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Verfahren und Vorrichtung zum Entfernen der kristallisierbaren Bestandteile
und Verurreinigungen aus Olen durch Auskristallisieren Zusatz zu Patent ,..,,..,.
Patentanmeldung P 21 )5 641.2 Es ist seit langem bekannt, daß sich in Speiseölen
insbesondere bei tiefen Temperaturen die kristallisierbaren höheren paraffine in
den Lagerbehältern als unerwünschte Trübe absetzen. Darüber hinaus treten-auch bei
Mineralölen, die rür den Betrieb von Fahrzeugen und Maschinen zum Einsatz kommen,
bei niederen Temperaturen häufig insofern Probleme auf, als Leitungen und insbesondere
Ventile durch die bei diesen Temperaturen auskristallisierenden paraffinischen Anteile
verstopfen. Es sind schon-die verschiedensten Verfahren bekannt geworden um diese
unerwünschen Bestandteile in den Ölen zu beseitigen, wobei sich an sich die Verfahren
recht gut bewährt haben, bei denen das Entwachsen und Entparaffinieren der Öle durch
Ausfrieren und Abtrennen der hierbei auskristallisierten Paraffine erfolgt. Zahlreiche
der hier bekannten Verfahren basieren auf einer Indirekten Kühlurig des Öles in
geeigneten Behältern. Beim Erreichen der erwünschten Temperaturen und Auskristallisation
der paraffinischen Bestandteile erfolgt dann das Abtrennen dieser Bestandteile aus
aern Öl mittels normale Filterpressen. Es sind auch Verfahren bekannt, bei denen
die Paraffinanteile des Öles in Kratzkülern mit indirekter Entspannung eines Kühlmittels
abgeschieden werden
Diese Xrgrfahren haben jedoch den Nachteil,
daß die auskristallisierten-Anteile durch das Material der Kratzer ode-tX auch der
Wände verunreinigt werden, was sich bei einer späteren erwünschten Weiterverarbeitung
dieser Paraffine selbstverständlich unangenehm bemerkbar nacht. Neue Verç -fahren,
bei denen die Auskristallisation durch direkte -Kühlung erfolgt, indem ein Kühlmittel
urimittelbar in das zureinigende Öl eingebracht wird, und zwar irn Gleichstrom,
im Gegenstrom oder auch durch Zerstäuben, haben sich weitaus besser bewährt. Hier
sind insbesondere die Verfahren, die sn den deutschen Patentanmeldungen P 20 56
422.1 und P 21 35 64i.2 beschrieben sind, von Bedeutung, bei denen ein Lösungsmittel
in das zu reinigende Öl verdampft wird, im Gegensatz zu deu Verfahren, die beispielsweise
In den deutschen Patentschriften 1 0 7;3 448 und 1 255 tD4 beschrieben sind und
bei denen zum Auskristallisieren des aus einer Flüssigkeit abscheidbaren, kristallisierbaren
Stoffes eine mit dieser Flüssigkeit nicht mischbare Kühlflüssigkeit zur Anwendung
kommt. Diese letztgenannten Verfahren sind nicht nur sehr aufwendig hinsichtlich
der Verfahrensführung-und der apparativen Erfordernisse, sie haben sich darüber
hinaus im Gegensatz zu den in den beiden genannten Anmeldungen beschriebenen Verfahren
in der Praxis bisher auch nicht ausreichend durchsetzen können.
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Der vorliegenden Erfindung lag nun die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren
zu entwickeln, das die Nachteile der bisherigen Verfahren zwn Auskristallisieren
der kristallisierbaren Anteile aus den Ölen nicht aufweist, mit vergleichsweise
geringem apparativem Aufwand, gleichzeitig aber einfach und sehr sicher und mit
mehr Erfolg als die bisherigen Verfahren durchgeführt werden kann.
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Die Lösung dieser Aufgabe ist ein Vel'tahren ZUnl Entfernen der kristallisierbaren
Bestandteile und Verunreinigungen aus Ölen durch kontinuierliches Auskristallisieren
unter der direkten Einwirkung eines Kühlinittels, daß dadurch gekennseiclznet
ist,
daß mari das d1 im Gegenstrom mit einem vorzugsweise im Öl milldestens teilweise
löslichen, unter Druck stehenden verflüssigten Gas in Berührung bringt, die durch
das Entspannen des Gases und die starke Kühlung der Flüssigkeit alls dieser auskristallisierenden
Stoffe unmittelbar eineu filter zuführt und die Kristalle vom Öl unter Anwendung
von Vakuum oder Druck abtrennt.
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Bei diesem Verfahren ist es lediglich durch Variation der Menge des
im Gegenstrori, zu der zu reinigenden Flüssigkeit geführten verflüssigten Gases
und des angewendeten Druckes möglich, die Temperatur innerhalb der Flüssigkeit beliebig
einzustellen. Darüber hinaus besteht die Möglichkeit, durch die Menge der zu behandelnden
Flüssigkeit und durch die Zeit ihrer Berührung mit dem auf sie im Gegenstrom einwirkenden
Gas die Größe der abzuscheidendeh Kristalle auf vergleichsweise einrache Art zu
steuern.
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Das Verfahren gemäß der Erfindung wird. nachstehend in Zusat menhang
mit den Zeichnungen näher erläutert, wobei sich die folgenden Ausführungen äuf das
Verfahren nach Erreichen des stationären Zustandes beziehen. In den oberen Teil
la der mit Tellerböden 2 ausgestatten Kolonne l,die einen Kühlturm mit erweitertem
Bodenteil lb darstellt, wird aus dem Vorratstank 3 das zu reiiiigende Öl einfließen
lassen. Das als Kühlmittel verwendete verflüssigte Gas aus dem Vorratstank 5 wird
über das Ventil 8 unter Entspannen im Gegenstrom zu dem Öl von unten in die Kolonne
1 eingeführt, wo die am Boden der Kolonne befindliche Flüssigkeit infolge der Expansion
des Gases zu sieden beginnt, während das nach oben strömende Gas, das die Kolonne
über Kopf verläßt, das im Gegenstrom nach unten fließende Öl vorkühlt, aus dem im
unteren Bereich der Kolonne bei Temperaturen zwischen etwa 100 und -40°C die kristallisierbaren
Anteile als harte und gut filtrierbare Kristalle abgeschieden werden Das hierbei
gebildete Gemisch aus Öl und Kristallen wird dann am Fuß der Kolonne abgezogen und
auf das Rotationsfilter 9 überführt, wo die Kristalle vom Öl, das in den Tank 11
abfließt, unter der Einwirkung
der Vakuumpumpe 12 abgetrennt werden.
Die vom Filter in den Tank 10 überführten-auskristallisierten Anteile des Öles werden
dort unter Freigabe eventuell noch vorhandenen gasförmigen- Kühlmittels unter Erwärmen
verflüssigt und als Nebenrodukt gewonnen. Das im Tank 11 befindliche klare und von
kristallisierbaren Anteilen befreite Öl kann entweder in Lagerbehältern gesammelt
oder der unmittelbaren Weiterverwendung zugeführt werden.
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Das am Kopf der Kolonne abgezogene Gas, das die Kühlung des Oles bewirkt
hat, wird durch den Tropfenabscheider 4 geleitet, wo eventuell mitgerissene molanteile
abgetrennt und von dort in den oberen, die Tellerböden enthaltenden Teil der.
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Kolonne 1 zurückgeführt werden. Davon flüssigen Anteilen befreite
Kühlgas sowie die weiteren Mengen dieses Gases, die vom Tank 10 und der Pumpe 12
herangeführt werden können, werden insgesamt vom Kompressor 7 angesaugt und im Kondensator
6 gekühlt und gelangen dann wiederum als verflüssigtes Gas in den Vorratstank 5,
von dem aus sie in der oben beschriebenen Weise erneut wieder in das Verfahren zurückgeführt
werden können.
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Um zu Beginn. des Verfahrens die erforderliche stationäre Einlauftemperatur
des Produktes auf das Rotationsfilter einzustellen, ist es vorteilhaft, das zu Beginn
erhaltene Filtrat des Tankes-ll in den Bodenteil der Kolonne 1 zurückzupumpen und
dieses nicht unmittelbar seiner weiteren Verwendung zuzuführen.
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Dei Durchführung des Verfahrens gemäß der Erfindung erfolgt in der
gesamten Anlage, mit Ausnahme des Behälters 5 fü das unter Druck stehende verflüssigte
Gas, unteratmosphärischem Druck. Bei einem gewissen eventuellen Überdruck gleicht
sich dieser durch das Ventil 1), das mit den verschiedenen Teilen und Tanks der
Anlage in Verbindung steht, aus.
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Zur Durchführung des Verfahrens gemäß der Erfindung können an sich
beliebige Kühlmittel verwendet werden, doch werden bevorzugt die im Speiseöl bzw.
Mineral löslichen Kühlmittel verwendet, insbesondere fluorhaltige Kohlenwasserstoffe
(Frigene), Stickstoff, Kohlendioxyd und Kohlenwasserstoffe, wie Propan.
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Bei der Durchführung des Verfahrens gemäß der Erfindung hat es sich
als wesentlich herausgestellt, daß das zu reinigende Öl mindestens 10 bis 15 Minuten
in der Kolonne 1 verweilt.
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Es ist demzufolge zweckmäßig, um eine gesteuerte Kristallisierung
erzielen zu können, den Durchmesser der Kolorele unterhalb des mit Tellerböden ausgestatteten
Teiles, wie schematisch in der Zeichnung dargestellt, größer zu wählen als im Bereich
der Böden, da die Größe und leichte Filtrierbarkeit der Kristalle mit dem Durchmesser
des Bodens der Kolonne paralell geht.
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Das Verfahren gemäß der Erfindung zehnet sich durch eine besondere
Wirtschaftlichkeit aus, insbesondere auch hinsichtlich des Stromverbrauches, und
ist einfach durchzuführen; die Produkte haben nur geringe. Verweilzeiten-innerhalb
der Anlage, was sich vor allem günstig auf die Qualität der Verfahrensprodukte auswirkt.
Weitere Vorteile- des Verfahrens gemäß der Erfindung bestehen vor allem darin, daß
infolge des Arbeitens mit im 1 löslichen Kühimitteln die Viskosität des Öles herabgesetzt
wird, daß die Filtriereigenschaften der Kristallsuspension durch den -Grad der Kühlung
beein flußt werden-können und daß darüber hinaus das Öl, das als Filtrat der Kristallsuspension
im Tank 11 gesammelt wird, unmittelbar als Verfahrensprodukt anfällt, da auch die
letzten Reste des Kühlmittels dort unter der Einwirkung der Vakuumpumpe 12 entfernt
werden. Hinzu kommt, daß die Filtriertemperatur selbst beispielsweise dadurch reguliert
und beeinflußt werden kann, daß durch Reduzieren der Menge der zu behandelnden Flüssigkeit
das Vakuum erhöht wird bzw.
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mehr Kühlmittel, bezogen auf das zu behandelnde Material,
mit
diesem in Berührung kommt.
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Bei einer Variante des Verfahrens gemäß der Erfindung, wie sie in
Fi. 2 unter Verwendung gleicher Bezugszeichen für die der Fig. 1 entsprechenden
Teile dargestellt ist,besteht die MöglichReit, unter entsprechender Variation von
Kühlmittel unct Menge deR zu behandelnden Öles auf den unteren Teil der Kolonne
1 zu verzichten, indem unmittelbar auf das Rotationsfilfer 9 der die Tellerböden
2 enthaltende obere Teil la der Kolonne aufgesetzt und das'Kühlmittel in den unteren
Teil des Rotationsfilters gepresst wird.
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Auch hierbei scheiden sich die kristallisierbaren Anteile des Öles
auf dem Filter ab, während das gereinigte Öl mittels des erzielten Druckes direkt
in den Tank 11 gepreßt wird.