-
Verfahren zur Abtrennung von eiaer oder mehreren festen Substanzen
aus ihren Gemischen mit 01
Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur
Abtrennung von einer oder mehreren festen Substanzen, wie festen Kohlenwasserstoffen
oder kom--plexen Kohlenwasserstoffverbindungen aus ihren Gemischenfz. B. einer Suspension)
mit Öl, insbesondere zum Entparaffinieren paraffinhaltiger Öle oder zum Entfernen
von Öl aus ölhaltigern Paraffin.
-
Es ist bereits früher vorgeschlagen - worden, feste Substanzen
aus ihrem Gemisch mit Öl, ge7-gebenenfalls unter Anwendung eines Lösungsmittels
zur Abtrennung des -Öles, dadurch abzuscheiden, daß man das Gemisch mit einer Hilfsphase
in Berührung bringt, die kaum oder garnicht mit dem Öl mischbar ist, und.
zwar unter solchen Umständen, daß die feste Substanz in die Hilfsphase übergeht
oder daß zumindest die Hilfsphase die Ölphase von der festen Substanz abdrängt.
Die Ölphase wird dann abgetrennt und der gegebenenfalls verflüssigte feste Stoff
aus zum mindesten einem Teil der Hilfsphase abgeschieden. Der feste Stoff wird dabei
gewöhnlich zunächst von einem Überschuß an Hilfsphase befreit und anschließend zusammen
miit dem Rest der Hilfsphase erwärmt, bis der feste Stoff schmilzt, worauf die beiden
flüssigen Phasen, z. B. durch Dekantieren, voneinarider. getrennt werden.
-
Die Durchführung dieses Verfahrens erfordert jedoch im allgemeinen
einen beträchtlichen Aufwand
für das Erwärmen und Kühlen; unter
gewissen Umständen tritt dabei ein bemerkenswerter Lösungsmittelverlust ein.
-
Das Verfahren nach der Erfindung ermöglicht es nun, die Kosten für
das Kühlen und Erwärmen und bzw. oder den Verlust an Öllösungsmittel (falls ein
solches angewandt wird) auf einem möglichst niedrigen Stand zu halten.
-
Gemäß dem Verfahren nach der Erfindung kann dies dadurch erreicht
werden, daß man zum mindesten einen Teil der benutzten Hilfsphase mit dem zu behandelnden
01 oder dem Gemisch von 01 und Feststoff in Berührung bringt, und
zwar vorzugsweise im Gegenstrom.
-
Soll eine während der Durchführung des Verfahrens erwärmte wäßrige
Hilfsphase im Gegenstrom für das Verfahren benutzt werden (wobei diese Phase beispielsweise
anfällt, wenn der feste Stoff durch Erwärmen des Gemisches Feststoff und Hilfsphase
verflüssigt und dann von der Hilfsphase abgetrennt wird), so wird es sich oftmals
als vorteilhaft erweisen, die Hilfsphase zuvor in einem Kühlturm zu kühlen, Bei
den älteren Verfahren wird zum Schluß eine gewisse Menge gebrauchter, gegebenenfalls
erwärmter Hilfsphase« erhalten. Es dürfte irn> allgemeinen wünschenswert erscheinen,
diese Hilf sphase in das Verfahren zurückzuführen, um dadurch oberflächenaktive
Stoffe und möglicherweise andere ebenfalls in dieser Phase anwesende Stoffe, wie
Demulgierungsmittel und Alkalilösung, einzusparen; manchmal jedoch erscheint es
vorteilhafter, stets frische Hilfsphase zu verwenden.
-
Gewöhnlich wird der größere Teil der Hilfsphase in den Proz-eß zurückgeführt
und ein Teil der Hilfsphase aus dem Kreislauf entweder kontinuierlich -Oder in Teilmengen
abgezogen. Die Hilfsphase wird sich nämlich allmählich mit unerwünschten Stoffen,
wie Naphthensäuren, Phenolaten usw., anreichern; um die Konzentration dieser Verunreinigungen
niederzuhalten, kann ein Teil der Hilfsphase abgezogen und entweder in Teilmengen
oder kontinuierlich durch frische Hilfsphase ersetzt werden. -
Wenn bei dem
Verfahren ein Lösun-smittel für das 01 benutzt wird, wird sich das Lösungsmittel
fast immer bis zu einem gewissen Grad in der Hilfsphase lösen bzw. darin in Form
einer Emulsion erscheinen.
-
Wird die Hilfsphase im Verlauf des Verfahrens, beispielsweise um die
nachfolgende Abtrennung des (verflüssigien) festen Stoffes zu unterstützen, erwärmt,
so verbraucht diese Erwärmung eine beträchtliche Energiemenge, wobei dann das Kühlen,
dem die Hilfsphase vor ihrer Zurückführung in den Prozeß unterworfen werden muß,
weitere Energie kogtet.
-
Um die Kosten für das Kühlen zu verringern, könnte man einen Kühlturrn
anwenden, worin das Kühlen durch teilweise Verdampfung der Hilfsflüssigkeit infolge
eines daran entlang geführten Luftstromes durchgeführt wird. Die Anwendung eines
solchen Kühlturmes kann praktisch natürlich nur in solchen Fällen in Betracht4.ommen,
wo eine wäßrige Hilfsphase verwendet wird. Wird jedoch in diesem Fall ein Lösungsmittel
verwendet das einen dem Dampfdruck des Wassers gleichen oder einen höheren Dampfdruck
aufweist, was praktisch bei jedem Lösungsmittel der Fall ist, so verdampft der größene
Teil des in der Hilfsphase anwesenden Lösungsmittels im Kühlturm.
-
Durch Anwendung des Verfahrens nach der Erfindung läßt sich nun eine
beträchtliche Einsparung an Energie oder Lösungsmittel bzw. an beiden gleichzeitig
erreichen.
-
Dies geschieht dadurch, daß der aus dem Verfahren abzuziehende Anteil
an Hilfsphase auf geeignete Weise mit Öl (bzw. einem Öl-Feststoff-Gemisch)
in Berührung gebracht Wird, das noch nicht behandelt ist, wobei die in der Hilfsphase
vorhandene Menge Lösungsmittel beinahe quantitativ in das 01 übergeht.
-
Das Kühlen der Hilfsphase erfolgt dadurch, daß man erwärmte Hilfsphase
mit noch zu behandelndem Öl bzw. Ausgangsgemisch in Berührung bringt. Dadurch
wird zugleich das Ausgangsgemisch erwärmt, was beispielsweise bei der Entparaffinierung
von 01 von Vorteil ist, da das ursprüngliche Öl-Paraffin-Gemisch, insbesondere
bei Abwesenheit eines Lösungsmittels, in der Regel bis zur Bildung einer einzigen
flüssigen Phase erwärmt und erst später gekühlt wird.
-
Wenn ein Kühlturm der oben angegebenen Art benutzt wird, läßt sich
auf Grund der als erstes darin durchgeführten Berührung mit dem Öl ein Lösungsmittelverlust
während des Kühlens der Hilfsphase vermeiden.
-
Soll das Lösungsmittel aus der Hilfsphase in das noch zu behandelnde
Öl übergehen, so wird das 01
vorzugsweise zunächst mit der -gebniuchten
Hilfsphase in Berührung gebracht, während das Lösungsmittel dem zu behandelnden
Öl erst später zugemischt wird. Es ist jedoch manchmal, beispielsweise bei
der Behandlung von zähflüssigen Ölen, angebracht, schon vorher wenigstens einen
Teil des Lösungsmittels zuzufügen.
-
Besonders günstige Ergebnisse werden erhalten, wenn 01 bei
ungefähr Zimmertemperatur entparaffiniert wird, wie sich aus der später zu erörternden
Durchführungsforrn des Verfahrens ergibt. Wird das-Verfahren bei niedrigerer-Temperatur
durchgeführt, so kann man zum Vorkühlen einen Kühlturm benutzen und dann die Hilfsphase
in einer Kühlanlage bis zu der gewünschten Temperatur weiter herunterkühlen.
-
Darüber hinaus kann man den Wärmeaustausch zwischen der Hilfsphase
und dem Ausgangsgemisch auch mittels indirekten Austausches durchführen.
-
Die Hilfsphase.wird häufig nieht mit der ganzen Menge des zu behandelnden
Öls, sondern nur mit einem Teil des Gesamtdurchflusses in Berührung gebracht.
-
B c i s p ie 1
Zwecks Abtrennung von festern Paraffin
aus paraffinhaltigern Öl wird das auf die Entparaffinierungstemperatur
(z.
B. 30') gekühlte Gemisch aus Ausgangsmaterial und Lösungsmittel (z. B. Dichloräthan)
in ein Mischgefäß i aufgegeben, dem über Leitung i i außerdemeine wasserhaltige
Hilf sflüssigkeit zugeführt wird. Die wäßrige Hilfs'flüssigkeit enthält einen oberflächenaktiven
Stoff und einen Demulgator. Nach dem Mischen, wobei vorübergehend eine 01-in-Wasser-Emulsion
gebildet wird, läßt man die Emulsion in einem Absitzgefäß 2 zu einer 01 und
Lösungsmittel enthaltenden Phase einerseits und eine-,-Wasser und festes Paraffin
enthaltenden Phase andererseits absitzen. Die Ölphast wird über- Leitung 12 abgezogen
und daraus das Lösungsmittel von dem entparaffinierten Öl durch Destillation
getrennt.
-
Die das Paraffin mitführende wäßrige Phase wird in einen- Separator3
übergeführt, worin das feste Paraffin soweit als möglich daraus abgeschieden wird.
Dies kann beispielsweise durch Dekantieren oder Filtrieren geschehen. Die wäßrige
Phase wird Über Leitung 13 unmittelbar in den Prozeß zurückgeführt. Die so erhaltene
schwammige, wasserhaltige Paraffinphase wird in einer Heizvorrichtung 4 auf etwa
8o' erwärmt, wobei sich zwei flüssige Schich ten bilden, die sich in einem Absitzgefäß
5 leicht voneinander trennen lassen. Das flüssige Paraffin wird über Leitung
14 zur weiteren Behandlung zwecks Erzeugung von festem Paraffin abgezogen.
-
Die heiße wäßrige Hilfsphase aus dem Absitzgefäß 5, in welcher
während der Durchführung des Verfahrens eine gewisse Menge Dichloräthan gelöst bzw.
emulgiert wurde, wird nun, geimäß dem Verfahren der Erfindung, über Leitung 15 in
eine Kolonne 6 geleitet, wo sie mit dem ursprünglichen 01,
d.-h. praktisch
mit einem Gemisch aus Öl und festem Paraffin, in Berührung gebracht wird.
Das verhältnismäßig kalte Öl wird dabei über Leitung 16 zugeführt und be-wegt
sich im Gegenstrom mit der heißen Hilfsphase. Dies bewirkt, daß das in der Hilfsphase
gelöste Lösungsmittel (Dichloräthan) beinahe vollständig in das 01 übergeht,
darüber hinaus wird das Öl gleichzeitig in gewissem Umfang vorgewärmt.
-
Wenn in der Kolonne 6 Paraffin in die wäßri-e Phase übergeht,
was allerdings im allgemeinen nicht vorkommt, ist es ratsam, das Paraffin zunächst
der wäßrigen Phase zu entziehen; es kann in die Heizvorrichtung 4 übergeführt werden.
-
Die wäßrige Hilfsphase wird über Leitung 17 in einen Kühlturm
9 aufgegeben, wo sie durch Verdampfung mittels daran entlang geführter Luft
auf die notwendige Temperatur (30') gekühlt wird.
-
Der betreffende Anteil der Hilfsphase wird über Leitung 18 in das
Verfahren zurückgeführt. über Leitung ig wird eine zusätzliche Menge Wasser bzw.
wäßrige Hilfsphase eingeführt, um den Verlust auszugleichen.
-
Wäre das Dichloräthan nicht in Kolonne 6 e2#trahiert worden,
so wäre es zum größten Teil im Kühlturm durch Verdampfung verlorengegangen. Dieser
'Jerlust wird durch die oben beschriebenen Maßnahmen vermieden.
-
Das Öl aus Kolonne 6 wird in Vorrichtung 7 mit
über Leitung 20 zugeführtern Dichloräthan vermischt und bis zur Bildung einer einheitlichen
flüssigen Phase erwärmt, worauf es in der Kühl vorrichtung 8 langsam auf
30' heruntergekühlt wird, so daß sich festes Paraffin aus der Ölphase abscheidet.
Der so erhaltene Schlamm aus Öl und festem Paraffin wird in das Mischgefäß
i übergeführt.