomoca zwyklych srodków, jak np. or¬ ganiczne zwiazki siarki. Jedna z cech cha¬ rakterystycznych sposobu niniejszego po¬ lega na tern, iz przetwarzanie powyzsze odbywa sie pod wplywem tych samych ka¬ talizatorów, które sluza do rozszczepiania weglowodorów, a to dzieki temu, iz wska¬ zana przemiana zwiazków siarki odbywa sie droga rozszczepienia czasteczek po¬ dobnego do zjawiska rozszczepienia cza¬ steczek weglowodorowych.Usuwanie siarkowodoru wykonywa sie nastepnie sposobem klasycznym, polega¬ jacym na przepuszczaniu strumienia par, zawierajacych ten gaz, przez tlenki meta¬ li, które przetwarzaja sie wskutek tego w siarczki, przyczem tlenki te regeneruje sie nastepnie przez zetkniecie ich z powie¬ trzem lub tlenem. Poniewaz reakcje po¬ wyzsza przeprowadza sie na goraco, wiec para wodna, obecna w odsiarkowanych ga¬ zach, moze spowodowac reakcje odwracal¬ ne, wskutek czego siarka w nich zawarta zostaje w wiekszej czesci uwolniona, czyli nie jest zatrzymana calkowicie. Poniewaz zas reakcja regeneracyjna, oparta na wdmuchiwaniu jest egzotermiczna, wiec wywiazuje znaczna ilosc ciepla, zlokalizo¬ wanego w miejscach reakcji i niemozliwe¬ go do zrównowazenia, co jest przyczyna stapiania sie i zeszklenia podloza cial o- grzewajacych oczyszczajacych w rzeczo¬ nych miejscach, oraz rozpadania sie i uno¬ szenia ich przez strumien gazów. W roli mas oczyszczajacych stosuje sie ciala, za¬ chowujace siarke nawet w obecnosci pary wodnej i posiadajace postac fizyczna tego rodzaju, iz ich budowa i porowatosc umoz¬ liwiaja dostateczne dzialania stykowe czynników reakcji, dzieki czemu niema po¬ trzeby rozkladania ich na odpowiednich podlozach, które zazwyczaj maja postac cial naturalnych lub sztucznych cial poro¬ watych, Wobec pominiecia podloza unika sie wskazanego zeszklenia, stapiania, roz¬ dzielania i unoszenia mas oczyszczajacych, a jednoczesnie zapomoca minimalnej obje¬ tosci cial reagujacych osiaga sie maksy¬ malna zdolnosc zatrzymywania zanieczy¬ szczen, a to dzieki uwolnieniu sie od bier¬ nego balastu, jakim jest podloze. Cialami, które posiadaja powyzsze wlasciwosci, sa tlenki manganu i cyny, które mozna uzyc w postaci mineralów zwanych piroluzy- tem i kasyterytem, bedacych w sprzedazy.Dzieki uzyciu tych cial w roli mas oczy¬ szczajacych, mozna wykorzystac te oko¬ licznosc, iz w ich obecnosci temperatura, w której odbywa sie oddzielanie siarki dro¬ ga wdmuchiwania gazów, znajduje sie w granicach, w których ma miejsce zatrzy¬ mywanie, co sprzyja wydatnie zachowaniu tych mas, zapobiegajac ich rozpadaniu sie.Podczas dzialania mas oczyszczajacych w okresie zatrzymywania zanieczyszczen, przepuszcza sie przez nie strumien uwo¬ dorniony, redukujac przez to czesc tlenu, który ustalil sie podczas okresu wdmuchi¬ wania, wskutek czego wywiazuje sie na — 2 —miejscu para wodna, bedaca jednym z czynników niezbednych do reakcji nastep¬ nej.Celem uwodorniania weglowodorów nie¬ nasyconych otrzymywanych przy rozszcze¬ pianiu czasteczek materjalów przerabia¬ nych korzystniej jest oddzialywac wo¬ dorem swiezo otrzymanym (in statu nascendi). W tym celu wodór po¬ trzebny do reakcji mozna otrzymywac w tern samem urzadzeniu, które sluzy do przerabiania weglowodorów. Wodór ten otrzymuje sie zapomoca tlenków wegla i pary wodnej reagujacych na siebie w tem¬ peraturze stosunkowo niskiej, dzieki o- becnosci specjalnego katalizatora w po¬ staci jednego z cial wymienionych powy¬ zej, spelniajacych jednoczesnie role kata¬ lizatorów dla reakcji rozszczepiania. Jak juz powiedziano, para wodna oddzialywu¬ jaca na tlenek wegla, zawarty w gazach rozcienczajacych, powstaje w miejscu jej uzycia. Otrzymany w ten sposób wodór sluzy potem do uwodornienia katalitycz¬ nego produktów niestalych, otrzymanych podczas rozszczepiania i to zapomoca spo¬ sobu Sabattier'a lub innego sposobu.Wynalazek obejmuje równiez urzadze¬ nie, sluzace do przeprowadzania powyz¬ szego sposobu. Urzadzenie to odznacza sie tern, iz jego czesc ogrzewalna nie zawiera zlacz, zaworów przepustowych, kurków lub przewodów lacznikowych, poniewaz, gdyby te narzady urzadzenia znajdowaly sie w jego czesci ogrzewalnej, to wówczas trudno byloby uniknac nieszczelnosci spo¬ wodowanych rdzewieniem kurków, zawo¬ rów i szczeliw, przyczem nastepowalaby pirogeneza pasorzytnicza pewnych zwiaz¬ ków spowodowana wplywem katalitycz¬ nym scianek przewodów i kurków, powo¬ dujaca wytwarzanie sie koksu, grafitu lub innych zwiazków ciezkich oraz gazów, które moglyby byc przyczyna zatykania sie i psucia urzadzenia oraz zmniejszenia jego wydajnosci. W urzadzeniu niniejszem poszczególne ciala uzyte do reakcji umie¬ szcza sie jedno obok drugiego we wspól¬ nym zbiorniku, nieposiadajacym zadnych zwezen, ani tez obwodów krazenia. Zla¬ cza, kurki i zawory przepustowe, po¬ trzebne do odwracania kierunku przeply¬ wu gazów, znajduja sie poza strefa ogrze¬ walna, wskutek czego wylacza sie z ob¬ wodu na czas regeneracji nietylko ciala jej podlegajace, lecz równiez inne katali¬ zatory zawarte w urzadzeniu. Taki stan rzeczy nie wplywa jednak szkodliwie na sprawe trwalosci cial, niewymagajacych rzeczonej regeneracji. Urzadzenie niniej¬ sze moze dzialac bez przerwy, gdyz skla¬ da sie z grupy jednakowych naczyn, w kazdem z których przebiega calkowity proces, a regeneracje przeprowadza sie dla kazdego z rzeczonych naczyn oddziel¬ nie lub kilku jednoczesnie. Urzadzenie dziala wiec elastycznie i umozliwia zuzyt¬ kowanie bez trudnosci wszelkiego rodzaju weglowodorów surowych.Na zalaczonym rysunku podane jest schematycznie tytulem przykladu zreali¬ zowanie urzadzenia w mysl wynalazku, gdzie fig. 1 przedstawia przekrój pionowy urzadzenia, a fig. 2 — przekrój samego pieca wzdluz linji A—A.Urzadzenie sklada sie z szesciu rur pionowych A1—A6, zamknietych w kon¬ cach zapomoca przylutowanych krazków.Rury te rozmieszczone sa na wierzchol¬ kach prawidlowego szesciokata wewnatrz skrzynki ogniotrwalej, skladajacej sie z plaszcza zewnetrznego C i rdzenia srodko¬ wego N, dzieki czemu rzeczone rury moz¬ na ogrzac do temperatury reakcyj katali¬ tycznych. Rury rozmieszczone przytem sa tak, aby ich temperatury byly mozliwie równomierne, a w tym celu odstepy po¬ miedzy ich osiami wynosza np. 32 cm, przy srednicy tych rur równej 200 mm i wyso¬ kosci 4 metrów. W kazdej z rur mieszcza sie potrzebne ciala katalityczne i oczy¬ szczajace rozmieszczone tak, iz na jej spo¬ dzie znajduje sie katalizator uwodorniaja- - 3 -cy, zalecany przez profesora Sabattier'a, czyli nikiel rozdrobniony, albo tez inny katalizator uwodorniajacy, wskazany w znanych sposobach katalitycznego uwodor¬ niania. Ponad tym katalizatorem umie¬ szcza sie ciala weglowe, zapomoca których pod cisnieniem atmosferycznem i w tem¬ peraturze stosunkowo niskiej, otrzymuje sie wodór z tlenku wegla i pary wodnej.Ponad cialami weglowemi umieszcza sie tlenek manganu w postaci piroluzytu.Czesc najwyzsza rzeczonych rur az do sa¬ mego szczytu zapelnia sie szczelnie cia¬ lami weglowemi, sluzacemi do rozszcze¬ piania weglowodorów, W wypadku przeróbki materjalu roz¬ szczepiajacego sie z latwoscia i posiada¬ jacego mala zawartosc zwiazków siarko¬ wych, jak np. oleju gazowego (elailu) cia¬ la powyzsze powinny tworzyc warstwy na¬ stepujacej wysokosci: katalizator uwo¬ dorniania — V3 czesc calkowitej wysoko¬ sci rury; ciala weglowe, sluzace do wywia¬ zywania wodoru — Ve wysokosci rury; tlenek manganu — % wysokosci rury; ciala weglowe, sluzace do reakcji roz¬ szczepiania — x/3 wysokosci rury.Od szczytu kazdej z rur A1—AQ bie¬ gna przylutowane przewody, doprowadza¬ jace weglowodory, podlegajace przeróbce oraz gazy. Weglowodory doplywaja ze zbiornika T, umieszczonego ponad rurami A1—A6, przyczem doplyw ich miarkuje sie zapomoca kurków R1—i?6, a zapomoca kurków r1—r6 miarkuje sie doplyw gazów, pomiedzy któremi powinien sie znajdowac tlenek wegla potrzebny do otrzymywania wodoru. Doplyw tych gazów naregulowuje sie tak, aby osiagnac stale zgestnienie. W roli tych gazów rozcienczajacych mozna uzyc przemyslowe gazy tleno-weglowe, jak np. gazy wielkopiecowe.Uzyte weglowodory zamienia sie naj¬ pierw na pare w górnej czesci rury, mie¬ szczacej odpowiedni katalizator, sluzacy do rozszczepiania tych par, wskutek czego weglowodory te rozszczepiaja sie zaraz po odparowaniu, przyczem jednoczesnie na¬ stepuje przemiana wszelkich zwiazków siarki zawartych w uzytych weglowodo¬ rach w siarkowodór w obecnosci kataliza¬ tora.Otrzymana mieszanina par i gazów przechodzi nastepnie przez warstwe piro- siarczynu, gdzie z siarkowodoru zostaje zatrzymana siarka, a uwolniony wówczas wodór laczy sie z tlenem tlenku, tworzac pare wodna potrzebna do pózniejszej reak¬ cji katalitycznej. Otrzymana w ten spo¬ sób para wodna w mieszaninie gazów i par, zawierajacej tlenek wegla, oddzialywa na ten ostatni we wskazanych warunkach pod¬ czas przechodzenia przez warstwe cial we¬ glowych uzytych w roli katalizatora. Mie¬ szanina zawierajaca teraz pary oczyszczo¬ ne lecz czesciowo nienasycone, oraz wodór wywiazany poprzednio celem nasycenia rzeczonych par, napotyka na swej drodze katalizator reakcji uwodornienia, wskaza¬ ny przez Sabattier'a.Uwodornienie nastepuje i mieszanina otrzymanych przez to gazów i par uchodzi ze spodu rur A1—AQ przylutowanemi rur¬ kami zaopatrzonemi w kurki P1—P6, któ¬ re to rurki lacza sie ze wspólnym kolek¬ torem pierscieniowym B polaczonym ze skraplaczem. Ponizej tego kolektora umie¬ szczony jest przyrzad S, odciagajacy bez przerwy z urzadzenia pozostale produkty najciezsze, a wszystkie skladniki pozosta¬ le wznosza sie pionowym przewodem do skraplaczy E1 i E2 chlodzonych woda, gdzie skraplaja sie produkty O' srednim cie¬ zarze gatunkowym i sa odciagane zapomo¬ ca przyrzadów U1, U2 podobnych do przy¬ rzadu S.Produkty lekkie i gazy przechodza na¬ tomiast do urzadzenia odgazolinowujacego, które w danym wypadku sklada sie z dwóch pionowych cylindrów, zawieraja¬ cych pochlaniacz w postaci wegla aktywo¬ wanego. (Urzadzenie to moze równiez dzia- — 4 -lac droga przemywania gazów olejem).Mieszanina podlegajaca odgazolinowaniu przechodzi kolejno przez rzeczone cylin¬ dry w ten sposób, iz gdy jeden z nich dziala pochlaniajaco, to drugi jest ogrze¬ wany i otrzymuje strumien pary wodnej, usuwajacy zen produkty lekkie odbierane zapomoca przyrzadu V. Gazy, uchodzace z tych pochlaniaczy przewodem K, uzyte sa do ogrzewania urzadzenia.Kazda z rur A1—A6 wyposazona jest w punktach g i h, których polozenie zalezy od rodzaju przerabianych weglowodorów, odgalezione przewody zaopatrzone w kur¬ ki jc1—xQ i y1—y6, znajdujace sie poza strefa ogrzewalna urzadzenia, które to kurki sluza do regenerowania mas oczy¬ szczajacych po ich nasyceniu sie siarka.W razie regenerowania jednej lub paru rur A1—A6, izoluje sie je, zamykajac wla¬ sciwe im kurki R, r i P, poczem wdmuchu¬ je sie w nie, po otwarciu kurków x, po¬ wietrze, przyczem powietrze nasycone pa¬ rami siarkowemi uchodzi przez kurki y.Jedna lub dwie z rur A1—A6, a to w za¬ leznosci od rodzaju przerabianych weglo¬ wodorów, sa w okresie regeneracji, a po¬ zostale rury pracuja normalnie, przyczem zamiane rur juz regenerowanych na inne" wykonywa sie kolejno, jak po obwodzie kola. PL PL

Claims (2)

1. Zastrzezenia patentowe. 1. Sposób otrzymywania lekkich we¬ glowodorów z olejów i wszelkich innych weglowodorów ciezkich, a w szczególnosci z olejów i cial smolistych, otrzymanych podczas destylacji paliw stalych, znamien¬ ny tern, ze przepuszcza sie pary rzeczo¬ nych weglowodorów ciezkich przez spe¬ cjalne katalizatory majace wlasnosci roz¬ szczepiania weglowodorów i jednoczesnie zapobiegajacego osadzaniu sie wegla.

2. Sposób wedlug zastrz. 1, znamien¬ ny tern, ze rzeczony katalizator ma postac cial weglowych wszelkiego rodzaju (jak np, koksu,; pólkoksu, wegla aktywowane¬ go i t. pf. materjalów), które stosuje sie bez¬ posrednio, w roli podloza lub laoenie z niem. i 3. , Sposób wedlug zastrz. 1, znamienny tern, ze p*ary weglowodorów, podlegajace przerabianiu, rozciencza sie na pewna sta¬ la koncentracje odpowiedniemi gazami o- bojetnemi, co zapobiega wywiazywaniu sie gazów, pochodzacych z rozkladu we¬ glowodorów. 4. Sposób wedlug zastrz. 1, znamien¬ ny tern, ze siarkowodór, zanieczyszczaja¬ cy zazwyczaj weglowodory, podlegajace przeróbce, usuwa sie dopiero po przetwo¬ rzeniu w siarkowodór innych zwiazków siarkowych, zawartych w rzeczonych we¬ glowodorach, przyczem przetwarzanie to odbywa sie bez przerwy pod wplywem ka¬ talizatorów wymienionych w zastrz. 1 i 2. 5. Sposób wedlug zastrz. 1, znamien¬ ny tern, ze do usuwania siarkowodoru uzy¬ wa sie ciala zatrzymujace siarke nawet w obecnosci pary wodnej oraz posiadaja¬ ce taka budowe i porowatosc, iz powo¬ duja dostateczne oddzialywanie stykowe czynników reakcji bez specjalnych przygo¬ towan przedwstepnych. 6. Sposób wedlug zastrz. 1, znamien¬ ny tern, ze uwodornianie weglowodorów nienasyconych, powstalych z rozszczepia¬ nia czasteczek weglowodorów, podlegaja¬ cych przeróbce, wykonywa sie zapomoca wodoru in statu nascendi otrzymanego w temperaturach i pod cisnieniem wlasci¬ wych powstalym fazom procesu z tlenku wegla i pary wodnej dzieki wplywowi ka¬ talitycznemu cial wymienionych w zastrz. 1, 2 i 4. 7. Urzadzenie do przeprowadzania sposobu wedlug zastrz. 1—6, znamienne tern, ze jego czesc ogrzewana nie zawiera; zlaczy, zaworów przepustowych, kurków lub przewodów lacznikowych. Paul Gustave Grene. Zastepca: M. Skrzypkowski, rzecznik patentowy.Do opisu patentowego Nr 8969. V Druk L. Boguslawskiego. Warszawa. .;;;;i | PL PL