DE2158755A1

DE2158755A1 - Oil purification system - with counterflow expansion of liquefied freon in oil

Info

Publication number: DE2158755A1
Application number: DE19712158755
Authority: DE
Inventors: Klaus Zondek
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1971-11-26
Filing date: 1971-11-26
Publication date: 1973-06-07

Abstract

Crystallizable components and impurities are removed from oil by introducing a coolant directly into the oil. A solvent which is mixable with the oil is vaporized in it. The oils is in counterflow contact with a pressurized liquefied gas which is partly soluble in it. The crystals formed by the temp. drop resulting from the gas expansion are removed from the oil in a vacuum or pressure filter. The coolant is a fluorinated hydrocarbon, carbon dioxide or nitrogen.

Description

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.Method and device for removing the crystallizable constituents and impurities from oils by crystallization Addition to patent, .. ,, ..,. Patent application P 21) 5 641.2 It has long been known that in edible oils especially at low temperatures the crystallizable higher paraffins in settle in the storage containers as undesirable turbidity. In addition, join-also Mineral oils that are used to operate vehicles and machines, at low temperatures, problems often arise as lines and in particular Valves through the paraffinic fractions that crystallize out at these temperatures clog. A wide variety of methods have already become known for this To eliminate undesirable constituents in the oils, the process in itself Have proven to be quite good in which the dewaxing and dewaxing of the oils are carried out The paraffins which have crystallized out in this process are frozen out and separated off. Numerous the processes known here are based on indirect cooling of the oil in suitable containers. When the desired temperatures are reached and crystallization occurs the paraffinic constituents are then separated off from these constituents Aern oil using normal filter presses. There are also known methods in which the paraffin fractions of the oil in scratch cups with indirect relaxation of a coolant to be deposited However, these Xrgrfahren have the disadvantage that the crystallized-parts through the material of the scratches ode-tX also the Walls are contaminated, which can be seen in a later desired further processing Of course, these paraffins are uncomfortably noticeable at night. New procedures, in which the crystallization occurs through direct cooling using a coolant is introduced directly into the oil to be purified, in direct current, in countercurrent or also by atomization, have proven to be far better. here are in particular the processes that are described in German patent applications P 20 56 422.1 and P 21 35 64i.2 are described, of importance in which a solvent is evaporated into the oil to be cleaned, in contrast to deu processes, which for example In the German patents 1 0 7; 3 448 and 1 255 tD4 are described and those for crystallizing that which can be separated from a liquid, crystallizable Substance a coolant that is immiscible with this liquid is used comes. These last-mentioned methods are not only very complex in terms of the process management and the equipment requirements, you have to worry about it in addition, in contrast to the procedures described in the two applications mentioned have not yet been able to enforce sufficiently in practice.

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.The present invention was based on the object of a method to develop that the disadvantages of previous methods zwn crystallize which does not have crystallizable fractions from the oils, with comparatively low expenditure on equipment, but at the same time simple and very safe and with more success than the previous procedures can be carried out.

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.The solution to this problem is to continue to remove the crystallizable Components and impurities from oils through continuous crystallization under the direct action of a cooling agent that is thereby marked is, that mari the d1 in countercurrent with one preferably in the oil at least partially soluble, pressurized liquefied gas in contact with the through the relaxation of the gas and the strong cooling of the liquid of all this crystallizing out Immediately feed substances into a filter and apply the crystals from the oil separated from vacuum or pressure.

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.With this method it is only possible by varying the amount of in countercurrent to the liquid to be cleaned, liquefied gas and the applied pressure is possible, the temperature within the liquid is arbitrary to adjust. There is also the option of changing the amount to be treated Liquid and by the time of its contact with that acting on it in countercurrent Gas increases the size of the crystals to be deposited in a comparatively simple manner steer.

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.The method according to the invention will. below in context explained in more detail with the drawings, the following remarks äuf the Refer to the procedure after the steady state has been reached. In the upper part la the column l equipped with plate trays 2, which has a cooling tower with expanded Bottom part lb represents, the oil to be cleaned will flow in from the storage tank 3 permit. The liquefied gas used as a coolant from the storage tank 5 is into the column from below via the valve 8 with decompression in countercurrent to the oil 1 introduced where the liquid located at the bottom of the column as a result of expansion the gas begins to boil while the upward flowing gas enters the column leaves overhead, pre-cools the oil flowing downwards in countercurrent, from which im lower area of the column at temperatures between about 100 and -40 ° C the crystallizable Shares are deposited as hard and easily filterable crystals The resulting mixture of oil and crystals is then drawn off at the foot of the column and transferred to the rotary filter 9, where the crystals from the oil that is in the tank 11 drains, under the action the vacuum pump 12 are separated. The crystallized fractions of the oil transferred from the filter into the tank 10 become there, releasing any gaseous coolant that may still be present, with heating liquefied and obtained as a by-product. The clear and from the tank 11 located Crystallizable fractions can be collected in storage containers or can be supplied for immediate further use.

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.The gas drawn off at the top of the column, which cools the oil is passed through the droplet separator 4, where possibly entrained molar fractions separated and from there in the upper part containing the plate bases.

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.Column 1 are recycled. Freed from liquid components Cooling gas as well as the other quantities of this gas, which from the tank 10 and the pump 12 can be brought in are sucked in total by the compressor 7 and in the condenser 6 are cooled and then enter the storage tank 5 as a liquefied gas, from which it is fed back into the process again in the manner described above can be.

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.To at the beginning. the required stationary inlet temperature of the process of the product on the rotary filter, it is advantageous to do this at the beginning to pump back the obtained filtrate of the tank-II in the bottom part of the column 1 and not to use it directly for further use.

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.The implementation of the method according to the invention takes place in entire system, with the exception of the container 5 for the pressurized liquefied Gas, subatmospheric pressure. With a certain possible overpressure is the same this through the valve 1), which is connected to the various parts and tanks of the Plant is in communication.

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.To carry out the method according to the invention can per se any coolant can be used, but those in cooking oil or Mineral soluble coolants are used, especially fluorine-containing hydrocarbons (Frigen), nitrogen, carbon dioxide and hydrocarbons such as propane.

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.When carrying out the method according to the invention, it has found to be essential that the oil to be cleaned at least 10 to 15 minutes lingers in column 1.

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.It is therefore useful to have a controlled crystallization to be able to achieve the diameter of the Kolorele below that equipped with plate bases Part, as shown schematically in the drawing, to be selected larger than in the area of the soils, as the size and easy filterability of the crystals with the diameter of the bottom of the column goes parallel.

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.The method according to the invention has a special feature Economy, especially with regard to power consumption, and is easy to perform; the products have only minor. Dwell times-within of the plant, which has a particularly positive effect on the quality of the process products. Further advantages of the method according to the invention are above all that as a result of working with coolants which are soluble in 1, the viscosity of the oil is reduced that the filtering properties of the crystal suspension by the degree of cooling can be influenced and that, in addition, the oil, which is the filtrate of the crystal suspension is collected in the tank 11, is obtained immediately as a process product, since the the last remnants of the coolant removed there under the action of the vacuum pump 12 will. In addition, it regulates the filter temperature itself, for example and that can be influenced by reducing the amount of liquid to be treated the vacuum is increased or

mehr Kühlmittel, bezogen auf das zu behandelnde Material, mit diesem in Berührung kommt.more coolant, based on the material to be treated, with this comes into contact.

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.In a variant of the method according to the invention, as shown in Fi. 2 using the same reference numerals for those corresponding to FIG Parts is shown, there is the possibility with corresponding variation of Coolant and amount of the oil to be treated on the lower part of the column 1 to do without by directly on the rotary filter 9 of the plate bases 2 containing upper part la of the column placed and das'Kühlmittel in the lower Part of the rotary filter is pressed.

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.Here, too, the crystallizable parts of the oil are separated on the filter, while the purified oil by means of the achieved pressure directly is pressed into the tank 11.

Claims

P a t e n t a n s p r ü c h e

1) - Process for removing the crystallizable constituent parts and contamination from oils through continuous crystallization under the direct action of a coolant, characterized in that the oil is in Countercurrent with a preferably at least partially soluble in oil, under pressure standing liquefied gas in contact, which is caused by the expansion of the gas and the strong cooling of the liquid from these crystallizing substances directly fed to a filter and the crystals of the oil using vacuum or pressure separates.

2) Method according to claim 1> characterized in that as Coolant fluorinated hydrocarbons (Frigen), carbon dioxide or nitrogen used.

3) Process according to claim 1 and 2, characterized in that one The crystals deposited on the filter are liquefied by the application of heat and the paraffins obtained in this way are isolated as a by-product.

4) Device for performing the method according to claim 1 to 3, consisting essentially of a ii.i upper part (la) with plate bases (2) equipped column (1) with an enlarged bottom part (1b), which has a pressure percentile (8) with a storage tank (5) containing the cooling liquid to be introduced > - a cm rotary filter (9) and a droplet separator (4) in connection stands, as well as collecting containers (10, 11) for the liquid withdrawn from the rotary filter and crystalline components of the oil.

5) device according to claim 4, characterized in that the droplet separator (4), the oil collection container (11) via the vacuum pump (12) and the crystallized Oil content receiving container (10) via lines to the compressor (7) and the Cooler (6) are connected by their interaction with those from the droplet separator (4) j from the cleaned oil and from the oil that may have been liquefied by heat coolant residues separated by paraffinic fractions of the oil as well as overhead the coolant withdrawn from the column is liquefied.

L e r s e i t e