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Verfahren zur Reinigung von Benzinen in der Dampfphase Die Erfindung
betrifft ein Verfahren zur Reinigung von Benzinen in der Dampfphase, um unerwünschte
Harzbildner und farbverschlechternde Bestandteile zu entfernen. Die Benzine werden
in der Dampfphase durch mehrere Schichten fester Adsorbentien, wie Fullererde oder
anderer Bleicherden, bei erhöhten Temperaturen geleitet.
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Es- ist schon bekannt, die zu behandelnden Dämpfe von oben nach unten
durch eine oder mehrere Schichten fein verteilter Bleicherde zu schicken, wobei
flüssige Polymerisate, die sich in der Bleicherde ablagern, durch die Benzindämpfe
mitgeführt und aus der Bleicherdeschicht entfernt werden.
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Wenn Kohlenwasserstoffe in flüssiger Phase durch Bleicherde strömen,
wird die Bleicherde im Gegenstrom zu den durchfließenden Flüssigkeiten erschöpft,
d. h., daß die Flüssigkeiten zunächst mit den am meisten verbrauchten Teilen der
Bleicherde in Berührung kommen. Dagegen bilden sich bei der Dampfphasenbehandlung
durch die Reaktion mit der Bleicherde flüssige Polymerisate, die sich am unteren
Ende der Bleicherdeschicht sammeln und allmählich in der Bleicherde aufsteigen.
Dazu kommt, daß die volle Reaktion der Bleicherde erst eintritt, wenn die Dämpfe
bereits einen Teil der Bleicherde durchstrichen haben. Es wird also immer der untere
Teil der' Bleicherdeschicht stärker mit flüssigen Polymerisaten angereichert sein
als der obere Teil. Da die durchströmenden Dämpfe das Aufsteigen der Polymerisate
beeinträchtigen oder verhindern, wird diese Erscheinung eher verstärkt als gemindert.
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Auch die sich bildenden Kondensate der Benzindämpfe begünstigen diese
Erscheinung.
Sie waschen die aufsteigenden Polvmerisäte in der Richtung
von oben nach unten aus, so daß sich in den unteren Schichten eines Adsorptionssturmes,
in dein von oben nach unten gearbeitet wird, die stärksten Anreicherungen von Polymerisaten
finden.
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Wie bereit: gesagt, nehmen die raffinierten Dämpfe -wieder einen Teil
der flüssigen Polyinerisate finit.
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Erfindungsgemäß wird dieser Nachteil beseitigt: indem die Benzindämpfe
in der ersten Stufe von oben nach unten und in den letzten Stufen von unten nach
oben durch die Adsorptionsmittel geleitet werden. Dabei werden die Dämpfe beim Durchstreichen
der letzten Behandlungsstufen finit Adsorptionsniaterial von zunehmender Reinheit
in Berührung gebracht.
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Die Zeichnung zeigt im Aufriß eine zur Durchführung der Erfindung
geeignete Vorrichtung. Ein Gemisch von Dämpfen, wie es durch Spalten höher siedender
flüssiger Kohlenwasserstoffe entstellt, wird durch eine Rohrleitung i in eine Fraktionierkolonne
-2 eingeführt. Diese stellt unter geeigneten Temperatur- und Druckverhältnissen,
um die höher siedenden Kohlenwasserstoffe zu kondensieren und abzuscheiden. Die
Fraktionierung- wird durch geeignete Kühlvorrichtungen, wie die Einführung voll
Rückflußmaterial durch eine Leitung 3 und durch Heizvorrichtungen, z. B. eine Heizschlange
4., bewirkt. Das gebildete Kondensat sammelt sich im unteren Teil der Kolonne 2
und wird je nach Wunsch durch eine Leitung 5 zwecks Weiterbehandlung abgezogen.
Die nicht kondensierten Dämpfe steigen durch die Fraktionierkolonne 2 auf und tverden
daraus durch eilte Leitung 6 abgezogen. Ein Teil der durch die Leitung 6 geführten
Dämpfe kann durch eine Leitung 7, die mit einem Ventil versehen ist, ab',ezweigt
und durch einen Kondensator 9 geführt «-erden, um die Dämpfe zu verflüssigen. Die
sich ergebende Mischung von Kondensaten und Gasen geht durch eine Leitung io zu
einem Abscheider ii, in dem die Gase abgeschieden und durch die finit einem Ventil
13 versehene Leitung i; abgezogen werden. Die Leitung 3 verbindet mit dein Abscheider
i i und ist mit einer Pumpe 14 ausgestattet, um das flüssige Kondensat vom .\bscheider
i i in den oberen Teil der Fraktionierkolonne 2 zur Kühlung all dieser Stelle überzupumpen.
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Die in der Leitung 6 verbleibenden Dämpfe werden durch eilt Abstreifgefäß
15 geführt, um mitgerissenes Benzin abzuscheiden, das sich am Boden des Abstreifgefäßes
15 ansainmelt und von dort durch die mit einem Ventil 17 versehene Leitung 16 abgezogen
wird. Durch eine Verbindung der Leitung 16 finit Leitung ; wird das aus dein Abstreifgefäß
15 entnommene Benzin durch die Leitung 3 in die Fraktioitierkolonne 2 zurückgeführt.
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Die Dämpfe werden von dein Abstreifgefäß 15 durch Leitung 18 und die
Leitungen 19, 20 oder 21 einer Mehrzahl von Beliandlungstürinen 22, 23 und 2d. zugeführt.
Leitung i9 ist gleichzeitig finit einer Leitung 25 verbunden, durch die die behandelten
Dämpfe vom Turm 22 durch die Leitungen i9 und 25 in eine nachgeschaltete Fraktionierkolonne
26 geleitet werden können. Leitung 25 ist mit den Leitungen 20 und -21 durch Leitungen
27 und 28 verbunden, durch die die in den Türinen 23 oder 2..1. behandelten Dämpfe
durch Leitungen 20, 27 und 25 oder durch Leitungen 21, 25 und 25 abgezogen und der
nachgeschalteten Fraktionierkolonne 26 zugeführt «-erden können.
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Jeder der Türme 22, 23 und 24. ist finit je einer durchlochten Tragplatte
29, 30 oder 31 ausgestattet, die eine Schicht festen Adsorptionsmaterials (Bleicherde)
trägt. Das untere Ende dieser Schicht befindet sieh in einem gewissen Abstand vorn
Boden des Turmes. wodurch Räume 32, 33 oder 34 für die _\nsaininlung von innerhalb
der Beliandlungstürine gebildeten Flüssigkeiten eiltstehen. Leitung 35, die mit
einem Abstreifer 36 ausgestattet ist, verbindet die unteren lZättine 32 und
34 der Türme 22 und 2.4. Der untere Raum 33 des Turmes 23 ist mit der t.eitun9 3;
auf beiden Seiten des Abstreifers 36 durch Leitungen 37 und 3$ verbunden. Leitungen
39, .4o und .I1 verbinden die Böden der Türnie 22, 23 und 24., tun die Flüssigkeiten,
die sich in den Räumen 32, 33 und 3.;. ansammeln, abzuziehen.
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Die drei so eingerichteten Bebandlungstürine und die beschriebenen
Verbindungen sind demnach so vorgesehen. daß zwei der Türme in beliebiger Reihenfolge
zur Durchführung des Verfahrens benutzt %%-erden können, während der dritte Turm
zur Wiederbelebung der Erdeschicht ausgeschaltet werden kann. So können z. B. die
Dämpfe zuerst durch die Leitung i9 in den oberen Teil des Turmes 22 eingeführt,
Voll diesem durch Leitulig 35 und durch den Abstreifer 36 geführt und dann in den
unteren Teil des Turmes 23 durch die Leitungen 38 und 37 eingeführt werden.
Die zu behandelnden Dämpfe gehen durch den Turin 23 voll unten nach oben und werden
von dort durch Leitung 20 vorn oberen Teil des "Turmes entnommen. Die Dämpfe gelten
alsdann nacheinander durch die Leitungen 20, 27 und 25 und treten in die nachgeschaltete
Fraktionierkolonne 26 ein. Bei dieser Anordnung gehen die Dämpfe in der ersten Behandlungsstufe
ini Turltt 22 Volt oben nach unten durch die Bleiclierdeseliicltt,
in
der zweiten und den folgenden Behandlungsstufen gehen die Dämpfe im Turm 23 von
unten nach oben durch die Bleicherde. heim Durchgang der Dämpfe von oben nach unten
durch die Bleicherde im Turm 22 enthalten die Dämpfe die größte Menge polvinerisierbarer
unerwünschter Bestandteile. Die gebildeten flüssigen Polymerisate fließen von oben
nach unten durch die Bleicherdeschicht, und ihr Durchgang wird unterstützt durch
die in gleicher Richtung strömenden Treibstoffdämpfe. Dagegen berühren die Dämpfe
beim Durchgang von unten. nach oben im Turm 23 zunächst denjenigen Teil der Bleicherdeschicht,
der infolge Anreicherung mit Polyinerisaten am wenigsten -wirksam ist. Da die Dämpfe
durch die Bleicherdeschicht im Turm 23 von unten nach oben strömen, kommen
sie finit Bleicherde -von zunehmender Wirksamkeit in Berührung, so daß die Dämpfe
vor dem Verlassen des Turmes 23 durch die Leitung -2o mit hochwirksamer Erde in
Berührung gewesen sind. -Auf diese Weise wird eine Schädigung des gereinigten Benzins
durch mitgerissene Polymerisate verhindert.
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Das obige Beispiel, nach dem die Dämpfe durch. den Turm-22 von oben
nach unten und im Turin 23 von unten nach oben steigen, -neigt nur einen der verschiedenen
Wege, auf denen die Dämpfe durch zwei der drei Türme in beliebiger Reihenfolge geführt
werden können. Die Leitungen 19, 20, 21, 25, 27, 28, 35, 37 und 38 sind jede
finit Ventilen 42, 43, 4-a-, 45, 46, 47, 48, 49, 50 ausgestattet, zudem ist
die Leitung 35 mit einem zweiten Ventil versehen. Wenn das Verfahren gemäß obigem
Beispiel von der in der Abbildung angegebenen Vorrichtung durchgeführt nvird, ist
das Ventil 42 offen, und die Ventile 43, 44, 45 und 47 sind geschlossen, so daß
die Dämpfe aus Leitung 18 durch Leitung i9 in den oberen Teil des Turmes 22 eintreten
können. Die Ventile 48 und 5o sind offen, und die Ventile 49 und 51 sind geschlossen,
so daß die am unteren Teil des Turmes 22 austretenden Dämpfe durch Abstreifer 36
_ in den unteren Teil des Turmes 23 eintreten, nicht aber in den Turm 24 gelangen
können. Ist Ventil 46 offen, so treten die Dämpfe vom oberen Teil des Turmes 23
durch die Leitungen 20, 27 und 25 in die nachgeschaltete Fraktionierkolonne
26 ein. Die Dämpfe strömen also in gewünschter Weise mittels geeigneter Schaltung
durch zwei der drei Türme. l)ie Abbildung sieht drei Türme vor, um das übliche Verfahren
zu zeigen, das einen Sonderturin für die Wiederbelebung der Bleicherde vorsieht,
während die beiden anderen Türme in Betrieb sind. Es empfiehlt sich, bei .'lusschaltung
eines erschöpften Turmes den verbleibenden Turm als ersten in die Reihe der Behandlungsstufen
einzuschalten und den frischgefüllten Turm als letzten anzuschließen. Wenn beispielsweise
Turm 22 unwirksam wird, so nimmt man ' ihn aus dein Betrieb und schaltet Turm 24
ein. Die Dämpfe sollen dann aber zweckmäßig Turm 23, durch den sie bisher von unten
nach oben geleitet wurden, in umgekehrter Richtung durchströmen und dann dem Turm
24. zugeführt werden, durch dessen Adsorptionsschicht sie erfindungsgemäß von unten
nach oben geleitet «erden. Diese Umstellung wird durch Schließen der Ventile 42,
46, 48, und 50 und durch Öffnen der Ventile 43, 49, 5 i und 47 bewirkt.
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Die nachgeschaltete Fraktionierkolonne 26 wird unter, geeigneten Temperatur-
und Druckbedingungen betrieben, um aus den Dämpfen Stoffe höherer Siedegrenzen,
wie Polyinerisäte oder Kohlenwasserstoffe, die in den Dämpfen des Fraktionsturmes
2 enthalten sind, abzuscheiden. Um die gewünschte Fraktionierung in der Fraktionierkolonne
26 zu bewirken, können Kühlvorrichtungen, wie die Einführung von Rückfluß durch
eine Leitung >2 und Heizvorrichtungen, wie eine Heizschlange 53 vorgesehen sein.
Das gebildete Kondensat sqininelt sich am Boden der Frak-, tionierkolonne 26 und
wird durch eine Leitung 75 abgezogen. Die in der Fraktionierkolonne- 26 nicht kondensierten
Dämpfe werden durch eine Leitung 54 abgezogen und gehen durch einen Kondensator
55, wo die gewünschten Motortreibstoffe verflüssigt werden. Das verflüssigte Erzeugnis
wird dann durch eine Leitung 56 einem Abscheider 57 zugeführt, in dem etwa noch
vorhandene Gase abgetrennt und durch die mit einem Ventil 59 versehene Leitung 58
abgezogen werden. Behandelte Motortreibstoffe werden vorn Abscheider 57 durch die
mit einem Ventil 61 versehene Leitung 6o abgezogen.
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Die Leistung der Behandlungstürme 22, z3 und 24 kann durch die Einführung
von einem Lösungsmittel für die Polyrnerisate in die Türme noch verbessert werden.
Das Lösungsmittel wird in die Türme 22, 23 und 24. durch Leitungen 62, 63 und 64
eingeführt, die mit Ventilen 65, 66 und 67 versehen sind. Diese Leitungen 62, 63
und 64 münden in Brausen 58, 69 und 7o. die sich im oberen Teil der Türme befinden
und eine zweckmäßige Verteilung des eingeführten Lösungs- und Waschmittels bewirken.
Das Lösungsmittel besteht zweckmäßig aus einem Teil des behandelten Motortreibstoffes,
das durch eine Leitung 71 aus Leitung 6o abgezogen wird. Leitung 71 ist mit diesen
Leitungen 62, 63 und 64 verbunden und mit einem Ventil 7 2 und einer Pumpe
73 ausgestattet, um das Lösungsmittel von der Leitung 6o zti den Brausen 68, 69
und 70 zu fördern.
Zweckmäßig wird gleichfalls ein Teil des
behandelten Treibstoffes als Rückfluß benutzt und in den oberen Teil der nachgeschalteten
Fraktionierkolonne 26 durch die Leitung 52 eingeführt; zu diesem Zweck ist die Leitung
52 mit der Leitung 71 verbunden und mit einem Ventil 74 versehen.
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Die im unteren Teil der Türme 22, 23 und 24. und der Fraktionierkolonne
26 sich ansammelnden Polymerisate können weiter destilliert oder gespalten werden.
Dieses Material kann beispielsweise durch eine oder mehrere Leitungen 39, 40 41
und 75 in gewünschter Menge durch Regelung der Ventile 76, 77, 78
und 79 einer
Leitung 8o zugeführt werden. Die Leitung 8o ist gleichfalls mit einer Stelle der
Fraktioni,erkolonne 2 verbunden und mit einer Pumpe 81 ausgestattet, durch die die
gesammelte Flüssigkeit durch die Leitung 8o der Fraktionierkolonne 2 zugeführt und
dort einer Fraktionierung unterworfen wird. Dabei werden die niedrig siedenden Bestandteile,
die in dem Treibstoff erwünscht sind, abgeschieden, während man die höher siedenden
unerwünschten Bestandteile durch die Leitung 5 abzieht. Die Leitungen und Ventile
zu den Türmen 22, 23 und 24 sind so angeordnet, daß die drei Türme gleichzeitig
betrieben werden können. In diesem Falle werden die Dämpfe durch den ersten Turm
von oben nach unten, im zweiten Turm in beliebiger Richtung und im dritten Turm
von unten nach oben geleitet. Es können auch mehr als drei Türme für das Verfahren
nach der Erfindung verwendet werden.
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Es wäre auch denkbar, einen Turm größerer Abmessungen, als er normalerweise
für die zweite Behandlungsstufe, in der die Dämpfe von unten nach oben durch das
Adsorptionsmaterial gehen, notwendig sein würde, vorzusehen. Es ist auch möglich,
für diese zweite Behandlungsstufe ein grobkörnigeres Adsorptionsmaterial zu verwenden
als üblich. Wenn in der beschriebenen Weise gearbeitet wird und jeder -der Türme
abwechselnd als erster und letzter jeder Behandlungsstufe dient, so ist es möglich,
für alle Türme größere Abmessungen zu wählen und in allen Türmen gröberes Adsorptionsmaterial
zu verwenden.