DE1006574B

DE1006574B - Verfahren zum Spalten von gasfoermigen oder fluessigen Kohlenwasserstoffen oder Kohlenwasserstoffe enthaltenden Stoffen

Info

Publication number: DE1006574B
Application number: DEB36868A
Authority: DE
Inventors: Dr Paul Feiler; Dr Wilhelm Flesch; Dr Otto Frey; Dr Helmut Nonnenmacher
Original assignee: BASF SE
Current assignee: BASF SE
Priority date: 1955-08-16
Filing date: 1955-08-16
Publication date: 1957-04-18

Description

Verfahren zum Spalten von gasförmigen oder flüssigen Kohlenwasserstoffen oder Kohlenwasserstoffe enthaltenden Stoffen Es ist bekannt, gasförmige oder flüssige Kohlenwasserstoffe zwecks Gewinnung von niedriger siedenden Kohlenwasserstoff en, insbesondere Olefinen, z. B. Äthylen oder Brenngasen, zu spalten, indem man die Ausgangsstoffe in eine Schicht hocherhitzter körniger Feststoffe, die durch Gase oder Dämpfe in der ganzen Schichthöhe in wallende Bewegung versetzt sind, einführt. Es wurde auch schon vorgeschlagen, den für die Erzielung der Reaktionswärme benötigten Sauerstoff bzw. die Sauerstoff enthaltenden Gase ganz oder zum überwiegenden Teil oberhalb des Rostes in das bewegte Wirbelbett und die mit den bewegten Feststoffen oder den zu spaltenden Stoffen endotherm reagierenden Gase oder Dämpfe, insbesondere Wasserdampf, von unten her durch den Rost einzuführen.
Es wurde nun gefunden, daß man die Spaltung von gasförmigen oder flüssigen Kohlenwasserstoffen in besonders vorteilhafter Weise durchführen kann, wenn man den für die Erzielung der Reaktionswärme benötigten Sauerstoff bzw. die Sauerstoff enthaltenden Gase ganz oder zum überwiegenden 'feil zusammen mit endotherm reagierenden Gasen und Dämpfen, insbesondere Wasserdampf oder Kohlensäure, von unten her durch den Rost und die zu spaltenden Kohlenwasserstoffe oberhalb des Rostes in die heiße Wirbelschicht einführt.
Die Erfindung zeigt gegenüber der bekannten Arbeitsweise eine Reihe technischer und wirtschaftlicher Vorteile. Infolge der Verdünnung des Sauerstoffes durch die endotherm reagierenden Gase und Dämpfe werden lokale Überhitzungen sowie Flammen-und Rußbildung in und oberhalb des Wirbelbettes vermieden. Außerdem werden gleichmäßiger zusammengesetzte Produkte bei besseren Ausbeuten und höheren Konzentrationen an niedriger siedenden Kohlenwasserstoffen, insbesondere an Olefinen, z. B. Äthylen, erhalten. Schließlich werden infolge der gleichmäßigeren Verteilung der Gase und Dämpfe beim Durchtritt durch den Rost weniger Wirbelmittel (Sauerstoff und Wasserdampf) benötigt.
In manchen Fällen hat es sich als zweckmäßig erwiesen, oberhalb des Rostes in das Wirbelbett zusätzlich noch andere Brenngase, vorteilhaft stickstoffarme und wasserstoffreiche Gase, wie Wasserstoff, Wassergas oder Kokereigas, einzuleiten.
Bei Verwendung flüssiger Kohlenwasserstoffgemische mit weitem Siedebereich hat es sich als besonders vorteilhaft herausgestellt, wenn man die Kohlenwasserstoffgemische vor der Einführung in das Wirbelbett in Fraktionen zerlegt und die einzelnen Fraktionen in verschiedene Zonen des Wirbelbettes in der Weise zugibt, daß die oberhalb 400° siedenden Fraktionen unmittelbar über dem Rost, die mittleren Fraktionen wie die Gasölfraktionen darüber und die niedrigsiedenden oder gasförmigen Kohlenwasserstoffe, wie Butane, Propan, Propylen oder Äthan, in den obersten Teil oder in den Gasraum knapp oberhalb des Wirbelbettes eingeführt werden. Zusammen mit den frisch eingesetzten Kohlenwasserstofffraktionen kann man auch Fraktionen entsprechender Siedebereiche der bei dem vorliegenden Verfahren gewonnenen gasförmigen und flüssigen Kohlenwasserstoffe zwecks weiterer Aufspaltung bzw. Aromatisierung in das Wirbelbett wieder zurückführen. Durch diese Zugabe der einzelnen Fraktionen an verschiedenen Stellen des Wirbelbettes läßt sich eine weitere Ausbeuteerhöhung an niedriger siedenden Kohlenwasserstoffen, insbesondere an Olefinen, erzielen. Für die Zerlegung bzw. Fraktionierung der Kohlenwasserstoffe mit weitem Siedebereich verwendet man zweckmäßig die Wärme der den Spaltofen verlassenden gas- und dampfförmigen Reaktionsprodukte und/oder die durch Verbrennung gebildeten Ölkokses erhaltene Wärme.
In vielen Fällen hat es sich als zweckmäßig erwiesen, in die Wirbelschicht außer den gasförmigen oder flüssigen Kohlenwasserstoffen kontinuierlich oder periodisch staubförmige oder körnige Feststoffe zuzugeben, die bei höheren Temperaturen Kohlenwasser-Stoff e abgeben, wie z. B. bitumenreiche Braunkohlen, Gasflammkohlen, Ölschiefer, Säureteere oder Ölkokse. Diese Feststoffe können auch in Mischung mit flüssigen Kohlenwasserstoffen zugegeben werden. Auf diese Weise kann man die Ausbeuten an niedrigsiedenden Kohlenwasserstoffen, insbesondere an Olefinen, weiter erhöhen. In allen Fällen kann das Wirbelbett auch unterteilt sein. Es empfiehlt sich, bei der vorgeschlagenen Arbeitsweise Roste aus hitzebeständigem Material, z. B. aus Edelstählen oder aus hochfeuerfestem keramischem Material zu verwenden. Die Rostöffnungen (Schlitze, Pilzöffnungen usw.) werden zweckmäßig so ausgebildet, daß in den Durchgangsöffnungen hohe Gasgeschwindigkeiten erzielt werden, wodurch eine rasche und gute Vermischung der sauerstoffhaltigen Gas- und Dampfgemische mit den Kohlenwasserstoffen oberhalb des Rostes eintritt.
Beispiel In einem Schachtofen von einem Querschnitt von 1 m2 befindet sich auf einem mit feinen Schlitzen versehenen Metallrost ein Wirbelbett, das aus Ölkoks in einer Körnung von 0 bis 6 mm besteht. Von unten her wird durch den Rost ein Gemisch von überhitztem Wasserdampf und Sauerstoff und oberhalb des Rostes durch Düsen ein Mineralöldestillationsrückstand (über 350° siedend) sowie die bei dem Verfahren gebildeten, über 250° siedenden Kohlenwasserstoffe eingeführt. Die Mengenverhältnisse werden so eingestellt, daß in der Wirbelschicht eine konstante Temperatur von 700° herrscht. Man erhält pro Tonne Frischöl etwa 1000 Nms eines Gases von folgender Zusammensetzung (Volumprozent) C02 .............................. 28,2 Gasförmige Olefine ................ 25,1 C O .... ......................... .. 16,8 H2 ................................ 9,9 Gasförmige Kohlenwasserstoffe der Methanreihe .. .. .. .. ......... 17,0 N2 ................................ 3,0 Außerdem fallen beträchtliche Mengen Ölkoks sowie ein stark aromatenhaltiges Benzin vom Siedepunkt 60 bis 190° an.

Claims

PATENTANSPRÜCHE: 1. Verfahren zum Spalten von gasförmigen oder flüssigen Kohlenwasserstoffen oder Kohlenwasserstoffe enthaltenden Stoffen zwecks Erzeugung niedriger siedender Kohlenwasserstoffe, insbesondere gasförmiger Olefine, wie Äthylen, oder Brenngase, insbesondere Stadtgas, durch Einführen der Ausgangsstoffe in eine hocherhitzte, aus pulverförmigen oder körnigen, gegebenenfalls katalytisch wirkenden Feststoffen bestehende Wirbelschicht, die durch von unten und/oder von der Seite eingeführte Gase oder Dämpfe in Bewegung gehalten wird, dadurch gekennzeichnet, daß man den für die Erzielung der Reaktionswärme benötigten Sauerstoff bzw. die Sauerstoff enthaltenden Gase ganz oder zum überwiegenden Teil zusammen mit den endotherm reagierenden Gasen oder Dämpfen, insbesondere Wasserdampf oder Kohlensäure, von unten her durch den Rost und die zu spaltenden Kohlenwasserstoffe oberhalb des Rostes in die heiße Wirbelschicht einführt.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß man oberhalb des Rostes zusätzlich Brenngase, insbesondere stickstoffarme und wasserstoffreiche Gase in die Wirbelschicht einführt.
3. Verfahren nach Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß man zur Spaltung von Kohlenwasserstoffgemischen weiter Siedebereiche die Kohlenwasserstoffgemische in Fraktionen zerlegt, die höhersiedenden Fraktionen unmittelbar über dem Rost, die mittleren und niedrigsiedenden Fraktionen dagegen an einer höher liegenden Stelle in das Wirbelbett einführt.
4. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß man die Kohlenwasserstoffgemische durch die Wärme der den Spaltofen verlassenden Produkte und/oder durch die durch Verbrennen gebildeten Ölkokses erhaltene Wärme in Fraktionen zerlegt.
5. Verfahren nach Ansprüchen 1, 2 und 3, dadurch gekennzeichnet, daß man in die Wirbelschicht periodisch oder kontinuierlich bitumenhaltige Feststoffe, wie Braunkohle, Steinkohle oder Ölschiefer, zusätzlich einführt.
6. Verfahren nach Ansprüchen 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß man die bei dem Verfahren erhaltenen Kohlenwasserstofffraktionen zwecks weiterer Aufspaltung bzw. Aromatisierung in die Wirbelschicht zurückführt. In Betracht gezogene Druckschriften: Deutsche Patentschrift Nr. 642 526; schweizerische Patentschrift Nr. 293 394.