WO2010063248A2

WO2010063248A2 - Ölreaktorvakuumpumpe mit hydraulischer dichtung für katalytische verölungsreaktionen aus vorab aufbereiteten, breiartigen reststoffen und ein verfahren dazu

Info

Publication number: WO2010063248A2
Application number: PCT/DE2009/000246
Authority: WO
Inventors: Christian Koch
Original assignee: Christian Koch
Priority date: 2008-12-05
Filing date: 2009-02-20
Publication date: 2010-06-10
Also published as: CN102325857A; WO2010063248A8; US20110297582A1; RU2011137963A; KR20120009428A; IL214702A0; JP2012518690A; WO2010063248A3; DE102009012486A1; RU2523535C2; MX2011008803A; BRPI0922968A2; EP2398869A2; CN102325857B

Abstract

Die Erfindung beschreibt ein Verfahren und eine Vorrichtung zur diffusionskatalytischen Umwandlung von kohlenwasserstoffhaltigen Reststoffen in zwei Stufen in einer ersten Stufe bei 120 - 200°C, geheizt mit der Abwärme des Stromerzeugers zur Umwandlung der festen Eingangsstoffe in einen Reaktionsbrei und einer zweiten Stufe mit einer Umwandlung mit einer oder mehreren innen beschichteten Ölreaktionsvakuumpumpen, die mit jeweils einer hydraulischen Dichtung ausgerüstet sind, zu einem Mitteldestillat.

Description

Ölreaktorvakuumpumpe mit hydraulischer Dichtung für katalytische Ver- ölungsreaktionen aus vorab aufbereiteten, breiartigen Reststoffen und ein Verfahren dazu

Alles Erdöl und allen Sauerstoff der Atmosphäre ist das Ergebnis der Photosynthese über mehr als eine Milliarde Jahre der Erde. Sie sind das Ergebnis der Entsorgung der gestorbenen organischen Materie der Meere und später des Landes durch einen diffusionskatalytischen Prozess bei 14 - 17⁰C mittlerer Temperatur.

Die Frage, wie dieser Prozess für die heutigen kohlenwasserstoffhaltigen Abfälle verwendet werden kann, um diese umweltfreundlich zu entsorgen, führt zu einem diffusionskatalytischen Prozess ohne Außenheizung, der allein durch die Reibung zwischen dem Katalysatoröl und dem Reststoff erfolgt. Diese Reibung eröffnet die Möglichkeit eines solchen Prozesses, der aus den 5 Stufen, Vermischung, d. h. Reibung zwischen Katalysator und Reststoffe, Adsorption, Reaktion, Desorption und Abtransport bzw. Verdampfung besteht. Ohne die Reibung kann dieser Prozess nicht in technisch verwertbarer, schneller Form in Gang kommen.

Die nachfolgende Erfindung zeigt, wie dieser Prozess in Verfahren und Vorrichtung in einer technischen Realisierung in kurzer Zeit langlebig, zuverlässig und damit wirtschaftlich umgesetzt werden kann. Das Verfahren beschäftigt sich mit der Realisierung der Reaktion in einer Ölreaktorvakuumpumpe mit hydraulischer Dichtung und die Einbindung dieses Systems in eine Produktionsanlage für Mitteldestillate, welche durch eine Vorprozeßtechnik alle erdenklichen Risiken minimiert und die Produktion optimiert. Die Vorrichtung beschäftigt sich mit der Ausführung dieses Verfahrens mit den verfügbaren Elementen als Lehre der Umsetzung im technischen Maßstab. Die jeweiligen Ausführungsbeispiele erläutern die Erfindung an Hand eines Beispiels. In dem Patent DE 10 2005 056 735 wird nun eine solche Maschine und Anlage beschrieben. Das zentrale Element, welches den Prozess ermöglicht, ist in dem Patent ein Hochleistungskammermischer. Dieser ermöglicht, den Erdölbildungsprozeß in ungefähr 3 Minuten zu wiederholen, wobei das Produkt einheitlich entsprechend der Prozesstemperatur ein Mitteldestillat ist.

In dem Patent wird über dieses zentrale Element des Prozesses ausgesagt, daß es dem Prinzip der Flüssigkeitsringvakuumpumpe folgt und auf der Überdruckseite einen Überdruck von 1,5 bar erzeugt. Das ist zwar ein bedeutender Fortschritt gegenüber dem Patent 103 56 245 mit seinen Pumpen und Rührwerken und sehr viel höheren Drücken und Problemen in der Druckleitung, führt aber immer noch zu deutlichen Nachteilen in der Anwendung.

Die Flüssigkeitsringvakuumpumpe und ihre Anordnung, die in dem Patent DE 10 2005 056 735 das zentrale Element und somit das Herz der Anlage ist, besitzt weiterhin eine Reihe Nachteile, die die Zuverlässigkeit der Anlage begrenzen und somit die Wirtschaftlichkeit des Prozesses einschränken.

Es hat sich nämlich als Nachteil erwiesen, daß die Dichtungssysteme einer Flüssigkeitsringvakuumpumpe bei der Prozesstemperatur von 250 - 320⁰C prinzipiell nicht gewachsen sind und die Einschleusung des Eingangsstoffes im festen Zustand so viel Luft mitführen kann, dass der Prozess auch im Hochleistungskammermischer nicht die erwarteten Ergebnisse des Testbetriebes dauerhaft erbringt.

Die Nachteile konzentrieren sich auf das Dichtungssystem, welches bei Ausfall zum Stillstand der Anlage führt und das Eintragssystem, welches bei Ausbildung einer Luftröhre im Eintragsbehälter durch die Haftung der Feststoffe an der Wand zu einer Verbrennungsreaktion, insbesondere im Destillationsbereich führen.

Überraschenderweise wurde nun gefunden, daß eine erfindungsgemäße Hydraulik die Lösung der Zuverlässigkeitsprobleme dieser Technik bietet. Die Hydraulik baut darauf auf, daß die erhöhte Temperatur von 250-320⁰C zwar eine hohe Belastung darstellt, die eine Vakuumpumpe auf die Dauer nicht aushält, das sich das Medium der Fördereinrichtung aber von Wasser auf öl ändert und damit die Lager und Dichtungen neu gestaltet werden können, dass sie trotz der hohen Temperatur zuverlässig sind. Das gilt auch für den Eintragsstoff, der einem Prozess unterworfen werden muss, um den dauerhaften Betrieb der Pumpe und der Anlage zu gewährleisten.

Die erfindungsgemäße Hydraulik besteht nun darin, daß das Dichtungssystem hydraulisch gesteuert oder geregelt wird und die festen Eingangsstoffe durch einen Vorprozess an die Bedingungen der Anlage und der Pumpe angepasst werden. Figur 1 zeigt die erfindungsgemäße ölreaktorvakuumpumpe mit hydraulischer Dichtung und Figur 2 die erfindungsgemäße Einbindung des notwendigen Vorprozesses für den Betrieb dieser ölreaktorvakuumpumpe. Figur 3 zeigt den Gesamtprozess mit den beiden Komponenten ölreaktorvakuumpumpe und Vorprozesstechnik.

Überraschenderweise wurde auch gefunden, daß der diffusionskatalytische Prozess nur bei größeren Anteilen von technischen Kohlenwasserstoffen, wie Kunststoffe, Gummi und Ölen, einen Zusatz an Katalysator braucht. Für Eingangsstoffe mit überwiegend biologischem Ursprung, wie die Reststoffe aus der Landwirtschaft reichen die katalytischen Wirkungen der organischen Bestandteile dieser Stoffe für den Prozess aus. Die anorganischen Bestandteile der biologischen Reststoffe enthalten im Prinzip die gleiche Struktur wie die Katalysatoren, nämlich die Aluminiumsilikate mit jeweils einer der Metalle der ersten oder zweiten Hauptgruppe.

Die Beschreibung der Figur 1 bezieht sich auf das Verfahren für die Änderungen der Vakuumpumpe, die notwendig sind, um daraus eine zuverlässige, thermisch stabile und öldichte Einheit zu machen, die eine lange Lebensdauer, volle Funktionsfähigkeit und leichte Reparierungsfähigkeit zu erreichen. Die Elemente zeigen, wie die hydraulische Dichtung und die Beschichtung der mit dem heißen Reaktionsöl in Kontakt kommenden Teile die technische Realisierung ermöglichen.

Mit 1 ist die äußere Packungseinheit der Dichtung bezeichnet, die als Stopfbuchse ausgebildet ist. Sie wird mit den Schrauben 2 aktiviert, um evtl. austretendes öl an der Welle an ihrem Austritt zu hindern. Wenn diese Stopfbuchse in ihrer Dichtwirkung erschöpft ist, ermöglicht die davor liegende Stopfbuchse 3 eine weitere Stufe der Dichtung. Zur Optimierung der Dichtwirkung ist die hydraulische Dichtung angeordnet. Sie besteht aus der zwischen den Stopfbuchsen und den Lagern liegende ölkammer 4, die eine Verbindung zu der Druckleitung 5 über die mit einem Absperrhahn versehene Leitung 6 hat. Die Kammer 4 wird druckmäßig über die Leitung 7, die mit der Unterdruckleitung 20 der ölreaktionsvakuumpumpe 8 verbunden ist über das Ventil 9 so gesteuert, daß nur ein leichter Überdruck in der Kammer 4 entsteht.

Damit wird erreicht, daß über das Ventil 9 die in der unteren Kammerhälfte 4 angesammelten Partikel abgeleitet werden und nicht in das Lager gepresst werden. Weiterhin wird erreicht, daß auf der einen Seite ausreichend öl eingeleitet wird, um die Lager 10 zu schmieren, auf der anderen Seite wird der gegen die Dichtungen wirkende Überdruck so gering gehalten, daß die Dichtungen ihre Aufgaben leicht erfüllen können. Auf dem Lager wirkt von innen in Unterdruck, der das zu schmierende öl einsaugt.

Nach einem ähnlichen System arbeitet die Schmierung der Lager 11 auf der gekapselten gegenüberliegenden Seite. Die Kapselung bildet auf der anderen Seite eine Kammer 12, die von der Druckleitung der ölreaktionsvakuumpumpe eine Zufuhrleitung 13 mit dem Absperrventil 14 besitzt und im unteren Teil der Kammer die Abfuhrleitung für die Partikel 15 mit dem Absperrventil 16 besitzt. Damit wird die Schmierfähigkeit des Inhaltes der Ölreaktionsvakuumpumpe für die Lagerschmierung genutzt. Trotz der Reaktionstemperatur in der ölreaktionsvakuumpumpe von 250⁰C - 320⁰C ist diese Schmierfähigkeit gegeben.

Diese ergibt sich aus der in der Reaktion in der ölreaktionsvakuumpumpe mit den eingegebenen Inhaltsstoffen, wie Zellulose, ügnine, Plastik und Gummi im Gemisch. Dadurch wird in der ölreaktionsvakuumpumpe auch anteilig eine Bitumenphase gebildet, die auch bei den erhöhten Temperaturen eine ausreichende Schmierung bei ausreichender Menge der Durchströmung garantiert.

Die ölreaktionsvakuumpumpe 17 besitzt auf allen Teilen, die mit dem Medium in Berührung kommen, eine Beschichtung, die auf die Originalteile des Gusses aufgebracht wird. Das sind Beschickungen aus TiAIN oder AlCrN ein- oder mehrlagig, die auf dem Stahl- oder GGG 50 - Guss aufgebracht sind. Damit ergibt sich eine ausreichende Härte und chemischer Schutz gegen die reagierenden Öle in der Ölreaktionsvakuumpumpe. Mit 8 sind die Anschlußleitungen auf der Ansaugseite der Ölreaktionsvakuumpumpe bezeichnet. Auf der Druckseite besitzt die Ölreaktionsvakuumpumpe die Druckleitung 18. Das mit Leitschaufeln ausgerüstete Flügelrad 19, welches entweder beschichtet oder aus Edelstahl gefertigt ist, besitzt gegenüber dem Flügelrad einer Vakuumpumpe einen geringeren Durchmesser. Dieses vermindert zwar den Unterdruck auf der Ansaugseite, ermöglicht aber eine störungsarme Verarbeitung auch fester Bestandteile des Öles in dem Verölungsprozess. Der Wandabstand des Flügelrades wird von 0,5 - 1 mm auf 3-10 mm vergrößert.

Figur 2 zeigt die Einbindung der Ölreaktionsvakuumpumpe mit der Vorprozeßtechnik. Die Ölreaktionsvakuumpumpe hat einen mechanischen Antrieb in Form von einem Elektromotor, Dieselmotor oder Gasturbine. In allen 3 Fällen wird Abwärme erzeugt, die in einem Thermoölkreislauf für die Vorprozeßtechnik genutzt wird. Das Thermoöl, welches im Abgaswärmetauscher 21 erhitzt wird, gelangt über die Thermoölleitungen 22 in die Mantelheizungen der Vorprozessbehälter 23 und 25 und Separator 28. Am Eingang des Vorprozessbehälters 25 ist Eingangsklappe oder ein Schredder angeordnet.

Das Material wird damit in den Vorprozessbehältern 23 und 25 und Separator 28 aufgewärmt, wobei es durch die Mischer- und Pumpeneinheit 24 im Kreislauf gehalten wird. Die Zufuhr von dem Kondensat der in Figur 3 dargestellten Ascheanlage und katalysatorhaltigen ölen des Gesamtprozesses führt dann dazu, daß das Wasser durch diese öle ersetzt wird. Das Wasser verdampft durch die Wärmezufuhr und wird in der Destillationseinheit 26 gereinigt, kondensiert und in dem Wasserbehälter 27 gesammelt. Der in der Einheit erzeugte Brei wird über eine Fördereinrichtung und einen Separator 28 in die Vorlagebehälter 29 oberhalb der ölreaktionsvakuumpumpe kontinuierlich in Abhängigkeit von dem Füllstand der Anlage zugeführt. Figur 3 zeigt die Integration der Ölreaktionsvakuumpumpe und der Vorprozeßtechnik in den gesamten Verölungsprozess und die Verölungsanlage. Mit 31 ist die Ölreaktionsvakuumpumpe mit Vorlagebehälter bezeichnet. Mit 32 ist die Ascheaniage bezeichnet, die einen Teilstrom aus dem Separationsbehälter einer Wärmekammer mit anschließender Kühlkammer und Aschebehälter zuführt. Dieser Teilstrom richtet sich nach dem Anteil der nicht umsetzbaren Anteile des Eingangsstoffes an Metall, Keramik, Steinen, Glas und Salzen. Die Zufuhr in die Ascheanlage liegt bei dem 1 ,5 bis 3-fachen dieses Anteiles, da mit dem Teilstrom auch Öl und Katalysator ausgetragen werden, die zurückgewonnen werden.

Die Rückgewinnung der Kohlenwasserstoffe geschieht durch den Erhitzungsprozess auf 400 bis 500⁰C, die in der Destillation und Kondensation abgeschieden werden und in die Vorprozeßtechnik der Figur zurückgeleitet werden. Der Katalysator wird durch Vermischung mit Wasser zurückgewonnen, da er im Wasser suspendiert und so abgefiltert wird.

Mit 33 ist die Destillation bezeichnet, die über dem Verdampfer 34 liegt. In dem Verdampfer 34 sind Verdampferleisten, die den aus der Ölreaktionsvakuumpumpe kommenden ölstrom in eine große Anzahl, 100 bis 3.000, von Teilstrahlen aufteilt. Dadurch ergibt sich eine große Verdampfungsoberfläche für das entstandene Mitteldestillat, welches über die Destillation 33 nach oben abgeführt wird und somit nicht mehr in den Vorlagebehälter 31 gelangt.

Der Kondensator 35 in einfacher oder doppelter Ausführung verflüssigt den Dampf. Ein kleiner Teil wird in die Destillationskolonne über die Destillationsrückführungs- leitung 36 wieder der Kolonne zugeführt, um die obere Kopftemperatur der Kolonne zu regeln. Diese bestimmt die Art des Mitteldestillates als Sommerdiesel, Winterdiesel oder Kerosin. Die Leitung 37 leitet das Produkt in den Dieseltank, der die Verbindungsleitung zu einer oder mehreren Vakuumpumpen hat, um damit die Sicherheit der ganzen Anlage gegen austretendes Produkt zu gewährleisten. Der Wasserseparationstank 38 ist auf der Eingangsseite des Kondensators angeordnet, um damit die Reaktionswasseranteile in einen Tank abzuleiten. Diese Wassermenge tauscht sich mit dem in der Leitung stehenden Produkt aus bis der obere Stand in dem Wasserseparationsbehälter 38 erreicht ist.

Wenn das erreicht ist, gibt ein Leitfähigkeitssensor das Signal zum öffnen des Ablaßventiles bis das Signal nicht mehr anliegt. Im unteren Teil dieses Separationstankes 38 ist der pH-Sensor angebracht, der die Eingabemenge an Neutralisationsmittel am Behälter 25 in der Figur 2 bestimmt.

Mit 32 ist die Ascheanlage bezeichnet, die mit dem Inneren des Separators verbunden ist und die die Konzentration der anorganischen Anteile der Anlage limitiert. Sie nimmt soviel Material auf, daß die am Eingang noch vorhandenen Bestandteile, wie Glas; Metall und keramisches Material, sowie die durch die Kalkzugabe gebildeten Salze in der Gesamtanlage limitiert werden. Die Ascheanlage hat eine Heizung, die die enthaltenen Kohlenwasserstoffe bei 450 - 500⁰C verdampfen lasst. Diese werden kondensiert und der Vorprozeßanlage zugeführt.

Mit 33 ist die Verölungsanlage bezeichnet Sie besitzt bis zu 10 Einheiten der ölreaktionsvakuumpumpen um ein Behältersystem 24 herum, welches die Separation des dampfförmigen Anteiles und des flüssigen ölanteiles bewirkt. Die dampfförmigen Anteile werden durch die Destillationsanlage mit Rücklauf und Kondensation 35 gereinigt. Die Kondensatoren besitzt 2 Ausgangsleitungen 36 und 37. Sie sind im Inneren des Kondensators durch einen Überlauf mit unterschiedlichen Kammern verbunden.

Die Leitung 36 erhält aus der ersten Kammer auch Restanteile an Wasser, die sich in dem Behälter 38 mit dem dortigen Produkt durch Schwerkraft austauschen. Dieser Behälter misst den PH-Wert und leitet das überschüssige Wasser durch einen Leitfähigkeitssensor und Ventil periodisch ab. Die Leitung 37 ist die Produktleitung. Diese besitzt einen Trübungsmesser, der nur das Produkt zum Tank lässt, welches die ausreichende Qualität besitzt. Das nicht ausreichende Produkt wird in das Kondensat der Aschanlage geleitet. Die Beschreibung der Figur 4 bezieht sich auf die Vorrichtung für die Änderungen der Vakuumpumpe, die notwendig sind, um daraus eine zuverlässige, thermisch stabile und öldichte Einheit zu machen, die eine lange Lebensdauer, volle Funktionsfähigkeit und leichte Reparierungsfähigkeit zu erreichen. Die Elemente zeigen, wie die hydraulische Dichtung und die Beschichtung der mit dem heißen Reaktionsöl in Kontakt kommenden Teile die technische Realisierung ermöglichen.

Mit 101 ist die äußere Packungseinheit der Dichtung bezeichnet, die als Stopfbuchse ausgebildet ist. Diese wird gebildet durch innen liegende Packungen, einer Hülse und den Schrauben. Dazu ist eine zweite Stopfbuchse angeordnet durch die davor liegende Stopfbuchse 103.

Auf der Wellenachse ist in Richtung auf die Ölreaktionsvakuumpumpe eine hydraulische Dichtungskammer 104 angeordnet. Sie besteht aus der zwischen den Stopfbuchsen und den Lagern liegende Ölkammer 104, die eine Verbindung zu der Druckleitung 105 über die mit einem Absperrhahn versehene Leitung 106 hat. Die hydraulische Dichtungskammer 104 wird druckmäßig über die Leitung 107, die mit der Unterdruckleitung 120 der Ölreaktionsvakuumpumpe 108 verbunden ist über das Ventil 109. Das Ventil 109 besitzt eine elektronische Steuerung der hydraulischen Dichtungskammer 104.

Auf der anderen Seite der ölreaktionsvakuumpumpe liegt das Lager 111. Sie bildet die gekapselte gegenüberliegende Seite. Die Kapselung ist so ausgebildet, daß sie eine Kammer 112 hat, die von der Druckleitung der ölreaktionsvakuumpumpe eine Zufuhrleitung 113 mit dem Absperrventil 114 besitzt und im unteren Teil der Kammer die Abfuhrleitung für die Partikel 115 mit dem Absperrventil 116 besitzt.

Die Ölreaktionsvakuumpumpe 117 besitzt auf allen Teilen, die mit dem Medium in Berührung kommen, eine Beschichtung, die auf die Originalteile des Gusses aufgebracht wird. Das sind Beschichtungen aus TiAIN oder AICrN ein- oder mehrlagig, die auf dem Stahl- oder GGG 50 - Guss aufgebracht sind. Mit 118 sind die Anschlußleitungen auf der Ansaugseite der Ölreaktionsvakuumpumpe bezeichnet. Auf der Druckseite besitzt die Ölreaktionsvakuumpumpe die Druckleitung 118. Das mit Leitschaufeln ausgerüstete Flügelrad 119, welches entweder beschichtet oder aus Edelstahl gefertigt ist, besitzt gegenüber dem Flügelrad einer Vakuumpumpe einen geringeren Durchmesser. Der Wandabstand des Flügelrades wird von 0,5 - 1 mm auf 3-10 mm vergrößert.

Figur 5 zeigt die Einbindung der Ölreaktionsvakuumpumpe mit der Vorprozeßtechnik. Die Ölreaktionsvakuumpumpe hat einen mechanischen Antrieb in Form von einem Elektromotor, Dieselmotor oder Gasturbine. Thermoöl ist im Abgaswärmetauscher 121 vorhanden. Über die Thermoölleitungen 122 ist der Abgaswärmetauscher 121 mit den Mantelheizungen der Vorprozessbehälter 123 und 125 und Separator 128 verbunden. Am Eingang des Vorprozessbehälters 125 ist Eingangsklappe oder ein Schredder angeordnet.

Die Vorprozessbehältern 123 und 125 und der Separator 128 sind mit der Mischerund Pumpeneinheit 124 zu einem Kreislauf verbunden. Mit der in Figur 6 dargestellten Ascheanlage ist eine Verbindungsleitung zu den Vorprozessbehältern installiert. Auf dem Vorprozessbehälter 123 ist die Destillationseinheit 126 angeordnet, die mit Wasserbehälter 127 verbunden ist. Am Ausgang des Separators 128 ist eine Verbindungsleitung z dem Vorlagebehälter 129 angeordnet.

Figur 6 zeigt die Anordnung in der Verölungsanlage. Mit 131 ist die Ölreaktionsvakuumpumpe mit Vorlagebehälter bezeichnet. Mit 132 ist die Ascheanlage bezeichnet, die eine Verbindungsleitung zu dem Separator 138 besitzt. Nach der Ascheanlage ist eine Wassermischkammer angeordnet mit einem Katalysatorsieb als Katalysatorrückgewinnungsanlage.

Mit 133 ist die Destillation bezeichnet, die über dem Verdampfer 134 liegt. In dem Verdampfer 134 sind Verdampferleisten mit einer großen Anzahl, 100 bis 3.000, vor Austrittsbohrung. Oberhalb ist die Destillation 133 angeordnet und unterhalb eir ölsammelbehälter, der eine Verbindungsleitung zu dem Vorlagebehälter 131 besitzt. Der Kondensator 135 in einfacher oder doppelter Ausführung ist der Destillationskolonne 133 nachgeordnet. Dieser besitzt die Destiilationsrückf ührungs- leitung 136 zur Destillationskolonne 133. Die Leitung 137 ist mit dem Dieseltank verbunden, der die Verbindungsleitung zu einer oder mehreren Vakuumpumpen hat.

Der Wasserseparationstank 138 ist auf der Eingangsseite des Kondensators angeordnet. Im unteren Teil dieses Separationstankes 138 ist der pH-Sensor angebracht, der die Eingabemenge an Neutralisationsmittel am Behälter 125 in der Figur 2 bestimmt.

Mit 132 ist die Ascheanlage bezeichnet, die mit dem Inneren des Separators verbunden. Die Ascheanlage hat eine Heizung, die auf eine Heiztemperatur von 600⁰C ausgelegt ist.

Mit 131 ist die Verölungsanlage bezeichnet. Sie besitzt bis zu 10 Einheiten der Ölreaktionsvakuumpumpen um ein Behältersystem 134 herum. Die Destillationsanlage hat einen Rücklauf und Kondensation 135. Die Kondensatoren besitzt 2 Ausgangsleitungen 136 und 137. Sie sind im Inneren des Kondensators durch einen Überlauf mit unterschiedlichen Kammern verbunden.

Die Leitung 136 erhält ist mit dem Behälter 138 verbunden, der Leitfähigkeitsmesser und pH-Wert-Messer enthält. Die Leitung 137 ist die Produktleitung. Diese besitzt einen Trübungsmesser, der mit den beiden Leitungen zum Dieseltank und zur Vorprozeßanlage verbunden ist.

In einem speziellen Ausführungsbeispiel soll das erfindungsgemäße Verfahren näher erläutert werden. Für die Verölung von 500 Liter in der Stunde an geschreddertem Baumschnittmaterial hat die ölreaktionsvakuumpumpe, die auch den Reaktor für die Umwandlung zu Mitteldestillat darstellt, eine Welle von 90 mm, eine Antriebsleistung mit Elektromotor von 200 kW und Lager mit Innendurchmesser von 90,8 mm und Außendurchmesser von 130 mm. Der Druck der Öireaktionsvakuumpumpe auf der Druckseite ist 1 bar und auf der Saugseite 0,3 bar Unterdruck. Die hydraulische Dichtungskammer 4 wird durch das Entlastungsventil 9 auf einen Druck von 0,05 bar Überdruck eingestellt. Der Druck in der Kammer 12 wird über das Ventil 14 so eingestellt, daß dort Überdruck herrscht. Dieser wird deutlich höher eingestellt als in der Kammer 4 entsprechend den Laufgeräuschen der öireaktionsvakuumpumpe. Die übrigen Abmessungen werden entsprechend der Figur 1 maßstäblich ausgeführt.

Für die Auslegung des Abgaswärmβtauschers der Figur 2 wird der Abgasstrom eines 500 kW Stromerzeugers zu Grunde gelegt. Der Thermoölkreislauf 22 wird auf die Temperaturen im Vorlauf von 360⁰C und im Rücklauf auf 240⁰C durch die Wärmeabnahme der Vorprozeßtechnik gehalten. Die Behälter 23, 25 und 28, die mit dem Thermoöl geheizt sind, haben einen Außendurchmesser von 1 ,4 m und eine Höhe von 1 ,4 m. Die Destillationskolonne 26 hat einen Durchmesser von 300 mm und eine Höhe von 2 m. Der Vorlagebehälter vor der öireaktionsvakuumpumpe hat den Durchmesser von 1 ,5 m und eine Höhe von 1,5 m.

Die in Figur 3 dargestellte Ascheanlage besitzt in beiden Teilen eine Hohlschnecke und eine Destillationsanlage mit 200 mm Durchmesser. Der Durchmesser der Heizschnecke ist 400 mm und der Durchmesser der Kühlschnecke ist 300 mm. Die eigentliche Verölungsanlage besteht aus den beiden Ölreaktionsvakuumpumpen und dem Kreislauf mit dem Verdampfer 34, der einen Durchmesser von 1,8 m hat. Die darüber liegende Destillationskolonne ist eine Glockenbodenkolonne mit einem Durchmesser von 600 mm und 3 m Höhe Die Kondensatoren haben eine Maximalleistung von je 200 kW Kühlleistung mit dem Kühlwasser 50/90⁰C.

Der Reaktionswasserabscheider 38 mit dem Leitfähigkeitssensor und dem pH- Messer hat oberhalb die Refluxleitung zur Destillationskolonne. Das Kühlwasser wird durch Rückkühlung mit Luftwärmetauscher auf 50⁰C gehalten. In einem weiteren speziellen Ausführungsbeispiel soll die erfindungsgemäße Vorrichtung näher erläutert werden. Eine Anlage für die Produktion von 500 I je Stunde Mitteldestillat aus geschredderten Baumschnittmaterial hat die Öireaktionsvakuumpumpe, mit einer Welle von 90 mm, eine Antriebsleistung mit Elektromotor von 200 kW und Lager mit Innendurchmesser von 90,8 mm und Außendurchmesser von 130 mm. Der Druck der Ölreaktionsvakuumpumpe auf der Druckseite ist 1 bar und auf der Saugseite 0,3 bar Unterdruck. Die hydraulische Dichtungskammer 104 wird durch das Entlastungsventil 109 auf einen Druck von 0,05 bar Überdruck eingestellt. Der Druck in der Kammer 112 wird über das Ventil 114 so eingestellt, daß dort Überdruck herrscht. Dieser wird deutlich höher eingestellt als in der Kammer 104 entsprechend den Laufgeräuschen der ölreaktionsvakuumpumpe. Die übrigen Abmessungen werden entsprechend der Figur 4 maßstäblich ausgeführt.

Für die Auslegung des Abgaswärmetauschers der Figur 5 wird der Abgasstrom eines 500 kW Stromerzeugers zu Grunde gelegt. Der Thermoölkreislauf 22 wird auf die Temperaturen im Vorlauf von 360⁰C und im Rücklauf auf 240⁰C durch die Wärmeabnahme der Vorprozeßtechnik gehalten. Die Behälter 123, 125 und 128 haben Verbindungsleitungen zwischen dem Abgaswärmetauscher und der Behälterwandheizung über eine Förderpumpe für Hydrauliköl. Diese Behälter haben einen Außendurchmesser von 1,4 m und eine Höhe von 1,4 m. Die Destillationskolonne 126 hat einen Durchmesser von 300 mm und eine Höhe von 2 m. Der Vorlagebehälter vor der Ölreaktionsvakuumpumpe hat den Durchmesser von 1 ,5 m und eine Höhe von 1,5 m.

Die in Figur 6 dargestellte Ascheanlage besitzt in beiden Teilen eine Hohlschnecke und eine Destillationsanlage mit 200 mm Durchmesser. Der Durchmesser der Heizschnecke ist 400 mm und der Durchmesser der Kühlschnecke ist 300 mm. Die eigentliche Verölungsanlage besteht aus den beiden ölreaktionsvakuumpumpen und dem Kreislauf mit dem Verdampfer 134, der einen Durchmesser von 1,8 m hat. Die darüber liegende Destillationskolonne ist eine Glockenbodenkolonne mit einem Durchmesser von 600 mm und 3 m Höhe Die Kondensatoren haben eine Maximalleistung von je 200 kW Kühlleistung mit dem Kühlwasser 50/90⁰C.

Der Reaktionswasserabscheider 138 mit dem Leitfähigkeitssensor und dem pH- Messer hat oberhalb die Refluxleitung zur Destillationskolonne. Das Kühlwasser wird durch Rückkühlung mit Luftwärmetauscher auf 50⁰C gehalten. Bezugszeichenliste

Bezeichnungen zu Figur 1

1 Äußere Packungseinheit der Dichtung

2 Schrauben

3 Stopfbuchse

4 Ölkammer

5 Verbindung zu der Druckleitung

6 Absperrhahn

7 Leitung

8 Saugleitung der Ölreaktionsvakuumpumpe

9 Ventil

10 Lager auf der Saugseite

11 Lager

12 Kammer auf der Druckseite

13 Zufuhrleitung

14 Absperrventil

15 Abfuhrleitung

16 Absperrventil

17 Ölreaktionsvakuumpumpe

18 Druckleitung

19 Flügelrad

20 Unterdruckleitung

Bezeichnungen zu Figur 2

21 Abgaswärmetauscher

22 Thermoölleitung

23 Mantelheizung der Vorprozessbehälter

24 Mischer- und Pumpeneinheit

25 Vorprozessbehälter

26 Destillationseinheit

27 Wasserbehälter

28 Separator

29 Vorlagebehälter Bezeichnungen zu Figur 3

31 Ölreaktionsvakuum mit Vorlagebehälter

32 Ascheanlage

33 Destillation

34 Verdampfer

35 Kondensator

36 Destillationsrückführungsleitung

37 Produktleitung

38 Wasserseparationsbehälter

Bezeichnungen zu Figur 4

101 Die äußere Packungseinheit

102 Schrauben der Packung

103 Stopfbuchse

104 Hydraulische Dichtungskammer

105 Druckleitung

106 Absperrhahn mit Leitung

107 Leitung

108 Ölreaktionsvakuumpumpe

109 Ventil

110 Lager auf der Wellenseite

111 Lager auf der gekapselten Druckseite

112 Kammer Druckseite

113 Zufuhrleitung

114 Absperrventil

115 Abfuhrleitung

116 Absperrventil

117 Ölreaktionsvakuumpumpe

118 Anschlussleitung

119 Flügelrad

120 Unterdruckleitung Bezeichnungen zur Figur 5

121 Abgaswärmetauscher

122 Thermoölleitung

123 Vorprozessbehälter

124 Pumpeneinheit

125 Vorprozessbehälter

126 Destillationseinheit

127 Wasserbehälter

128 Separator

129 Vorlagebehälter

Bezeichnungen zur Figur 6

131 Ölreaktionsvakuumpumpe mit Vorlagebehälter

132 Ascheanlage

133 Destillation

134 Verdampfer

135 Kondensator

136 Destillationsrückführungsleitung

137 Produktleitung

138 Wasserseparationstank

Claims

Patentansprüche

Patentanspruch 1

Verfahren zur diffusionskatalytischen Umwandlung von kohlenwasserstoffhattigen Reststoffen nach dem Vorbild der Erdölbildung der Erde mit den Stufen, intensive Vermischung mit dem Katalysator, Adsorption, Reaktion, Desorption und Abtransport des Produktes in Form der Verdampfung, dadurch gekennzeichnet, daß die Einleitung des Prozesses, die intensive Vermischung in 2 Stufen erfolgt, der ersten Stufe der Vermischung der festen und flüssigen Eingangsstoffe unter Beheizung mit der Abwärme des Stromerzeugers mit katalysatorhaltigen öl aus der Hauptreaktion im Temperaturbereich unter 200⁰C in 30 bis 200 Minuten zu einem Brei und der zweiten Stufe der Umwandlung dieses Breis in einer oder mehrerer ölreaktionsvakuumpumpen bei Temperaturen von 250 - 320^βC in Minuten in eine Erdölmittelfraktion.

Patentanspruch 2

Verfahren nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, daß die ölreaktionsvakuumpumpe auf der Antriebsseite eine hydraulische Dichtung hat, die zwischen den mechanischen Dichtungen und dem Wellenlager liegt durch Verbindung dieser Kammer mit der Ausgangsdruckleitung der ölreaktionsvakuumpumpe im oberen Bereich dieser Kammer und geregelte Verbindung dieser Kammer im unteren Bereich dieser Kammer mit der Saugleitung der ölreaktionsvakuumpumpe in der Weise, daß die Lager ausreichend von dem Kreislauföl geschmiert werden und der Überdruck dieser Kammer in Richtung auf die Dichtung gering gehalten wird. Patentanspruch 3

Verfahren nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß auf der dem Antrieb gegenüberliegenden Seite eine geschlossene Kammer liegt, die ebenfalls wie im Anspruch 2 eine Verbindungsleitung zu der Druckseite der Olreaktionsvakuumpumpe an der oberen Seite dieser Kammer hat und auf der unteren Seite eine einstellbare oder regelbare Rückleitung zur Saugseite der olreaktionsvakuumpumpe hat, um die in dem Reaktionsöl befindlichen Teilchen aus der Kammer abzuleiten und den Lagerdruck zu regulieren.

Patentanspruch 4

Verfahren nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Olreaktionsvakuumpumpe an allen reaktionsgemischberührten Teilen eine verschleißfeste, thermisch stabile und harte Oberflächenbeschichtung aus TiAIN oder AICrN besitzt.

Patentanspruch 5

Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens, dadurch gekennzeichnet, daß die Anlage aus mindestens 3 Stufen besteht mit der ersten Stufe der Vorprozeßtechnik mit einem Eintragsbehälter mit Schleuse, Pumpe und Mischer, einer Verbindung zu einem zweiten Behälter mit Ausgang für den Wasserdampf in Form einer Destillationsanlage und für die pastöse Masse in Form eines Separationsbehälters und Einrichtungen für den Kreislauf in Form von Rohrleitung, der zweiten Stufe, verbunden mit dem unteren Teil des Separationsbehälter über eine Ventilschleuse mit einer beheizten Ascheanlage und einem dritten Teil, bestehend aus dem Eintragsbehälter, olreaktionsvakuumpumpe und Verbind ungsleitüng und Behälter für den Kreislauf und Produktabführungsleitungen. Patentanspruch 6

Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß an der ölreaktionsvakuurnpumpe auf der Antriebsseite eine hydraulische Dichtung angeordnet ist, die zwischen den mechanischen Dichtungen und dem Wellenlager liegt durch eine Verbindungsleitung dieser Kammer mit der Ausgangsdruckleitung der ölreaktionsvakuurnpumpe im oberen Bereich dieser Kammer hat und im unteren Bereich dieser Kammer eine Saugleitung angeordnet ist, die eine druckgeregelte Verbindung dieser Kammer der ölreaktionsvakuumpumpe hat, die eine elektrische Verbindung zu einem Druckmesser besitzt oder eine Handverstellung hat.

Patentanspruch 7

Vorrichtung nach den Ansprüchen 5 und 6, dadurch gekennzeichnet, daß auf der dem Antrieb gegenüberliegenden Seite eine geschlossene Kammer angeordnet ist, die ebenfalls wie im Anspruch 6 eine Verbindungsleitung zu der Druckseite der ölreaktionsvakuumpumpe an der oberen Seite dieser Kammer besitzt und auf der unteren Seite eine einstellbare oder regelbare Rückleitung zur Saugseite der ölreaktionsvakuumpumpe besitzt, die so groß ist, daß die in dem Reaktionsöl befindlichen Teilchen aus der Kammer abfließen können.

Patentanspruch 8

Vorrichtung nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die ölreaktionsvakuumpumpe an allen reaktionsgemischberührten Teilen eine verschleißfeste, thermisch stabile und harte Oberflächenbeschichtung aus TiAIN oder AICrN besitzt.