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Verfahren zur Druckwärmespal tung von-Kohlenwasserstofflen Es ist
bekannt, Kohlenwasserstofföle dadurch züi spalten, daß man sie unter Druck auf Spalttemperatur
erhitzt und dann in eine nicht beheizte, wärmeisolierte Spaltkammer bringt, in der
sich die Spaltung des erhitzten und unter Druck stehenden Öles, das sich eine Zeitlang
in dieser Kammer aufhält, vollzieht. Dieses Verfahren hat den Nachteil, daß sich,
in der Spaltkammer erhebliche Koksmengen abscheiden, Wenn man zur Erzielung brauchbarer
Ausbeuten an leicht siedenden Spaltprodukten bei angemessenen Temperaturen arbeitet.
Unterwirft man beispielsweise ein von der leichteren Fraktion befreites Luling-Rohöl
einer Spaltung in einer 48 cbm großen Spaltkammer bei etwa 46o' und bei einem Druck
von etwa 35 kg
pro Quadratmeter, so ist die Kammer nach etwa 2o Stunden mit
Koks angefüllt. Pro Tonne erzeugtes Benzin werden etwa 15 kg:
Koks gebildet.
Bei niedrigeren Temperaturen - die Spaltung des genannten Öles setzt bei
einem Druck von etwa 35 kg pro Quadratzentimeter bei etwa 410' ein
- wird die Koksbildung geringer, aber die Ausbeuten an Spaltprodukten werden
in der Zeiteüiheit so gering, daß ein wirtschaftliches Arbeiten nicht mehr möglich
ist. Bei höheren Temperaturen, bei denen die Ausbeute an Spaltprodukten. in der:
Zeiteinheit steigt, wird die Koksbildung noch stärker. Man hat bisher die Auffassung
vertreten, daß die Koksbildung bei der Druckwärmespaltung von Kohlenwasserstoffölen
in Spaltkammern, in denen das erhitzte 01 während der Spaltung verweilt,
derart abhängig ist von der Ausbeute an niedrig siedenden Spaltprodukten, daß mit
steigender Ausbeute auch die Koksbildung stei't. Diese Auffassung ist,
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wie gefunden vrgrde, nicht zutreffend- Es wurde nämlich festgestellt, daß
sich das Spalttemperaturgebiet für jedes 01 in zwei Ab-
schnitte unterteilen
läßt und daß im unteren Abschnitt dieses Gebietes eine Koksbildungsgefahr praktisch
nicht gegeben ist, während sie im oberen Abschnitt wohl vorhanden ist, aber durch-
starke Bewegung des- Öles, solange seine Temperatur in diesem Abschnitt des Spalttemperaturgebietes
liegt, verhindert werden karm.
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Diese Erkenntnis macht sich das neue Verfahren zunutze. Sie betrifft
ein Verfahren zur mehrstufigen Druckwärmespaltung von Kohlenwasserstoffölen unter
Verwendung von Spaltkammern, in denen das Öl zwecks Spaltung verweilt, und
besteht darin,- daß 01 zunächst in Röhren unter turbulenter Bewegung bei
möglichst hoher Temperatur gespalten wird, worauf man es immer noch unter turbulenter
Bewegung auf eine niedrigere Spalttemperatur bringt, um es schließlich durch Verweilenlassen
in
einer nicht beheizten, wärmeisollerten Spaltkammer fertigzuspalten. In diesem Falle
kann man ohne Bedenken höhere, -zu größeren Ausbeuten an Spaltprodukten führende
Temperaturen in der ersten Spaltstufe anwenden, ohne daß eine starke Koksbildung
stattfindet. So kann man beispielsweise das gleiche Luling-Rohöl wie ioben zunächst
bei etwa 476' und bei einem Druck von etwa 35 kg pro Quadratzentimeter unter
turbulenter Bewegung in Röhren spalten, dann die Temperatur wieder unter starker
Bewegung auf etwa 445' herabsetzen und schließlich das 01 mit dieser Temperatur
in eine nicht beheizte_ isoherte Spaltkammer einführen, in der es bis zur Vollendung
der Spaltung verweüt. Trotz größerer Benzinausbeuten beträgt die-Koksbildung in
diesem Falle nur etwa i kg Koks pro Tonne Benzin gegenüber 15 kg Koks
pro Tonne Benzin bei den niedrigere Benzinausbeuten liefeeiden bekannten Verfahren.
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Die Mittel zur Herabsetzung der Temperatur unter starker Bewegung
während der Spaltung können verschiedene sein. So kann man beispielsweise zwischen
die Röhrenspaltanlage und die Spaltkammer ein unbeheiztes, isoliertes Rohrsystem
schalten, das vom 01 auf dem Wege zur Spaltkammer durchströmt wird und in
dem durch die unter Wärmeverbrauch vor sich gehende Spaltung die Temperatur emiedrigt
wird. Die sich bei der Spaltung bildenden Dämpfe sorgen dabei für eine turbulente
Bewegung des Öles während des Durchgangs durch dieses Rohrsystem. Man kann die vor
dem Eintritt in die Spaltkammer erforderliche Temperaturherabsetzung des Öles unter
starker Bewegung auch mit Hilfe von Einrichtungen durchführen, in denen das
01 verweilt und durch mechanische Mittel beliebiger Art für starke Bewegung
Sorge getragen wird. Ebenso kann man durch Herabsetzung des Druckes beim Austritt
des Öles aus der Röhrenspaltanlage und vor dem Eintritt in die Spaltkammer die Spaltung
und Dampfbildung fördern und dadurch dem Öl Wärme unter Aufrechterhaltung
einer starken Bewegung entziehen. Schließlich kann man die Temperatur des sich stürmisch
bewegenden Öles vor dem Eintritt in die Spaltkammer auch dadurch herabsetzen, daß
man es durch eine Wärmeaustauschvorrichtung hindurchfließen läßt, bevor man es in
die Spaltkammer eintreten läßt.
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In der Zeichnung ist eine zur Durchführung einer Ausführungsform des
neuen Verfahrens besonders geeignete Vorrichtung schematisch dargestellt. An Hand
dieser Zeichnung soll nachstehend die Spaltung des gleichen Luling-Rohöles wie oben
näher beschrieben werden.
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Das Rohöl wird durch die Pumpe 21 in den Vorwärmer ?,o gefördert,
wo seine Temperatur auf etwa. go' gebracht wird. Aus dem Vorwärmer ?,o, der mit
Dämpfen von in der Anlage erzeugtem Benzin betrieben wird, gelangt das auf etwa
go' erhitzte Rohöl über die Leitung 38
von oben in den Wärmeaustauscher 16,
in dem es durch direkte Berührung mit aus dem Verdampfer 14 über die Leitung 15
zugeführten Öldämpfen auf etwa 236' erhitzt und dadurch von den bis zu dieser
Temperatur siedenden Fraktionen befreit wird. Der über 230' siedende Anteil
des Rohöles gelangt aus dem Wärmeaustauscher 1:6 über die Leitung 39 in den
isolierten Behälter 33. Von diesem Behälter 33
führt eine Leituiig
i zum Vorwärmer 4. Durch eine Pumpe 2 in dieser Leitung i wird der auf dem
01 lastende Druck auf etwa 16 kg
pro Quadratzentimeter gebracht. Das
Öl verläßt den Vorwärmer 4 auf etwa 340' erwärmt über die Leitung
5, die zu einem Ofen 6 mit Röhrenanlage 61 führt, die das
Öl auf etwa 476' erwäimt verläßt. Durch eine Pumpe 43 wird der in der Röhrenanlage
auf etwa 14 kg
pro Quadratzeutimeter gefallene Druck auf etwa 35 kg
pro Quadratzentimeter erhöht. Unter diesem Druck tritt das 01 in eine nicht
beheizte, isolierte Spaltröh-renanlage 71, in der die Temperatur durch Wärineverbrauch
zur Spaltung auf etwa 4550 sinkt. Das Öl gelangt dann in die Spaltröhren
81 eines Ofens 9, die es wieder auf etwa 476' erhitzt verläßt, um durch eine
Rohrleitung 8 einer wärmeisolierten, nicht beheizten Spaltröhrenanlage io
zugeführt zu werden, in der die Temperatur auf etwa 445' gesenkt wird. Mit dieser
Temperatur gelangt das Öl in die wärmeisolierte, nicht beheizte Spaltkammer,ii,
wo es durch Verweilen fertiggespalten wird, was der Fall ist, wenn die Temperatur
auf etwa 410' gefallen ist. Mit dieser Temperatur verläßt das immer noch unter einem
Druck von 35 kg pro Quadratzentimeter stellende Öl die Spaltkammer
ii, um durch die Leitung 12 dem Vorwärmer 4 zugeführt zu werden, in dem es einen
Teil seiner Wärme an frisches Spaltgut abgibt, wodurch seine Temperatur auf etwa
370'
herabgesetzt wird. Beim Austritt aus dem Vorwärmer 4 wird der auf dem
Öl lastende Druck durch das Ventil 4o aufgehoben; das entlastete
01 gelangt über die Leitung 13 zum Verdampfer 14, dem durch das Spritzrohr
42 Dampf aus der Leitung 41 zugeführt wird. Der nicht verdampfte Anteil des Spaltgutes
verläßt den Verdampfer 14 über einen Kühler 36, von dem eine Leitung
3 zu einem Vorratsbehälter 37
für Heizöl führt. Die Dämpfe gelangen
aus dem Verdampfer 14 über eine Leitung 15 zum Wärriaeaustauscher 16, wo
sie mit frischem Spaltgut in Berührung kommen, dieses von den leichten Fraktionen
befreien und selbst von höher siedenden Fraktionen befreit werden, die gemeinsam
mit dem Spaltgut über die Leitung 39 zum Vorratsbehälter 33 gelangen.
Die
Dämpfe verlassen den Wärmeaustauscher 16 über die Leitung 17, die zu einer Rektifizierkolonne
18 führt, der oben Benzin aus dem Vorwärmer 2o über 'die mit Ventil versehene Leitung
22 zugeführt wird, während das im wesentlichen aus Leucht- und Gasöl bestehende
Kondensat aus dem unieren Teil der Kolonne 18 über die mit Ventil versehene Leitung
31 und eine Kühlschlange 34 einem Vorratsbehälter 35
oder über die mit Ventil
versehene Leitung 32
zum Behälter 33 geführt werden kann. Das Kondensat
kann auch über die PumPe 3o einer Rohrschlange 29 in einem Ofen 44 zugeführt werden,
aus dem die Dämpfe durch die Leitung 28 dem Boden der Kolorme 18 wieder zugeführt
werden. Die Benzindämpfe verlassen die Kolonne 18 dürch die zum Vorwärmer 2o führende
Leitung ig. Vom Vorwärmer 2o führt eine mit Ventil 23 versehene Leitung ?,4
zu einem Kühler 25, von dem eine Leitung 26 zum Benzinvorratsbehälter
27 führt.
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Die stürmische Bewegung des Öles während der Spaltung im Röhrenspalter
81 und während der Herabsetzung der Temperatur vor dem Eintritt in die Spaltkammer
ii wird durch die Einschaltung der beiden isolierten, nicht beheizten Rohrsysteme
71 und io vor dem Röhrenspalter 81 und der Spaltkammer ii herbeigeführt. In diesen
Rohrsystemen 71 und io findet, ohne daß von außen erwärmt wird, eine Spaltung des
str ' ömenden Öles statt, die zu einer Bildung von Dämpfen und damit zur
turbulenten Bewegung des Öles führt.