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Verfahren und Vorrichtung zur Trennung der in Ablaugen der Mineralölraffination enthaltenen verseiften und unverseiften
Bestandteile voneinander
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Schwefelsäure nur sehr schwer angegriffen werden, so dass eine Überführung der Salze in die freien Säuren schwierig ist.
Die vorliegende Erfindung bezieht sich nun auf ein Verfahren und auf eine Vorrichtung zur Trennung der in Ablaugen der Mineralölraffination enthaltenen, verseiften und unverseiften Bestandteile voneinander. Das erfindungsgemässe Verfahren besteht hiebei im wesentlichen darin, dass die Ablauge, gegebenenfalls nach einer Vorwärmung, in an sich bekannter Weise auf eine Temperatur erhitzt wird, bei welcher die flüchtigen Bestandteile verdampfen, wobei aber diese Temperatur im wesentlichen unterhalb der Zersetzungstemperatur der verseiften Bestandteile liegt, und dass nach Verdampfung und Abscheidung der flüchtigen Bestandteile die nichtflüchtigen, halbfesten bzw. festen Bestandteile durch Zufuhr vonNassdampf bzw. einem übersättigten Lösungsmitteldampf auf einen gewünschten Flüssigkeitgehalt gebracht werden.
Auf diese Art ist es in einfacher Weise möglich, aus den Abfallaugen der Mineralölindustrie Salze der Erdölsäuren abzutrennen, welche je nach der Menge des den nichtflüchtigen Bestandteilen zugeführten Lösungsmitteldampfes einen beliebig einstellbaren Flüssigkeitsgehalt aufweisen. Als übersättigter Lösungsmitteldampf kann hiebei übersättigter Wasserdampf oder ein beliebiger anderer übersättigter Lösungsmitteldampf verwendet werden, wobei man dann eben in dem einen Falle eine wässerige Salzlösung und im ändern Falle eine Salzlösung in einem beliebigen andern Lösungsmittel erhält. Die so erhaltenen Salzlösungen lassen sich in einfacher Weise ohne Schwierigkeiten in die entsprechenden freien Erdölsäuren, z. B. in die freien Naphthensäuren, überführen.
Beim erfindungsgemässen Verfahren erzielt man ausserdem gegenüber bekannten Verfahren eine weitgehendere Trennung zwischen Unverseiftem und Verseiftem und damit einen grösseren Reinheitsgrad der Neutralöle einerseits und der Erdölsäuren anderseits. Es hat sich erwiesen, dass bei Durchführung des erfindungsgemässen Verfahrens ein Reinheitsgrad der Erdölsäuren von 9fP/o und mehr ohne Schwierigkeiten erreichbar ist. Ausserdem treten beim erfindungsgemässen Verfahren, welches unter schonenden Bedingungen durchgeführt wird, gegenüber einem Schmelzverfahren wesentlich geringere Verluste auf. Das erfindungsgemässe Verfahren kann praktisch verlustfrei durchgeführt werden.
Erfindungsgemäss wird die Ablauge bei Atmosphärendruck auf Temperaturen von 150 bis 450 C, vorzugsweise auf Temperaturen von 250 bis 3300 C, erhitzt. Bei Anwendung anderer Drücke ändern sich die Temperaturgrenzen entsprechend.
Die Verdampfung und Abscheidung der flüchtigen Bestandteile kann unter den verschiedensten Druck- bedingungen durchgeführt werden. Zweckmässig erfolgt die Verdampfung und Abscheidung der flüchtigen Bestandteile bei Atmosphärendruck oder unter Vakuum. Die Verdampfung unter Vakuum hat den Vorteil, dass die Erhitzungstemperaturen geringer gehalten werden können, bedingt aber gegenüber einer Verdampfung bei Atmosphärendruck erhöhte Kosten für die zur Durchführung des Verfahrens verwendete Einrichtung. Es besteht auch die Möglichkeit, die Verdampfung und Abscheidung unter Überdruck durchzuführen.
Das erfindungsgemässe Verfahren kann chargenweise durchgeführt werden, vorzugsweise wird man aber die Einbringung, gegebenenfalls die Vorwärmung und die Erhitzung der Ablauge auf eine Temperatur, bei welcher die Verdampfung der flüchtigen Bestandteile erfolgt, sowie die Abscheidung und Ausbringung der nichtflüchtigen Bestandteile kontinuierlich durchführen.
Gemäss einer besonders bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemässen Verfahrens wird der gesamte Prozess, nämlich die Einbringung, gegebenenfalls die Vorwärmung und die Erhitzung der Ablauge auf eine Temperatur, bei welcher die Verdampfung der flüchtigen Bestandteile erfolgt, sowie die Abscheidung der nichtflüchtigen Bestandteile und die Ausbringung dieser Bestandteile, im kontinuierlichen Anschluss an eine kontinuierliche Entsäuerung von Mineralölen oder Mineralölfraktionen durchgeführt.
Zweckmässig werden dann im kontinuierlichen Anschluss die gereinigten, nichtflüchtigen Bestandteile kontinuierlich durch Ansäuern in die freien Säuren umgewandelt. Auf diese Weise wird ein besonders einfach durchzuführendes und höchst wirtschaftliches Verfahren ermöglicht. Die Ausbringung der nichtflüchtigen, verseiften Bestandteile erfolgt vorzugsweise durch Strahlpumpenwirkung, wobei der den nichtflüchtigen Bestandteilen zugeführte, übersättigte Lösungsmitteldampf als Fördermittel verwendet wird.
Um das Verfahren in wärmewirtschaftlicher Hinsicht zu verbessern, wird zweckmässig der Wärmeinhalt der flüchtigen Bestandteile zur Vorwärmung der Ablauge verwendet. Hand in Hand mit dieser Vorwärmung der Ablauge durch die abgetrennten flüchtigen Bestandteile kann eine fraktionierte Kondensation dieser flüchtigen Bestandteile erfolgen.
Die erfindungsgemässe Einrichtung ist im wesentlichen gekennzeichnet durch zumindest einen zur Erhitzung der Ablauge verwendeten Ofen, gegebenenfalls einen oder mehrere diesem Ofen bzw. diesen Öfen vorgeschaltete Wärmeaustauscher, zumindest einen Evaporator und einen oder mehrere In diesen
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wirkende, den Flüssigkeitsgehalt der nichtflüchtigen Bestandteile regelnde und ihre Ausbringung bewirkende Ejektoren.
Vorzugsweise ist der Ejektor von einem in einen Ausbringungsstutzen des Evaporators hineinragenden Rohr oder einer Düse gebildet, welches bzw. welche die unmittelbare Ausbringung der festen oder halbfesten, im Evaporator abgeschiedenen Bestandteile fördert, wobei die Verflüssigung, soweit nicht schon im Evaporator eingetreten, im Bereich und nach der Ejektormündung erfolgt.
Die Erfindung bietet den Vorteil der vollen Kontinuität, welche beliebige Durchsatzmengen ermöglicht, und vermeidet das bei bekannten Verfahren auftretende lästige Schäumen. Dadurch, dass die Salze der Eraölsäuren bis zum Ende des Prozesses in flüssigkeitshaltiger Form vorliegen, sind sie praktisch ) keinen Zersetzungsreaktionen ausgesetzt, und die anfallenden Produkte sind daher von hervorragender Qualität. Der Flüssigkeitsgehalt der verseiften, nichtflüchtigen Bestandteile kann je nach den Erfordernissen der Weiterverarbeitung eingestellt und diesen Erfordernissen angepasst werden, und diese Bestandteile fallen in einer Form an, in welcher sie ohne Schwierigkeiten in die entsprechenden freien Säuren umgewandelt werden können.
In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel der erfindungsgemässen Einrichtung schematisch dargestellt.
Mit 1 ist in der Zeichnung eine Zuleitung für die in der Mineralölindustrie bei der Entsäuerung von Rohöl bzw. dessen Fraktionen anfallende Ablauge bezeichnet. Diese Ablauge wird mittels einer Pumpe 2 in eine Leitung 3 durch Wärmeaustauscher 4 und 5 gefördert. In einem Überhitzer 6, welchem eine Wärmequelle 7 zugeordnet ist, ist die Leitung 3 in Form einer Schlange 8 geführt. Die Schlange setzt sich in einer Leitung 9 fort, welche in einen Evaporator 10 einmündet. Die im Überhitzer 6 auf eine Temperatur von 150 bis 4500 C erhitzte Ablauge gibt beim Eintritt in den Evaporator 10 ihre flüchtigen Bestandteile, also im wesentlichen ihren Wassergehalt und das in ihr enthaltene Neutralöl, ab. Die nichtflüchtigen Bestandteile, welche im wesentlichen aus den verseiften sauren Bestandteilen bestehen, scheiden sich in Form einer halbfesten bis festen Masse ab.
In den Evaporator 10 mündet eine Zuleitung 11 für übersättigten Lösungsmitteldampf, wie beispielsweise übersättigten Wasserdampf. Diese Zuleitung 11 mündet mit einem Ejektor 12 in einen Ablassstutzen 13 des Evaporators 10. Durch die Ejektorwirkung werden die im Evaporator 10 anfallenden nichtflüchtigen Bestandteile durch den Ablassstutzen 13 ausgetragen und es wird ihnen hiebei gleichzeitig der gewünschte Flüssigkeitsgehalt erteilt.
Die mehr oder minder konzentrierte Lösung der nichtflüchtigen Bestandteile, welche Im wesentlichen Salze der Erdölsäuren sind, kann anschliessend einer kontinuierlichen Ansäuerung zum Zwecke der Freimachung der Erdölsäuren zugeführt werden. Die vom Neutralöl und dem Wasser der Ablauge gebildeten flüchtigen Bestandteile werden durch eine Leitung 14 in den Wärmeaustauscher 5 geführt, in welchem sie die in den Überhitzer 6 eintretende Ablauge vorwärmen und gleichzeitig einer fraktionierten Kondensation unterworfen werden. Im Wärmeaustauscher 5 kondensiert hiebei das Neutralöl, welches durch eine Leitung 15 abgeführt wird, während der Wasserdampf in den Wärmeaustauscher 4 geführt wird, in welchem er zur Vorwärmung der Abfallauge verwendet wird.
Aus dem Wärmeaustauscher 4 wird der Wasserdampf, gegebenenfalls schon teilweise kondensiert, durch eine Leitung 17 und einen Kühler 18 geführt und durch einen Ablassstutzen 21 ausgebracht. Der Kühler 18 ist mit einem Einlass 19 und einem Ablass 20 für das Kühlwasser versehen.
Das erfindungsgemässe Verfahren sei nun an Hand von zwei Ausführungsbeispielen näher erläutert.
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bares 24, 5 Gew.-%, NZ 169 mg KOH/g, NZ der gasölfreien Säuren 213) wird über die Pumpe 2 und die Wärmeaustauscher 4,5 In den Überhitzer 6 gepumpt. Die Schlange 8 im Überhitzer 6 besteht aus 60 m Rohr mit 10 mm Durchmesser. Der auf 300 C erhitzte Einsatz verlässt den Überhitzer drucklos und wird in einem Evaporator 10 (Höhe 2000 mm, Durchmesser 500 mm) in flüchtige und nichtflüchtige Bestandteile getrennt. Die Seifen fallen zu Boden und werden mit einem Nassdampfinjektor 12 verflüssigt und ausgebracht.
Es fallen 40 l pro Stunde einer praktisch gasölfreien, in kaltem Zustand dickflüssigen Natriumnaphthenatlösung (Gesamtabscheidbares49Gew.-%, NZ 210,5, NZ der gasölfreien Säuren 213) an. Das Gasöl (etwa 5 l/Stunde) wird im Wärmeaustauscher 5 kondensiert, der Abdampf im Wanne- austauscher 4 und im Nachkühler 18. Das anfallende Gasöl ist verkaufsfertig.
Beispiel 2 : 100 l pro Stunde Gasölnaphthenseifenlauge (Gesamtabscheidbares 23,8 Gew.-%, NZ 175, NZ der gasölfreien Säure 219) wird über die Pumpe 2 und die Wärmeaustauscher 4 und 5 in den Überhitzer 6 gepumpt, auf 2500 C erwärmt und im Evaporator 10 getrennt. Im Evaporator fallen 24 1 pro Stunde einer viskosen Natriumnaphthenatlösung (Gesamtabscheldbares 80 Gew.* NZ 213, NZ der gasölfreien Säuren 219) an. Das Gasöl (etwa 4, 5 I/Stunde) wird Im Wärmeaustauscher 5 kondensiert, der Abdampf im Wärmeaustauscher 4.
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Die Farbe der mit Schwefelsäure freigesetzten Naphthensäure bleibt durch diesen Prozess unverändert.
Vakuumdestillation mit 85 Vol. -0/0 Abnahme ergab helle Fraktionen mit NZ von 270 bis 180.
PATENTANSPRÜCHE :
1. Verfahren zur Trennung der in Ablaugen der Mineralölraffination enthaltenen, verseiften und un- verseiften Bestandteile voneinander, dadurch gekennzeichnet, dass die Ablauge, gegebenenfalls nach einer Vorerwärmung, in an sich bekannter Weise auf eine Temperatur erhitzt wird, bei welcher die flüchtigen Bestandteile verdampfen, wobei aber diese Temperatur im wesentlichen unterhalb der Zerset- zungstemperatur der verseiften Bestandteile liegt, und dass nach Verdampfen und Abscheidung der flüchtigen Bestandteile die nichtflüchtigen, halbfesten bzw. festen Bestandteile durch Zufuhr von Nassdampf bzw. übersättigtem Lösungsmitteldampf auf einen gewünschten FlUssigkeitsgehalt gebracht werden.