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Verfahren zur kontinuierlichen Destillation von Teeren, Mineralölen,
flüssigen Krackprodukten, Hydrierungsprodukten u. dgl.
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Die Behandlung von Teeren, Mineralölen usw. mit Wasserstoff unter
Druck zwecks Gewinnung von wertvollen, insbesondere niedrigsiedenden Kohlenwasserstoffen
führt sowohl hinsichtlich Ausbeute als auch Beschaffenheit der Produkte zu um so
besseren Ergebnissen, je mehr die Arbeitsbedingungen den jeweils verwendeten Ausgangsstoffen
angepaßt werden können. Besonders wichtig ist es, die Temperaturen so zu wählen,
daß nicht leicht siedende Anteile zu Gasen aufgespalten werden, während andere Anteile
des Ausgangsstoffes noch nicht umgewandelt sind. Durch die Behandlung der Ausgangsstoffe
bei den für sie nicht günstigen Bedingungen können Umwandlungen erfolgen, die z.
B. in der Siedekurve nicht ohne weiteres erkennbar sind, die aber bei der weiteren
Behandlung sich nachteilig bemerkbar machen können, z. B. eine ungünstige Verschiebung
des Kohlenstoff-Wasserstoff-Verhältnisses, die beispielsweise durch entsprechende
Anilinlöslichkeit erkennbar werden kann. Man hat deshalb schon vorgeschlagen, z.
B. für die Herstellung von Benzin usw. Ausgangsstoffe mit engen Siedegrenzen zu
behandeln. Die Herstellung derartiger Fraktionen erfordert oft mühevolle Destillationen,
bei denen das Produkt vielfach nicht schonend genug behandelt wird, z. B. durch
Überhitzung einzelner Anteile, durch Einfluß von z. B. sauerstoffhaltigen Gasen
und dgl., wodurch Anteile gebildet werden können, die späterhin zu Polymerisationen
und Niederschlägen an den Wandungen oder auf etwa verwendeten Katalysatoren führen
können. Es ist daher für den günstigen Verlauf der Druckhydrierung von Bedeutung,
daß die Ausgangsstoffe möglichst schonend in einem Arbeitsgang so zerlegt werden,
daß die Fraktionen, die unter verschiedenen Bedingungen weiterbehandelt werden sollen,
ohne schädliche Veränderung erhalten werden.
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Es hat sich nun gezeigt, daß man die Zerlegung der zu destillierenden
Teere, Mineralöle, flüssigen Krackprodukte, Hydrierungsprodukte u. dgl. in scharf
begrenzte Fraktionen mit Vorteil in senkrechten, mit Zwischenböden versehenen und
evtl. mit Füllkörpern gefüllten Kolonnen in der Weise vornimmt, daß aus deren höher
gelegenen Teilen ein regelbarer Anteil des dort zurückfließenden Kondensats abgezweigt
und einem tiefer gelegenen Kolonnenteil an einer Stelle zugeführt wird, die unterhalb
der Abnahmestelle der hier zu gewinnenden Fraktion liegt, worauf das Rückflußkondensat,
ohne mit der abzuziehenden Fraktion in direkte Berührung zu kommen, evtl. zusammen
mit dem aus den tieferen Teilen der Kolonne aufsteigenden Frischgut, innerhalb der
Kolonne so hoch geführt wird, daß zwischen seinem Übertritt in die Kolonne und der
nun tiefer
liegenden Abnahmestelle der aus diesem Kolonnenteil abzuziehenden
Fraktion eine weitere Fraktionisierung stattfindet.
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Die Temperatur des in den tiefer gelegenen Kolonnenteil zurückzuführenden
Kondensats kann durch einen besonderen Dephlegmator eingestellt werden. Hierdurch
wird die Temperatur des aus dem unteren Kolonnenteil auf steigenden Frischgutes
so geregelt, daß keine schwer siedenden Bestandteile in die höheren Kolonnenteile
gelangen. Durch besondere Regulierventile innerhalb der Leitung für das abgezweigte
zurückfließende Kondensat wird dessen Menge, die bei bekannten Verfahren in der
Regel von der Temperatur abhängt, unabhängig von dieser eingestellt und so eine
weitgehende Beeinflussung der Fraktionierung erL möglicht.
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Der besondere Vorteil der neuen Arbeitsweise gegenüber den bisherigen
Verfahren liegt in einer erheblichen Energieersparung bei gleichzeitiger Gewinnung
scharf eingestellter Endfraktionen. Die Tatsache, daß durch zurückfließendes Kondensat
die Fraktionierung erleichtert wird, ist bekannt. Man hat auch schon aus höher gelegenen
Kolonnenteilen unter Umgehung der Abnahmestelle der gewünschten Fraktion nicht regelbar
eingestelltes Kondensat in tiefer gelegene Kolonnenteile zurückgeführt, aus denen
es dann zusammen mit dem Frischgut in den Teil der Kolonne eintrat, aus dem die
gewünschte Endfraktion abgezweigt wurde. Da aber hierbei eine Berührung zwischen
der abzuzweigenden Fraktion und dem von unten zutretenden, aus Rücklauf und Frischgut
bestehenden Destillationsgut nicht vermieden, beide vielmehr in innige Berührung
gebracht wurden, konnten auf diese Weise scharf ausdestillierte Endfraktionen nicht
gewonnen werden. Außerdem mußte wie bei den älteren Verfahren auch hier auf das
aus den höher gelegenen Kolonnenteilen zurückgeführte Kondensat mindestens die gleiche
Energie aufgewandt werden wie für die abzuführende Fraktion. Im Gegensatz hierzu
wird bei dem neuen Verfahren keine wesentliche Energiemenge für eine scharfe Fraktionierung
des zurückzuführenden Kondensats aufgewandt, da die Abtrennung der letzten Reste
der in der Endfraktion dieses Kolonnenteils nicht erwünschten Anteile zwischen der
Übertrittsstefle des zurückgeführten Kondensats in die Kolonne und. der tiefer liegenden
Abnahmestelle der Endfraktion durch die dort festgelegte Temperatur erzielt wird.
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Die der Destillation zu unterwerfenden Ausgangsstoffe, z. B. Rohöle,
werden nach vorliegendem Verfahren in einem Arbeitsgang in mehrere Fraktionen, z.
B. in Benzin, Mittelöl und Schweröl, zerlegt, und diese Produkte können dazu ganz
oder teilweise unter verschiedenen Bedingungen der Druckhydrierung unterworfen werden.
Man kann auf diese Weise auch flüssige Druckhydrierungsprodukte selbst, wie sie
beim Arbeiten in flüssiger oder gasförmiger Phase erhalten werden, zerlegen und
die erhaltenen Fraktionen evtl. einer weiteren Druckhydrierung unter Bedingungen,
die dem Siedebereich und der Zusammensetzung der Fraktionen angepaßt sind, unterwerfen.
Man kann beispielsweise aus einem der Druckhydrierung in der Gasphase unterworfenen
Mittelöl eines Braunkohlenteers das Rohbenzin und ein scharf abgegrenztes Mittelöl
in guter Ausbeute gewinnen, so daß bei weiterer Druckhydrierung nicht durch eine
zu langgestreckte Siedekurve unnötige Verluste aus leichteren Anteilen oder durch
Polymerisation höher siedender Anteile eine schädliche Beeinflussung etwa verwendeter
Katalysatoren bei den für die Hauptmasse des Produktes günstigsten Arbeitstemperaturen,
Partialdrucken, Strömungsgesckwindigkeften usw. hervorgerufen werden. Shnliches
gilt auch für die Destillation von Rohbenzinen zwecks Gewinnung eines siedegerechten
Motorbenzins und eines Schwerbenzins, das gegebenenfalls wieder der Druckhydrierung
unterworfen werden kann.
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Die nötige Wärme kann der Destillationskolonne durch überhitzten
Wasserdampf zugeführt werden, soweit nicht schon infolge der Vonvärmung des Produktes,
die beispielsweise in Röhrenerhitzern erfolgen kann, genügend Wärme vorhanden ist
Der Wasserdampf kann im unteren Teil der Kolonne eingeführt werden.
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Man kann zur genaueren Einstellung einzelner Fraktionen auch an anderen
Stellen der Kolonne Zusatzdampf einführen. Die Überhitzung des Dampfes erfolgt vorteilhaft
in Röhrenerhitzern.
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Man kann aber auch die Wärmezufuhr durch den Rückstand, der am Boden
der Kolonne abgezogen, dann erhitzt und im Kreislauf an etwas höherer Stelle in
diese zurückgeführt wird, bewirken. Auch hier verwendet man zur Erreichung der erforderlichen
Temperatur zweck mäßig Röhrenerhitzer, durch die das Produkt am besten mit großer
Geschwindigkeit hindurchgeführt wird. Vorteilhaft wird von Zeit zu Zeit oder kontinuierlich
ein Teil dieses Kreislaufproduktes abgeführt. Die Wärme der aus den Kolonnen abziehenden
Dämpfe kann zur Vorwärmung von Frischpródukt oder irgendwelchen anderen Stoffen
ausgenutzt werden.
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Um Druckschwankungen und Stockungen zu vermeiden und den glatten
Verlauf der Destillation zu sichern, kann es vorteilhaft sein, zwischen den einzelnen
Teilen der Apparatur durch Verbindungsleitungen Druckausgleich herbeizuführen.
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Das Verfahren sei an Hand der beiliegenden Zeichnung näher erläutert.
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Das Destillationsgut, z. B. Schwelteer, Erdöl u. dgl., wird nach
Vorwärmung in einem
Röhrenerhitzer bei c in die Kolonne a eingeführt.
Am Boden der Kolonne wird bei b Rückstand abgezogen, der zum Teil zwecks Zuführung
der zum Abtreiben leichter Anteile aus den Ausgangsstoffen erforderlichen Wärme
über Rohrenerhitzerl zur Kolonne zurückgeführt wird ; Gegebenenfalls kann die Wärme
oder ein Teil derselben bei k und k' vermittels überhitzten Dampfes zugeführt werden.
t, t'und t" sind Roste für Füllkörper. Die Zwischenböden bei o, p und q sind mit
Überläufen versehen, auf denen kleine Hauben sitzen. Die auf den Zwischenböden sitzenden
kleinen Schornsteine, die mit Dächern zum Schutze gegen zurückfließende Produkte
versehen sind, dienen zum Durchgang der aufsteigenden dampfförmigen Produkte. s
ist ein Zwischenboden ohne Überlauf und dient zur Abnahme der reinen Endfraktion
bei e'.
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Durch den Schornstein c' tritt das aus dem unteren Kolonnenteil hochsteigende
Gut in den mittleren Teil der Kolonne ein. Durch Leitung d wird oberhalb des Schornsteins
c' und der Abnahmestelle e', regelbar durch Regulierventil r, Kondensat abgezogen,
unter Umgehung der bei e' abzuführenden Fraktion unterhalb des Zwischenbodens s
in die Spitze des unteren Kolonnenteils wieder eingeführt, von wo es zusammen mit
dem von unten aufsteigenden Frischgut durch den Schornstein c' hochgeführt wird;
ohne mit der bei e' abzunehmenden Fraktion in direkte Berührung zu kommen. Die Temperatur
und Zusammensetzung des Rückflußkondensats wird durch den Dephlegmator m, der mit
Wasser beschickt wird, reguliert. f ist ein Dephlegmator für die bei e" die Kolonne
verlassenden Dämpfe, g stellt ein Trennungsgefäß und lt einen Wasserabscheider dar.
Durch die Pumpe i wird Kondensat auf die Kolonne zurückgepumpt.