DD268969A1 - Verfahren zur entparaffinierung von mineraloelen und kohlenwasserstoffgemischen - Google Patents

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Entparaffinierung von Mineraloelen und Kohlenwasserstoffgemischen mit Hilfe selektiver Loesungsmittel und unter Anwendung tiefer Temperaturen. Ziel der Erfindung ist die Entwicklung eines Verfahrens zur Entparaffinierung von insbesondere Schmieroelkomponenten, das sich durch hohe Filterleistungen, hohe Oelausbeuten, gute Gatschqualitaeten und damit eine verbesserte Wirtschaftlichkeit auszeichnet. Das erfindungsgemaesse Verfahren ist dadurch charakterisiert, dass das paraffinhaltige Einsatzoel in einer Kristallisationskolonne mittels Loesungsmittel direkt gekuehlt, die entstehende Suspension unter Abtrennung des Paraffingatsches filtriert, das Filtrat in Kristallisatoren indirekt gekuehlt und ein weiterer Paraffingatsch in einer zweiten Filtrationsstufe abgetrennt wird, wobei in den Filtrationsstufen eine Filterkuchenwaesche mit Loesungsmittel erfolgt.

Description

Anwendungsgebiet der Erfindung

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Entparaffinierung von Mineralölen und Kohlenwasserstoffgemischen, insbesondere von Schmierölen, mit Hilfe selektiver Lösungsmittel und unter Anwendung tiefer Temperaturen.

Charakteristik der bekannten technischen Lösungen

Es ist bekannt, Schmierölkomponenten zur Absenkung ihres Stockpunktes zu entparaffinieren. Bei den klassischen Verfahren, die mit Hilfe selektiver Lösungsmittel arbeiten, wird das Einsatzöl an verschiedenen Stellen des Kristallisationsprozesses mit Lösungsmittel verdünnt; gleichzeitig wird die entstehende Suspension, bestehend aus Lösungsmittel, öl und Paraffinkristalion, abgekühlt.

Als selektives Lösungsmittel kommen häufig Gemische aus zwei Komponenten, wie Aceton/Toluen, Methylethylketon/Toluen oder Mothylethylketon/Methylisobutylketon zum Einsatz.

Als Kristallisatoren werden meist Schaberkristallisatoren eingesetzt.

Die Kühlung der Suspension erfolgt zunächst durch kaltes Filtrat im Gegenctrom und danach durch ein verdampfendes Kältemittel.

Die Paraffinkristalle werden in einer mehrstufigen, meist zwei- bis vierstufigen Filtration abgetrennt. In der ersten Stufe fällt als Kaltfiltrat das Lösungsmittel-Öl-Gemisch an, das zur Abtrennung des entparaffinierten Schmieröles destillativ aufgearbeitet

Der Paraffingatsch der ersten Stufe wird beim zweistufigen Verfahren nochmals mit Lösungsmittel angemaischt und der zweiten

Filterstufe zugeführt. Nach erfolgter Lösungsmitteldestillation fällt ein Paraffingatsch an, der noch ölmengcn von 20 bis 50 Ma.-% enthält.

Zur Absenkung des Ölgehaltes ist die Anwendung weiterer Filterstufen erforderlich, die den klassischen Entparaffinierungsprozeß insgesamt energie- und kostenintensiv machen.

Es ist weiterhin bekannt, daß paraffinhaltige öle durch Direktkühlung mittels kaltem Lösungsmittel in einer Kristallisationskolonno, dio Rühreinrichtungen besitzt, entpar affiniert werden können, wie dies beispielsweise in US-PS 3773650 und in DE-OS 2747477 beschrieben ist. Dabei wird das paraffinhaltige Einsatzöl stufenweise verdünnt und gekühlt, und es entsteht ein Paraffin-öl-Lösungsmittel-Gemisch, in dem die Paraffinkristalle eine solche Struktur besitzen, die zu hohen Filtrationsgeschwindigkeiten und zu hohen Ausbeuten an entparaffiniertem Öl führen. Dieser Voi teil wird zum Teil wieder in den nachfolgenden Kristallisatoren beseitigt. Bei der weiteren indirekten Abkühlung der Suspension kommt es zu öleinschlüssen, die-die Paraffinkristallstruktur erheblich verschlechtern. Die Vorteile bezüglich Filtrationsgeschwindigkeit können deshalb nicht vollständig genutzt werden. Der gute Entölungseffakt beim Gatsch wird zum Teil wieder beseitigt.

Ziel der Erfindung

Ziel der Erfindung ist die Entwicklung eines Verfahrens zur Entparaffinierung von Mineralölen und Kohlenwasserstoffgemischen, insbesondere von Schmierölkomponenten, das sich durch hohe Filterleistungen, hohe Ölausbeuten sowie gute Gatschqualitäten auszeichnet und damit eine hohe Wirtschaftlichkeit aufweist.

Wesen der Erfindung

Aufgabo der Erfindung ist es, durch geeignete technologische Maßnahmen bei der Entparaffinierung die Einsatzölkühlung, die Paraffinkristallisation und die Gatschfiltration derart zu verändern, daß durch eine bestimmte Prozeßführung die Abtrennung von Paraffinen mit einem geringen Ölgehalt bei maximaler Ausbeute an entparaffiniertem öl erreicht wird. Erfindungsgemäß wird die Aufgabe mit einem Verfahren gelöst, das, im wesentlichen dadurch charakterisiert ist, daß das paraffinhaltige Einsatzöl in einer Kristallisationskolonne 2 bis 3 Masseteilen Lösungsmittel bezogen auf 1 Masseteil Einsatzöl direkt gekühlt, wobei das sich bildende Lösungsmittel-Öl· Paraffin-Komisch in der Kristallisationskolonne auf eine Zwischentemperatur von 10 bis - 5, vorzugsweise 5 bis O⁰C abgekühlt wird, danach aus der Kolonne entfernt und einer ersten Filtrationsstufe zugeführt wird, wo ein lösungsmittelhaltiger Paraffingatsch I vom Lösungsmittel-Öl-Gemisch I bei einer Filterkuchenwäsche von 0,2 bis 1, vorzugsweise 0,4 bis 0,8 Ma.'seteilen Lösungsmittel bezogen auf 1 Masseteil Einsatzöl abgetrennt wird, anschließend das Lösungsmittel-Öl-Gemisch) in Kristallisatoren bis auf eine Endtemperatur, die vom erforderlichen Stockpunkt des entparaffinierten Öles abhängig ist und zwischen -15 und -35⁰C liegt, indirekt abgekühlt und dann einer zweiten Filtrationsstufe zugeführt wird, wo ein lösungsmittelhaltiger Paraffingatsch Il vom Lösungsmittel-Öl-Gemisch Il bei einer Filterkuchenwäsche von 0,1 bis 0,8, vorzugsweise 0,2 bis 0,6 Masseteilen Lösungsmittel bezogen auf 1 Masseteil Einsatzöl abgetrennt wird, und danach in bekannter Weise aus dem Lösungsmittel-Öl-Gemisch Il destillativ das entparaffiiiierte Öl sowie aus den beiden Paraffingatschlc'sungen I und Il in getrennten Strängen oder zusammen in einem Strang destillativ der ölhaltige Paraffingatsch gewonnen wird.

Es wurde gefunden, daß durch die direkte Abkühlung des paraffinhaltigen Einsat/öles in der Kristallisationskolonne auf eine bestimmte Zwischentemperatur eine Suspension entsteht, die sich sehr gut filtrieren läßt und aus der ein lösungsmittelhaltiger Paraffingatsch I mit einem geringen ölgehalt anfällt. Die weitere indirekte Abkühlung des abgetrennten Filtrates I auf die erforderliche Endtemperatur erfolgt bei einer weiteren, aber geringeren Paraffinausscheidung gegenüber den bekannten Verfahren und damit auch mit geringerem Energieverbrauch. Die anschließende Abtrennung des lösungsmittelhaltigen Paraffingatsches Il vom Filtrat Il führt zwar zu einem Gatsch Il mit einem höheren Ölgehalt als beim Gatsch I, auf Grund der Mengenverhältnisse in den beiden Filtrationsstufen ist die Ausbeute an entparaffiniertem Öl jedoch höher als bei den bekannten Verfahren. Der anfallende Paraffingatsch I ist von sehr guter Qualität. Der Ölgehalt der Mischung aus Gatsch I und Il liegt unter den Werten der Gatsche, die nach den bekannten zweistufigen Verfahren hergestellt werden.

Ausführungsbeispiele Die Erfindung soll nachstehend an einigen Ausführungsbeispielen näher erläutert werden. Beispiel 1 Zur Herstellung einer Schmierölkomponente wird ein hydriertes Vakuumdestillat entparaffiniert. Dieses Destillat hat folgende

Kennwerte:

Dichte bei 2O⁰C = 877 kg/m³, Viskosität bei 100⁰C = 7,7mmVs, Stockpunkt = 4O⁰C, Flammpunkt = 244⁰C. Das Destillat wird erfindungsgemäß in einer Kristallisationskolonne durch das Einspritzen von kaltem Lösungsmittel direkt

gekühlt, wodurch es zur Paraffinausscheidung kommt.

Als selektives Lösungsmittel wird ein Gemisch aus Methylethylketon und Toluen im Verhältnis von 1:1 verwendet. Folgende Parameter werden in der Kristallisationskolonne eingestellt; Anzahl der Lösungsmittel-Einspritzstelljn = 13, Temperatur des Einsatzöles = 48⁰C, Temperatur des Lösungsmittels = -20¹C, Verdünnung = 2.5 Masseteile Lösungsmittel bezogen auf 1 Masseteil Einsatzöl,

Zwischentnmperaiür dar Suspension (Kolonnensumpf) = 5⁰C. Die Suspension wird einer ersten Fiftrationsstufe zugeführt. Die Trennung erfolgt in einen lösungsmittelhaltigen Paraffingatsch I und ein L Ösungsmittel-Öl-Gemisch I. Bei der Filtration wird der Filterkuchen mit kaltem Lösungsmitte! im Verhältnis von 0,6 Masseteilen Lösungsmittel zu 1 Masseteil Einsatzöl gewaschen. Das Lösungsmittel-Öl-Gemisch I wird anschließend indirekt in einem Kristalüsator auf eine Endtemperatur von -22⁰C abgekühlt, woboi es zur weiteren Paraffinausscheidiing kommt. Diese Suspension gelangt dann zur zweiten Filtrationsstufe und wird in einem lösungsmittelhaltigen Paraffingatsch Il und ein Lösungsmittel-Öl-Gemisch Il getrennt. Die Filterkuchenwäsche mit kaltem Lospngsmittel erfolgt im Verhältnis von 0,5 Masseteilon Lösungsmittel zu 1 Masseteil Einsatzöl. Nach der destülativen Entfernung des Lösungsmittels fallen folgende Produkte an: Paraffingatsch I: Ausbeute - 14Ma.-%, Olgehalt = 6Ma.-%, Paraffingatsch II: Ausbeute = 8Ma.-%,Ölgehalt = 37Mn.-%, entparaffiniertes Öl: Ausbeute: 78Ma.-%, Stockpunkt = -15⁰C.

Beispiel 2 Zur Herstellung einer Schmierölkomponente wird ein phenolraffiniertes Rückstandsöl entparaffiniert, das folgende Kennwerte Dichte bei 5O⁰C = 884kg/m³. Viskosität bei 100⁰C = 27,6 mm'/s, Stockpunkt = 53⁰C, Flammpunkt = 285⁰C. Das Rückstandsöl wird erfindungsgemäß in einer Kristallisationskolonne analog Beispiel 1 direkt gekühlt. Folgende Parameter

werden in der Kolonne eingestellt: Anzahl der Lösungsmittel-Einspritzstellen = 13,

Temperatur des Einsatzöles = 55⁰C, Temperatur des Lösungsmittels = -25⁰C, Verdünnung = 3 Masseteile Lösungsmittel bezogen auf 1 Masseteil Einsatzöl, Zwischentemperatur der Suspension (Kolonnensumpf) = 4⁰C. Die Suspension wird einer ersten Fittration otufe zugeführt und

in lösungsmittelhaltigen Paraffingatsch I und Lösung&mittel-Öl-Gemisch I getrennt. Das Lösungsrv ttel-ÖI-Gemisch I gelangtdann in einen Kristalüsator, wo die indirekte Kühlung auf einn Endtemperatur von -3O⁰C erfolg. Die entstehende Suspension

wird dann in einer zweiten Filtrationsstufe in lösungsmittelhaltigen Paraffingatsch Il und Lösungsmittel-Öl-Gemisch Il getrennt.

Die Filterkuchenwäsche in beiden Stufen erfolgt analog Beispiel 1. Nach der destülativen Entfernung des Lösungsmittels fallen folgende Produkte an: Paraffingatsch I: Ausbeute = 15Ma.-%, Ölgehalt = 13Ma.-%, Paraffingatsch II: Ausbeute = 8,5Ma.-%, Ölgehalt = 14Ma.-%,

entparaffiniertes Öl: Ausbeute = 76,5Ma.-%, Stockpunkt = -18⁰C.

Dem erfindungsgemäßen Verfahren gemäß Beispiel 1 und 2 werden die Ergebnisse der Entparaffinierung nach dom klassischen

zweistufigen Verfahren gegenübergestellt.

Bei der Entparaffinierung des hydrierten Vakuumdestillates werden mit dem gleichen Lösungsmittel^smisch bei einer Verdünnung von 2,5 Masseteilen Lösungsmittel bezogen auf 1 Masseteil Einsatzöl und bei einer indirekten Abkühlung des Einsatzöles bzw. der entstehenden Suspension von 48 auf -22⁰C in hintereinandergeschalteten Kristallisatoren sowie durch

eine sich anschließende Filtration, in der jeweils ein» Filterkuchenwäsche analog Beispiel 1 durchgeführt wird, folgende

Produkte erhalten: Paraffingatsch: Ausbeute = 23Ma.-%, ölgehalt = 30,5Ma.-%,

entparaffiniertes Öl: Ausblute: 77Ma.-%, Stockpunkt = -13⁰C.

Bei der Entparaffinierung des phenolraffinierten Rückstandsöles werden mit dem gleichen Lösungsmitf algernisch bei einer Verdünnung von 3 Masseteilen Lösungsmittel bezogen auf 1 Masseteil Einsatzöl und bei einer indirekten Abkühlung des Einsatzöles bzw. der entstehenden Suspension von 55 auf -30"C In ί,ίηίβι oinanuoryeschaiieien Kristallisatoren sowie durch

eine sich anschließende Filtration, in der jeweils eine Filterkuchenwäsche analog Beispiel 1 durchgeführt wird, folgende

Produkte erhalten: Paraffingatsch: Ausbeute = 26,5Ma.-%, Ölgehalt = 24,5Ma.-%,

entpardffiniertes Öl: Ausbeute = 73,5 Ma.-%, Stockpunkt = -19°C.

Das erfindungsgemäße Verfahren hat gegenüber den bekannten Verfahren folgende Vorteile:

— Herstellung von entparaffinieren Ölen mit höherer Ausbeute,

— Herstellung von Paraffingatschen mit geringerem Ölgehalt und damit höherer Qualität,

— Verbesserung der Wirtschaftlichkeit das Entparaffinierungsverfahrens.

Claims (5)

1. Verfahren zur Entparaffinierung von Mineralölen und Kohlenwasserstoffge»'.tischen durch direkte Kühlung des paraffmhaltigen Einsatzöles in einer Kristallisationskolonne, die Rühreinrichtungen besitzt und in die an verschiedenen Stellen kaltes Lösungsmittel eingespritzt wird, indirekte Kühlung

. der Suspension in Kristallisatoren, Trennung des Paraffingatsches vom Filtrat mittels Filtration und destillative Abtrennung des Lösungsmittels vom entparaffinierten Öl und Paraffingatsoh, gekennzeichnet dadurch, daß das paraffinhaltige Einsatzöl in einer Kristallisationsko jnne bei einer Verdünnung von 1,5 bis 4 Masseteilen Lösungsmittel bezogen auf 1 Masseteil Einsatzöl direkt gekühlt, wobei das sich bildende Lösungsmittel-Öl-Paraffin-Gemisch in der Kristallisationskolonne auf eine Zwischentemperatur vor· 10 bis -5°C abgekühlt wird, danach aus der Kolonne entfernt und einer ersten Filtrationsstufe zugeführt wird, wu ein lösungsmittelhaltiger Paraffingatsch I vom Lösungsmittel-Öl-Gemisch I bei einer Filterkuchenwäsche von 0,2 bis 1 Masseteilen Lösungsmittel bezogen auf 1 Masseteil Einsatzöl abgetrennt wird, anschließend das Lösungsmittel-Öl-Gemisch I in Kristallisatoren bis auf eine Endtemperatur, die vom erforderlichen Stockounkt des entparaffinierten Öles abhängig ist und zwischen -15 und -35⁰C liegt, indirekt abgekühlt und dann einer zweiten Filtrationsstufe zugeführt wird, wo ein lösungsmittelhaltige Paraffingatsch Il vom Lösungsmittel-Öl-Gemisch Il bei einer Filterkuchenwäsche von 0,1 bis 0,8 Masseteilen Lösungsmittel bezogen auf 1 Masseteil Einsatzöl abgetrennt wird, und danach in bekannter Weise aus dem Lösungsmittol-Öl-Gemisch Il destillativ das entparaffinierte Öl sowie aus den beiden Paraffingatschlösungen I und Il in getrennten Strängen oder zusammen in einem Strang destillativ der ölhaltige Paraffingatsch gewonnen wird.

2. Verfahren nach Punkt 1, gekennzeichnet dadurch, daß die Verdünnung in der Kristallisationskolonne 2 bis 3 Masseteile Lösungsmittel bezogen auf 1 Masseteil Einsatzöl beträgt.

3. Verfahren nach Punkt 1, gekennzeichnet dadurch, daß die Lösungsmittel-Öl-Paraffin-Mischung in der Kristallisationskolonne auf eine Zwischentemperatur von 5 bis O⁰C abgekühlt wird.

4. Verfahren nach Punkt ^gekennzeichnet dadurch, daß die Abtrennung in der ersten Filtrationsstufe bei einer Filterkuchenwäsche von 0,4 bis 0,8 Masseteilen Lösungsmittel bezogen auf 1 Masseteil Einsatzöl erfolgt.

5. Verfahren nach Punkt 1, gekennzeichnet dadurch, daß die Abtrennung in der zweiten Filtrationsstufe bei einer Filterkuchenwäsche von 0,2 bis 0,6 Masseteüen Lösungsmittel bezogen auf 1 Masseteil Einsatzöl erfolgt.