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Verfahren zur Spaltung von Kohlenwasserstoffen.
Bei der Crackdestillation ist es bekannt, das aus dem Crackapparat (Craekschlange, Metallbad- autoklav usw. ) kommende Öl durch Druckentspannung zu verdampfen, wobei sieh das sogenannte Rückstandsöl bzw. Asphalt sowie Koks abscheiden. Man verfährt dabei in bekannter Weise so, dass man in einer Zone unter Druck auf die zur Spaltung erforderliche Temperatur erhitzt, wobei man die Abscheidung von festen Kohlenstoffverbindungen in dieser Zone in bekannter Weise durch Anwendung von Metallbädern, grossen Strömungsgeschwindigkeiten u. dgl. mehr oder minder erfolgreich zu ver- meiden sucht ; sodann lässt man in den daran anschliessenden Expansionskessel unter Entspannung des
Druckes expandieren, wobei der Rückstand und Koks abgeschieden wird.
Ob nun die Spaltung beim
Erhitzen unter Druck oder beim Expandieren oder in beiden Phasen erfolgt, darüber sind die Ansichten sehr verschieden und der Reaktionsmechanismus ist noch sehr wenig geklärt. Nach Gurwitseh und nach Engler wäre anzunehmen, dass sich mit steigender Temperatur, also beim Erhitzen, die Kohlen- wasserstoffe in immer kleinere Stücke spalten, doch hat auch nach Gurwitseh der Druck einen wesent- lichen Einfluss auf die Art, in der sich die grossen Moleküle spalten. Doch befasst sieh das vorliegende
Verfahren nicht mit den technischen Massnahmen der ersten Zone, sondern nur mit jenen verfahrens- technischen Massnahmen, die bei der Expansion der Öle die aus der ersten Zone kommen, getroffen werden.
Bei der oberwähnten Entspannung tritt naturgemäss eine plötzliche Verdampfung der leichter flüchtigen Anteile ein, wobei notwendigerweise eine beträchtliche Menge an Wärme verbraucht wird, u. zw. auf Kosten der im Destillat aufgespeicherten Wärme. Dies hat zur Folge, dass das Rüekstandsöl einen stark ölhaltigen Asphalt darstellt, der ausser den schwer siedenden flüssigen Kohlenwasserstoffen auch noch häufig Paraffine und andere feste Kohlenwasserstoffe der Naphthenreihe enthält und die man zweckmässiger aus dem Rüekstandsöl entfernt, sei es um daraus Schmiermittel zu gewinnen oder um sie nochmals der Spaltung zu unterwerfen.
Ausserdem stellt dieser stark ölhaltige Asphalt ein für den
Strassenbau minderwertiges Produkt dar, da sowohl der Öl-als auch der Paraffingehalt hier störend und daher preisvermindernd wirken. Um einen wertvolleren Asphalt und getrennt davon die Öle zu erhalten, müsste man der Expansionskammer Wärme zuführen, was wohl bekannt ist, jedoch eine starke
Koksabscheidung infolge lokaler Überhitzung an den beheizten Wänden zur Folge hat, oder man müsste das Rückstandsöl gesondert in einem neuen Arbeitsgang (Vakuumdestillation) aufarbeiten. Letzteres erhöht sowohl die Anlage als auch die Betriebskosten wesentlich.
Vom wirtschaftlichen Standpunkte wäre es zweifellos am günstigsten, in einem Arbeitsgange
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erhalten. Dies war jedoch bisher aus vorgenannten Gründen nicht zu erreichen ; ja man ging sogar so weit, um die Abscheidung von wertlosem störendem Koks zu vermeiden, das Crackdestillat beim Expandieren durch Zusatz von Lösungsmitteln, Ölen usw., oder auch durch vorgelegte Kühlschlangen usw. zu kühlen.
Durch vorliegende Erfindung gelingt es jedoch, die beim Expandieren verbrauchte Wärme bzw. die noch fehlende Wärmemenge zum Abdestillieren der schweren Öle usw. zu ersetzen bzw. zuzuführen und die Bildung von festem Koks an den beheizten Wänden des Expansionsgefässes dadurch zu vermeiden, dass man das aus dem Craekapparat, in dem die Erhitzung auf die zur Spaltung erforderliche Temperatur
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wird. Dabei findet die Expansion bzw. die Verdampfung innerhalb des flüssigen Metalls statt, so dass eine eventuelle Abscheidung von festem Kohlenstoff nur innerhalb des Dampfölmetallgemisches in feinster Verteilung stattfinden kann, wobei der Kohlenstoff im kontinuierlich abgeführten Asphalt verbleibt.
Es hat sich hiebei auch gezeigt, dass die Benzinausbeute wesentlich vermehrt wird, was sich daraus
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getrennt werden und wobei die Druekverminderung und Energiezufuhr die Rückbildung grösserer Moleküle hintanhalten, wofür insbesondere der Umstand spricht, dass nach Gurwitsch die Vermehrung der mittleren Spaltstiicke auf Kosten der Gas-und Koksbildung typisch ist für den Einfluss des Druckes auf den Spaltungsvorgang und durchaus den Erfahrungen der Praxis entspricht.
Zweifellos erscheint jedoch, dass das vorhergehende Erhitzen unter Druck auf die zur Spaltung erforderliche Temperatur, die bei diesem Verfahren naturgemäss erfolgt, von wesentlichem Einfluss auf diese Erscheinung ist und wohl auf eine chemische Veränderung oder Zersetzung der Moleküle, die diese dabei erlitten haben, notwendigerweise zurückgeführt werden muss.
Um das Metall in Zirkulation zu bringen bzw. denselben eine kreisende, möglichst rasche Strömung zu geben, kann dazu eine beliebige, hiezu geeignete Vorrichtung verwendet werden, beispielsweise eine mammutpumpenartige Einrichtung od. dgl. Man expandiert zweckmässig auf annähernd atmosphärischen Druck. Vorteilhafter ist es. noch auf verminderten Druck zu expandieren. Die Dämpfe werden in an sich bekannter Weise kondensiert, wobei in letzterem Falle die schweren Destillate unter vermindertem Drucke und die leichteren Fraktionen bei normalem Drucke kondensiert werden können.
Zur Erleichterung der Destillation kann man natürlich auch Wasserdampf einleiten.
Als Craekapparat bzw. Spaltvorriehtung kann eine beliebige dazu geeignete, bekannte Vorrichtung verwendet werden, wie beispielsweise eine Rohrschlange bzw. ein Röhrenerhitzer oder ein Röhrenkessel oder ein Metallbadautoklav od. dgl. Damit soll ausgedrückt werden, dass das Verfahren nicht an eine bestimmte Vorrichtung gebunden ist und dass der Apparat, in dem die Spaltung bzw. Erhitzung auf Spalttemperatur erfolgt, völlig unabhängig von der vorliegenden Erfindung ist und dass das Metallbad des Anmelders örtlich von dieser Spaltanlage getrennt ist und mit dieser nur unmittelbar, beispielsweise durch eine verbindende Leitung, mit dem Expansionsventil zusammenhängt ; u. zw. in der Weise, dass der
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Eine Ausführungsform der Erfindung zeigt beiliegende Zeichnung. Das Öl wird aus dem Behälter J. durch die Pumpe B angesaugt, worauf es zunächst in einen Wärmeaustauscher und in einen Vorwärmer gedrückt wird, die in der Zeichnung nicht ersichtlich gemacht sind, und gelangt sodann in den Crackapparat C*, wo es durch Erhitzen auf Spalttemperaturgespalten wird. Derangewandte Druekbeträgt vorzugs-
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dampfen können. Die dabei entstandenen Dämpfe und flüssigen Produkte steigen rasch an die Oberfläche des Metalls, wo die Scheidung der Dämpfe, Öle und der flüssigen Metalle stattfindet. Um eine rasche Strömung und Zirkulation der Metallschmelze zu bewirken, ist in der Metallschmelze E, die sieh in der sogenannten Expansionskammer bzw.
Verdampfungskammer F befindet, in bekannter Weise eine mammutpumpenartige Vorrichtung G vorgesehen, durch die das Metall aufwärts gefördert wird.
Durch die Leitung XI werden die nicht verdampften Kohlenwasserstoffe ausgebracht. Durch die Leitung 1 kann in an sich bekannter Weise vorgewärmtes Öl auf die Oberfläche des flüssigen Metalls gebracht werden, um gegebenenfalls den eventuell abgeschiedenen Kohlenstoff oder Koks besser in Suspension zu halten und damit zu verhindern, dass sich grössere Mengen davon auf der Metallschmelze zu Brocken zusammenbacken. Die Dämpfe verlassen die Expansionskammer F durch das Geistrohr K, um in an sich bekannter Weise fraktioniert und kondensiert zu werden. Die schweren Kondensate können neuerlich in den Prozess zurückkehren. Es würde natürlich eine erfinderische Neuheit nicht darstellen, wollte man in die Spaltanlage eine Ruhezone einschalten.
Es könnte ferner eine erfinderische Neuheit nicht darstellen, wollte man das Expansionsventil innerhalb der Metallschmelze anordnen. Als Metallschmelze kann jedes beliebige Metall verwendet werden, das einen genügend niedrigen Schmelzpunkt besitzt, wie beispielsweise Blei und seine Legierungen.
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