DE1519786A1

DE1519786A1 - Verfahren und Vorrichtung zum Auskristallisieren kristallisierbarer Stoffe aus Fluessigkeiten

Info

Publication number: DE1519786A1
Application number: DE19651519786
Authority: DE
Inventors: Torobin Leonhard B
Original assignee: Exxon Research and Engineering Co; Esso Research and Engineering Co
Current assignee: ExxonMobil Technology and Engineering Co
Priority date: 1961-08-01
Filing date: 1965-02-24
Publication date: 1971-01-28
Also published as: NL286304A; NL136377C; NL281583A; GB1027541A; GB1022234A; GB1082177A; CH427746A; GB1022235A; US3243357A; DE1255634B; DE1432794A1; BE629044A; SE318548B; NL6502615A

Description

-Verfahren .und Vorrichtung zum Auskristallisieren kristallisierbarer Stoffe aus Flüssigkeiten

Für diese Anmeldung werden die Prioritäten vom 2. März 1964 aus der USA-Patentanmeldung Serial No. 348 508 und vom 11. März 1964 aus den USA-Patentanmeldungen Serial Nos₀ 350 957 und -350 958 in Anspruch genommen.

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Auskristallisieren kristallisierbarer Stoffe aus Flüssigkeiten, in denen die kristallisierbaren Stoffe bei gewissen Temperaturen löslich und bei niedrigeren Temperaturen unlöslich sind. Das flüssige Ausgangsgut, welches den kristallisierbaren Stoff in ■ lösung enthält, wird in Form einer dispersen Phase aus Tröpfchen von praktisch gleichmäßiger Größe in einen Kühlturm eingeführt und dort im Gegenstrom mit einem mit ihm nicht mischbaren, vdie zusammenhängende Phase bildenden Kühlmittel behandelt, wodurch das Ausgangsgut gekühlt wird und der kristallisierbare Stoff in der dispersen Phase aus der Lösung auskristallisiert»

Man hat bereits verschiedentlich versucht, ein einfaches, leistungsfähiges und wirtschaftliches Verfahren zum Auskristallisieren von Stoffen aus ihren Lösungen aufzufinden. Die wirksame Durchführung solcher Verfahren war bisher meist durch die zur Verfügung stehenden Ausrüstungen und Methoden begrenzt, die entweder zu einem beschränkten Wirkungsgrad oder zu einem be-

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Unturlaydl\ (Art 7 S l ADb.Z Nr. l SjU 3 dua Anüerunyagefc y.

BADORiGINAL.

schränkten Durchsatz des Ausgangsgutes führten. Eine Hauptschwierigkeit bestand darin, die Strömung der Suspension des auskristallisierten Stoffes in der Mutterlauge in der Kühlvorrichtung bei den tiefen Temperaturen ausreehtzuernaften, die zur Durchführung der Kristallisation erforderlich sind. Eine andere Schwierigkeit bestand in der Förderung der Suspensionen bei Kristallisationstemperaturen unterhalb des Stockpunktes der Suspension«

Es wurde nun gefunden, daß nicht, wie bisher angenommen, die Kühlgeschwindigkeit, sondern das Temperaturgefälle zwischen dem auskristallisierenden Stoff und dem Kühlmittel der begrenzende faktor bei diesem Verfahren ist.

Die Erfindung schafft zum ersten Mal eine Möglichkeit, die Kühlge'schwindigkeit der sich bildenden Kristalle unabhängig von dem Temperaturunterschied zwischen dem Ausgangsgut und dem Kühlmittel zu steuern, dem die kristalle zur Zeit ihrer Bildung aus— gesetzt sind. Bin anderer Vorteil des Verfahrens ist der, daß es eine Kristallisationsmethode zur Verfügung stellt, bei der der Stockpunkt der Suspension des kristallinen Stoffes in der Mutterlauge kein ausschlaggebendes Verfahrensmerkmal ist. Bei der erfindungsgemäßen Kühlmethode, bei der das den kristallisierbaren Stoff enthaltende Ausgangsgut im Gegenstrom mit einer zusammenhängenden K-ühlmitte!phase behandelt wird, wird das Strömungsvermögen des dispergierten Ausgangsgutes durch die zusammenhangende Kühlmittelphase gewährleistet. Selbst wenn die Tröpfchen- des dispergierten Ausgangsgutes vollständig auskristallisiert oder erstarrt sind, b-esitzt die disperse Phase immer noch ein ausreichendes Strömungsvermögen, so daß die Tröpfchen nicht aneinander anhaften oder sioh in dem Turm konsollctieren, weil die zusammenhängende Kühlmittelphase zwischen dem dispergierten Ausgangsgut verteilt ist.

Dabei kann man einen erhöhten Durohsatζ des Ausgangsgutes rand eine erhöhte Kapazität beim Zentrifugieren erzielen, wenn man

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bei der,· kristallisation bei stufenweiser Abtrennung des kristallisierten Stoffes mit der geringstmöglichen Lösungsmittelmenge arbeitet und zwischen den Zentrifugierstufen frisches Lösungsmittel zuführte Durch die Anwendung des erfindungsgemäßen Verfahrens wird eine wesentliche Herabsetzung des Qesamtlösungsmittelbedarfs und des Bedarfs an Kühlung bei einem bestimmten Durchsatz des Ausgangsgutes ermöglicht«,

Gemäß der Erfindung wird ein Gegenstrombehandlungsturm verwendet, der an dem Ende, von dem die entmischte Phase abgezogen wird, eine allmähliche Verjüngung aufweist„ Der ϊ-urm wird unter Überdruck betrieben« Das Ausgangsgut wirdje nachdem, ob es eine höhere oder niedrige Dichte aufweist als die zusammenhängende Kühlmittelphase, am Kopf oder am Boden als dispergierter Sprühnebel aus Tröpfchen von praktisch gleichmäßiger Größe in die Säule eingeführt. Der dispergierte Sprühnebel besteht aus einen? verhältnismäßig eng gepackten Masse aus Tröpfchen.Die zusammenhängende flüssige Kühlmittelphase wird am anderen Ende in die Säule eingeführt«, Infolge der praktisch gleichmäßigen Größe der Tröpfchen bewegen diese, sich mit gleichmäßiger Geschwindigkeit in der Säule im Gegenstrom zu der zusammenhängenden Kühlmittelphase und werden in dem Turm mit gesteuerter Geschwindigkeit gekühlt, wobei ein gleichmäßiger Temperaturunterschied zwischen den Tröpfchen und der zusammenhängenden Kühlmittelphase bestellte

An dem Ende, an welchem die zusammenhängende Kühlmittelphase eingeführt wird_f werden die kristalle und die Mutterlauge aus der Säule zusammen mit einer geregelten Menge an mitgerissener zusammenhängender Kühlmittelphase abgezogen. Durch die allmähliche Verjüngung des Turmes wird das mitgerissene Kühlmittel ausgepreßte Die ausgefüllten Peststoffe werden durch Filtrieren, Zentrifugieren oder einfaches Absetzen durch Schwerkraft von der Mutterlauge und dem Kühlmittel getrennt. Die Hauptmenge des warmen Kühlmittels wird am entgegengesetzten Ende der Säule

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abgeaogen, wieder auf die ,Eintrittstemperatur gekühlt und im Kreislauf geführt. Die entmischte disperse Phase wird zu einer zusammenhängenden Masse verdichtet, die aus auskristallisiertem Gut und Mutterlauge besteht. Der im Turm herrschende Überdruck schiebt das verdichtete Material aus dem Turm hinaus.

Oberhalb der Eintrittsstelle des Kühlmittels kann in dem Turm ein Flügelrad angeordnet sein, welches die Verdightung des kristallisierten Stoffes unterstützt. Das Flügelrad hindert auch das Abwärtsströmen von Kühlmitteleinschlüssen im Ausgangsgut. Die Umlaufgeschwindigkeit des Flügelrades ist kritisch; wenn sie zu hoch ist, verursacht sie das Mitreißen übermäßiger Kühlmittelmengen mit der entmischten Phase am Kopf des Turmes, und wenn sie zu niedrig ist, dauert die Entmischung der dispersen Phase zu lange.

Durch !Regelung des Verhältnisses des Volumens der dispergierten Kügelchen zu dem Volumen der aus den Kügelchen und dem Kühlmittel bestehenden Gesamtphase wird die Steiggeschwindigkeit der Kügelchen in der Säule, die Kühlgeschwindigkeit der Kügelchen in dem Turm und damit die ^ristallisationsgeschwindigkeit des kristallisierbaren Stoffes im Ausgangsgut unter Kontrolle gehalten. Durch Steuerung der Geschwindigkeit, mit der die disperse Phase des Ausgangsgutes in bezug auf die Zufuhrgeschwindigkeit der zusammenhängenden Kühlmittelphase eingeführt wird, und durch Steuerung der wirksamen Höhe der Säule und der Tröpfchengröße kann die Kühlungsgeschwindigkeit unter genauer Kontrolle gehalten und unabhängig davon auch der Temperaturunterschied zwischen den Kügelchen oder Tröpfchen und der zusammenhängenden Kühlmittelphase gesteuert werden.

Durch die verhältnismäßig große, zur Wärmeübertragung zur Verfügung stehende Grenzfläche zwischen den die wachsenden Kristalle enthaltenden Tröpfchen und der Kühlmittelphase werden Kühlgeschwindigkeiten ermöglicht, die bisher bei Innehaltung eines kleinen Temperaturgefälles zwischen der Stelle des Kristall-

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Wachstums und der zusammenhängenden K-ühlmittelphase als unerreichbar hoch angesehen wurden»

Es wurde gefunden, daß man bei Anwendung eines Temperaturgefälles, Entsprechend einem Temperaturunterschied von weniger'als 0,56 bis etwa 16,7°α zwischen dem wachsenden Kristall und dem Kühlmittel selbst bei Kühlgeschwindigkeiten bis zu 83 O/Min, immer noch abtrennbare Kristalle erhalten kann» Bei dem vorliegenden Verfahren können die Kühlgeschwindigkeiten im Bereich von weniger a}s O,56°O/Min. bis 83°C/Mino gesteuert werden, wobei der Temperaturunterschied zwischen dem Kristall und dem Kühlmittel unabhängig davon gesteuert werden kann«

Figo 1 zeigt in schematischem Aufriß eineKristallisiervorrichtung, die einen Kühlturm zum Auskristallisieren "des kristallisierbaren Stoffes aus dem Ausgangsgut und eine Anordnung zum Kühlen des mit dem Ausgangsgut nicht mischbaren Kühlmittels durch Verdampfung eines flüchtigen Kühlmittels enthält. Die Zeichnung zeigt ferner eine Anordnung zum Einführen des Ausgangggutes in lOrm einer dichten Dispersion aus Tröpfchen von praktisch gleichmäßigem Durchmesser.

fig. 2 ist eine graphische Darstellung der relativen Steiggeschwindigkeit der Tröpfchen einer Dispersion im Vergleich zu der Steiggeschwindigkeit: eines einzelnen Tröpfchens in einer unendlichen Flüssigkeitsmenge.

3 zeigt in "Form eines Diagrammes·die Temperaturänderung der zusammenhängenden Kühlmittelphase und der dispersen Phase in ■ einer mit einer dichten Dispersion arbeitenden Kristallisiersäule mit der Höhe des Turmes,

Fig. 4 zeigt in schematischem Aufriß eine abgeänderte iOrm einer Kristallisiervorrichtung.

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3?ig. 5 zeigt in senematisohem Aufriß eine andere Vorrichtung zum Einführen der zusammenhängenden Kühlphase in den Kopf des Turmes durch eine ringförmige Zuführungsanordnung.

Das den kristallisierbaren Stoff enthaltende .Ausgangsgut soll unter den Bedingungen, unter denen es in den Q?urm eingespritzt wird, strömungsfähig bleiben» Der kristallisierbare Stoff soll vor dem Einspritzen in dem Ausgangsgut gelöst sein. Um die Bildung einer Emulsion oder das Mitreißen von die disperse Phase bildenden {Eröpfchen des Ausgangsgutes mit dem Kühlmittel zu . verhindern, muß zwischen dem Kühlmittel und dem Ausgangsgut ein so großer Dichteunterschied bestehen, daß die Gegenstrombewegung unter dem Einfluß der Schwerkraft erfolgt« Der Dichteunterschied soll auch noch vorhanden sein, nachdem der kristallisierbare Stoff des Ausgangsgutes in den Tröpfchen auskristallisiert ist, damit die Kristalle in der Mutterlauge weiter im Gegenstrom zu dem Kühlmittel strömen«

Als Ausgangsgut kann bei dem erfindungsgemäßen Verfahren jede Flüssigkeit verwendet werden, die einen kristallisierbaren Stoff enthält, der sich nach dem Kühlen des Ausgangsgutes von demselben trennen läßt. Das Verfahren ist besonders auf die Kristallisation von Wachs aus Kohlenwasserstofffraktionen, insbesondere Destillatfraktionen anwendbar. Die Destillatfraktionen haben im allgemeinen einen Siedäbereich unterhalb 482 C und enthalten kristalline Wachse. Die kristallinen Wachse sind Stoffe mit hohem Schüttwinkel und erforderten bisher die Verdünnung mit großen Lösungsmittelmengen, um die Aufschlämmung von Wachs in öl während der Kristallisation in strömungsfahigem Zustande zuhalten. Beispiele für entsprechende Destillatfraktionen sind "Solvent 100 Eeutral" mit einem Siedebereich von bis 427⁰G und einer Saybolt-Viskosität von 100 Sekunden bei 37,8⁰O, "Solvent 450 lieutral" mit einem Siedebereioh von 427 ' bis 510⁰O und einer Saybolt-Viskosität von 450 Sekunden bei 37,8⁰O und"Barossa 56» mit einem Siedebereich von 438 bis 521⁰O und einer Saybolt-Viskosität von 500 Sekunden bei 37,8⁰Q.

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Auch ,Destillationsrückstände können nach der Erfindung behandelt werden» Solche Rückstandsöle sieden im allgemeinen oberhalb 482⁰Go Die in den Rückstandsölen enthaltenen Wachse sind Stoffe mit niedrigem Schüttwinkel und lassen sich, obwohl sie eine höhere Viskosität haben, im allgemeinen leiighter entparaffinieren«

Beispiele für Rilckstandsfraktionen sind Brightstockfraktionen mit einem Siedebereich oberhalb 565⁰C und einem "^iskositätsindex von 95 bis 1O^Ü und Zylinderöle mit einem Siedebereich oberhalb 565⁰O und einem Viskositätsindex von 85 bis 90·

Das zur Kühlung, der dispersen Phase verwendete Kühlmittel darf mit dem Ausgangsgut praktisch nicht mischbar sein_o Das Kühlmittel soll bei den Kühltemperaturen strömungsfBhig genug sein, damit die die disperse Phase bildenden Tröpfchen des Ausgangsgutes sich leicht durch die zusammenhängende Kühlmittelphase liindurchbewegen können. -

Geeignete Kühlmittel zum Entparaffinieren von Erdölfraktionen sind Wasser, wäßrige Salzlösungen, insbesondere wäßrige Kalziumchloridlösungen, deren Gefrierpunkt unter der Temperatur liegt, bei der die Erdölfraktion entparaifiniert werden soll. Auch flüssige Metalle und Ölfraktionen sind mitunter brauchbar·

Zu dem Ausgangsgut können Verdünnungs- oder Lösungsmittel zugesetzt werden, um sdne Viskosität zu verbessern. Auch Fällmittel für die auszukriutallisierenden Stoffe können zugesetzt werden, um die Kristallisation zu unterstützen. Als Lösungsmittel können Alkohole, Glykole, Ketone, aromatische Kohlenwasserstoffe,* Methyläthylketon oder Gemische aus Methyläthylketon und Toluol, Propan, Butan, Pentan und Hexan, verwendet werden. ^xWasser, niedrigsiedende aliphatische Kohlenwasserstoffe

Normales Ausgangsgut, bei welchem eine gute Endkristallisation bei einer Temperatur unter dem Stockpunkt der Aufschlämmung aus kristallisiertem Stoff und Mutterlauge stattfindet, konnte

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bisher nur bei starker Verdünnung durch Lösungsmittel behandelt werden. Bei Anwendung des erjfindungsgemäßen Verfahrens lassen sich diese Ausgangsstoffe nunmehr mit sehr geringen lösungsmittelmengen oder ganz ohne Lösungsmittel leicht behandeln. Durch die Vorrichtung und das Verfahren gemäß der Erfindung wird auch die Verweilzeit, die erforderlich ist, um das mitgerissene Kühlmittel sich von der entmischten dispersen Phase in dem Turm trennen zu lassen, auf einen Mindestwert herabgesetzt» Ferner wird durch die Erfindung verhindert, daß die Kristalle im Abzugskanal zu einer festen Easse. zusammenwachsen und' das mitgerissene Kühlmittel unter Druck durch die zusammengewachsene Kristallmasse zusammen mit der entmischten dispersen Phase aus dem Turm hinausgetrieben wird*

Beim Entparaffinieren von Erdölkohlenwasserstoiffraktionen kann 1 Baumteil'Kühlmittel verwendet werden, um 2 bis 3 Baumteile Ausgangsgut zu kühlen»

Das der Kristallisation _Zu unterwerfende Ausgangsgut kann in den Turm mit einer Geschwindigkeit von 4,57 bis 99m /m Säulenquerschnitt je Stunde eingeführt werden· Geschwindigkeiten von 30,7 bis 45,7 m-ym /Std. werden bevorzugt; jedoch können auch Geschwindigkeiten im Bereich von 7»6 bis 76 m/m /Std. angewandt werden. Das Kühlmittel wird in den Turm mit einer Ge_ schwindigkeit ron etwa 1,5 bis 61 nr/m Säulenquerschnitt je Stunde eingeführt; Zufuhrgeschwindigkeiten von 3 bis 30 nr/m je Stunde werden bevorzugt} Wan kann jedoch auoh mit Zufuhrgeschwindigkeiten von 3 bis 45 m/m /Std. arbeiten.

Wenn die Säule mit Kühlmittel gefüllt ist, wird das den kristallisierbaren Stoff enthaltende Ausgangsgut der Säule durch einen Sprühkopf zugeführt, der Tröpfchen mit praktisch gleichmäßiger Größe erzeugt. Das Verfahren ist wirksam, wenn die Tropfengröße im Bereich von 10 bis 30$ des mittleren Tropfendurchmessers schwankt. Vorzugsweise wird die Schwankung der Tröpfchengröße ujj den Mittelwert im Bereich von 10 bis 20$ ge-

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halten« Die Sprühkapflöeher kennen 80 ausgewählt werden, ₍daß si§ Tropfen von 9,5 bis 0,8 mm Durehmesser, im allgemeinen von 9*5 "bis 1,3 iffim Durchmesser, vorzugsweise von etwa 6,35 "bis 1,06 .mm erzeugen«

Hauptfaktor, der die Kühlgeschwindigkeit beeinflußt, ist die gteiggeschwindigkeit der Tröpfchen in der zusammenhängen-* den Jhase. Die Steiggeschwindigkeit kann am unmittelbarsten durch Steuerung des volumetrisehen Betriebsinhaltes des Kiihl~ turjaes an Tröpfchen der dispersen Phase gesteuert werden_t Der volumetrische Betriebsinhalt wird durch die Geschwindigkeit der Einführung der dispersen 3?hase in den Boden des Turmes ■bestimmt* Ir "braucht nur 10$ zu betragen, kann afcer sogar etwa !35$ betragen* Man kann mit volumetrisohen Betriebsinhalten von 15 bis zu weniger als 50$ arbeiten* Vorzugsweise wird der volu** metrische Betriebsinhalt zwischen 55 und 60^ gehalten, da in diesem Bereich ein wirksamererWärmeaustausch stattfindet* Se nach dem zu behandelnden Ausgangsgut kann man auch mit volume« trischen Betriebsinhalten von 50 bis 80$, sowie auch von 6i? bis 775JS arbeiten«

Der '£mm kann unter Bedingungen betrieben werden, die zu Kühlge schwindigkeiten von weniger als O,56^Oö/Min» bis 85°ö/Min. füh-^ ren, wobei in allen fällen ein leicht abtrennbarer Niederschlag aus kristallinem Gut erzielt wird. Je nach dem Ausgangsgut kann man mit Etihlgeschwindigkeiten von mehr als 8,3°0/Min» bis zu 83°0/Min, arbeiten* Kühlgeschwindigkeiten von 0,14 bis 8,3°0/ Min., von 0,28 bis 3,9°O/Min. und von 0,56 bis 1,66° O/Min, können ebenfalls angewandt werden. Vorzugsweise wird der Eurm derart betrieben, daß man KUhlgeschwindigkeiten von 16,7 his 56°O/Min. erhält.

!Eemperaturuhterschiede von mehr als 22⁰G führen meist zur Bildung von Wachskristallen, die sich schwer von der Mutterlauge trennen lassen. Bin Temperaturgefälle, entsprechend einem ρeraturunterschied von 0,28 bis 16,7⁰O, im allgemeinen von

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01-28 "bis 11,1⁹O, und vorzugsweise von Q _f 56 Wat 5,6⁰Q, kann angewandt werden· Ben maximalen Temperaturunterschied zwischen der zusaimBenMngende.n Kühlmittelphase und der dispersen fhase hält man vorzugsweise im Bereich von pehr als 5,6 Ms 16,7⁰CU

lter Turm wird derart betrieben, daß man am Kopf tmd am der Sattle eine enge Temperaturaimäherung. erhält., Diese liegt am Kopf der Säule im Bereich van etwa 0,56 bis 22⁰G_t im allgemeinen; im Bereich von 0*56 "bis 16,7⁰O, insbesondere von 0,56 bis 5,6⁹ö· Bine SEemgeraturannäherung am Kopf des Turmes von Ö_f56 Ws 11»1°0 kann ebenfalls angewandt, werden« Am Boden der Sattle liegt sie ebenfalls im Bereich να η O_t56 bis 22⁰O, im allgemeinen νοη 0,56 bia 16,7°0 vnd insbesondere im Bereich von 2,8 bis ll,l°0« im Boden des Etirmes kann man auch mit einer femperaturannäherung νοη 0,56 bis 5_f 6°0 arbeiten.

Es ist wichtig, daß die Kühlmitteleinführung in die zusammenhängende Kühlmittelphase unterhalb derjenigen Stelle erfolgt, an der die disperse Phase sich entmischt. Das Kühlmittel soll in den (Durrn mit einer Geschwindigkeit von weniger als 61 om/Sek. eingeführt werden. Wenn das Kühlmittel mit höherer Gesehwindig*- keit eingeführt wird, reicht die Scherkraft des Kühlmittels aus, um die !Tröpfchen zu zerstören und unter Umständen in der zusammenhängenden Kühlmittelphase Kühlmitteltröpfchen zu bilden, die von einem Ulm des flüssigen Ausgangsgutes umhüllt sind«

Bei Verwendung flüchtiger Kühlmittel, Verdünnungsmittel oder

usgangsstoffe _arbeitef der lurm gut bei höheren Drucken, z.B. bis 35 atü. Im allgemeinen wird er jedoch bei Drucken von 0,55 bis 24,6 atü, vorzugsweise bei Drucken von 1 bis 10,5 atü betrieben·

Die Teilchengröße des Niederschlages kann im Bereich von 0,5 bis 500 U liegen und liegt gewöhnlich im Bereich von 25 bis 300 μ» Ausfällungen können sich auch in Teilchengrößen von 25 bis 1000 u. sowie von 50 bis 400 u bilden,

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ff JfV,

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Die Steiggesöhwindigkeit der. dispersen Phase in dem.Turm- liegt im-Bereich yon 0,3",cm, "bis 60 ■ m/toin., im allgemeinen im Bereich von 0^6-bis ;15 m/Min...Es können auch Steiggeschwindigkeiten von 15 bi's'45m/std., angewandt werden ο

Nach einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung wird ein die zusammenhängende Phase■ bildendes Kühlmittel, welches aus einer etwa 28$igen Oalciumchloridlösung besteht, in den Kopf des Turmes 2 durch die aufwärts gerichteten Öffnungen 17 des Kranzes 12 eingeführt. Zu Anfang wird das Kühlmittel durch Leitung 4 bei etwa !Raumtemperatur zugeführt, bis der Eurm voll-, ständig mit dem Kühlmittel gefüllt ist. Dann wird die etwa 3 bis. 30 Gew.-$ Wachs enthaltende Erdölkohlenwasserstoff fraktion bei etwa Raumtemperatur durch Leitung 1 und die öffnungen 62 in der Sprühkopfplatte 63 in den Turm eingespritzt. Der Sprühkopf ist von einer ringförmigen, senkrechten Leitwand 64 umgeben·

Das Ausgangsgut wird in den Turm bei einer Temperatur oberhalb seines Stockpunktes,. Z₀B. bei 4 bis 70 G, eingeführt. Vor der Einführung in den Turm kann das Ausgangsgut mit einem Lösungsmittel._%im Verhältnis von Lösungsmittel zu Ausgangsgut von etwa 0,1 bis 0,9 verdünnt werden,. Die ringförmige Leitwand 64 ist am äußeren Rand der Sprühkopfplatte 63 angebracht und erstreckt sich vom äußeren Rand der Platte 63 senkrecht nach oben über eine Entfernung von etwa 1/8 des Durchmessers der Sprühkopfplats«· te. Die.Leitwand 64 lenkt den stehenden Wirbel 5 aus zusammenhängender Kühlmittelphase nach außen und fort von dem Sprühkopf ab. Wenn die disperse Phase in den Turm eingespritzt wird, verdrängt sie die zusammenhängende Kühlmittelphase, die ihrerseits durch die für die Wachsaufschlämmung dienende Auslaßleitung 3 oder 24 austritt» Wenn die gewünschte Zufuhrgeschwindigkeit der dispersen Phase erreicht ist, wird wieder Kühlmittel in den Kopf des Turmes eingeführt und durch die Abzugsleitung 7 mit genügender Geschwindigkeit abgezogen, um das System im Gleichgewicht zu halten. Beim Anfahren wird der Austritt des Kühlmittels durch Leitung 3 oder 24 durch die Einführung des flüssi-

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gen Ausgangsgutes in den Ium. verursacht, da für diese Flüssigkeit Baum geschaffen werden muß. Sobald sich in dem Turm 'Gegen-Strombedingungen eingestellt haben, wird die Eintrittstemperatur des Kühlmittels allmählich verringert, bis die gewünschte Entparaffinierungstemperatur erreicht ist. Das in dem Ausgangsgut enthaltene Wq.chs kristall! siert. aus, und die dispergierten Tröpfchen konzentrieren sich iw Kopf der Säule, wobei sich ein scharfes Konzentrationsgefälle 19 zwischen der in der zusammenhängenden Kühlmittelphase dispergierten Phase und der entmischten dispersen Phase ausbildet, die nur noch geringe Mengen an eingeschlossenem Kühlmittel enthält. Ein Überschuß an Kühlmittel über diejenige Menge, die durch Leitung 7 abgezogen wird, wird durch Leitung 4 eingeführt, um das von der Aufschlämmung von Wachs in Öl mitgerissene Kühlmittel zu ersetzen, welches zusammen mit der Aufschlämmung durch den Auslaß 3 oder 24 austritt.

Das Kühlmittel kann zweckmäßig je nach dem zu behandelnden Ausgangsgut mit einer Temperatur von -43 bis +4,5⁰O zugeführt werden. Die Temperaturannäherungen an beiden Enden liegen im Bereich von etwa 0,56 bis 16,7 0. Es wird genügend disperse Phase zugeführt, um einen volumetrischen Betriebsinhalt an disperser Phase von etwa 30 bis 60 Vol.-$ zu erhalten. Unter diesen Bedingungen findet ein wirksamem Wärmeaustausch zwischen dem Kühlmittel und der dispersen Phase statt»

Das durch die Sprühplatte 63 eingeführte wachshaltige Öl bildet eine dichte Dispersion aus Tröpfchen 6 von praktisch gleichmäßigem Durchmesser von '9,5 bis 1 ,,3 mm, die in der Säule mit einer Geschwindigkeit von etwa 0,6 bis 15 m/Min, aufsteigen.-Das Ausgangsgut wirdT der Säule mit einer Geschwindigkeit von etwa 7»6 bis 76 m /m Säulenquersohiiitt je Stunde zugeführt. Das Kühlmittel wird mit einer Geschwindigkeit von etwa 1 Teil Kühlmittel auf je 2 bis 2 1/2 Teile Erdölfraktion oder von etwa 3 bis 45 1117m Säulenquerschnitt je Stunde zugeführt. Die zusammenhängende Kühlmittelphase kommt im Gegenstrom mit der

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aufsteigenden dichten Dispersion aus Öltröpfchen in Berührung, wobei sie ,diese mit einer gesteuerten Geschwindigkeit von l-(?t7 bis 45°G/Min* kühlt, und wobei ein Temperaturunterschied zwischen den Tröpfchen der dispersen Phase und der Kühlmittelphase zwischen 0,56 und 16,7^QÖ erhalten bleibt«

Die Aufwärtsbewegung der dichten Dispersion·aus wachshaltigen QltrQpfohen von praktisch gleichmäßiger Größe ist in der geioh-'nung duroh die offenen Pfeile angedeutet, während die abwärts gerichtete Gegenstrombewegung der zusammenhängenden Kühlmittel·-^· phase durch die geschlossenen Pfeile angedeutet ist» Am Kopf des fiirmes wird die disperse Phase verdichtet und bildet eine praktisch zusammenhängende entmischte Phase aus Material von geringerer Dichte, die von dem scharfen Konzentrationsgefälle 19 in der Mähe des Kopfes des Turmes nach oben bis zum Kopf des Turmes reloht* Dieses Material von geringerer Dichte, welshes im vorliegenden IPalle aus einer Aufschlämmung von Wachs j 01 und"Kühlmittel besteht, sammelt sich in der Säule 2 an und wird entweder In der Verjüngung 21 und 25 am Kopf der Säule 2 (Figl 4) entmischt und verdichtet, oder es fließt über das Wehr 11 über und ab rom t in dem peripheren Hingraum 18 am Kopf der-Säule abwärts, füllt diesen Eaum aus und wird durch "Leitung 3 abgezogen (Jig. 1), In der Zeichnung ist die entmischte disperse Phase von geringerer Dichte., doho die Aufschlämmung aus Wachs, Öl und Kühlmittel, mit 10 bzw. 1OA bezeichnet.

Die Te £weilzeit der. Aufschlämmung, die zur Entfernung einer bestimmten Menge an mitgerissenem Kühlmittel erforderlich ist, hängt von der Umdrehungszahl des Flügelrades und dem Ausmaß dar "VerdiiShtung der Aufschlämmung aus Wachs und öl ab, -

Im allgemeinen wird die Abzugsgeschwindigkeit der Aufschlämmung so gesteuert, daß 1 bis 20 Vol.-$ an eingeschlossenem Kühlmittel Zusammen mit dem kristallisierten Waohs und dem flüssigen öl auegetragen werden. ·

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In dem hler beschriebenem System entspricht das iemperatur-ger-r fälle zwischen der zusammenhängenden und der dispersen £has.e einem 3}emperaturuntersqhied von 0,56 feig- 16,7^QO»

Die WaGhSTrOl-^UfSοhlämmung IQA wird aus dem Kr-istallisigrturm durah Leitung 24 abgeführt» Diese Aufschlämmung kann weiter auf ihre Endkrietallisationstemperafcur gekühlt werden, indem man ihr aus Leitung 35 kaltes, im Kreislauf geführtes Lösungsmittel zusetzt, das auf eine temperatur unterhalt φ^ linlaßtemperatur de§ mit dem Ausgangsgut nicht mischbaren Kühlmittels, gekühlt

im Kretslayf geführte Lösungsmittel wird mit der Aufschläm-? mijng WU faoh§ in Öl feei etwa der gewünschten Endkristallisationstemperatur· gemischt und der Zentrifuge A zugeführt, in der im wesentlichen eine Entparaffinierung erfolgt, bei der das ganze Wachsaus der Wachs-Öl-Aufschlämmung abgetrennt wird. Der überstrom dieser Verfahrensstufe wird durch Leitung 31 abgezogen und dem Lösungsmittelabtreiber 32 zugeführt, aus dem lösungsmittelfreies, entparaffiniertes Öl durch Leitung 33 abgezogen und ölfreies Lösungsmittel überkopf durch, Leitung 39 i^e~ wonnen wird* Im Wärmeauatauscher 37 wird dieses Lösungsmittel , durch ein Kühlmittel gekühlt» Das gekühlte Lösungsmittel wird im Kompressor 40 verdichtet, gegebenenfalls verflüssigt und dann durch Leitung 41 abgeführt* Durch das Ventil 42-wird der Lösungsmittelstrom geteilt. Eine Lösungssiittelmenge, die einem Verhältnis von Lösungsmittel zu Ausgangsgut von 0,1 bis 0,5, vorzugsweise von weniger als 0,5, entspricht, strömt durch Leitung 43 und wird dem Ausgangsgut der Kristallisationsstufe beigemischt» Sine Lösungsmittelmenge, die einem Verhältnis von Lösungsmittel zu Ausgangs gut von 1,0 bis 1,9, vorzugsweise von we-» niger als 2,0 entspricht, strömt durch Leitung 41 und wird dem Unterstrom vo» der Zentrifuge A beigemischt, der vorwiegend aus Wachs und eimer großen Menge öl besteht. Dieser wird der Zentrifuge B zugeführt. Dae Gesamtverhältnis von Lösungsmittel zu Auagangsgut beträgt weniger als 2,5» vorzugsweise I₉S bis 2,0. ; ■·' 008886/1633 bad ob.o.nau '■

In der"Zentrifuge B erfolgt eine Entölung.der aus Wachs und Ölbestellenden Beschickung. Der Unterstro'm 36 von der Zentrifuge B enthält praktisch ölfreies Wachs, das noch etwas Lösungsmittel enthält, welches anschließend aus dem Wachs abgetrieben und''im'Kreislauf in das Verfahren zurückgeführt wird« Der überstrom 55 enthält eine geringe Menge an Öl, welches der Trennung in der Zentrifuge A- entgangen ist, und eine wesentliche Menge Lösungsmittel «' .,-...- , · - -·

Die Lüsungsmittelbeschickung der-Zentrifuge B Wird im Kreislauf zur Zentrifuge A zurückgeführt.

Das warme Kühlmittel wird vom Boden der Säule 2 durch Leitung abgezogen und durch die Pumpe 31 in das Direktkühlgefäß 9 gefördert, wo die Salzlösung unter Druck in unmittelbare Beruh- . rung mit einem kalten, flüssigen Kühlmittel, wie Propan, kommt, welches sich auf einerTemperatur von etwa -42 G und auf etwa AtmosphäreiidruGk befindet« Der Propandampf wird durch Leitung abgezogen, wobei .das" -warme Kühlmittel von etwa +18⁰G auf etwa -37-^. gekühlt wird« Das Kühlmittel wird über Leitung 15» Pumpe16 und_; die Leitung 4 in die. Säule2zurückgefordert«

Die verjüngten Teile 21 und 23 des Turmes 2 (ELgI 4) liefern die allmähliche Verengung, -die notwendig ist, um die Querschnitt fläche des Turmes von der Größe des Turmdurchmessers bis zur Größe des Durchmessers der Abzugsleitung 24 zu verringern· Der .'■•Kege!winkel des Raumes 21 kann zwischen 5 und 60° liegen. Auf diese Weise verjüngt sich der Durchmesser der Abzugsleitung auf etwa·. 5 bis 25$ des wirksamen Durchmessers des Turmes.

.D.aB> auf der Welle 26 befestigte Flügelrad 25 unterstützt die Entmischung und. Verdichtung der -Tröpfchen 6 der dispersen Phase im" Ko.p f des, Turmes, Bei dieser. Aus führ ungsfo.rm wird, der Turm unter einem Druck von 1 bis. 35 atü betrieben, und dieser Druck liefert die tre.ib.ende Kraft, .die, das kristallisier..te. Produkt aus dem Turm hinausdrückt· Im Falle einiger sehr,.zä

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verdichteter Stoffe kann ein Verdünnungsmittel zugesetzt werden.

Pig. 5 erläutert eine abgewandelte Vorrichtung. Der Unterschied von der in Pig. 4 dargestellten Vorrichtung "besteht in dem Kranz 45» in den die zusammenhängende Kühlmittelphase eingeführt ,wird« Die Innenseite des Kranzes 45 steht mit der Innenseite des Turmes 2 durch die aufwärts gerichteten Kanäle 46 in Verbindung. Anstelle der Verbindungskanüle -46 kann eine kreisförmige, periphere Öffnung vorgesehen sein, die schräg aufwärts gerichtet ist» Im übrigen arbeitet dieser Turm ebenso wie der in Figo 4 dargestellte.

Beispiel 1

Als Ausgangsgut dient ein "Solvent 100 Neutral"-Öl mit,einem Stockpunkt von 32,2⁰C und einem Trübungspunkt von 36,7°0.
Dieses Öl wird mit 3 Teilen Hexan je Teil Öl verdünnt und.im Sinne der Erfindung entparaffiniert. Das mit Hexan verdünnte Ausgangsgut wird als dicpcrse Phase in den Boden der Entparaffinierungssäule mit einer Geschwindigkeit von 11,35 1 je
Minute (1,4 m^/rn /Min.) eingeführt, was für einen volumetrischen Betriebs inhalt von 23<fo ausreicht _o

Das wäl3rige Kühlmittel enthält 28 Gew.-^ Calciumchlorid und wird als zusammenhängende Phase in den Kopf der Säule mit einer Geschwindigkeit von 7,12 l/Min. (0,88 nr/m /Min.) eingeführte .■...,-.

Der Kühlturm hat eine wirksame Höhe von 7>62 m. Die Eintrittstemperatur des Ausgangsgutes beträgt +28,3⁰C und die Austrittstemperatur desselben beträgt -28,3°C, was einem Kühlbereich von 56,6⁰C entspricht. Die Eintrittstemperatur des Kühlmittels beträgt -33,3°C, seine Austrittstemperatur +22,2⁰C, Die Tempera-•turannäherung am Kopf des Turmes beträgt 5°C_f während sie am Boden des Turmes 6,1 beträgt.

RAD
009885/1633 ^BAD

Die Steiggeschwindigkeit der Tröpfchen beträgt 4,7 m/Min., was eine mittlere Kühlgeschwindigkeit von 35,6°C/Mih. ergibt* Das ausgefällte Wachs wird von dem entparaxfinierten Öl abgetrennt«, Das entparaffinisrte Öl hat einen Stockpunkt von +1,7°G und einen Trüburigspuhkt von +5,6 G.

Das Temperaturgefälle zwischen der zusammenhängenden Kühlmittelphase und den Stellen des Kristallwachstums in den Öltröpfchen der dispersen Phase beträgt 5,6 0.

Beispiel 2

Eine Brightstocks Rückstandsfraktion ηit einem Siedebereich von 482 bis 649⁰G, die mikrokristallines Wachs in Lösung enthält, wird mit drei Teilen Hexan gemischt und zwecks Gewinnung des Wachses behandelt«, Der Stockpunkt des Ausgangsgutes beträgt 49°G. Das Ausgangsgut wird, wie oben beschrieben, in einem Kühlturm mit einer wirksamen Höhe von 7,62 m und einem Durchmesser von 10 cm eingeführt. Die ^intrittstemperatur des Kühlmittels beträgt -30,6⁰G, diejenige des Ausgangsgutes beträgt +50,6⁰O. Der Turm wird mit-einem volumetrisehen Betriebsinhalt von 40 °/o betrieben. Die Zufuhrgeschwindigkeit des Ausgangsgutes

"X Q ^ Q

beträgt 1,17 m /m /Min., diejenige des Kühlmittels 0,5 m /m /illn_o

Sobald der Turm sich im Gleichgewicht befindet_? beträgt die Temperaturannäherung zwischen Ausgangsgut und Kühlmittel am Kopf

π ο

des Turmes Z₃Z 0. -"»d am Boden des Turmes 2,8 0. Das Temperaturgefälle zwischen der zusarumenhciiigenden Kühlniittelphase und den Stellen des Kristallwachstums entspricht einem Temperaturunterschied von 3,3 0· Der Temperaturbereich, über den das Ausgangsgut gekühlt wird, beträgt 77,8⁰O. Das Brightstocköl wird mit einer Geschwindigkeit von 37,2°o/lin. gekühlt.

Der Stockpunkt des entparaffinieren Öles, berichtigt für eine konstante Abscheidungstemperatur von -34,4⁰O, beträgt -6,7⁰C. Der Öigehalt des abgetrennten Wachses beträgt 8,8$, bestimmt

bei -17,8⁰O,

Ö Ö 9 8 8 5 / 1 6 3 3 ^{BAD 0RIGINAL}

mit sek. Butylalkohol bei -17,8⁰O,

Beispiel 3

Ein Destillat aus einem Kuwait-Rohöl mit einem Siedebereich von'293 bis 338⁰G, einem Trübungspunkt von +5,6⁰G und einem Stockpunkt von +4,4 G, welches 12 Gew.-$ Wachs enthält, wird in die die zusammenhängende Kühlmittelphase enthaltende Behandlung ssäule in Form einer dichten Dispersion aus Tröpfchen von gleichmäßigem Durchmesser eingespritzt₀ Da3 Ausgangsgut wird im Verhältnis 1 : 1 mit Methyläthylketon verdünnt» Die ^intriftstemperatur des Ausgangsgutes beträgt +21 0, diejenige der zusammenhängenden Kühlmittelphase -20,5 C. Die eingesprühten ültröpfchen bilden eine verhältnismäßig dichte Dispersion aus Tröpfchen mit praktisch gleichmäßigem Durchmesser, die in der Säule aufsteigen, während sich die zusammenhängende Kühlmittelphase in der Säule abwärts bewegt» Der volumetrische Betriebsinhalt, an der dispersen Phase wird auf etwa 75$ des Turmvolumens eingestellt=, Die wirksame Höhe des Turmes beträgt 7,62mund der wirksame Durchmesser 10 cm»

Das Ausgangsgut wird mit einer Geschwindigkeit von 3,785 l/Min, und das Kühlmittel mit einer Geschwindigkeit von 1,893 l/Min» zugeführt. Das Ausgangsgut wird mit einer Geschwindigkeit von 1,1 bis 1,7°O/Min, bei einem Temperaturgefälle an den Wachstumsstellen der K_ristalle gekühlt,, welches einem Temperaturunterschied zwischen Kühlmittel und Ausgangsgut von 2,8⁰C entspricht ο Die Temperaturannähe:.ung beträgt sowohl am Kopf der Säule als auch am Boden der Säule jeweils 2,8⁰O. Die zusammenhängende Kühlmittelphase wird vom Boden des Turmes abgezogen, während eine Aufschlämmung von Wachs und öl, die 12$ eingeschlossenes Kühlmittel enthält, vom Kopf des Turmes abgezogen wird« Das entparaffinierte öl hat einen Stockpunkt und einen Trübungspunkt von -17,8⁰G. Das abgeschiedene Wachs besitzt einen ölgehalt von 35$, bestimmt mit Methyläthylketon bei-17»8°G

009885/1633 bad

- 19 Beispiel 4

Ein ZeIteη-Bohöl mit einem Stockpunkt von +10 bis +12,8⁰O wird auf 93⁰G erhitzt und langsam an der luft auf 32⁰G erkalten gelassen« Dann wird es einem Turm, der eine wirksame Höhe von 7,62m und einen Durchmesser von 10 cm aufweist, mit einer Geschwindigkeit von 600 nr/m Säulenquerschnitt je Tag in Form einer dichten Dispersion aus Öltröpfchen von praktisch gleichmäßiger Größe zugeführt, die einen Durchmesser von 4»76 mm haben» Das Kühlmittel wird in den Kopf des Turmes mit einer Temperatur von +2,8⁰C und einer Geschwindigkeit von 269 m/m /Tag eingeführt, und die disperse Phase wird langsam mit einer gesteuerten Geschwindigkeit von 1,1 G/Min₀ auf 4»4 G gekühlt.

Die Temperaturannäherung beträgt sowohl am Kopf als auch am Boden der Säule jeweils 1,7°C... Das Temperaturgefälle zwischen den Stellen"des Kristallwachsturns in den dispergierten Tröpfchen und der auy&mmenhängenden Kühlmittelphase entspricht einem Temperaturunterschied von 1,7°C. Aus dem Rohöl werden 8 YoI.-$ Wachs ausgefällt« Eine oberhalb 36O⁰C siedende Fraktion des entparaffinieren Öles besitzt einen Kodifizierten oberen Stockpunkt von +29,4⁰G und einen unteren Stockpunkt gör-L'.ß A3TM von +26,7⁰C. Die unbehandelte, oberhalb 360 C siedende Fraktion besitzt einen oberen und unteren Stockpunkt von +40 ,6 0.

Beispiel 5

Eine Kohlenwasserstofffraktion ("Solvent 100 Neutral") wird mit drei Teilen Hexan gemischt und gemäß der Erfindung entparaffiniert. Die niedrigste Temperatur des Ausgangsgutes im Turm beträgt -29,9⁰C. Die Fraktion wird in zwei Teile geteilt und in einem Turm mit einer wirksamen Höhe von 7,62 m und einem wirksamen Durchmesser von 10 cm unter den folgenden Bedingungen behandelt:

BAD ORIGINAL 009885/1633

Kühlgeechwindigkeit, °C/Min

Maximale Temperaturannäherung, G

Trübungspunkt des entparaffinierten Öles, O

Stockpunkt des entpara/finierten Öles, 0

Ölgehalt des Wachses, bestimmt mit sek. Butylalkohol bei -17,8 ⁰C, %

Zuführgeschwindigkeit, m /mVMin

- 20 Tabelle	I	Niedrige Temperatur annäherung	Hohe Temperatur annäherung
	■ 55,6	61,1
in.	5,6	25
	+3,9	+11,1
	-6,7	- 6,7

timmt	25	50
	.0,55	0,55

Die obige Tabelle zeigt die Wirkung der Erhöhung des Temperaturgefälles zwischen den Stellen des Kristallwachstums und der zusammenhängenden Kühlmittelphase. Aus der Tabelle ergibt sich ferner, daß das Temperaturgefälle unter Konstanthaltung der Kühlgeschwindigkeit des Ausgangsgutes erhöht werden kann·

Beispiel 6

Ein Erdöldestillat (»Solvent 100 Neutral») und ein Brightstocköl werden in einem Turm mit einer wirksamen Höhe von 7,62 m und einem Durohmesser von 10 cm bei Verdünnungen mit Lösungsmittel im Verhältnis von Lösungsmittel zu Ausgangsgut von 3:1 bzw. 0,5 ι 1 entparaffihiert. Die Ergebnisse sind der folgenden Tabelle zu entnehmen:

009885/1633

BAD ORIGINAL

1519788

	Tabelle	II	3-100 H · + Hexan .0,5 ί 1	Bright- stock + Propan 0,5 i 1	{
	3-100 H + Hexan 3 :. 1	Bright- sto ck + Hexan 3 ί 1	0,975	0,91
Zuführgeschwin digkeit., mVm /Min.	1	1*1T	0,49	0,58
Kühlmittelges ehwin- digkeitj M3/m²/Min»	0,5	G_#91	8i9	10
temperatur- _ö annähe rung aiii feöp.f» G	5,6	3,3	11,1	22^2
Έβώβ erätüiannähe rung am Bodenj ^JG	3,9	2,8	-6,7	-6,7
Stoekpunkt des Produktes*, ⁰G	• -6,7	-6,7	25⁺⁺	25⁺⁺
Ö1gehait. de s Wa cha e s, bestimmt mit sekoButylalkohol bei -17»8 ⁰G, $	25 ■	8,8

Berichtigt füt eine konstante Äbschöidungstemperatiir von
_ 34_%4 ⁰G.

Qesehätzto

Beispiel 7

Dieses Beispiel zeigt die Be.schaffehMeit des entparaffinieften Öles und den Ölgehalt des gewonnenen YTachseSj wie sie nach dem erfihdungsgemäßen Verfahren bei verhältnismäßig niedrigen Tempe; raturgefälle und höher Eühlgeschwindigkeit erhalten werden* im Vergleich zu den Ergebnissen bekannter Entparaffinierungsvei·- " fähren-, bei denen die KÜhlgesehwindigkeit in erster Idnie vom/ üremperaturgefälle abhängt. Als Auagangsgut dient ein im Ver- * häitniB 3 ι 1 mit Fropärl verdünntes Brightstocköi*

BAD ORIGINAL

98857 16 33

	Tabelle	III	2	Erfindungs gemäße s !erfahren../ .
	Bekannte Entparaf finierung unter ■ Selbstkühlüiiß .... "		...L·. "' . <t
		27,8
Küiilgesöiiwindigkeit,	•	33*3.	37#2 62,7
°Ö/Mino	1,1	+29*4	2,8 10
Temperaturunter schied, C	1,7-2,8	.72,4	-6,7 -6,7
Stockpühkt des Produktes, ⁰G	-6,7		8,8 19,4
Ölgehäit des taehses⁺⁺	23,3

⁺ Berichtigt für konstante Abscheidungstemperatur von -34,4°G. ⁺ Bestimmt mit sek.Butylalkohol bei -17,8⁰G*

Die obige Tabelle zeigt den unerwarteten technischen !Fortschritt in bezug auf die Beschaffenheit des Öles und des Wachse©j der durch Anwendung des erf indungs gemäßen Verfahreiis erzielt wird»

Beispiel. 8

Zwei verschiedene Ausgangsstoffe, die kristalline und mikrokristalline Wachse enthalten, werden einmal in einem Kristailisierturm mit einer Abzugs anordnung herkömiiiiiöher Art, in welchem die Aufschlämmung aus Wachs und öl über ein Wehr überfließt, und ein anderes Mal in einem Turm mit dem konischen Abzugsteil gemäß der Erfindung entparaffiniert*

Der das kristalline Wachs enthaltende Ausgangsstoff ist ein '"Solvent 100 !"-Öl mit einem Siedebereich von 354 bis 42?⁰O und einer Saybolt-^iskosität von 100 Sekunden bei 37,8⁰G. Der das mikrokristalline Wachs enthaltende Ausgangsstoff ist ein Bright-

009885/1833

BAD OBlGlNAL.

stocköl mit einem SiGdebereich oberhalb 565°C und einem Viskocitätsindex von 95 bis 100« .

Das das kristalline-Wachs enthaltende Ausgangsgut wird für die¹ Entparaffinierung Eiit Propan im Verhältnis von Propan zu Ausgangsgut von 0,5 und von 1,0 entparaffiniert; das das mikrokristalline Wachs enthaltende Ausgangsgut wird nach Verdünnung riit Propan bei einem Verhältnis von Propan zu Ausgangsgut von 0,5 entparaffiiiierte

Das Kühlmittel besteht aus einer 28 Gew.-^ Calciumchlorid enthaltenden wäßrigen Lösungc Der Kühlturm besitzt einen Durchmesser von 38 cm und eine wirksame Höhe von 18,3 m·

Die Ergebnisse sind in der folgenden Tabelle zusammengestellt*

009885/1633

Tabelle IV

Zuführgeschwindigkeit (Ul + Lösungsmittel), l/Min.

Kühlai11elgeschwindigkeit, l/Min.

VerdUnnungsverhäl'tnl s

Stockpunkt des Auegangagutes, ⁰C

Stockpunkt des entparaffiniert en Öles, »C

ölgehait des Wachses, ^

Stockpunkt der Wachs-Öl-Auf sehiämsrang, ⁰C

Bndkri s talli sations-Tsmperatur, ⁰C

Mitgerissene Ktihl-JDitteinenge, £

Druck in Turn, atü

Tür» »it übliohea Kopf Xriatalline» Kikrokristallinee

ütoa mit konischem Kopf

Wach·

Vaehe

68,1 0,5

4S,9

+18,3 -13,3

0,0

68,1 0,5	68,1 1,0
>49	>49
—	-6,7
+ 10	-23,3
-11,1	-19,4
	¹ 22,8

Kristalline· Wachs

128,7

68,1 0,5

48,9 -6,

+18,3 -13,3

21,4 21,8

Mikrokristallin··· Wachs

⁽⁵⁾

113,5

68,1

0,5

>49

-6.7<²)

+10

20,3 20,7

(1)

(6)

Der Turn verstopft sich, und die Arbeit au·· 5-10 Win. nach Einführung des

unterbrechen werden.

Berechneter Stockpunkt. Berechneter ölgehait, beetimet mit sek.Butylalkob.ol bei -17,8 C. Bei diesem Versuch beträgt die Höchstkapaeität des Turnee 128,7 l/Min. Bei diesem Versuch ist die Arbeitsweise dadurch beeohränkt, dass nur eine beschränkte Meng· Auegangegut zur Verfugung stehtt wenn a«hr öl eur Verfugung gestanden hütte, hätte

ein höherer Durchsatε erzielt werden kOnnen.

Di··· Versuch· werden bei einea Druok von 22,8 atü begonnen; infolg· Verstopfung dee Ktihl-

turakopfee steigt der Druok jedooh raecb auf 35 attt, und der Betrieb muss unterbrochen

Bei"Terwendung- der-üblichen Abzugsvorrichtung aus dem Turm haben die .Waöhs-Öl-Aufschlämmungen eine Bndkristallisationstemperatur von beispielsweise -13,3°0 bzw. -11,I⁰Gj die unter·dem Stockpunkt der Wachs-Öl-Aufschlämmung von +18,3°G bzw. + 10⁰G liegt und können daher in dem Turm, infolge Verstopfung nicht behandelt werden. Yfenn das Aus gangs gut im Verhältnis 1:1 mit Propan verdünnt wird und der Stockpunkt der Wachs-Öl-rAufschlämmung auf -23,3⁰G herabgesetzt wird und die Bndkristallisationstemperatur über dieser Temperatur, nämlich bei.-19,4°0 liegt, läßt sieh das Ausgangsgut in diesem Turm verarbeiten. ■

Verwendet man aber einen Turm mit einem konischen Kopf gemäß der Erfindung, so lassen sich Wachs-Öl-Aufschlämmungen mit Stockpunkten von +18,3⁰G bzw. +10 0 leicht bei ", ./.'■ Endkristallisatlonstemperaturen unterhalb der jeweiligen Stockpunkte, nämlich bei -13,3⁰O bzw. -11,1⁰G verarbeiten.

Obwohl das G-esamtv-olumen aus ^ül und Lösungsmittel in beiden Fällen etwa 113 bis 129 l/Min, beträgt, wird bei dem erfindungsgemäßen Verfahren infolge des niedrigeren VerdünnungsVerhältnisses mit lösungsmittel ein wesentlich höherer "Durchsatz an Ausgangsöl erzielt· Bei einem Verdünnungsverhältnis von 1:1 werden dem Turm nur 64,35 1 öl je Minute zugeführt, während bei einem Verdünnungsverhältnis von 0,5 ι 1 dem Turm etwa 75,7 bis 79,5 1 Öl je Minute zugeführt werden. Dies bedeutet eine Zunahme im Durchsatz an Beschickung von etwa 23 bis 24$· Auch hinsichtlich des Kältebedarfs zur Kühlung der jeweiligen Mengen an ölbeschickung wird eine 23- bis 24$ige Einsparung erzielt, da durch die zusätzliche Kühlung des Lösungsmittels nichts gewonnen wird. ·

Beispiel 9 .

Die Entparaffinierung einer Brightstocköle erfolgt in einem Gegensirom-Kühlturm. Die Aufschlämmung aus Wachs in öl wird einem sweistufigen Zentrifugierverfahren zugeführt, um entparaffiniea?- tea Öl und entöltes Wachs zu gewinnen· Zu diesem Zweck sind zwei

009885/1633 bad original

Zentrifugen mit lienndurchmessern von 63,5 cm und Umlaufgeschwindigkeiten von 4300 Ü/Min. hintereinandergeschaltet»

Die Zentrifugen werden so betrieben/ daß bei einer konstanten Zufuhrgeschwindigkeit der Aufschlämmung von 378,5 1 je Minute ein entparaffihiertes Öl mit einem Stockpunkt von -9»4°C in einer Ausbeute von 72$ anfällt. Die zweite Zentrifuge wird so betrieben, daß sie ein entöltes Wachs mit einem konstanten Ölgehalt von 20$, bestimmt mit sek„ Butylalkohol bei -17,8 G liefert¹. Die Abtrenntemperatur beträgt -37,2⁰G. Der Unterstrom von der zweiten Zentrifuge enthält unter diesen Bedingungen maximal 22,5$ Feststoffe.

überraschenderweise ist bei konstanter Ölausbeute und Beschaffenheit von öl und Wachs um so weniger Gresamtlösungsmittel zur Durchführung des Entparaffinierungsverfahrens erforderlich, je mehr Lösungsmittel, im vorliegenden lall Propan, an einer Stelle zwischen den beiden Zentrifugierstoffen zugeführt wird. Dies ergibt sich aus Tabelle V.

Tabelle V

Verhältnis
von lösungsmittel zu
Ausgangsgut
•in der Beschickung
z.um Kriställisierturm

0,75
1,0

■ 1,5 '
-- 1,75
2,0

2,5

Ausgangsgutj Brightstock lösungsmittelj Propan

Zusatz zwischen den Zentrifugierstufen: Verhältnis von lösungsmittel zu Gesamtausgangagut

1,6

1,25

1,1

0,8

0,75

0,6

0,5

Gesamtes, für die Entparaffinie rung erforderliches 18sungs-

1,6 2,0 2,1 2,3 2,5 2,6 3,0

Irennkapazitat der Zentrifuge, l/Min.

378,5

I»

00S885/1633

BAD ORIGINAL

Die obige Tabelle zeigt, daß sich eine 23$ige Verminderung im Lösungsmittelbedarf erreichen läßt, indem man 1,25 Teile Lösungsmittel zwischen den Zentrifugierstufen und 0,75 Teile zu dem Ttirm zusetzt, statt 0,5 Teile Lösungsmittel zwischen den Zentrifugierstufen und 2,5 Teile Lösungsmittel zu dem Turm zuzusetzen. Wenn das Ausgangsgut strömungsfähig genug ist, wie es f bei BrightstockÖl der Pail ist, um sich ohne Zusatz von Lösungsmittel in den Turm einspritzen zu lassen, läßt sich der Gesamtbedarf an Lösungsmittel noch weiter auf 1,6 Teile herabsetzen, indem man das ganze Lösungsmittel zur zweiten Zentrifugierstufe bei der Abtrennung des Wachses vom Öl und überhaupt kein Lösungsmittel zum Turm zusetzt»

Beispiel 10

Man arbeitet mit einer konstanten Gesamtlösungsmittelverdünnung von 2,5 in Iorm von Propan, wobei die zwischen den Zentrifugierstufen zugesetzte Menge variiert \vird_e Die Zentrifugen werden, wie in Beispiel 9 beschrieben, so betrieben, daß ein Öl mit einem Stockpunkt von -9,4°C in einer Ausbeute von 72$ und ein ¥achs mit einem Ölgehalt von 20$, bestimmt mit sek« Butylalkohol bei -17,S⁰C, anfällt. Dabei beträgt der maximale feststoffgehalt im TJnterstrom von der zweiten Zentrifuge 22,5$. Die Wirkung des Zusatzes des Lösungsmittels zwischen den Zentrifugierstufen im Vergleich zum Zusatz des Lösungsmittels zum Turm ergibt siiSh aus Tabelle VI.

BAD ORJGJNAL 009885/1633

	Tabelle	VI	Brightstock	Trennkapazität der Zentrifuge, l/Miii.
	Ausgangsgut:		Propan	O
	Lösungsmittel:	Gesamtlö sungsmittel im System	O
Verhältnis von Lösungs mittel zu Ausgangsgut in der Be schickung zum Kristal lisierturm	Zusatz zwi schen den Zentrifugier- stufen : Ver hältnis von Lösungsmittel zu Gesamtaus gabe £ut	2,5	O
2,5	O	M	416,4.
2,25	0,25	H	43-6,4
2,0	-0,5	«1	378,5
1,75	0,75	ti	416,4
1,5	-1,0	It	454,2
1,25	1,25	M	473,2
1,0	1,50	ti	757
0,75	1,75	It
Ok5	2,0	η
0,25	2,25

Bei dem gleichen Gesamtverdünnungsverhältnis mit Lösungsmittel, konstanter Ölausbeute und Beschaffenheit von Öl und Wachs steigt die Entparaffinierungskapazität für den Fall, daß das Lösungsmittel vollständig zum Kühlturm zugesetzt wird, von O bis auf 757 l/Min., für den Fall, daß 2,25 Raumteile Lösungsmittel zwischen den Zentrifugierstufen und 0,25 Raumteile zum Turm zugesetzt werden. Vorzugsweise wird das im Kreislauf geführte. Lösungsmittel etwa 5,6 bis 16,7°G unter die Temperatur der Wachs-Öl-Aufschlämmung gekühlt und mit der Wachs-Öl-Aufschlämmung gemischt. Beispielsweise kann eine Wachs-Öl-Aufschlämmung von -37⁰G weiter auf -4O⁰C gekühlt werden, indem sie mit einem eine Temperatur von -42⁰O aufweisenden, im Kreislauf geführten Lösungsmittel gemischt wird.

Die Menge des Lösungsmittels, auf das Ausgangsmaterial gerechnet, soll weniger als 2,5 und vorzugsweise weniger als 2,0 betragen, wobei die Menge des in den ^ristallisationsturm einzu-

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BAD ORIGINAL

■ - 29 führenden. Lösungsmittels vorzugsweise zwischen 0 bis O,'5 liegt.

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Claims

Patentansprüche

1. Verfahren zum Auskristallisieren eines kristallisierbaren Stoffs aus einer Flüssigkeit, bei welchem man diese mit einer Temperatur oberhalb der ^-ristallisat ions temperatur in itorm von Tröpfchen in einer im Gegenstrom mit einer Temperatur unterhalb der ^ristallisationstemperatur zugeführten, damit unmischbaren Kühlflüssigkeit abweichender Dichte dispergiert, wobei die Tröpfchen der Flüssigkeit eine gleichmäßige Größe zwischen 0,79 und 12,7 mm aufweisen und der Kühlflüssigkeit mit einer Geschwindigkeit zugeführt werden, daß sich ein Verhältnis von Tröpfchenvolumen zu Gesamtvolumen zwischen 0,35 und 0,80 einstellt, dadurch gekennzeichnet, daß die Tröpfchen mit einer Geschwindigkeit von 0,56 bis 83°C/Min. gekühlt werden, wobei der Temperaturunterschied zwischen Tröpfchen und Kühlmittel zwischen 0,28 und 16,7°G beträgt,

2ο Verfahren nach Anspruch 1., dadurch gekennzeichnet, daß die Kühlung unter Druck erfolgt.

3'. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach den Ansprüchen 1 und 2, bestehend aus einem Kühlturm mit einem Einlaß für das Ausgangsgut (1), einem Einlaß für das Kühlmittel (4, 12), einem Auslaß für das Ausgangsgut (3) und einem Auslaß für das Kühlmittel, dadurch, gekennzeichnet, daß der Auslaß (24) für das Kühlmittel aus einem Abschnitt (21, 23) des surrnes besteht, in welchem sich der Durchmesser des Turmes allmählich auf einen Burohmesser yerjüngt, der 5 bis kleiner als der «irksame Durchmesser des Turmes ist· ,

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Neue Unterlagen (Art, * ι aus. ζ Nr. ι satss <i<m λη4«τυη

4. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Einlaß (4, 12) für das Kühlmittel aus Kanälen (17) besteht, die in der gleichen Sichtung verlaufen wie die natürliche Strömung der dispersen Phase in dem Turm und die sich unterhalb der Verjüngung (21, 23) des Turmes befinden.

5. Vorrichtung nach den Ansprüchen 3 und 4, dadurch gekennzeichnet, daß in dem Turm über dem Kühlmitteleinlaß (12, 17) aber unter dem verjüngten Auslaß (24) ein flügelrad (25) zum Entmischen der dispersen Phase angeordnet ist.

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