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Verfahren und Vorrichtung zum Regenerieren von Kontaktmassen, welche
beim Verdampfen und anschließenden Spalten von bei der Verarbeitung von Erdölen
und Teeren anfallenden alkalischen Rückständen verwendet worden sind Es ist bekannt.
Schweröl und andere Kohlenwasserstoffe dadurch zu verdampfen, daß sie zunächst über
geneigte erhitzte Platten und dann über eine poröse Masse geleitet werden, auf der
sich die bei der Verdampfung verbleibenden festen Rückstände in einer Verteilung
niederschlagen, die ihre spätere Verbrennung durch einen Luft- oder Sauerstoffstrom
ermöglicht.
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Weiter ist auch bekannt, ein Verdampfungsaggregat unmittelbar über
einer Spaltapparatur anzuordnen, so daß die Produkte unabhängig von dem Grad ihrer
Verdampfung direkt durch ihre Schwere aus dem Verdampfer in die Spaltkammer ohne
zu kondensieren und ohne vorherige Wiedererhitzung gelangen, wobei der Katalysator
in der Spaltkamiuer und die absorbierenden Stoffe in dem Verdampfer gleichzeitig
regeneriert werden können.
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Bei der Behandlung von rohem Erdöl, insbesondere bei der Herstellung
von Schmierölen aus diesen Stoffen, ist man häufig gezwangen, mittels Basen, wie
Natronlauge, die störenden organischen Säuren (Naphthensäuren oder andere) zu neutralisieren.
Hierbei fallen alkalische Rückstände an. Wenn man diese Rückstände thermisch und
katalytisch nach den oben angegebenen Verfahren und mit den genannten Mitteln behandeln
will, sei es mit, sei es ohne Wasserdampf, so stellt sich heraus, daß die porösen,
in den Verdampfern verwendeten Massen ebenso wie die in den Räumen zur katalytischen
Spaltung an Aktivität abnehmen, und zwar in kürzeren Zeitabständen, als dies bei
der Behandlung eines rohen Rückstandsöles der Fall ist. das keine alkalischen Stoffe
von der Neutralisation her enthält. Wahrscheinlich ist die Ursache, daß die Natronverbindung
während der Regenerierung, die normalerweise durch einen heißen Luftstrom erfolgt,
mehr oder weniger in Natriumsulfat umgewandelt ist und sich in den Poren der Kont
aktmassen, mit dem der Verdampfer und die Kammer für die katalytischen Reaktionen
gefüllt
sind, festgesetzt hat. Diese fortschreitende Durchdringung der porösen Massen mit
-Natriumsulfat verringert ihre Aktivität.
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Es ist deshalb notwendig, die Kontaktmassen in gewissen Zeitabständen
zu entfernen und durch neue zu ersetzen.
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Die Erfindung betrifft ein Verfahren, durch das man diese -Nachteile
beseitigen kann. Dies geschieht dadurch, daß die Verdampfung und Spalturig wie auch
die Regeneration und Reaktivierung in gewissen Zeitabständen unterbrochen werden
und die eingedrungenen Substanzen, z. B. Natriumsulfat, durch Einführung von Wasser
aus den'porösen Massen in dem Verdampfer und den Katalysationsräumen herausgewaschen
werden, die dabei an Ort und Stelle bleiben.
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Da die Verdampfer- und Spaltkammern eire Reihe Zu- und Ableitungen
für die Durchführung der Regeneration mit Hilfe eines Luft- oder Gasstromes besitzen,
wird gemäß einer Ausführungsform der Erfindung vorgeschlagen, zur Waschung der porösen
Massen das Wasser durch Rohrleitungen einzuführen, die normalerweise für die Regeneration
oder Reaktivierung bestimmt sind.
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Verschiedene Anwendungsformen der Erfindung sind in den beiliegenden
Zeichnungen dargestellt.
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Die Abb. i zeigt im Längsschnitt eine Anlage, die einen Verdampfer
und eine nachgeschaltete Kammer für katalytische Reaktionen umfaßt, wie sie bereits
von der Erfinderin beschrieben und dargestellt ist. Sie besteht aus einem Verdampferelement
B, das z. B. durch eine ringförmige zylindrische Kammer gebildet wird, die an beiden
Enden geschlossen ist. Im gewissen Abstand vom unteren Abschlußdeckel ist ein Siebboden
BI angebracht, auf dem eine poröse Masse b1 gelagert ist. Der zu behandelnde Rohstoff
wird durch eine Rohrleitung A bei einer geeigneten Temperatur in den oberen Teil
der Verdampferkammer eingeführt, in dem sich ringförmige durchlochte Rohre Al befinden.
Die Flüssigkeit, die durch diese Rohre der Verdarnpferkammer verteilt aufgegeben
wird, mischt sich mit Wasserdampf, der durch Rohrleitungen C zugeführt wird. Hinter
dem @Terdampfer B ist eine Kammer für katalytische Reaktionen E angeordnet, die
mit dem unteren Teil des Verdampfers durch die Rohrleitung D in Verbindung steht.
Die verdampften Produkte durchstreichen den katalytischen Stoff F, mit dem die Kammer
E gefüllt ist, entweichen durch das Siebblech Dl, werden durch die Rohrleitung abgeführt
und in verschiedene hintereinandergeschaltete Apparate geleitet, in denen das katalytisch
vorbehandelte Produkt gereinigt und raffiniert wird. Der Verdampfer B ist mit Vorrichtungen
zur Regeneration der porösen Masse bi versehen und besitzt zu diesem Zweck eine
Luftzuleitung b3 und eine Ableitung b4 der Rückstandsgase aus der Regeneration.
Die Kammer für die katalytischen Reaktionen E hat ebenfalls Einrichtungen zur Regeneration
der katalytischen Masse F. Zu diesem Zwecke dienen die Rohrleitungen H im Innern
der Kammer E, die mit den innerhalb der porösen Masse F in geeigneter Weise verteilten
durchlochten Rohren Hl verbunden sind. Die Rohrleitungen H werden durch eine gemeinsame
Sammelleitung I gespeist, die aus der Rohrleitung T das Regenerierungsmittel, wie
Luft oder Sauerstoff oder andere geeignete Gase, empfängt.
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Erfindungsgemäß kann sowohl die poröse Masse b1 im Verdampfer B als
auch die katalytische Masse F in der Reaktionskammer von dem Natriumsulfat befreit
werden, wenn sie damit angereichert sind. Zu diesem Zweck kann man Wasser entweder
durch besondere Rohrleitungen oder durch die gleichen Rohrleitungen zu- bzw. abführen,
die normalerweise für die Zuleitung der Regenerierungsgase bzw. für die Ableitung
der aus dieser Regeneration stammenden Abgase bestimmt sind. Um z. B. aus der porösen
Masse b1 des Verdampfers das Natriumsulfat herauszuwaschen, kann man durch die Rohrleitung
b4 Wasser. zuleiten. Man kann aber auch eine Wasserleitung K an die Verteilungsleitung
Al anschließen. Die entstandene Natriumsulfatlösung kann durch die Rohrleitung b3
oder den Schwanenhals b=, der normalerweise an der Apparatur angebracht sein muß,
abgeleitet werden.
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Um das Natriumsulfat, das sich in der Katalysatormasse F abgelagert
hat, zu entfernen, kann man das Wasser durch die Rohrleitung T oder durch
eine neue Leitung L der Sammelleitung I zuführen, aus der es durch Rohre
H und Hl in die katalytische Masse gelangt und gleichmäßig verteilt wird. Die Ableitung
erfolgt zweckmäßig durch den Schwanenhals j. Bei dieser Ausführungsform kann das
Waschen der porösen Stoffe des Verdampfers in anderen, beispielsweise in kürzeren
Zeitabständen als das Waschen des Katalysators und auch in anderer Dauer vorgenommen
werden.
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Die Abb. 2 zeigt im Aufriß einen Apparat, bei dem Verdampfer und Kammer
für katalytische Reaktionen in einem Gefäß vereinigt sind, dessen unterer Teil für
die katalytische Reaktion bestimmt ist, während in dem darüber angeordneten Teil,
der in direkter Verbindung mit dem unteren Teil steht, die Verdampfung der zu behandelnden
Öle im Gemisch mit Wasserdampf erfolgt. E bezeichnet
die Kammer
für die katalytische Reaktion; sie besitzt normalerweise die Form eines rechteckigen
Kastens. Über ihr ist das Element B als Verdampferkammer angeordnet.
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In diesem Falle bilden die katalytische Masse F in der Reaktionskammer
und die poröse Masse b1 im unteren Teil des Verdampfers eine zusammenhängende Einheit.
Im oberen Teil des Verdampfers befinden sich ebenso wie im Beispiel gemäß Abb. z
geneigte Bleche b, über die in dünner Schicht das Öl, das durch die Rohrleitung
A zugeführt und durch das gelochte Rohr Al verteilt wird, nach unten träufelt. C
bezeichnet die Zuleitung für Wasserdampf. Die übereinander angeordneten Kammern
B und E sind in an sich bekannter Weise mit Rohrleitungen zur Regeneration oder
Reaktivierung der porösen Massen bzw. katalytischen Stoffe versehen. So sind in
der Kammer F_ eine Reihe durchlochter Rohrleitungen Hl angeordnet, die durch ein
gemeinsames Sammelrohr I von einer Rohrleitung J mit dem anzuwendenden Regenerierungsmittel
gespeist werden.
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Die Regeneration erfolgt durch einen Gasstrom gleichzeitig in der
unteren Kammer E und in einer oberen Kammer B. Die aus der Regeneration stammenden
Abgase entweichen durch die Rohrleitung b3.
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Wenn nun die poröse Masse b1 des Verdampfers sich mit alkalischen
Salzen, «wie z. B. Natriumsulfat, beladen hat, so muß man, besonders in der oberen
Kammer, in bestimmten Zeitabständen die Masse mit Wasser «-aschen.
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Erfindungsgemäß soll verhindert werden, daß das Wasser von der porösen
Masse b1 in die Reaktionskammer dringt, während der Verdampfer B gewaschen wird.
Zu diesem Zwecke kann man, wie die Abb.2 und 3 zeigen, am Fuße der Kammer B oder
im Verbindungsraum zwischen B und E einen Sammler oder eine Auffangschale M anbringen,
über der sich ein Siebboden in befindet, auf dem die obere Füllung ruht. In M wird
das durch die Rohrleitung b3, die normalerweise zur Abführung der Regenerierungsabgase
bestimmt ist, bzw. durch die Rohrleitung K zugeführte Wasser aufgefangen und durch
die Rohrleitung N aus dem Boden des Sammlers 111 abgeführt. Auf diese Weise gelingt
es, daß nur wenig des flüssigen Lösungsmittels während des Waschprozesses zwischen.
den Rändern des Sammlers und den Wandungen der Verbindungskammer zwischen B und
Ein die Kammer E eindringt. Die Ableitung der wässerigen Lösung aus dem Verdampfer
B kann durch einen Injektor oder eine Pumpe noch erleichtert werden. Die Rohrleitung
N kann gleichzeitig zur Zu-Leitung von Regenerierungsluft in den Verdampfer B dienen.
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Will man in anderen, meist längeren Zeitabständen auch die Katalysatorkammer
E waschen, so ist eine Rohrleitung KI vorzusehen, die in die normale Zuleitung für
die Regenerierungsluft J einmündet. Am Fuße der Kammer wird eine Ableitung O angeordnet,
wenn man nicht die vorhandene Reinigungsrohrleitung benutzt.
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Eine weitere Verbesserung ist noch in der Abb. 3 dargestellt, worin
gezeigt ist, daß der fest eingebaute Sammler 117 für die Waschflüssigkeit durch
einen beweglichen Sammler oder einen einfachen Schieber P ersetzt werden kann, derart,
daß er während des Waschprozesses den unteren Teil der Kammer B abschließt und während
des Verdampfungs-oder Regenerierungsprozesses aus der Kammer in eine außerhalb liegende
Kammer B= herausgezogen werden kann, die vorspringend an der Kammer B angeordnet
ist. Dies geschieht am einfachsten dadurch, daß die Kammern B und E durch zwei Siebböden
B3 und B4, welche die freie Zirkulation der Gase und Flüssigkeiten gestatten, mit
einer solchen Entfernung voneinander getrennt sind, daß in dem gebildeten Zwischenraum
der Sammler P eingeführt werden kann. Naturgemäß müssen die Löcher der Siebböden
so klein sein, daß die porösen Stoffe, die den Inhalt des Verdampfers B bilden,
nicht durchfallen können.