DD268970A1 - Verfahren zur entparaffinierung von paraffinhaltigen oelen und kohlenwasserstoffgemischen - Google Patents

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Entparaffinierung von paraffinhaltigen Oelen 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 geringe Energiekosten auszeichnet und damit eine hohe Wirtschaftlichkeit aufweist. Das erfindungsgemaesse Verfahren ist dadurch charakterisiert, dass das paraffinhaltige Einsatzoel in einer Kristallisationskolonne durch an verschiedenen Stellen und in einem bestimmten Verhaeltnis eingespritztes kaltes Loesungsmittel und Maischfiltrat mit einem hohen Loesungsmittelanteil direkt gekuehlt, die entstehende Suspension in Kristallisatoren indirekt tiefgekuehlt und der Paraffingatsch in einer zweistufigen Filtration vom Loesungsmittel-Oel-Gemisch abgetrennt wird, wohl das Maischfiltrat der zweiten Filterstufe als Verduennungsmittel zur Kristallisationskolonne zurueckgefuehrt wird.

Description

Anwendungsgebiet der Erfindung

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Entparaffinierung von paraffinhaltigen Ölen und Kohlenwiisserstoffgemischan, 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 d&s Kristallisationsprozesses mit Lösungsmittel verdünnt, gleichzeitig wird die entstehende Suspension, bestehend aus Lösungsmittel, Öl und Paraffinkristallen, abgekühlt. Als selektive Lösungsmittel kommen häufig Gemische aus zwei Komponenten, wie Aceton/Toluen. Methylethylketon/Toluen oder Methylethylketcn/Methylisobutylketon zum Einsatz. Als Kristallisatoren werden meist Schaberkristallisatoren eingesetzt. Die Kühlung der Suspension erfolgt zunächst durch kalte» Filtrat im Gegenstrom 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 dos entparaffinierten Schmieröles destillativ aufgearbeitet wird. Der Paraffingatsch der ersten Stufe wird beim ,zweistufigen Verfahren nochmals mit Lösungsmittel angemaischt und der zweiten Filterstufe zugeführt.

Das in der zweiten Filtrationsstufe anfallende Maischfiltrat verwendet man als letzte partielle Verdünnung bei der indirekten Abkühlung der Suspension im Kristallisationsprozeß bis zur Filtrationstemperatur der ersten Stufe. Der lösungsmittelhaltige Paraffingatsch der zweiten Stufe wird destillativ aufgearbeitet. Dabei fällt ein Paraffingatsch an, der noch Ölmengen von 20 bis Ma.-% enthält.

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

Es ist weiterhin bekannt, daß paraffinhaltige Öle durch Direktkühlung mittels kaltem Lösungsmittel in einer Kristallisationskolonne, die Rühreinrichtungen besitzt, entparaffiniert werden können, wie dies beispielsweise in US-PS 3773650

und DE-OS 2747477 beschrieben ist. Dabei wird das paraffinhaltige Einsatzöl stufenweise verdünnt und gekühlt, und es entsteht ein Paraffin-Öl-Lösungsmittel-Gomisch, in dem die Paraffinkristalle eine solche Struktur besitzen, die zu hohen Filtrationsgeschwindigkeiton und zu hohen Ausbeuten an entparaffiniertem Öl führen. Dieser Vorteil 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.

Dergute Entölungseffekt beim Gatsch wird zum Teil wieder beseitigt. Ein weiterer Nachteil dieser bekannten Verfahren ist die Tatsache, daß bei der Direktkühlung des Einsatzproduktes in der Kristallisationskolonne eine große Menge an kaltem Lösungsmittel erforderlich ist. Die Bereitstellung dieses kalten Lösungsmittels erfordert Kälteenergie und damit hohe Xosten. Nach DE-AS 2117174 wirr/ das in der zweiten Filtrationsstufe anfallende Filtrat dem Lösungsmittel zugesetzt, das zur Direktkühlung eingesetzt wird, um die erforderliche Frischlösungsmittelmenge zu reduzieren. Ein Nachteil dieser Lösung ist, daß durch die tiefen Lösungsmitteltemperaturen Paraffinbestandteile aus dem ölhaltigen Lösungsmittel auskristallisieren können, was zur Verstopfung der Einspritzdüsen an der Kristallisationskolonne führen würde.

Ziel der Erfindung

Ziel der Erfindung if.t die Entwicklung eines Verfahrens zur Entparaffinierung von paraffinhaltigen Ölen und Kohlenwasserstoffgemischen, insbesondere von Schmk rölkomponenten, das sich durch geringe Energiekosten auszeichnet und damit eine hohe Wirtschaftlichkeit aufweist.

Darlegung des Wesens der Erfindung

Aufgabe der Erfindung ist es, durch eine geeignete technologische Prozeßführung bei der Paraffinkristallisation die zur Entparaffinierung erforderliche Lösungsmittelmenge zu reduzieren und damit eine Einsparung an Kälte- und Wärmeenergiekosten zu erreichen.

Erfindungsgemäß wird die Aufgabe mit einem Verfahren gelöst, das im wesentlichen dadurch charakterisiert ist, daß das paraffinhaltige Einsatzöl in einer Kristallisationskolonne durch eine erste Verdünnung mit 0,3 bis 1,2, vorzugsweise 0,5 bis 1,0 Masseteilen Lösungsmittel, durch eine zweite Verdünnung mit 0,7 bis 1,2 Masseteilen Maischfiltrat mit einem Lösungsmittelgehalt von mindestens 90Ma.-% und durch eine dritte Verdünnung mit 0,6 bis 2,4, vorzugsweise 0,8 bis 2,0 Massoteilen Lösungsmittel, jeweils bezogen auf 1 Masseteil Einsatzöl, direkt gekühlt, wobei das sich bildende Lösungsmittel-Öl-Paraffingemisch in der Kristallisationskolonne auf eine Zwischentemperatur von 10 bis-10, vorzugsweise 5 bis-5⁰C abgekühlt wird, danach aus der Kolonne entfernt, in Kristallisatoren bis auf eine Endtemperatur, die vom Stockpunkt des entparfiffinierten Öles abhängig ist und zwischen -15 und -35°C liegt, indirekt abgekühlt und dann einer ersten Filtrationsstufe zugeführt wird, wo ein lösungsmihelhaltiger 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 der Paraffingatsch I mit 0,2 bis 0,8 Masseteilen Lösungsmittel bezogen auf 1 Masseteil Einsatzöl angemaischt und einer zweiten Filtrationsstufe zugeführt wird, wo ein lösungsmittelhaltiger 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, danach das Lösungsmittel-Öl-Gemisch Il als Maischfiltrat zur zweiten Verdünnung in die Kristallisationskolonne rückgeführt und in bekannter Weise aus dem Lösungsmittel-Öl-Gemisch I destillativ das entparaffinierte öl sowie aus der Paraffingatschlösung Il der ölhaltige Paraffingatsch gewonnen wird.

Es wurde gefunden, daß bei der direkten Abkühlung des paraffinhaltigen Einsatzöles in der Kristallisationskolonne durch kaltes Lösungsmittel und Maischfiltrat aus der zweiten Filtrationsstufe die erforderliche Lösungsmittelmenge reduziert werden kann, ohne daß sich der Kristallisationsprozeß verschlechtert, wonn das Maischfiltrat mindestens 90 Ma.-% Lösungsmittel enthält und an der beschriebenen Stelle in die Kristallisationskolonne eingespritzt wird.

Bei gleichen Produktausbeuten und -qualitäten wie beim bekannten Standard-Direktkühlverfahren gemäß DE-OS 2747477 wird bei dem erfindungsgemäßen Verfahren durch die Reduzierung der Lösungsmittelmenge Kälteenergie in der Stufe der Lösungsmittelkühlung und bei Berücksichtigung des gesamten Entparaffinierungsprozesses auch Wärmeenergie in der Stufe der destillativen Abtrennung des Lösungsmittels vom entparaffinieren Öl eingespart. Damit zeichnet sich das erfindungsgemäße Verfahren durch geringere Energiekosten gegenüber den bekannten Verfahren aus.

Ausfuhrungsbeispiel Die Erfindung soll nachstehend an einem Ausführungsbeispiel näher erläutert werden. Zur Herstellung einer Schmierölkomponente wird ein hydriertes Vakuumdestillat entparaffiniert. Dieses Destillat hat folgern 'e

Kennwerts:

Dichte bei 20 ⁰C = 877 kg/m³, Viskosität bei 100⁰C = 7,7mmVs, Stockpjnkt = 4O⁰C, Flammpunkt = 244⁰C. Das Destillat wird erfindungsgemäß in einer Kristallisationskolonne durch das Einspritzen von kaltem Lösungsmittel und von Maischfiltrat aus der zweiten Filtrationsstufe 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: Temperatur des Einsatzöles = 48⁰C,

erste Verdünnung = 0,6 Masseteile Lösungsmittel bezogen auf 1 Masseteil Einsatzöl,

Temperatur des Lösungsmittels = -25⁰C,

Einspritzstellen für erste Verdünnung = erste bis sechste Einspritzdüse, gerechnet vom Kolonnenkopf aus, zweite Verdünnung = 1 Masseteil Maischfiltre» bezogen auf 1 Masseteil Einsatzöl, Temperatur des Maischfiltrates = -S⁰C Lösungsmittelgehalt des Maischfiltrates = 90Ma.-%

Einspritzstellen für zweite Verdünnung = siebente bi3 neunte Einspritzdüse, gerechnet vom Kolonnenkopf aus, dritte Verdünnung = 1,6 Masseteile Lösungsmittel bezogen auf 1 Masseteil Einsatzöl, Temperatur des Lösungsmittels = -25⁰C,

Einspritzstellen für dritte Verdünnung = zehnte bis dreizehnte Einspritzdüse, gerechnet vom Kolonnenkopf aus, Zwischentemperatur der Suspension (Kolonnensumpf) = 2⁰C.

Die Suspension wird danach in einem Kristallisator auf eine Endtemperatur von -22⁰C indirekt abgekühlt und dann eine' ersten Filtrationsstufe zugeführt, wo ein lösungsmittelhaltiger Paraffingatsch I vom Lösungsmittel-Öl-Gemisch I bei einer Filterkuchenwäsche von 0,6 Masseteilen Lösungsmittel bezogen auf 1 Masseteil Einsatzöl abgetrennt wird. Der lösungsmittelhaltige Paraffingatsch I wird anschließend mit 0,3 Masseteilen Lösungsmittel bezogen auf 1 Masseteil Einsatzöl angemaischt und einer zweiten Filtrationsstufe zugeführt, wo ein lösungsmittelhaltiger Paraffingatsch Il vom Lösungsmittel-Öl-Gemisch Il bei einer Filterkuchenwäsche von 0,5 Masseteilen Lösungsmittel bezogen auf 1 Masseteil Einsatzöl abgetrennt wird.

Das Lösungsmittel-Öl-Gemisch Il gelangt als Maischfiltrat zur Kristallisationskolonne zurück und wird als zweite Verdünnung verwendet.

Nach der destillativen Abtrennung des Lösungsmittel*· fallen folgende Produkte an:

Paraffingatsch II: Ausbeute = 22,5Ma.-%, ölgehalt = 24Ma.-%, entparaffiniertes öl: Ausbeute = 77,5Ma.-%, Stockpunkt = -15⁰C. Die Lösungsmittelmenge für die Kristallisationskolonne beträgt demzufolge 2,2 Masseteile bezogen auf 1 Masseteil Einsatzöl, und als gesamter Lösungsmittelbedarf füi das erfindi ngsgemäße Verfahren ergibt sich ein Wert von 3,6 Masseteilen bezogen auf 1 Masseteil Einsatzöl.

Dem erfindungsgemäßen Verfahren gemäß Ausführungsbeispiel werden die Ergebnisse der Entparaffinierung nach dem aus dem Stand der Technik bekannten Direktkülilverfahren mit zweistufiger Filtration gegenübergestellt. Bei der Entparaffinierung des hydrierten Vakuumdestillates werden mit dem gleichen Lösungsmittelgemisch bei einer Verdünnung von 2,5 Mässeteilen Lösungsmittel bezogen auf 1 Masseteil F.insatzöl in der Kristallisationskolonne, wobei das Einsatzöl mit einer Temperatur von 48⁰C eintritt und die Suspension mit einer Temperatur von 2⁰C austritt, bei einer indirekten Abkühlung dieser Suspension in einem Kristallisator bis auf eine Endtemperatur von -22⁰C, wobei der Suspension vor diesem Kristallisator das Maischfiltrat aus der zweiten Filtrationsstufe in einer Mengo von 1 Masseteil Maischfiltrat bezogen auf 1 Masseteil Einsatzöl zugegeben wird, sowie durch eine sich anschließende zweistufige Filtration, wobei der Filterkuchen in der ersten Stufe mit 0,6 Masseteilen Lösungsmittel bezogen auf 1 Masseteil Einsatzöl gewaschen, der Paraffingatsch der ersten Stufe mit 0,3 Masseteilen Lösungsmittel bezogen auf 1 Masseteil Einsatzöl angemaischt und der Filterkuchen in der zweiten Stufe mit 0,5 Masseteiicn Lösungsmittel bezogen suf 1 Masseteil Einsatzöl gewaschen wird, folgende Produkte erhalten. Paraffingatsch II: Ausbeute = 22,5Ma.-%, Ölgehalt = 24,5Ma.-%, entparaffiniertes Öl: Ausbeute = 77,5Ma.-%, Stockpunkt = -15⁰C. Die Lösungsmittelmenge für die Kristallisationskolonne beträgt 2,5 Masseteile bezogen auf 1 Masseteil Einsatzöl, und als gesamter Lösungsmittelbedarf für das Verfahren des Standes der Technik ergibt sich ein Wert von 3,9 Masseteilen bezogen auf 1 Masseteil Einsatzöl.

Mit dem erfindungsgemäßen Verfahren gemäß Ausführungsbeispiel werden gegenüber dem bekannten Verfahren 0,3 Masseteile Lösungsmittel bezogen auf 1 Masseteil Einsatzöl bzw. 7,7Ma.-% eingespart, wodurch sich die Energiekosten des Entparaffinierungsverfahrens erheblich verringern

Das erfindungsgemäße Verfahren hat gegenüber den bekannten Direktkühlverfahren zur Entparaffinierung folgende Vorteile:

— Senkung der zur Kristallisation erforderlichen Menge an kaltem Lösungsmittel,

— Einsparung von Kälte- und Wärmeenergie und damit Verbesserung der Wirtschaftlichkeit des Entparaffinierungsverfahrens.

Claims (4)

1. Verfahren zur Entparaffinierung von paraffinhaltigen Ölen und Kohlenwasserstoffgemische r. durch direkte Kühlung des paraffinhaltigen Einsatzöles in einer Kristallisationskolonne, die Rühreinrichtungen besitzt und in die an verschiedenen Stellen kaltes Verdünnungsmittel eingespritzt wird, indirekte Kühlung der Suspension in Kristallisatoren, Trennung des Paraffingatsches vom Filtrat mittels Filtration und Jestillative Abtrennung des Lösungsmittels vom entparaffinierten Öl und Paraffingatsches vom Filtrat mittels Filtration und destillative Abtrennung des Lösungsmittels vom entparaffinierten Öl und Paraffingatsch, gekennzeichnet dadurch, deß das paraffinhsltige Einsatzöl in einer Kristallisationskolonne durch eine erste Verdünnung mit 0,3 bis 1,2 Masseteilen Lösungsmittel, durch eine zweite Verdünnung mit 0,7 bis 1,2 Masseteilen Maischfiltrat mit einem Lösungsmittelgehalt von mindestens 90 Ma,- % und durch eine dritte Verdünnung mit 0,6 bis 2,4 Masseteilen Lösungsmittel, jeweils bezogen auf 1 Masseteil Einsatzöl, direkt gekühlt, wobei das sich bildende Lösungsmittel-Öl-Paraffin-Gamisch in der Kristallisationskolonne auf eine Zwischentemperatur von 10 bis -10⁰C abgekühlt wird, danach aus der Kolonne entfernt, in Kristallisatoren bis auf eine Endtemperatur, die vom Stockpunkt des entparaffinierten Öles abhängig ist und zwischen -15 und -35°C liegt, indirekt abgekühlt und dann einer ersten Filtrationsstufe zugeführt wird, wo ein lösungsmittelhaltiger Paraffingatsch (vom Lösungsmittel-Öl-Gemisch I bei einer Filterkuchenwäsche von 0,2 bis 1 Masseteilen Lösungsmittel bezogen auf 1 Masseteil Einsatzöl abgetrennt wird, anschließend der Paraffingatsch I mit 0,2 bis 0,8 Masseteilen Lösungsmittel bezogen auf 1 Masseteil Einsatzöl angemaischt und einer zweiten Filtrationsstufe zugeführt wird, wo ein lösungsmittelhaltiger Paraffingatsch Il vom Lösungsmittel-Öl-Gemisch Il bei einer Filterkuchenwäsche von 0,"> bis 0,8 Masseteilen Lösungsmittel bezogen auf 1 Masseteil Einsatzöl abgetrennt wird, danach das Lösungsmittel-Öl-Gemisch Il als Maischfiltrat zur zweiten Verdünnung in die Kristallisationskolonne rückgeführt und in bekannter Weise aus dem Lösungsmittel-Öl-Gemisch I destillativ das entparaffiniertt Öl sowie aus der Paraffingatschlösung Il der ölhaltige Paraffingatsch gewonnen wird.

2. Verfahren nach Punkt 1, gekennzeichnet dadurch, daß die erste Verdünnung in dor Kristallisationskolonne 0,7 bis 1 Masseteil Lösungsmittel bezogen auf 1 Masseteil Einsatzöl oeträgt.

3. Verfahren nach Punkt 1, gekennzeichnet dadurch, daß die dritte Verdiinnung in der Kristallisationskolonne 0,8 bis 1,8 Massteile Lösungsmittel bezogen auf \ Massoteil Einsatzöi beträgt.

4. Verfahren nach Punkt 1, gekennzeichnet dadurch, daß die Lösungsmittel-Öl-P'iraffin-Mischung in der Kristallisationskolonne auf eine Zwischentemperatur von 5 bis -5⁰C abgekühlt wird.