DE874439C

DE874439C - Verfahren zur Druckhydrierung von Kohlen, Teeren und Mineraloelen unter Verwendung mehrerer hintereinandergeschalteter Waemeaustauscher

Info

Publication number: DE874439C
Application number: DEB7157D
Authority: DE
Inventors: Hans Dipl-Ing Schappert
Original assignee: BASF SE
Current assignee: BASF SE
Priority date: 1944-01-04
Filing date: 1944-01-04
Publication date: 1953-04-23

Description

Bei der Druckhydrierung von Kohlen, Teeren, Mineralölen und deren Fraktionen ist es gebräuchlich, die Reaktionsteilnehmer in mehreren hintereinandergeschalteten Wärmeaustauschern mit den aus dem Reaktionsgefäß abziehenden Gasen und Erzeugnissen zu erwärmen und anschließend in einem gasbeheizten Schlangenvorwärmer auf Reaktionstemperatur zu erhitzen. Während des Betriebes wird der Wärmeübergang in den Wärmeaustauschern infolge von Ablagerungen schlechter, so daß das den Reaktionsraum verlassende heiße Gemisch von Gasen und Erzeugnissen allmählich weniger Wärme abgibt und die Wärmeaustauscher mit höherer Temperatur verläßt als zu Beginn des Betriebes. Auf diese Weise nimmt der Ausgangsstoff weniger Wärme auf, und es ist daher notwendig, den einen größeren gasbeheizten Vorwärmer zu verwenden, um die bis zur Reaktionstemperatur fehlende Wärme zu ersetzen.
Es wurde nun gefunden, daß man die Wärme der das Reaktionsgefäß verlassenden Gase und Erzeugnisse besser verwertet, wenn man im kältesten Wärmeaustauscher nur Hydriergas aufheizt und dieses dann zusammen mit dem zu hydrierenden Ausgangsstoff durch die nachfolgenden Wärmeaustauscher leitet.
Zur Ausführung des Verfahrens erfolgt die Druckhydrierung, insbesondere in flüssiger Phase, vorzugsweise in mehreren Reaktionsgefäßen. Die das letzte Gefäß verlassenden Gase und Erzeugnisse durchziehen sodann mehrere hintereinandergeschaltete Wärmeaustauscher. In dem letzten (kältesten) Austauscher wird der frische, im Kreislauf geführte Wasserstoff, gegebenenfalls auch nur ein Teil -desselben, für sich im Gegenstrom zu den abziehenden Gasen, Dämpfen und bzw. oder Flüssigkeiten aufgeheizt. Dieser Wärm eaustauscher kann kleiner als die übrigen Austauscher bemessen sein. Der Wasserstoff nimmt hierbei eine Temperatur von etwa 15o bis 25o° an. Er wird dann mit dem Ausgangsstoff, z. B. einer Kohle-Öl-Paste, Teer oder Mineralöl oder deren Destillationsrückständen, gemischt und durchzieht so den (zwei, drei oder mehr) .hintereinandergeschalteten Wärmeaustauscher. Die noch fehlende Temperatur, von z. B. etwa =oo° bis zur Reaktionstemperatur, wird dann in einem gasbeheizten Vorwärmer zugeführt, worauf die Reaktionsteilnehmer in die Reaktionsgefäße gelangen.
Die Wirkungsweise dieses Verfahrens ergibt sich aus folgendem: Bei der bekannten Ausführungsform, bei der die Ausgangsstoffe von vornherein zusammen mit dem Hydriergas aufgeheizt werden, tritt allmählich, wie bereits erwähnt, eine Verschlechterung des Wärmeüberganges ein. Die diese Austauscher verlassenden, zur Aufheizung verwendeten Gase und Reaktionserzeugnisse geben im Laufe der Zeit weniger Wärme ab, die bei der vorliegenden Anordnung dem im kälteren Austauscher aufzuheizenden Hydriergas zugute kommt. Die Mischtemperatur des Gemisches von Ausgangsstoff und Hydriergas steigt daher mit der Zeit an und ein Teil der verlorenen Wärmeleistung wird so von selbst ausgeglichen. Gleichzeitig wird eine andere in der gleichen Richtung liegende Wirkung erzielt. Der Wärmeübergangskoeffizient steigt zum mindesten im Gebiet zwischen zoo und 225o° mit der Temperatur an. Wenn daher im Laufe der Zeit die Eintrittstemperatur in dem dem kältesten Wärmeaustauscher nachgeschalteten Wärmeaustauscher für den Ausgangsstoff ansteigt, so wird ein Gebiet schlechteren Wärmeübergangs von selbst ausgeschaltet.
Diese beiden Wirkungen zusammengenommen ergeben eine fortlaufend etwas konstante Wärmeleistung der Wärmeaustauscher. Während man bisher den Vorheizer jeweils der schlecht gewordenen Wärmeleistung anpassen mußte, so läßt sich diese jetzt wesentlich höher ansetzen, was eine Verkleinerung bzw. Entlastung des Vorheizers bedeutet.
An Hand der Zeichnung sei das Verfahren näher erläutert: Die für die Durchführung des Verfahrens notwendige Wasserstoffmenge wird von der Gasumlaufpumpe a geliefert. Das Gas durchströmt den. Wärmeaustauscher c und mischt sich sodann mit dem Ausgangsstoff, z. B. mit Öl angepastete Kohle oder Teer, der von der Presse b gefördert wird. Die Mischung durchströmt sodann die beiden Wärmeaustauscher d und e und wird in dem gasbeheizten Spitzenvorheizer fauf die Reaktionstemperatur gebracht. In den Reaktionsöfen g findet die Reaktion statt. Aus dem Abscheider h werden die flüssigen schweren Reaktionserzeugnisse abgezogen, während die verdampften Erzeugnisse sowie das Gas die Wärmeaustauscher c, d und c durchziehen und dabei ihre Wärme abgeben. Hierbei wird ein großer Teil der dampfförmigen Erzeugnisse kondensiert. In dem Kühler i erfolgt sodann die weitere Abkühlung. Die an den wichtigsten Stellen der Hydriervörrichtung jeweils herrschenden Temperaturen sind in der Zeichnung eingetragen.

Claims

PATENTANSPRUCH: Verfahren zur Druckhydrierung von Kohlen, Teeren und Mineralölen unter Verwendung mehrerer hintereinandergeschalteterWärmeaustauscher zur Rückgewinnung der in den abziehenden Gasen und Reaktionserzeugnissen enthaltenen Wärme, dadurch gekennzeichnet, daß man im kälteren Wärmeaustauscher nur Hydriergas aufheizt und dieses dann zusammen mit dem zu hydrierenden Ausgangsstoff durch die nachfolgenden Wärmeaustauscher leitet.