DE1005221B

DE1005221B - Process and device for the conversion of mineral oils

Info

Publication number: DE1005221B
Application number: DEST9159A
Authority: DE
Original assignee: Standard Oil Development Co
Current assignee: Standard Oil Development Co
Priority date: 1953-12-16
Filing date: 1954-12-09
Publication date: 1957-03-28

Description

Verfahren und Vorrichtung zur Umwandlung von Mineralölen Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur Trennung von dampfförmigen Produkten, insbesondere von Kohlenwasserstoff- und ähnlichen Dämpfen oder Gasen, von anderen Produkten aus thermischen Reaktionsverfahren. Die Erfindung läßt sich insbesondere bei der Trennung primärer oder hochwertiger Produkte von sekundären oder minderwertigen Produkten anwenden, die bei der therrnischen Crackung schwerer Kohlenwasserstofföle oder bei der Hochtemperaturverkokung von Ölen entstehen, ist jedoch nicht auf solche Trennverfahren beschränkt.Method and apparatus for converting mineral oils The invention relates to a process for the separation of vaporous products, in particular from hydrocarbons and similar vapors or gases, from other products thermal reaction process. The invention is particularly useful in the separation primary or high quality products from secondary or inferior products used in the thermal cracking of heavy hydrocarbon oils or in The high-temperature coking of oils arise, however, is not based on such separation processes limited.

Es ist bereits bekannt, daß sich bestimmte Stoffe, wie z. B. mittlere oder schwere Kohlenwasserstofföle und verwandte organische Ausgangsstoffe, durch Wärmecrackung in niedermolekulare Stoffe von beträchtlich größerem Wert als dem der Ausgangsstoffe umwandeln lassen. So kann man z. B. ein schweres Erdölrückstandsöl von verhältnismäßig geringem wirtschaftlichem Wert durch Crackung bei mäßig hohen Temperaturen, z. B. bei etwa 480 bis 595', in Motortreibstoffe und Gasöl umwandeln. Bei höheren Temperaturen (und kürzeren Kontaktzeiten) erhält man aus denselben Stoffen Ausgangsstoffe für die Herstellung vieler nützlicher Chemikalien. Bei Temperaturen von z. B. etwa 650 bis 815' lassen sich die schweren Erdölrückstandsöle in Äthylen,Acethylen, Propylen, Butylene, Butadien, Isopren und Benzol sowie andere Produkte umwandeln. Diese niedermolekularen, ungesättigten Verbindungen und ähnliche Stoffe sind besonders wertvolle Ausgangsstoffe für die Herstellung von synthetischen Fasern, Kunststoffen, Alkoholen, Ketonen, Aldehyden und vielen anderen nützlichen Produkten der modernen Chemie. Deshalb bezeichnet man diese allgemeine Art der Umwandlung schwerer Erdölkohlenwasserstofföle üblicherweise als Hochtemperaturcrackung oder -verkokung. Das Verfahren ist in bestimmtem Umfange auch auf Kohlenteere, Peche, Harze. Schieferöle und andere organische Rückstände anwendbar.It is already known that certain substances, such as. B. medium or heavy hydrocarbon oils and related organic starting materials can be converted by heat cracking into low molecular weight substances of considerably greater value than that of the starting materials. So you can z. B. a heavy residual petroleum oil of relatively low economic value by cracking at moderately high temperatures, e.g. B. at about 480 to 595 ', convert into motor fuels and gas oil. At higher temperatures (and shorter contact times), the same materials are used to produce raw materials for the manufacture of many useful chemicals. At temperatures of e.g. B. about 650 to 815 ' , the heavy residual petroleum oils can be converted into ethylene, acetylene, propylene, butylene, butadiene, isoprene and benzene and other products. These low molecular weight, unsaturated compounds and similar substances are particularly valuable starting materials for the production of synthetic fibers, plastics, alcohols, ketones, aldehydes and many other useful products in modern chemistry. Therefore, this general type of conversion of heavy petroleum hydrocarbon oils is commonly referred to as high temperature cracking or coking. The procedure is to a certain extent also applicable to coal tar, pitch, and resins. Shale oils and other organic residues can be used.

Bei der Crackung oder Verkokung bei hoher Temperatur oder bei der destruktiven Destillation organischer Stoffe ist es häufig sehr wichtig, daß man die therinische Reaktion bis zu einem günstigsten Punkt durchführt und sie bei Erreichung dieses Punktes plötzlich unterbricht. Dies gilt insbesondere für die Hochtemperaturverkokung schwerer Öle und Peche zwecks Herstellung niedermolekularer Olefine und ähnlicher Produkte. Bei den Temperaturen, die zur Erzeugung guter Ausbeuten dieser Produkte erforderlich sind, sind diese außerordentlich reaktionsfähig. Sie neigen dazu, sich rasch zu polynierisieren, oder sie werden alk-vliert oder reagieren in sonstiger Weise ii- -- -,#f ouer init anderen Stoffen, mit denen sie in Berührung kommen. Ein Ziel der Erfindung besteht deshalb darin, die plötzliche Unterbrechung der Reaktion zu erleichtern, sobald die besonders gesuchten hochwertigen Produkte erzeugt sind, Ein bevorzugtes Verfahren zur thermischen Umwandlung schwerer Öle, Peche, Teere usw. besteht darin, daß man die genannten Stoffe mit vorerhitzten festen Teilchen in Berührung bringt. Bekanntlich können als besonders günstiges Berührungsmedium vorgewärmte Feststoffteilchen von solcher Größe dienen, daß sie sich von einem Gasstrom aufwirbeln, mitnehmen und in der Schwebe halten lassen. Zum Verkoken schwerer Öle und Peche bei mäßig hohen Temperaturen ist eine Wirbelschicht aus festen Stoffen, mit denen die Beschickung in feinverteilter Form in Berührung gebrachtwird, sehr günstig. Bei höheren Temperaturen, zur Herstellung wesentlicher Mengen von Olefinen (z. B. Acetylen, Äthylen usw.) und in anderen Fällen, in denen die Berührungszeiten sehr kurz sein müssen, ist dieVerwendung eines Reaktionsgefäßes in der Form eines Rohres oder mit einer beweglichen dispersen Feststoffphase sehr vorteilhaft. Bei diesem Verfahren bringt man die umzuwandelnden Stoffe einen Augenblick mit einem rasch bewegten Strom aus heißen Feststoffen in Berührung, die von einem Treibgasstrom bewegt werden und in diesem gewöhnlich suspendiert sind. Nach Ablauf der Kontaktzeit müssen die Feststoffe zur Beendigung der thermischen Umwandlung rasch von den Produkten getrennt werden. Gewöhnlich ist es erwünscht, die Produkte unmittelbar nach der Abtrennung abzuschrecken, d. h. sie auf eine Temperatur abzukühlen, bei der sie nicht mehr reagieren oder sich zersetzen. Durch die Erfindung wird eine rasche Abtrennung und Abschreckung erleichtert.In cracking or coking at high temperatures or in destructive distillation of organic substances, it is often very important that the thermal reaction is carried out to a favorable point and that it is suddenly stopped when this point is reached. This applies in particular to the high-temperature coking of heavy oils and pitches for the purpose of producing low molecular weight olefins and similar products. At the temperatures required to produce good yields of these products, they are extremely reactive. They tend to polynierisieren quickly, or they will alk-Vliert or react in any other way ii- - -, f # ouer init other substances with which they come into contact. It is therefore an object of the invention to facilitate the sudden interruption of the reaction once the particularly sought-after high quality products have been produced Brings particles into contact. As is known, preheated solid particles of such a size that they can be swirled up by a gas stream, carried along and kept in suspension, can serve as a particularly favorable contact medium. For coking heavy oils and pitches at moderately high temperatures, a fluidized bed of solids with which the feed is brought into contact in finely divided form is very beneficial. At higher temperatures, for the production of substantial quantities of olefins (e.g. acetylene, ethylene, etc.) and in other cases where the contact times must be very short, the use of a reaction vessel in the form of a tube or with a movable particulate solid phase is advisable very advantageous. In this process, the substances to be converted are brought into contact for a moment with a rapidly moving stream of hot solids which are moved by a propellant gas stream and are usually suspended in it. After the contact time has expired, the solids must be quickly separated from the products in order to complete the thermal conversion. Usually, it is desirable to quench the products immediately after the separation, d. H. cooling them to a temperature at which they no longer react or decompose. The invention provides a rapid separation and quench is facilitated.

Die üblichste und häufig die wirksamste Art der Abtrennung wärmetragender Feststoffteilchen von Gasen und. Dämpfen besteht darin, daß man sie durch einen Zentrifugalabscheider, z. B. einenZyklonabscheider, leitet. Hierbei wurden aber stets kleinere Mengen der Umwandlungsprodukte von den Feststoffen absorbiert und mitgerissen. Außerdem geht die Reaktion der nur teilweise umgewandelten Beschickung auf dem Wege durch den Abscheider und in die aus ihm herausführende Feststoffleitung weiter, und die absorbierten, -mitgerl-gsenen 4iid umgewandelten sekundären Produkte zersetzen sich gewöhnlich wegen ihrer verhältnismäßig langen Erhitzung in beträchtlichem Umfang.The most common and often the most effective type of heat-bearing separation Solid particles of gases and. Damping consists in getting them through one Centrifugal separator, e.g. A cyclone separator. But here were always smaller amounts of the conversion products absorbed by the solids and carried away. In addition, the only partially converted feed reacts on the way through the separator and into the solids line leading out of it further, and the absorbed, mitigated 4iid converted secondary products usually decompose to a considerable extent because of their relatively long heating Scope.

Auch wenn alles getan 'wird, um die Beschickung gleichmäßig auf oder inherhalb der wärmetragenden festen Teilchen zu verteilen, so nehmen doch einige Teilchen stets mehr davon auf, z. B. eine stärkere Öl- schicht, als andere. Infolgedessen sind einige Feststoffteilchen noch verhältnismäßig feucht oder tragen einen klebrigen oder plastischen Überzug aus teilweise verkoktem Öl, während andere Teilchen verhältnismäßig trocken sind und die Umwandlung der Beschickung, die sie berührten, beendet haben. Ob- wohl die primären Produkte nach der günstigsten Berührungszeit abgezogen werden sollten, geben einige der Feststoffe weiterhin Wärme ab und wandeln die teilweise verkokte Beschickung nach Entfernting der primären Produkte in andere Produkte um. Es kommt erfindungsgemäß darauf an, zu verhindern, daß sich diese sekundären und minderwertigen Produkte mit den primären höherwertigen Produkten vermischen. Vorzugsweise erreicht man dies durch Errichtung einer Gas- oder Dampfsperre zwischen den primären und sekundären Produkten. Die Feststoffe trocknen weiter und verdampfen oder cracken das anhaftende Öl, aber die Produkte dieser länger dauernden Berührung werden vorzugsweise von den primären Produkten abgetrennt; ihr Zurückfließen wird durch den Abscheider gesperrt, und sie werden gesondert gewonnen.Even if everything is done to distribute the load evenly on or within the heat-carrying solid particles, some particles always take up more of it, e.g. B. a thicker layer of oil than others. As a result, some solid particles are still relatively moist or have a sticky or plastic coating of partially coked oil on them, while other particles are relatively dry and have completed conversion of the feed they came into contact with. Although the primary products should be withdrawn after the most favorable contact time, some of the solids will continue to give off heat and convert the partially coked feed to other products after the primary products have been removed. According to the invention, it is important to prevent these secondary and inferior products from mixing with the primary, higher-quality products. Preferably this is achieved by establishing a gas or vapor barrier between the primary and secondary products. The solids continue to dry and evaporate or crack the adhering oil, but the products of this prolonged contact are preferably separated from the primary products; their backflow is blocked by the separator and they are recovered separately.

Die Erfindung wird an Hand einer spezifischen Ausführungsform der Erfindung erläutert. Die Fig. 1 der Zeichnung zeigt schematisch eine Anlage zur Durchführung des erfind-ungsgemäßen Verfahrens.The invention is illustrated by means of a specific embodiment of the invention. Fig. 1 of the drawing shows schematically a system for carrying out the inventive method.

Ein Reaktionsgefäß in Form eines Rohres 11 führt von einem Verbrennungs- oder Heizkessel 13 in einen Gas-Feststoff-Separator 15. Heiße Feststoffteilchen, welche eine zur Suspension in einem Gasstrom geeignete Größe besitzen, wie z. B. Sand, Metallgranalien oder andere Metallteilchen, Karborund, Tonerde, Kieselerde, Glasperlen, keramische Teilchen usw. oder von Kohle oder Erdöl stammende Koksteilchen oder auch verbrauchte Katalysatorteilchen, können als wärmetragende Medien verwendet werden. Die zur Mitnahme in einem durch das Reaktionsgefäß 11 fließenden gasförmigeil Strom am besten geeigneten Teilchen besitzen gewöhnlich einen durchschnittlichen Durchmesser von etwa 40 bis 500 Mikron, können aber auch einen Durchmesser von nur 20 bis etwa 2000 Mikron besitzen. Gewöhnlich bevorzugt man im Verfahren hergestellte Koksteilchen; jedoch beschränkt sich die Erfindung nicht hierauf. Die Teilchen wirken vorzugsweise im wesentlichen nicht katalytisch für die Hochtemperaturverkokung von Mineralölen.A reaction vessel in the form of a tube 11 leads from an incineration or heating boiler 13 into a gas-solid separator 15. Hot solid particles which have a size suitable for suspension in a gas stream, e.g. B. sand, metal granules or other metal particles, carborundum, alumina, silica, glass beads, ceramic particles, etc. or coke particles originating from coal or petroleum or also used catalyst particles can be used as heat-transferring media. The most suitable particles to be entrained in a gaseous stream flowing through the reaction vessel 11 will usually have an average diameter of about 40 to 500 microns, but can be as little as 20 to about 2000 microns in diameter. Coke particles produced by the process are usually preferred; j edoch, the invention is not limited thereto. The particles preferably act essentially non-catalytically for the high temperature coking of mineral oils.

Das umzuwandelnde Mineralöl wird durch die Leitung 17 in das Reaktionsgefäß eingeführt, wobei es zweckmäßig zur Erzielung guter Verteilung durch mehrere Düsen 19 oder an der engsten Stelle eines Venturirohres in den Strom der suspendierten Feststoffteilchen eingeführt und dadurch zerstäubt wird. Gewünschtenfalls kann man Dampf zusammen mit dem Beschickungsmaterial einführen. Die aufwärts strömenden, vorzug sweise auf eine Temperatur von 675 bis 870' oder mehr vorgewärmten heißen Feststoffteilchen werden durch Dampf, Kohlenwasserstoffgas oder ein anderes inertes Gas bewegt, das durch die Leitungen 21, 23 und 25 in solchem Volumen eingeführt wird, daß die Feststoffe in der gewünschten Verteilung, z. B. in einer Dichte von 1,6 bis 320 kg pro cbm, mitgeschleppt werden. Die Verwendung von Dampf wird bevorzugt. DieTemperatur im Reaktionsgefäß kann 650 bis 870', vorzugsweise 705 bis 760' betragen. Der Druck im Reaktionsgefäß kann zwischen atmosphärischem Druck und 3,5 kg/cm2 schwanken, beträgt jedoch vorzugsweise 0,35 bis 1 kg/CM2. Den Dampf verwendet man gewöhnlich in einer Menge von 5 bis 100 Gewichtsprozent, vorzugsweise 20 bis 30 Gewichtsprozent, bezogen auf das Beschickungsmaterial.The mineral oil to be converted is introduced into the reaction vessel through line 17 , where it is expedient to introduce it into the stream of suspended solid particles through several nozzles 19 or at the narrowest point of a venturi to achieve good distribution and thereby atomize it. If desired, steam can be introduced with the feed material. The upwardly flowing, preferably preheated to a temperature of 675 to 870 ' or more, hot solid particles are moved by steam, hydrocarbon gas or other inert gas which is introduced through lines 21, 23 and 25 in such a volume that the solids in the desired distribution, e.g. B. in a density of 1.6 to 320 kg per cubic meter, are dragged along. The use of steam is preferred. The temperature in the reaction vessel can be 650 to 870 ', preferably 705 to 760' . The pressure in the reaction vessel can vary between atmospheric pressure and 3.5 kg / cm2, but is preferably 0.35 to 1 kg / cm2. The steam is usually used in an amount of 5 to 100 percent by weight, preferably 20 to 30 percent by weight of the feed material.

*Die Geschwindigkeit des durch das Reaktionsgef äß 11 fließenden, die Feststoffe tragenden gasförmigen Wirbelstromes beträgt vorzugsweise mindestens 2,5 in pro Sekunde und kann sogar 30 in pro Sekunde oder mehr betragen. Der Ölnebel wird verdampft und rasch zu den gewünschten ungesättigten Stoffen mit niedrigem Molekulargewicht vercrackt. Die so hergestellten Dämpfe werden im Abscheider 15 rasch von den Feststoffen getrennt. Die gesamte Kontaktzeit im Reaktionsgefäß 11 und Abscheider 15 beträgt 0,001 bis etwa 1 Sekunde, vorzugsweise 0,05 bis etwa 0,5 Sekunden.* The speed of the gaseous eddy current flowing through the reaction vessel 11 and carrying the solids is preferably at least 2.5 in per second and can even be 30 in per second or more. The oil mist is evaporated and rapidly cracked into the desired low molecular weight unsaturates. The vapors produced in this way are quickly separated from the solids in the separator 15. The total contact time in the reaction vessel 11 and separator 15 is 0.001 to about 1 second, preferably 0.05 to about 0.5 seconds.

Die im Zentrifugal- und Zyklonabscheider 15 abgetrennten primären Dampfprodukte werden durch eine Auslaßleitung 27 nach oben geführt und sofort durch Einblasen eines Stromes einer verhältnismäßig kühleren Flüssigkeit, wie z. B. Wasser oder Öl, in die Leitung 27 durch die Leitung 29 abgeschreckt. Gewünschtenfalls kann man das ölbeschickungsmaterial selbst als Abschreckmittel verwenden und später zur Verkokungsleitung zurückführen. An Stelle eines flüssigen Kühlmediums oder zusammen mit einem solchen lassen sich auch kühle Feststoffe, wie z. B. Koksteilchen verwenden. In diesem Falle können die Kühlstoffe vom Produkt mitgeschleppt und von ihm in einer späteren (in der Zeichnung nicht gezeigten) Trennstufe -etrennt werden. Ein Teil der Kühlstoffe kann gewünschtenfalls durch die Leitung 27 abwärts strömen und sich mit den abwärts fließenden abgetrennten Feststoffen vermischen.The separated in the centrifugal and cyclone separator 15 primary vapor products are passed up through an outlet line 27 and immediately by blowing in a stream of a relatively cooler liquid, such as. B. water or oil, quenched into line 27 through line 29. If desired, the oil feedstock itself can be used as a quenchant and later returned to the coke line. Instead of a liquid cooling medium or together with such, cool solids, such as. B. use coke particles. In this case, the coolants can be carried along by the product and separated from it in a later separation stage (not shown in the drawing). A portion of the coolants may flow down through line 27 if desired and mix with the separated solids flowing down.

Die abgetrennten Feststoffe strömen aus dem Separator abwärts durch einen verengten Kanal 31 nach Art eines vena contracta oder Venturiröhre in eine Trockenzone 33 mit größerem Querschnitt. Hier werden die okkludierten Gase und Dämpfe und die später gecrackten, in der ersten Stufe nicht abgetrennten Produkte durch ein aufwärts strömendes Entlademittel, wie z. B. durch die Leitung 35 eingeführten Dampf oder ein anderes inertes Gas, abgenommen. Die entladenen und verbrauchten Feststoffe werden, vom Ventil 37 gesteuert, durch den Krümmer 39 zum obenerwähnten Verbrennungs- oder Heizkessel 13 zurückgeführt.The separated solids flow downward from the separator through a narrowed channel 31 in the manner of a vena contracta or Venturi tube into a drying zone 33 with a larger cross section. Here, the occluded gases and vapors and the later cracked, in the first stage not separated products by an upwardly flowing discharge means, such as. B. introduced through line 35 steam or other inert gas removed. The discharged and used solids, controlled by the valve 37 , are returned through the manifold 39 to the combustion or heating boiler 13 mentioned above.

Zum Zwecke der Erläuterung zeigt die Zeichnung den Verbrennungs- oder Heizkessel 13 als einen solchen mit Wirbelschichtbett. Die Feststoffe, z. B. Koksteilchen, welche durch Ansetzen von Koks während des Verkokungsverfahrens an Größe zugenommen haben, fließen durch die Einlaßleitung 41 aufwärts, und zwar unter der treibenden und/oder tragenden Wirkung eines Trägergases, wie z. B. Luft, das durch eine oder mehrere Leitungen 43, 45 eingeführt wird. Eine Prallplatte 47 dient zur Verteilung der in die Schicht im Verbrennungskessel eintretenden Feststoffe. Zur Aufwirbelung und Verbrennung oder erneuten Erhitzung der Feststoffe wird ein Gas, wie z. B. Luft oder ein Luft-Brennstoff-Gemisch durch den Einlaß 49 und das Gitter 51 am unteren Ende des Verbrennungskessels eingeführt. Nach genügender Erhöhung ihrer Temperatur strömen die Feststoffe über die Trennwand53, welche eine Trennzone55 abgrenzt, aus der sich die Abgase trennen und nach oben strömen. Die abwärts fließenden Feststoffe können gewünschtenfalls durch ein durch die Leitung57 eingeführtes geeignetes Entladungsmittel von okkludierten Verbrennungsgasen befreit werden. Die erneut erhitzten Feststoffe kehren durch ein Standrohr 59 und die Rohrkrümmer 61, 63 unter der obenerwähnten Treibwirkung des durch die Leitungen 21, 23, 25 eingeführten Gases in das Reaktionsgefäß 11 zurück.For purposes of explanation, the drawing shows the incineration or heating boiler 13 as such with a fluidized bed. The solids, e.g. B. coke particles, which have increased in size by the build-up of coke during the coking process, flow up through the inlet line 41, under the driving and / or carrying action of a carrier gas, such as. B. Air introduced through one or more conduits 43,45. A baffle plate 47 serves to distribute the solids entering the bed in the combustion boiler. To whirl up and burn or reheat the solids, a gas such as. B. air or an air-fuel mixture is introduced through inlet 49 and grille 51 at the lower end of the combustion boiler. After their temperature has increased sufficiently, the solids flow over the partition 53, which delimits a separation zone55 from which the exhaust gases separate and flow upwards. The downward flowing solids can, if desired, be freed of occluded combustion gases by a suitable discharge means introduced through line 57. The re-heated solids sweep through a stand pipe 59 and the pipe bends 61, 63 back under the above-mentioned blowing effect of the introduced through the lines 21, 23, 25 gas into the reaction vessel. 11

Zum Abziehen von heißem Koks aus dem Standrohr 59 ist eine Zweigleitung 65 mit Steuerung durch die Ventile 67 und 69 vorgesehen. Aus dem abgezogenen Produkt läßt sich die Wärme dadurch gewinnen, daß man es durch einen (in der Zeichnung nicht gezeigten) Wärmeaustauscher leitet. Gewünschtenfalls kann man den Koks auch bei niedrigerer Temperatur unter Regulierung durch das Ventil 73 aus der Auslaßleitung 39 der Feststofftrockenzone durch das Zweigrohr 71 abziehen.A branch line 65 controlled by the valves 67 and 69 is provided for drawing off hot coke from the standpipe 59. The heat can be obtained from the withdrawn product by passing it through a heat exchanger (not shown in the drawing). If desired, the coke can also be withdrawn from the outlet line 39 of the solids drying zone through the branch pipe 71 at a lower temperature under regulation by the valve 73.

Das Verbrennungsgas kann man aus dem Verbrennungskessel 13 durch einen Gas-Feststoff-Separator 75, der ein üblicher Zvklonabscheider sein kann, abziehen. Die abgetrennten Feststoffe werden durch die Leitung 77 in die Schicht zurückgeleitet. Die Abgase strömen durch die Auslaßleitung 79 nach oben ab.The combustion gas can be drawn off from the combustion boiler 13 through a gas-solids separator 75, which can be a conventional zvklonabscheider. The separated solids are returned through line 77 to the bed. The exhaust gases flow through the outlet line 79 upwards.

DieMenge des in den meisten Verkokungsverfahren erzeugten Kokses ist viel größer als zur Lieferung der für das Verfahren benötigten Wärme erforderlich ist. Gewünschtenfalls kann man in das Wirbelschichtbett 83 im Verbrennungskessel eine Wärmeaustanschschlange 81 zur Erzeugung von Dampf oder Lieferung von Wärme für andere Zwecke einbauen, wobei ein größerer Teil oder das gesamte Koksprodukt verbrannt werden kann. In Fällen, wo die Kokswerte niedrig sind, kann dies sehr erwünscht sein.The amount of coke produced in most coking processes is much greater than that required to supply the heat required for the process. If desired, a heat exchange coil 81 for generating steam or supplying heat for other purposes can be built into the fluidized bed 83 in the combustion boiler, whereby a greater part or all of the coke product can be burned. In cases where coke levels are low this can be very desirable.

Die die Feststoffe aus dem Separator 15 begleitenden sowie die beim Trocknen der Feststoffe in der Trockenzone 33 erzeugten sekundären Produkte werden durch die Leitung 85 abgezogen. Die entsprechenden Drucke im Separator 15 und Trockner 33 werden durch ein Steuerventil 87, das von einem durch eine Kontrolleitung 91 mit ihm in Verbindung stehenden Differentialdruckmesser 89 betrieben wird, ziemlich gut in Gleichgewicht gehalten. Der Druckmesser 89 steht mit dem Separator und dem oberen Teil der Trockenzone ebenfalls durch die Leitungen 93 und 95 in Verbindung, welche in druckansprechenden Vorrichtungen 97 und 99 enden.The secondary products accompanying the solids from the separator 15 as well as the secondary products generated during the drying of the solids in the drying zone 33 are withdrawn through the line 85. The respective pressures in the separator 15 and dryer 33 are kept fairly well balanced by a control valve 87 operated by a differential pressure gauge 89 communicating with it through a control line 91. The pressure gauge 89 is in communication with the separator and the upper part of the drying zone also by lines 93 and 95 which terminate in pressure-responsive devices 97 and 99 .

Um eine klare Trennung zwischen den primären und sekundären Produkten zu erreichen, wird durch die Leitung 101 ein Sperrgas bei der vena contracta oder der Venturieinschnürung eingeblasen, welches inert ist und sich bei der Kondensation leicht von den Produkten trennen läßt. Als Trenngas wird gewöhnlichDampf bevorzugt, jedoch lassen sich gewünschtenfalls auch leichte Kohlenwasserstoffgase, wie Äthan oder Propan, verwenden. Die Menge wird durch ein verstellbares Ventil 103 reguliert und reicht vorzugsweise aus, um zwischen den Dämpfen in Abscheider 15 und den Dämpfen im Trockner 33 eine Sperre aufrechtzuerhalten. Außerdem wird die Geschwindigkeit des aufwärts strömenden Trenngases durch den verengten Kanal 31 bei einem Wert gehalten, der es gestattet, daß die abgetrennten Feststoffe abwärts durch den verengten Kanal 31 strömen, z. B. bei einem Wert von etwa 0,15 m/Sekunde oder weniger, vorzugsweise etwa 0,03 m/Sekunde. Die Dampf-oder Gasdruckdifferenz zwischen dem Abscheider und dem Trockner wird zwischen etwa -12,7 und + 12,7 cm Wasser, vorzugsweise nicht über .± 2,54 cm gehalten.In order to achieve a clear separation between the primary and secondary products, a sealing gas is blown in through the line 101 at the vena contracta or the Venturi constriction, which is inert and can easily be separated from the products during condensation. Steam is usually preferred as the separation gas, but light hydrocarbon gases such as ethane or propane can also be used if desired. The amount is regulated by an adjustable valve 103 and is preferably sufficient to maintain a barrier between the vapors in separator 15 and the vapors in dryer 33. In addition, the velocity of the separating gas flowing upward through the narrowed channel 31 is maintained at a value which allows the separated solids to flow downward through the narrowed channel 31 , e.g. B. at a value of about 0.15 m / second or less, preferably about 0.03 m / second. The vapor or gas pressure difference between the separator and the dryer is preferably not kept cm between about -12.7 and + 12.7 cm water, over. ± 2.54.

Gewünschtenfalls kann an Stelle des Wirbelschicht-Verbrennungskessels einWirbelschicht-Verbrennungsrohr verwendet werden. So könnte man z. B. bei Temperaturen oberhalb etwa 760' ein Verbrennungsrohr verwenden, um die Verweilzeit und die Bildung von Kohlenmonoxyd auf ein Minimum zu beschränken. In manchen Fällen kann an Stelle des ikeaktionsgefäßes ein mit einer Wirbelschicht betriebenes Reaktionsgefäß verwendet werden. Bei sehr kurzen Kontaktzeiten ist dies jedoch nicht sehr zufriedenstellend, und man zieht ein Rohrsystem vor. Für den Fachmann ergeben sich zahlreiche andere Anordnungen und Ab- änderungen von selbst, ohne den Rahmen der Erfindung zu verlassen. Es wird darauf hingewiesen, daß die hier verwendeten Ausdrücke »Dampf«, »Gas« oder »gasförmiges« Material, synonyrn,sied. da die primären und sektindären Produkte sowie da§ Sperrgas oder -dampf entweder aus Gas oder Dampf bestehen können.If desired, a fluidized bed incinerator can be used in place of the fluidized bed incinerator. So you could z. B. use a combustion tube at temperatures above about 760 'in order to minimize the residence time and the formation of carbon monoxide. In some cases, a reaction vessel operated with a fluidized bed can be used instead of the reaction vessel. In the case of very short contact times, however, this is not very satisfactory and a pipe system is preferred. Those skilled Numerous other arrangements and waste resulting changes by itself, without departing from the scope of the invention. It should be noted that the terms "steam", "gas" or "gaseous" material, synonyrn, boiled. because the primary and sectarian products as well as the sealing gas or steam can consist of either gas or steam.

Eine weitere von verschiedenenAusführungsformen der Erfindung wird als Beispiel in der Fig. 2 gezeigt. Fig. 2 zeigt einen Teil einer Anlage zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens. Ein rohrförmiges Reaktionsgefäß 13 eignet sich zur Aufnahme eines Stromes vorerhitzter Koksteilchen aus einem (in der Zeichnung nicht gezeigten) Heiz- oder Verbrennungskessel. Diese auf eine Temperatur von etwa 675 bis 8700, vorzugsweise zwischen etwa 705 und 815', vorgewärmten Teilchen werden durch das Rohr 11 in das Reaktionsgefäß 13 eingelassen, welches solche Ausmaße besitzt, daß es die optimale Kontaktzeit zwischen dem Rückstandsöl und den Koksteilchen gewährleistet. DieseKontaktzeit ist normalerweise ziemlich kurz und beträgt gewöhnlich weniger als eine Sekunde. Ein Beschickungsmaterial, welches ebenfalls auf eine geeignete Temperatur, z. B. 150 bis 315' vorgewärmt sein kann, wird in feinverteilter Form in das Reaktionsgefäß eingeführt, und zwar durch eine Beschickungsleitung 15, von der aus es zerstäubt oder auf andere Weise fein verteilt wird, um dann in Berührung mit den durch das Rohr 11 hereinströmenden Koksteilchen zu treten.Another of various embodiments of the invention is shown by way of example in FIG. Fig. 2 shows part of a plant for carrying out the method according to the invention. A tubular reaction vessel 13 is suitable for receiving a stream of preheated coke particles from a heating or combustion boiler (not shown in the drawing). These particles, preheated to a temperature of about 675 to 8700, preferably between about 705 and 815 ', are admitted through the tube 11 into the reaction vessel 13 , which is of such dimensions that it ensures the optimal contact time between the residual oil and the coke particles. This contact time is usually quite short, usually less than a second. A feed material which is also at a suitable temperature, e.g. B. 150 to 315 ' can be preheated, is introduced in finely divided form into the reaction vessel, through a feed line 15, from which it is atomized or otherwise finely divided, in order then to come into contact with the incoming through tube 11 To kick coke particles.

Die Reaktion vollzieht sich rasch und ist zu dem Zeitpunkt, in dem die Teilchen und das Beschickungsmaterial das Ende des in einen Zyklonabscheider 17 mündenden Reaktionsgefäßes erreichen, teilweise beendet. In diesem Zyklonabscheider läuft die Reaktion im wesentlichen zu Ende. Hier werden die Feststoffe ebenfalls in üblicher Weise durch Zentrifugalkraft von den gasförmigen und dampfförmigen Urnwandlungsprodukten getrennt, und letztere Produkte werden durch eine zentrale Auslaßleitung 19 nach oben abgeführt. Hier können die Dampfprodukte auf übliche Weise durch Einführung eines Wassersprühstrahls oder vorher gekühlter Produkte aus dem Verkokungskessel abgeschreckt werden. Die Ansammlung von Feststoffen im unteren Teil de-, Abscheiders 17 wird auf einen niedrigen Stand gehalten und der Rücklauf der sekundären Produkte zum Zyklonabscheider wird auf folgende Weise verhütet.The reaction is rapid and is partially complete by the time the particles and feed material reach the end of the reaction vessel opening into a cyclone separator 17. The reaction essentially comes to an end in this cyclone separator. Here, too, the solids are separated in the usual manner by centrifugal force from the gaseous and vaporous conversion products, and the latter products are discharged upwards through a central outlet line 19. Here the steam products can be quenched in the usual way by introducing a water spray or previously cooled products from the coking kettle. The accumulation of solids in the lower part of the separator 17 is kept at a low level and the return of the secondary products to the cyclone separator is prevented in the following manner.

Die Auslaßleitung 21 besitzt eine Venturieinschnürung 23, in welche ein abwärts gerichtetes Düsenstück 25 eingesetzt ist. Das Ventil 27 steuert den Strom eines Dampfes oder einer Flüssigkeit, wie z. B. heißen Dampf oder Wasser oder Gase aus der Verbrennung in einem (in der Zeichnung nicht gezeigten) Verbrennungs-oder Heizkessel, so daß der Gas- oder Dampfstrahl das Abwärtsfließen der Feststoffe beschleunigt. Zur Gewinnung sekundärer Dampf- und Gasprodukte können leichte gasförmige Produkte in die Leitung 25 zurückgeführt werden. Eine Vorrichtung 29 zum Anzeigen und Regeln der Schichthöhe steht durch die Leitungen 31 und 33 mit dem unteren Teil des Zyklonabscheiders. bzw. mit dem oberen Teil der Auslaßleitung 21 in Verbindung. Dieser Regler reagiert auf die Anwesenheit von Ansammlungen von Feststoffen im unteren Teil des Separators und ermöglicht dementsprechend mittels des Ventils 27 die Einführung von Gas oder Dampf in die Düse 25, um so die angesammelten Feststoffe abzuziehen und zu verhüten, daß sie innerhalb des Zyklonenabscheiders 17 zu lange erhitzt werden. Gleichzeitig wird verhütet, daß die sekundären Reaktionsprodukte von nicht verdampften, auf den Feststoffen haftenden Bestandteilen zum Zyklonabscheider zurückströmen.The outlet line 21 has a Venturi constriction 23 into which a downwardly directed nozzle piece 25 is inserted. The valve 27 controls the flow of a vapor or a liquid, such as. B. hot steam or water or gases from the combustion in a (not shown in the drawing) combustion or heating boiler, so that the gas or steam jet accelerates the downward flow of the solids. Light gaseous products can be returned to line 25 to recover secondary steam and gas products. A device 29 for displaying and regulating the layer height is available through lines 31 and 33 with the lower part of the cyclone separator. or with the upper part of the outlet line 21 in connection. This regulator reacts to the presence of accumulations of solids in the lower part of the separator and accordingly enables gas or steam to be introduced into the nozzle 25 by means of the valve 27 so as to draw off the accumulated solids and prevent them from becoming too inside the cyclone separator 17 be heated for a long time. At the same time, the secondary reaction products of non-evaporated constituents adhering to the solids are prevented from flowing back to the cyclone separator.

Claims

PATENT CLAIM. 1. A process for converting mineral oils into those vaporous products which have a tendency to decompose at the conversion temperature, characterized in that the charge is brought into contact with hot solid parts for only a very short time at a high conversion temperature, the primary vapor products rapidly from separating the solids and then immediately quenching the solids from the separation zone into a drying zone for subsequent separation of secondary vapor products and between the drying zone and the point at which the primary products are separated to prevent substantial mixing of the secondary vapor products with the primary vapor products Vapor barrier erected.

2. The method according to claim 1, characterized in that the secondary products are withdrawn from the drying zone at a controlled rate in order to keep the pressure at the point where the primary products are separated as possible in equilibrium with the pressure in the drying zone. 3. The method according to claim 1 to 2, characterized in that the vapor barrier is a water vapor barrier or is formed by a low molecular weight hydrocarbon. 4. The method according to claim 1 to 3, characterized in that the pressure difference between the primary separation stage and the dry zone - 12.7 to + 12.7 cm water column, preferably -2.5 to + 2.5 cm. 5. The method according to claim 1 to 4, characterized in that there is used as solid particles coke particles. 6. The method according to claim 1 to 5, characterized in that the temperature of the first zone is above about 650 ' and that the coke formed in the conversion of heavy hydrocarbons is discharged from it together with the solids and for further conversion of the oil into secondary products a narrowed channel, in which the vapor barrier is located, is led down into the drying zone, in which the further conversion with the formation of secondary products comes to an end. 7. The method according to claim 1 to 6, characterized in that to separate the primary gaseous products from their mixture with the solids, said mixture is passed at high speed into a centrifugal separator, preferably a cyclone, from which the gases are drawn up and the solids down, that the latter is passed down through a venturi-like constriction, a downward jet of gas, vapor or liquid is injected into the constriction and thereby accelerates the said solid particles and increases their separation speed from the gas in the separator and a downward directed one Introduces accompanying current for the solid particles. 8. The method according to claim 7, characterized in that the injected gas, vapor or liquid flow is automatically regulated depending on the accumulation of fat particles above the constriction. 9. The method according to claim 1 to 8, characterized in that the as yet unconverted oil located on the separated solid particles is subjected to pyrolysis in the drying zone, so that at least some of the secondary products are formed there. 10. Application of the method according to claim 1 to 9, characterized in that about 1 part by weight of the oil with 5 to 20 parts of dry, about 0.01 to 1 second on 675 to 870 ' preheated coke particles in contact, the coke and centrifuges the primary products for separation and applies suction to the coke in order to accelerate the removal of the coke and secondary reaction products, which result from the conversion of adhering heat-resistant oil components, from the centrifugation process. 11. Device for performing the method according to claim 1 to 10, characterized by a first reaction zone, a separator for separating the solids from the primary vapors, a drying zone for the solids, a narrowed channel, an automatic regulator for keeping the pressure constant the drying zone and in the separator and by means of establishing a vapor barrier between the separator and the drying zone. 12. The device according to claim 11, characterized by a gas outlet line from the closed drying zone, a valve for throttling this outlet line and an automatic regulator which responds to the pressure difference between the separator and said zone and which regulates the pressure by actuating the valve. 13. The apparatus according to claim 11 and 12, characterized in that the separator for the separation of the primary gas products from the solid particles from a centrifugal separator. z. B. a cyclone, and consists of a downward line for discharging the solid particles with a venturi-like constriction and with means for injecting a gas, vapor or liquid jet in the same direction as the solid particles in said constriction. 14. The device according to claim 11 to 13, characterized by means for regulating the injection of the liquid into the downwardly directed line as a function of the accumulation of solid particles above the line constriction. 15. The device according to claim 11 to 13, characterized by means for regulating the flow of liquid into the nozzle as a function of the accumulation of solid particles in the downward line.