DE1470656C

DE1470656C - Verfahren zur Herstellung von Bitumen

Info

Publication number: DE1470656C
Authority: DE
Inventors: Dirk Den Haag; Krom Cornells Jan Amsterdam; Kanbier (Niederlande)
Original assignee: Shell Internationale Research Maatschappij BV
Current assignee: Shell Internationale Research Maatschappij BV
Publication date: 1972-12-07

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung von Bitumen durch Destillation eines Gemisches aus Asphaltenen und einem Rückstandsöl.

Die Herstellung von Bitumen durch Vermischen von Asphaltenen mit einem Rückstandsöl ist bekannt. Bei einer bekannten Arbeitsweise zur Herstellung eines solchen Bitumens werden Asphaltene aus einem Mineralölrückstand durch Zusetzen eines Fällungsmittels und Zentrifugieren der erhaltenen Suspension in zwei in Reihe hintereinandergeschalteten Zentrifugen abgetrennt, wobei eine zusätzliche Menge Fällungsmittel vor dem zweiten Zentrifugieren zugesetzt wird. Die so erhaltene Suspension, die hauptsächlich aus Fällungsmittel und Asphaltenen besteht, wird mit einem Lösungsmittel für Asphaltene vermischt, worauf die erhaltene Lösung mit einem Destillationsrückstand vermischt wird. Aus dem erhaltenen Gemisch wird, das Bitumen durch Entfernen des Lösungsmittels und

ίο des Fällungsmittels hergestellt. Ein Nebenprodukt des Zentrifugierprozesses ist ein Gemisch aus entasphaltenisiertem Öf und Fällungsmittel, aus welchem das öl gewonnen wird.

Ein Nachteil dieses Verfahrens besteht darin, daß sowohl ein Lösungsmittel als auch ein Fällungsmittel angewandt werden muß. Diese beiden Mittel sind in der Endstufe des Prozesses gleichzeitig vorhanden und müssen bei der Aufarbeitung getrennt werden. Das Weglassen des Lösungsmittels soll ernstliche Nachteile haben.

Es ist ein anderes Verfahren bekannt, bei welchem Asphaltene mit Hilfe von Hydrozyklonen aus einem Rückstandsöl entfernt werden, wobei ein Fällungsmittel für die Asphaltene verwendet wird. Eine mögliehe Anwendungsform der so hergestellten Asphaltene besteht darin, daß sie zur Herstellung von Bitumen aus Asphaltenen und Öl verwendet werden können. Die Erfindung betrifft ein zusammengesetztes Verfahren zur Herstellung von Bitumen aus Asphaltenen, bei welchem gleichzeitig ein fast aschefreies und asphaltenfreies Öl erhalten wird. Das Verfahren verbindet infolge seines Aufbaues eine wirksame Arbeitsweise mit einem hohen Grad von Anpassungsfähigkeit. Gegenstand der Erfindung ist ein Verfahren zur Herstellung von Bitumen durch Destillation eines Gemisches aus Asphaltenen, bei dem aus einem Rückstandsöl mit Hilfe eines Fällungsmittels eine Asphaltensuspension hergestellt und diese Suspension mittels üblicher Feststoff-Flüssigkeits-Trennverfahren in einer oder mehreren Stufen konzentriert wird. Das Verfahren ist dadurch gekennzeichnet, daß das Asphaltenkonzentrat mit einem Rückstandsöl versetzt wird und daß aus dem erhaltenen Gemisch durch Destillation restliches Fällungsmittel und eine Ölfraktion abgetrennt werden und das Bitumen als Bodenprodukt gewonnen wird. Das aschefreie und asphaltenfreie Öl wird teilweise bei der Abtrennung der Asphaltene aus dem Rückstandsöl erhalten, wobei das Öl noch Fällungsmittel enthält, das durch Destillation entfernt werden kann, und teilweise während der Destillation des Gemisches von Asphaltenen und Rückstandsöl.

Ein besonders interessanter Punkt bei dem Verfahren gemäß der Erfindung ist seine große Anpassungsfähigkeit, welche die Herstellung von Bitumen jeden Härtegrades ermöglicht, wie es für den Straßenbau u. dgl. gebraucht wird, ohne von dem gewählten Ausgangsmaterial abhängig zu sein. Dies wird dadurch erreicht, daß das Mischungsverhältnis von Asphaltenen und Rückstandsöl sowie die Destillation des Gemisches je nach Erfordernis geändert werden können. Ein anderer Vorteil, der sich aus der Verbindung der Abtrennung von Asphaltenen und der Herstellung von Bitumen ergibt, besteht darin, daß die Asphaltene in Form einer Suspension erhalten werden, die sich leicht mit dem Rückstandsöl vermischen läßt. Dies ist für die Herstellung von Bitumen von Bedeutung, weil das Auflösen solcher halbfester Asphaltene in einem Rückstandsöl ein Problem für sich ist. Ein weiterer Vorteil

des Verfahrens besteht darin, daß das Vermischen der Suspension von Asphaltenen und Rückstandsöl keine besonderen Maßnahmen erfordert. Die Anwendung eines Lösungsmittels für die Asphaltene ist nicht erforderlich.

Beim Zugeben des Fällungsmittels zu dem Rückstandsöl wird eine Suspension von Asphaltenen in einer Mischung von Öl und Fällungsmittel gebildet. Aus dieser wird ein Konzentrat erhalten, das aus einer Suspension der Asphaltene in Fällungsmittel besteht. Diese Suspension enthält noch öl und eine homogene Phase, die aus praktisch asphaltenfreiem Öl und Fällungsmittel zusammengesetzt ist. Zu deren Trennung kann jede beliebige Methode angewandt werden. Die erhaltene Suspension von Asphaltenen in —> hauptsächlich — Fällungsmittel wird nach Konzentrierung mit einem Rückstandsöl vermischt, und von dem erhaltenen Gemisch werden die leichtesten Komponenten durch Destillation entfernt. Etwa noch vorliegendes Fällungsmittel kann dann ebenfalls wiedergewonnen werden. Eine s"ölche Destillation liefert einerseits ein aschefreies und asphaltenfreies Öl und andererseits das Bitumen, welches hinsichtlich seiner Eigenschaften einem halbgeblasenem Bitumen ähnelt und eine Härte aufweist, die nicht nur durch das Mischungsverhältnis von Asphaltenen und Rückstandsöl bestimmt wird, sondern auch durch das Ausmaß, in welchem die leichten Bestandteile des Rückstandsöls durch Destillation entfernt werden.

Für die Konzentrierung der Asphaltensuspension sind Hydrozyklone außerordentlich geeignet. Insbesondere beim Arbeiten im großtechnischen Maßstab nach dem erfindungsgemäßen Verfahren ist die Anwendung von Hydrozyklonen anderen Trennungsmitteln, wie den Zentrifugen, bei weitem vorzuziehen.

Das Verfahren nach der Erfindung wird weiter unter Bezugnahme auf das schematische Fließdiagramm gemäß F i g. 1 erläutert, nach dem das Rückstandsöl, welches mit den erhaltenen Asphaltenen vermischt wird, das gleiche Rückstandsöl ist wie dasjenige, aus dem die Asphaltene erhalten worden waren, wobei das Trennungsmittel der Asphaltensuspension ein Hydrozyklon ist.

Das Ausgangsmaterial wird durch Leitung 1 eingeführt und dann in zwei Ströme 2 und 3 geteilt. Durch Leitung 5 wird das Fällungsmittel dem Strom 2 zugeführt, worauf das Gemisch durch den Hydrozyklon 4 geleitet wird. Vom Boden des Hydrozyklon wird eine Asphaltensuspension gewonnen, welche zusammen mit dem Strom 3 des Ausgangsmaterials, der durch den Erhitzer 20 erhitzt worden ist, in die Destillationskolonne 7 geleitet wird. Hier wird die Hauptmenge des Fällungsmittels entfernt und durch Leitung 10 zurückgeführt. Das Bodenprodukt der Kolonne 7 wird durch die Leitungen 8 und 9 in die Destillationskolonne 15 geführt, aus welcher das gewünschte Bitumen abgeleitet wird, wobei das noch vorhandene Fällungsmittel im Kreislauf durch die Leitungen 19 und 13 zurückgeführt wird. Der Kopfstrom des Hydrozyklons 4, welcher aus einer Lösung von entasphaltenisiertem, aschefreiem Öl und Fällungsmittel besteht, wird im Separator 12 zerlegt in Fällungsmittel, das durch Leitung 13 zurückgeführt wird, und Öl, welches über Leitung 14 mit Öl aus der Kolonne 15 vermischt und durch Leitung 18 abgeführt wird. Dieses Öl ist als aschefreies Heizöl oder als Ausgangsmaterial für ein Heizöl mit geringer Asche sehr geeignet.

Geeignete Rückstandsöle, aus welchen die Asphaltene erhalten werden können, und geeignete Rückstandsöle, welchen die erhaltenen Asphaltene zugesetzt werden, sind Rückstandsmineralölfraktionen, die durch direkte Destillation von Rohölen hergestellt S worden sind. Die Rückstände können durch thermische oder katalytisch^ Spaltprozesse erhalten worden sein. Wenn ein Rohöl einen geringen Gehalt an flüchtigen Komponenten hat, kann es als Ausgangsmaterial für das Verfahren nach Entfernen durch Destillieren von

ίο lediglich den flüchtigsten Komponenten verwendet werden. Vorzugsweise werden Fraktionen mit einem Siedebeginn von mindestens 300° C verwendet.

Geeignete Fällungsmittel für die Gewinnung der Asphaltene und der Asche bildenden Bestandteile sind Flüssigkeiten, in welchen Asphaltene sich, wenn überhaupt, schwer lösen. Beispiele sind aliphatische Kohlenwasserstoffe mit gerader oder verzweigter Kette, wie Pentan, Hexan, Heptan und Isooctan, cyclische aliphatische Kohlenwasserstoffe, wie Methylcyclohexan

ao und Dimethylcyclopentan, und polare Flüssigkeiten, wie Diäthyläther und Äthylacetat, sowie Gemische von Flüssigkeiten.

Zum Ausfällen von Asphaltenen und aschebildenden Bestandteilen werden in der Regel 2 bis 10 Volumteile und vorzugsweise 4,5 bis 8,5 Volumteile Fällungsmittel auf 1 Volumteil Öl verwendet.

Aus wirtschaftlichen Erwägungen werden als Fällungsmittel vorzugsweise die aliphatischen Kohlenwasserstoffe verwendet, wie sie in der Form technischer Produkte erhalten werden, z. B. bei der Direktdestillation von Rohöl, und wie sie in fast jeder Raffinerie zur Verfügung stehen. Insbesondere werden Fraktionen, welche Pentan enthalten, bevorzugt verwendet, weil diese eine optimale Abtrennung von Asphaltenen aus der Rückstandsfraktion gewährleisten. Die Anwesenheit von alkenisch ungesättigten Verbindungen in solchen Fraktionen ergibt keinerlei Schwierigkeiten. Die Ausfällung kann entweder chargenweise oder kontinuierlich durchgeführt werden; die kontinuierliehe Arbeitsweise wird aber bevorzugt. Das Rückstandsöl, welches vorzugsweise zuerst mit Fällungsmittel vermischt worden ist, um seine Viskosität herabzusetzen, wird dann kontinuierlich in eine Mischvorrichtung geführt, gewünschtenfalls unter Zugabe von weiterem Fällungsmittel und vorzugsweise bei einer durchschnittlichen Verweilzeit von 0,3 bis 10 Minuten. Die Mischvorrichtung kann z. B. ein Mischkessel mit einem Rührer sein oder ein System von Rohren, in welchem das Vermischen durch turbulente Strömung herbeigeführt wird. Die Ausfällung wird vorzugsweise bei schwach erhöhter Temperatur durchgeführt, da hierdurch die Viskosität des Gemisches etwas herabgesetzt und die Agglomeration ausgefällter Teilchen gefördert wird. Die höchste anwendbare Temperatur wird bestimmt durch den Erweichungspunkt des Asphaltenkonzentrates in diesem Medium, und die letztgenannte Temperatur hängt von dem gewählten Ausgangsmaterial ab. In der Regel werden Temperaturen zwischen 30 und 80° C angewandt.

Wie schon erwähnt, werden Hydrozyklone zum Konzentrieren einer Asphaltensuspension bevorzugt verwendet. Im allgemeinen ist es ratsam, das Ausgangsöl vor der Asphaltenausfällung zu filtrieren. Die in der Raffinerie hergestellten Rückstandsöle enthalten gewohnlich eine geringe Menge fester Körper als Verunreinigung, welche ein Verstopfen der feinen Zufuhr- und/oder Abführungsöffnungen des Hydrozyklons bzw. der Hydrozyklone herbeiführen können. Um das

5 6

Filtrieren zu erleichtern, wird die Viskosität des Aus- Rest des Rückstandsöls wird dann zugesetzt und

gangsöls durch Zugabe einer gewissen Menge eines das Gemisch destilliert, wodurch etwa noch vorhande-

Fällungsmittels oder eines anderen Verdünnungsmittels nes Fällungsmittel wiedergewonnen wird. Dann werden

in solchem Ausmaß herabgesetzt, daß keine oder nur die leichtesten Komponenten des Rückstandsöls abge-

eine geringe Fällung auftritt. 5 führt und das Bitumen als Bodenprodukt gewonnen.

Vorzugsweise werden Hydrozyklone von solchen Das Rückstandsöl, das mit der Asphaltensuspension Abmessungen verwendet, daß ein Einlaufdruck von vermischt wird, kann das gleiche Rückstandsöl sein nicht über etwa 10 atü gesichert ist, wobei eine gute und wie dasjenige, aus dem die Asphaltene erhalten werden, scharfe Trennung der Asphaltene noch erzielt wird. Ge- oder irgendein anderes Rückstandsöl. Es kann deneignete Hydrozyklone sind solche, deren größter Innen- io selben Anfangssiedepunkt haben wie das Rückstandsdurchmesser 0,5 bis 10 cm beträgt. Der Einlaufdruck öl, aus dem die Asphaltene erhalten worden sind. Die der Asphaltensuspension beträgt dann in der Regel Entfernung der leichten Bestandteile aus dem Gemisch 2 bis 10 atü. Die Arbeitsbedingungen sind vorzugsweise von Asphaltenen und Rückstandsöl kann durch Destilso eingestellt, daß der Asphaltengehalt des abgeführten Heren erfolgen, gewünschtenfalls mit Hilfe von Öls nach Entfernen des Fällungsmittels weniger als 15 Dampf, bei Atmosphärendruck oder verringertem 0,5 Gewichtsprozent beträgt. Zu diesem Zweck wurden Druck. Bei der Herstellung der härteren Sorten von Hydrozyklone verwendet, bei welchen die Durchmes- Straßenbitumen wird z. B. Vakuumdestillation angeser der Eintrittsöffnung, der Überlauföffnung und der wandt.

unteren Abflußöffnung sich zueinander verhalten wie Die Erfindung wird weiter durch die folgenden Bei-

1,5 : 3 :1 bis 2,5 : 3 : 2, und 75 bis 95°/o der eingespei- 20 spiele erläutert,

sten Asphaltensjuspension aus dem Hydrozyklon über " B e i s ο i e 1 1
die Überlauföffnung abgeführt werden. Gute Resultate

werden mit Hydrozyklonen erhalten, deren Durchmes- Eine durch direkte Destillation eines Mittelost-

ser im zylindnschen Teil 10 mm und deren Durchmes- Rohöls hergestellte Rückstandsfraktion mit einem

ser der Eintrittsöffnung, Überlauföffnung und der unte- 25 Siedebeginn von 350° C, einer Viskosität von 1620 cSt

ren Abflußöffnung 2, 3 bzw. 1,5 mm beträgt. Bei einem bei 37,8° C und einem Asphaltengehalt von 5 Gewichts-

Einlaufdruck von 5 atü beträgt der Durchsatz dieses prozent wurde kontinuierlich in ein entasphaltenisiertes

Hydrozyklons 1501 Asphaltensuspension/h. Gute Öl und eine Asphaltensuspension zerlegt, und Bitumen

Resultate werden auch mit einem Hydrozyklon erzielt, wurde aus der erhaltenen Suspension und dem Rück-

dessen Durchmesser im zylindnschen Teil 25 mm und 30 standsöl hergestellt. Ein Diagramm der Anlage ist in

dessen Durchmesser der Einlauföffnung, Überlauf- F i g. 2 dargestellt.

öffnung und der unteren Abflußöffnung 5, 7,5 bzw. Nach Erhitzen auf 100° C wurden 100 kg der Rück-

3,75 mm beträgt. Der Durchsatz beträgt 1 m³/h bei Standsfraktion pro Stunde über Leitung 1 in kontinuier-

einem Einlaufdruck von 2,5 atü. Mit einem Hydro- licher Strömung zugeführt und mit dem Fällungsmittel

zyklon, dessen Durchmesser im zylindrischen Teil 35 vermischt, nämlich ölhaltigem Pentan, das auf

100 mm und dessen Durchmesser der Einlauf öffnung, 52° C erhitzt war und über Leitung 2 mit der Geschwin-

Überlauföffnung und der unteren Abflußöffnung 20, digkeit von 500 kg/h geleitet wurde. Das Gemisch aus

30 bzw. 15 mm beträgt, ist der Durchsatz bei einem Öl und Fällungsmittel, welches eine Temperatur von

Einlauf druck von 10 atü 30 m³/h. 60° C aufwies, wurde über Leitung 3 unter Bedingungen

Um die Kapazität hinsichtlich des Durchsatzes zu 40 der turbulenten Strömung dem Hydrozyklon 4 zugevergrößern, können mehrere Hydrozyklone parallel führt. Die Leitung 3 hatte einen Innendurchmesser von geschaltet werden, was in sehr zweckmäßiger Form 2,75 cm und eine Länge von 35 m. Die Verweilzeit des durch Verwendung von Multizyklonen erzielt werden Gemisches in dieser Leitung betrug 1 Minute. Die kann, worunter konstruktive Einheiten verstanden Dimensionen des Zyklons waren: Durchmesser des werden, die eine große Zahl von Hydrozyklonen ent- 45 zylindnschen Teils 25 mm; Durchmesser der Einlaufhalten und in der Regel mit einer Zufuhrleitung und öffnung 7 mm; Durchmesser der Überlauföffnung zwei Abführungsleitungen ausgerüstet sind. 8,5 mm; Durchmesser der unteren Austrittsöffnung

Gewünschtenfalls kann die Schärfe der Trennung 4 mm. Der Druckgradient im Zyklon war 2,0 atü.

durch Anwendung von Hydrozyklonen, die in Serie Aus dem Überlauf des Zyklons 4 wurden 535,4 kg

verbunden sind, erhöht werden. 50 ÖUösung/h über Leitung 5 abgeführt. Die Lösung wurde

Bei Anwendung von Hydrozyklonen, die in Reihe dann im Ofen 6 erhitzt und in einer Destillationskolongeschaltet sind, ist es zwecks Erzielung einer Asphalten- ne 7 zerlegt. Vom Boden dieser Kolonne wurden suspension mit geringem Ölgehalt erwünscht, die aus 95,4 kg entasphaltenisiertes Öl/h mit einem Asphaltendem unteren Abfluß des ersten Hydrozyklons oder gehalt von 0,5 Gewichtsprozent durch Leitung 8 gewon-Multizyklons austretende Asphaltensuspension mit 55 nen. An der Spitze der Destillationskolonne 7 wurde Fällungsmitteln zu verdünnen, bevor sie in den zweiten Pentan durch Leitung 9 in einer Menge von 440 kg/h Hydrozyklon oder Multizyklon geführt wird. Es wird abgezogen und bei einer Temperatur von 20° C über dann eine ausreichende Menge Fällungsmittel züge- Leitung 10 in den Prozeß zurückgeführt und unter setzt, um den Ölgehalt der flüssigen Phase der Asphal- turbulenter Strömung in Leitung 12 mit dem Asphaltensuspension auf 2,5 Volumprozent oder weniger ein- 60 tenkonzentrat (60° C), das aus der unteren Abflußleizustellen. rung des Zyklons 4 mit einer Geschwindigkeit von

Die erhaltene Asphaltensuspension kann mit beliebi- 64,6 kg/h über die Leitung 11 abgeführt wurde, ver-

gen bekannten Mitteln angereichert werden. Dies er- mischt. Das Gemisch wurde mit einer Temperatur von

folgt vorzugsweise so, daß die Wärme, die zum Ver- 23° C in den Hydrozyklon 13 geführt, der die gleichen

dampfen des Fällungsmittels benötigt wird, der Sus- 65 Abmessungen hatte wie der Hydrozyklon 4. Der

pension durch Vermischen derselben mit einem er- Druckgradient in diesem Zyklon betrug 1,85 atü. Vom

hitzten Anteil des Rückstandsöls, mit dem die As- Überlauf des Zyklons 13 wurden 500 kg Pentan/h

phaltene vermischt werden sollen, zugeführt wird. Der mit einem Ölgehalt von 0,8 Volumprozent durch die

Leitung 2 abgeführt, welche, nach Erhitzen auf 52° C, als das Fällungsmittel für das Ölausgangsmaterial verwendet wurden, das durch Leitung 1 zugeführt wurde. Von dem unteren Abfluß des Zyklons 13 wurde eine Menge von 64,6 kg/Asphaltenkonzentrat/h über Leitung 14 abgeführt. Das Ausgangsöl Wurde zu diesem Konzentrat mit einer Geschwindigkeit von 17,0 kg/h über Leitung 15 zugeführt. Das Gemisch aus Rückstandsöl und Asphaltenkonzentrat wurde in der Kolonne 16 zerlegt in Pentan, das durch Leitung 17 mit einer Geschwindigkeit von 60 kg/h abgeführt und durch die Leitung 10 im Kreislauf zurückgeführt wurde, sowie ein Bodenprodukt (21,6 kg/h), das durch Leitung 18 abgezogen wurde und aus einem Gemisch von Asphaltenen und Basisöl mit einem Asphaltengehalt von 20 Gewichtsprozent bestand. Darauf wurde dieses Produkt mit Dampf in der Vakuumblase 19 bei einem Ölpartialdruck von 30 mm Quecksilbersäule destilliert. Bitumen wurde über Leitung 20 und asphaltenfreies Destillat durch Leitung 21 abgezogen. Die Destilla- ao tionstemperatur und mit ihr die Menge von Bitumen und asphaltenfreiem Destillat wurde variiert. In Tabelle I sind Destillationstemperatur, Ausbeute an Bitumen ' in Prozent der Ausgangsbeschickung und die Eigenschaften des Bitumens angegeben.

Tabelle I

30

35

In Tabellen sind die Daten für Bitumina zusammengestellt, die unter gleichen Bedingungen aus dem gleichen Rückstandsöl erhalten worden sind, wobei aber dem Öl keine Asphaltene zugesetzt worden waren.

Destillations- temperatur	Ausbeute an Bitumen	Penetration bei 25° C	Erweichungs punkt Ring und Kugel
(⁰C)	(°/o)		(⁰C)
295	81,3	210	40
316	74,3	90	48
330	70,3	55	54
352	63,4	25	63
368	59,3	15	70

Tabelle II

45

Destülations- temperatur (⁰C)	Ausbeute an Bitumen (°/o)	Penetration bei 25° C	Erweichungs punkt Ring und Kugel (°C)
372 404 424 440	72,0 42,5 37,0 34,0	320 100 50 28	34 45 51 56

55

Die Daten der beiden Tabellen sind in zwei graphischen Darstellungen als F i g. 3 und 4 zusammengetragen. F i g. 3 zeigt die Abhängigkeit der Penetration (Ordinate) von der Destillationstemperatur (Abszisse), und F i g. 4 zeigt das Verhältnis zwischen Penetration (Ordinate) und dem Erweichungspunkt nach der Ring-und-Kugel-Methode (Abszisse). In beiden Fällen zeigt die Kurve A (schwarze Kreise) die Daten für das gemäß der Erfindung hergestellte Bitumen (Tabelle I) und Kurve B (weiße Kreise) die Daten für die ohne Asphaltenzusatz hergestellten Bitumina (Tabelle II). Aus F i g. 3 ist ersichtlich, daß zur Erzielung der gleichen Penetration die Destillationstemperatur bei der Vakuumdestillation beim erfindungsgemäß hergestellten Bitumen um etwa 100 Celsiusgrade niedriger gehalten werden kann als bei der Herstellung von Bitumen aus einem Rückstandsöl ohne Asphaltenzugabe und daß die Ausbeute an Bitumen dann im ersten Fall wesentlich höher ist (vgl. Tabelle I und II). Es ist ferner aus F i g. 4 ersichtlich, daß bei gleicher Penetration der Ring-und-Kugel-Erweichungspunkt des Bitumens höher ist als derjenige des lediglich aus Rückstandsölen hergestellten Bitumens. Mit anderen Worten, im ersten Beispiel wird ein Bitumen mit besseren Temperatureigenschaften erhalten.

Beispiel 2

Dieses Beispiel beschreibt die kontinuierliche Herstellung in großtechnischem Maßstab eines 180/200-Straßenbitumens mit einem Erweichungspunkt (Ring und Kugel) von 41° C gemäß dem als F i g. 5 gegebenen Diagramm.

Mit Hilfe der Zentrifugalpumpe P-I wird ein aus ^. Mittelost-Rohöl gewonnenes Rückstandsöl mit einem Asphaltengehalt von 5 Gewichtsprozent und einem Siedebeginn von 340° C mit einer Geschwindigkeit von 4040 t/Tag in die Leitung 1 gepumpt. Aus der Leitung 1 werden 30001 Rückstandsöl durch Leitung 2 täglich abgeführt. In einer Mischungsanlage 3, bestehend aus einem System von Röhren, wird das Rückstandsöl unter turbulenter Strömung bei einer durchschnittlichen Verweilzeit von einer Minute mit 9150 t/Tag einer Mischung von entasphaltenisiertem Öl und Pentan verdünnt, welche aus dem Überlauf des Multizyklons8 erhalten worden ist und durch Leitung 9 mittels der Pumpe P-2 gefördert wird. Der Multizyklon 8 besteht aus 30 Hydrozyklonen in Parallelschaltung mit folgenden Dimensionen: Durchmesser des zylindrischen Teiles 100 mm; Durchmesser von Einlauf öffnung, Überlauf- bzw. unterer Abflußöffnung 20, 30 bzw. 15 mm. Die Mischanlage 3 ist verbunden mit der Einlauföffnung eines Multizyklons 4, der mit dem Multizyklon 8 übereinstimmt. Das Gemisch wird in den Multizyklon 4 unter einem Druck von 10 at abs. eingeführt. Die Asphaltensuspension, die mit einer Geschwindigkeit von 1050 t/Tag bei einem Druck von 3 at absolut aus dem unteren Abfluß des Multizyklons 4 abgeführt wird, wird durch Leitung 3 über das Venturirohr 6 in die Leitung 7 geführt, in welcher es mit Pentan vermischt wird, das durch Leitung 10 mit Hilfe der Pumpe P-3 mit einer Geschwindigkeit von 9000 t/ Tag zugeführt wird. Die Temperatur des Pentanstromes beträgt 6O⁰C. Das Gemisch wird in den Multizyklon 8 mit einem Druck von 10 at absolut eingeführt. Von dem Überlauf des Multizyklons 4 werden 11100 t/Tag eines Gemisches aus entasphaltenisiertem Öl und Pentan bei einem Druck von 3 at absolut durch Leitung 11 in die Kolonne 12 geführt, wo das Gemisch zusammen mit 720 t/Tag des ölhaltigen Pentans aus Leitung 24 bei einem Druck von 2 at absolut zerlegt wird in 9000 t Pentan/Tag, welches über Leitung 15 und Kühler 14 bei 2 at absolut im Kessel 15 gesammelt wird, der mit einem Wasserabscheider 16 ausgerüstet ist, sowie 280 t/Tag praktisch asphaltenfreies Öl, welches durch Leitung 17 und Kühler 18 abgeführt wird. Aus dem unteren Abfluß des Multizyklons 8 werden 9000 t praktisch ölfreie Asphaltensuspension pro Tag mit einem Druck von 2 at absolut abgeführt und durch Leitung 19 in den Mischer-Verdampfer 20 geführt, in welchem sie bei einer Temperatur von 300° C und einem Druck von 2 at absolut mit 3600 t eines Rück-

209 521/428

standsöls pro Tag aus dem Ofen 21 vermischt wird, in welchem das Öl auf eine Temperatur von 370° C erhitzt worden war. Der aus Ofen 21 abfließende Strom wird zerlegt in die erwähnte Menge von 3600 t täglich, welche durch Leitung 22 fließt, und eine Menge von 12201 täglich, welche durch Leitung 23 abgeführt wird. Das im Mischer 20 verdampfende Pentan zusammen mit etwaigen Ölbestandteilen, die mitgeführt worden sein können, wird durch Leitung 24 in die Kolonne 12 geführt, wo es durch die Leitung 13 abgezogen und im Kühler 14 kondensiert wird. Das Gemisch von Rückstandsöl und Asphaltenen (3780 t/Tag), welches zusätzlich durch Rückführung mit Asphaltenen angereichert worden ist, wird durch Leitung 25 und Pumpe P-4 abgeführt und vermischt mit 1040 t Rückstandsöl pro Tag, welches durch Leitung 26 eingeführt wird. Der aus dem Ofen 21 austretende Strom, welcher, wie oben erwähnt, in die Ströme 22 und 23 zerlegt wird,

10

ist nun ein Öl, das mit Asphaltenen in dem erforderlichen Maße angereichert worden ist. Der Strom 23 wird in die Kolonne 27 geführt, wo Spuren von Pentan entfernt werden, welche durch Leitung 28 abgeführt werden. Das pentanfreie Gemisch aus Asphaltenen und Rückstandsöl wird durch Leitung 29 in die Vakuumkolonne 30 geführt, wo Ölbestandteile mit Hilfe von Wasserdampf bei einem Ölteildruck von 30 mm Quecksilbersäule abdestilliert werden. Das asphaltenfreie Öl

ίο wird durch Pumpe P-5 über den Erhitzer 33, Leitung34 und Kühler 35 mit einer Geschwindigkeit von 400 t/Tag abgeführt, wobei ein Teil davon durch Leitung 36 in die Kolonne 30 zurückgeführt wird. Daher beträgt die Gesamtmenge an entasphaltenisiertem Öl aus den Leitungen 17 und 34 3220 t/Tag.

Das Bitumen wird durch Leitung 31 und durch den Kühler 32 mit einer Geschwindigkeit von 830 t/Tag abgeführt.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Verfahren zur Herstellung von Bitumen durch Destillation eines Gemisches aus Asphaltenen und einem Rückstandsöl, bei dem aus einem Rückstandsöl mit Hilfe eines Fällungsmittels eine Asphaltensuspension hergestellt und diese Suspension mittels üblicher Feststoff-Flüssigkeits-Trennverfahren in einer oder mehreren Stufen konzentriert wird, dadurch gekennzeichnet, daß das Asphaltenkonzentrat mit einem Rückstandsöl versetzt wird und daß aus dem Gemisch durch Destillation restliches Fällungsmittel und eine Ölfraktion abgetrennt werden und als Bodenprodukt Bitumen gewonnen wird. .

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Asphaltensuspension durch 0,3 bis 10 Minuten lang dauerndes Vermischen bei 30 bis 80⁰C von 1 Raumteil eines Rückstandsöles mit einem_ Anfangssiedepunkt von mindestens 300^BC mit 4,5 bis 8,5 Raumteilen Fällungsmittel , hergestellt wird.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß zur Herstellung der Asphaltensuspension ein aliphatischer Kohlenwasserstoff, vorzugsweise Pentan oder eine pentanhaltige Mineralölfraktion, verwendet wird.

4. Verfahren nach einem der Ansprüche I bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Asphaltensuspension mittels eines oder mehrerer Hydrozyklone oder mittels Multizyklonen, aus denen 75 bis 95% der Menge der eingespeisten Asphaltensuspension durch die Überlauföffnung abgezogen werden, kontinuierlich konzentriert wird.

5. Verfahren nach einem der Ansprüche L bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Asphaltensuspension mittels zweier in Reihe geschalteter Hydrozyklon- oder Multizyklonstufen konzentriert wird, wobei die konzentrierte Asphaltensuspension aus der ersten Stufe vor dem Einspeisen in die zweite Stufe mit Fällungsmittel so stark verdünnt wird, daß der Ölgehalt der flüssigen Phase höchstens 2,5 Volumprozent beträgt.

6. Verfahren nach einem der Ansprüche I bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die konzentrierte Asphaltensuspension zunächst mit einem erhitzten Teil des zuzusetzenden Rückstandsöls versetzt und aus diesem Gemisch ohne Zufuhr äußerer Wärmeenergie die Hauptmenge des noch vorhandenen Fällungsmittels verdampft, worauf das restliche Rückstandsöl zugegeben und aus dem so erhaltenen Gemisch zuerst das restliche Fällungsmittel und dann eine Ölfraktion durch Destillation abgetrennt wird.