DE955889C

DE955889C - Verfahren und Vorrichtung zur Abtrennung fluessiger OElprodukte aus einem heissen gasfoermigen Strom und zur Abschreckung der OEldaempfe

Info

Publication number: DE955889C
Application number: DEST8391A
Authority: DE
Original assignee: Standard Oil Development Co
Current assignee: Standard Oil Development Co
Priority date: 1953-07-03
Filing date: 1954-07-03
Publication date: 1957-01-10
Also published as: FR1102842A; GB751667A; NL90669C; GB752508A; FR1102843A

Description

AUSGEGEBEN AM 10. JANUAR 1957

St 8391 IVc123b

der öldämpfe

Die Erfindung bezieht sich auf ein verbessertes Verfahren und auf eine Vorrichtung zum Abtrennen und Abschrecken von ölprodukten. Insbesondere eignet sich die Erfindung zum Abscheiden von mitgeführten Feststoffteilchen aus einem Gas- oder Dampfstrom, wobei dieser Strom, nachdem sein Feststoffgehalt vermindert wurde, anschließend durch Abschrecken mit einem fließenden Medium, vorzugsweise einer Flüssigkeit mit wesentlich niedrigerer Temperatur, gekühlt wird.

Obwohl die Erfindung verschiedene Anwendungsmöglichkeiten bietet, so ist als wichtig dnsbesondere die Abtrennung und Abschreckung von Kohlenwasserstoffölprodukten zu betrachten, die bei der Umwandlung schwerer Erdöle, Rohöle und besonders von Rüdcstandsölen u. dgl. gewonnen werden. So werden z. B. bei gewissen Verfahren, nach denen schwere Kohlenwasserstofföle auf hohe Temperaturen, z. B. 480 bis 700⁰, erwärmt werden, neben flüssigen Produkten, die nach ihren Eigenschaften zwischen Benzin und Schwerölen liegen können, sowie .etwas Koks verschiedene Produkte einschließlich Gasen, wie Wasserstoff, Methan u. dgl., gewonnen, die dann voneinander getrennt werden müssen. Derartige Verkokungen führt man

neuerdings vielfach nach dem sogenannten Wirbelschichtverfahren durch.

Bei diesem Verfahren wird ein Teil der ölprodükte sowohl verdampft wie auch durch die Hitze gekrackt. Man hat jedoch gefunden, daß sie schnell gekühlt werden sollten, da sonst die Krackung weitergeht und/oder Kondensations- und Polymerisationsreaktionen unerwünschter Art auftreten können. Bei früheren Verfahren dieser Art ίο wurden die gasförmigen Reaktionsprodukte gewöhnlich in einer Abscheidevorrichtung von den mitgerissenen festen Teilchen getrennt. Ein solcher Abscheider, gewöhnlich in Form des bekannten Zyklons, wird zwischen die Reaktions- und eine Abschreckzone geschaltet, in der die Produkte auf die gewünschte Temperatur abgekühlt werden. Wenn die Abkühlung nicht schnell genug erfolgt, zeigen einige der gekrackten Produkte, insbesondere die ungesättigten, das Bestreben, sich zu polymerisieren, zu kondensieren, zu reformieren usw. und bilden viskose Massen, die an den Wänden, Rohrleitungen und anderen Teilen der Vorrichtung haftenbleiben und dadurch Störungen und ein fehlerhaftes Arbeiten verursachen können. Es ist deshalb empfehlenswert, die Produkte unmittelbar nach Entfernung der Feststoffe aus dem gasförmigen Strom abzuschrecken, ohne die für eine Führung durch einen Abscheider des üblichen Zyklontyps normalerweise erforderliche Zeit abzuwarten.

Es ist somit ein Ziel dieser Erfindung, eine schnelle Abschreckung der Reaktionsprodukte in Verbindung mit ihrer Führung durch einen Zyklon oder eine ähnliche Trennvorrichtung zu ermög- · liehen. Dies geschieht am besten unmittelbar nach Abscheidung der Feststoffteilchen, wobei diese jedoch durch den Abschreckvorgang nicht mit gekühlt werden sollen.

In Fig. ι wird ein System, und .eine Vorrichtung . nach einer Atisführungsform der Erfindung in senkrechtem Schnitt gezeigt.

Fig. 2 ist ein waagerechter Querschnitt auf der Linie 2-2 in Fig. 1 von oben gesehen.

Fig. ι zeigt eine Vorrichtung zur Abtrennung von Feststoffteilchen aus einem aus gasförmigen Stoffen bestehenden. Strom, z. B. aus Kohlenwasserstoffdämpfen, die solche festen Teilchen mit sich führen. Diese Vorrichtung wird hier mit einem Zyklonkörper 11, der mehr oder weniger in der üblichen Form gehalten ist, gezeigt. Der Querschnitt ist rund und die Achse im wesentlichen senkrecht. Der zu behandelnde Gemischstrom tritt, wie üblich, mehr oder weniger tangential durch eine Leitung 13 ein. Durch die Geschwindigkeit des eintretenden Stromes werden die festen Teilchen von der Zentrifugalkraft aus dem Strom abgeschieden, so daß sie entlang der äußeren Wand des Zyklons gleiten und durch eine Leitung 15, einen Hilfsabscheider 17 und ein Durchgangsrohr od. dgl. (alle in der gebräuchlichen Form) bei 19 abfließen.

Bei den meisten bisher verwendeten Zyklontypen ziehen die von mitgerissenen Feststoffen befreiten Gase oder Dämpfe nach oben ab. Im vorliegenden Falle jedoch -ist eine innere, rohrförmige Leitung 21 so eingebaut, daß deren Achse oder die Achse eines oberen Teiles davon im wesentlichen mit der senkrechten Achse des Zyklonkörpers 11 zusammenfällt. Der untere Teil der Leitung 21 ist, wie bei 23 angedeutet, abgebogen, um den Gasstrom, dessen Feststoffgehalt vermindert wurde, aus dem Zyklon herauszulassen.

Eine Leitung 25 mit einem kleineren Durchmesser als die Leitung 21 ist so angebracht, daß ihr unteres Ende innerhalb des oberen Teiles der Leitung 21 verläuft. Durch diese engere Leitung kann eine Abschreckflüssigkeit von jeder geeigneten Art eingeführt werden. Die Leitung wird vorzugsweise mit Stopfbüchsenmuffe und Ventil üblicher Bauart (s. 27 und 29) eingebaut, so daß man das Rohr 25 durch Verstellen verschieden weit in das Leitungsrohr 21 hineinschieben oder aber durch Lösen der Stopfbuchse 27 ganz herausziehen kann, wobei das Ventil 29 so ausgebildet ist, daß es die Öffnung schließt, sobald das Rohr 25 vollkommen zurückgezogen wird.

Ein Dampf- oder Gasstrom oder beide strömen in den Zyklon durch die Leitung 13 ein, und die darin mitgeführten Feststoffteilchen.werden abgeschieden. Der Dampf- oder Gasstrom selbst tritt, wie durch den Pfeil 31 angedeutet, zwischen den Rohren 21 und 25 in die ringförmige öffnung ein. Eine ausreichende Menge geeigneter Abschreckflüssigkeiten wird durch das Rohr 25 eingespritzt, wobei ihre Temperatur so. niedrig sein muß, daß der gasförmige Strom so weit abgekühlt wird, daß keine Polymerisation oder irgendwelche andere Zerfallsreaktion mehr möglich ist. Wenn beispielsweise ein Strom Reaktionsprodukte 540⁰ warm in den Zyklon 11 eintritt, so ist es empfehlenswert, ihn so schnell wie möglich auf 425° oder noch weiter abzukühlen. Eine bestimmte Menge Abschreckflüssigkeit, z. B. ein flüssiger Kohlenwasserstoff mit einem passenden Siedebereich, z. B. ein Rückstandsöl oder ein schweres Gasöl oder eine andere geeignete Fraktion, wird durch die Leitung 25 mit solcher Geschwindigkeit eingeführt, daß der in Richtung des Pfeiles 31 eintretende Dampf strom schnell unter 425° abgekühlt wird. Wo z. B. ein Rückstandsöi verkokt wird, kann ein Teil der Beschickung selbst, in vielen Fällen wenigstens^, zum Abschrecken verwendet werden.

Es muß bemerkt werden, daß das ursprüngliche Gemisch vor Abtrennung der Feststoffteilchen nicht abgeschreckt werden soll'. Das Abschrecken der Produkte hat verhältnismäßig geringe Wärme-Verluste zur Folge. Wenn die Feststoffe jedoch ebenfalls abgekühlt wurden, so wäre der Wärmeverlust beträchtlich, weil man die Feststoffe ja hinterher wieder erwärmen müßte.

Um die Wirksamkeit der Abschreckung zu erhöhen, ist es empfehlenswert, zwischen den Gasen und Feststoffen außerhalb der Leitung 21 und den abgeschreckten, in der Leitung 21 unterhalb der Ausströmungsöffnung von Leitung 25 befindlichen Produkten einen wesentlichen Wärmeaustausch zu verhindern. Dies kann dadurch geschehen, daß man

das Rohr 21 in irgendeiner Weise isoliert. Ein einfacher Weg ist der, die Leitung 21, 23 doppelwandig zu machen und zwischen den Wänden einen Raum frei zu lassen, wodurch die Wärmeüber-S tragung verringert wird. Bei dieser Bauart werden die innerhalb der Leitung 21, 23 befindlichen, abgeschreckten Produkte durch die hohen Temperaturen der Feststoffe usw., die diese Leitung umgeben, nicht sehr beeinflußt.
ίο Die Temperaturen der Reaktionsprodukte beim Eintnitt in den Zyklon können verschieden sein, und sie können auch auf verschiedene Temperaturen abgeschreckt werden, die wesentlich niedriger sind, je nach Art der erforderlichen Abschreckung sowie der in Frage kommenden Stoffe. Bei Verkokung beispielsweise von Rückstandsölen können die Reaktionsprodukte die Koksschicht 425 bis 700⁰, sogar bis zu 815⁰ warm verlassen, wobei es zu empfehlen ist, sie durch Abkühlen um einige hundert ° C abzuschrecken. In anderen Fällen kann der Abschreckungsgrad dagegen wesentlich geringer sein. Die Vorrichtung und das Verfahren dieser Erfindung sind in jedem Falle anwendbar, indem man ein geeignetes Abschreckmittel wählt und as es mit "einer solchen Geschwindigkeit einführt, die die notwendige Abschreckung ergibt. Durch Höheroder Niedriger stellen des in die Leitung 21 hineinragenden Leitungsrohres 25 können gegebenenfalls verschiedene Abschreckzeiten erreicht werden. Die Abschreckfiüssigkeit, gewöhnlich eine hochsiedende Flüssigkeit (obwohl auch eine niedrigersiedende Flüssigkeit und in einigen Fällen sogar ein Dampf oder Gas brauchbar sein können), kann in den abwärts fließenden Produktstrom gespritzt werden, wobei das untere Ende des Leitungsrohres 25 vorzugsweise als Spritz- oder Sprühdüse ausgebildet ist. So kann z. B. ein teilweise vorgewärmtes Rückstandsöl, das von derselben Art ist wie die Beschickung im Verkoker, als Abschreckmittel dienen. Dieses kann auf jede geeignete Temperatur, d. h. bis zu etwa 400⁰, vorgewärmt werden. In den meisten Fällen liegt die bevorzugte Temperatur des Abschreckmittels zwischen etwa 260 und 370⁰.

Man hat zwar schon vorgeschlagen, bei der Krackung von ölen in Röhrenofen die entstehenden Dämpfe in eine geräumige Kammer zur Veränderung" des Krackvorganges einzuleiten und dabei Spezialdüsen zu benutzen, um in diese Kammer auch Dämpfe einzublasen. Wenngleich hierbei eine gewisse Abschreckung der Dämpfe möglich war, so fehlt doch die gleichzeitige Abtrennung der festen Teilchen, die normalerweise bei der Röhrenofenkrackung auch gar nicht vorkommen ;■ statt dessen werden in der Kammer teerige Bestandteile am Boden gesammelt, während die dampfförmigen Produkte oben abziehen. Mit der Wirbeistromkrackung hat diese Arbeitsweise jedoch nichts zu tun, und auch wenn man.eine Kammer von der bekanntgewordenen Art mit der Wirbelstromkrackung verbände, würde man niemals zu dem Verfahren der vorliegenden Erfindung kommen. Schon deshalb, weil man stark klebende Gemische aus Koksfceilchen und teerigen Abscheidungen erhielte, jedoch nicht die olefinischen Produkte unter möglichster Schockung und Vermeidung weiterer Reaktionen abtrennen könnte.

Claims

Patentansprüche:

i. Verfahren zur Abtrennung flüssiger ¹Olprodukte aus einem heißen gasförmigen Strom, der mitgeführte Feststoffe und öldämpfe enthält, die das Bestreben haben, in dem un,-gefahren Temperaturbereich des Stromes zu polymerisieren, Niederschläge zu bilden und/oder zu verkoken, und zur Abschreckung der öldämpfe, dadurch gekennzeichnet, daß man diesen Strom tangential in eine Zone mit kreisförmigem Querschnitt und vertikaler Achse leitet, um die Feststoffe durch Zentrifugalkraft im wesentlichen auszuscheiden, den Strom, dessen Feststoffgehalt auf diese Welse verringert wurde, aus dieser Zone durch einen axial eingebauten Durchgang abzieht und diesem Durchgang eine ausreichende Menge Abschreckflüssigkeit, welche eine wesentlich niedrigere Temperatur besitzt als der Strom, zuführt, um diesen Strom deutlich unter die Poly- g₀ merisations- usw. -Temperatur schnell abzuschrecken.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch geikennzeichnet, daß das Abschreckmittel eine Flüssigkeit ist, deren Temperatur etwa 260 bis 370⁰ beträgt.
3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Abschreckflüssigkeit ein Kohlenwasserstoffrückstandsöl ist.
4. Verfahren nach. Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Strom ein aus dem Verkokungsprozeß eines Rückstandsöls entstandener Abfluß mit einer Temperatur von mindestens 425 ° ist und daß die Abschreckflüssigkeit ein flüssiger Kohlenwasserstoff mit niedrigerer Temperatur ist.
5. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1 bis 4, bestehend aus einem Zyklon mit einer im wesentlichen senkrechten Achse und einer tangentialen Einlaßöffnung für besagten Strom, gekennzeichnet durch eine axial eingebaute Leitung zur Ableitung dieses von den Feststoffteilchen im wesentlichen befreiten Stromes, wobei besagte Leitung seitlich aus dem Zyklon herausführt, sowiei durch eine Vorrichtung zur Einführung einer Abschreckflüssigkeit in diese Leitung.
6. Vorrichtung gemäß Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Zuführungsvorrichtung für die Abschreckflüssigkeit axial innerhalb der axial angeordneten Leitung für die Ableitung des von Feststoffteilchen befreiten Stroms angebracht ist.
7. Vorrichtung nach Anspruch 5 und 6, dadurch gekennzeichnet, daß der am Boden eine axiale, Ablauföffnung für die aus dem D.ampf-

strom abgetrennten Feststoffe besitzt, wobei die Ableitung für die von den Feststoffen befreiten Öldämpfe und das Abschreckmittel oberhalb des Feststoffablaufes seitlich an dem Zyklon angebracht ist.
8. Vorrichtung nach Anspruch 5 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß das Ableitungsrohr, in dem die Dämpfe abgeschreckt werden, gegen Wärmedurchgang isoliert, z. B. doppelwandig ist.

In Betracht gezogene Druckschriften:
Deutsche Patentschriften Nr. 859 444, 879 091; USA.-Patentschrift Nr. 1 911 476;
britische Patentschrift Nr. 409 875.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

© 609548/460 6.56 ,.. (609 742 1.57)