DE1645809A1

DE1645809A1 - Loesungsmittelextraktionsverfahren fuer Kohlenwasserstoffmischungen

Info

Publication number: DE1645809A1
Application number: DE19671645809
Authority: DE
Inventors: Morris Herbert Comstock; Nixon John Ivey
Original assignee: Texaco Development Corp
Current assignee: Texaco Development Corp
Priority date: 1966-12-23
Filing date: 1967-12-22
Publication date: 1970-02-12
Also published as: GR34837B; FR1553162A; YU248967A; DE1645809C3; NO121292B; GB1153099A; SE343317B; DE1645809B2; NL152593B; ES348547A1; NL6717520A; CH503788A; YU33208B; US3461066A

Description

Die Erfindung betrifft ein Lösungsmittelextraktionsverfahren für Kohlenwasserstoffe und insbesondere ein verbessertes Lösungsmittelwiedergewinnungssystem bei der Lösungsmittelextraktion von Kohlenwas-sexstaffölen mit N-Methyl-2-Pyrroli don.

Bei der Herstellung von Schmierölen aus Rohölchargen ist es notwendig, unstabile, von Natur aus vorkommende Materialien zu entfernen, die Niederschläge bilden oder aufgrund von Erhitzung oder Oxidation oder Erhitzung und Oxidation in den Verfahrensapparaturen korrodierend wirken. Bei den Paraffinölen

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Patentanwälte Dipl.-Ing. Martin Licht, Dipt.-Wirtsch.-Ing. Axel Hansmann, Dipl.-Phys. Sebastian Herrmann

8 MÖNCHEN 2, THERESIENSTRASSE 33 · Telefon* 281202 · Telegramm-Adresse: Lipatli/München

ist es außerdem oft von Vorteil, den Viskositätsindex zu erhöhen, indem die meisten aromatischen Bestandteilen aus dem Öl entfernt werden. Um dies zu erreichen, ist es notwendig, den größten Teil dieser in der Rohcharge vorkommenden Materialien zu entfernen oder ,zu zerstören, vorzugsweise etwa 10 bis 60 $, je— nachdem welche Qualitäten in dem Produktöl erwünscht sind. Meistens wird dies durch eine Extraktion mit einem Lösungsmittel erreicht, das für die meisten unstabilen Moleküle selektiv wirkt. Diese unstabilen Moleküle bestehen hauptsächlich ans aromatischen und Nicht-Kohlenwasserstoffmaterialien. Bevor, die Lösungsmittelextraktion aufkam, wurden die Kohlenwasserstoffmischungen einer unvorteilhaften Behandlung mit konzentrierter Schwefelsäure unterworfen, um diese unerwünschten Materialien zu zerstören.

Das oben erwähnte Verfahren, in dem wesentliche Materialmengen aus der verarbeiteten Charge entfernt werden, unterscheidet sich grundsätzlich von den Entfärbungsbehandlungen bei der Herstellung von Schmierölen, bei denen nur eine Spurenmenge von färbendem Material entfernt wird. In diesem Fall sind die Behandlungsverluste, normalerweise größer als die entfernten Materialmengen. Bei den allgemeinen Verfahren, die für die Farbwertesserung benutzt werden, werden beispielsweise Ton und eine Behandlung mit schwacher Säure verwendet. Solche Farbverbesserungsstufen werden oft nach der Lösungsmittelraffination verwendet. Eine

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Rohcharge, die nur auf eine Farbverbesserung behandelt wird, ist-normalerweise nicht zufriedenstellend in bezug auf ihre thermische oxidative Stabilität oder in bezug auf den Viskosität sind ex.

Das Verfahren nach der Erfindung betrifft eine Lösungsmittelextraktion von Kohlenwasserstoffmischungen, bei der N-Methyl-2-Pyrrolidon als selektives Lösungsmittel verwendet wird. Das N-Methyl-2-Pyrrolidon wird in der folgenden Beschreibung zum Teil mit NMP bezeichnet. ™

Das Verfahren nach der Erfindung betrifft Insbesondere

eine Lösungsmittelextraktion von Kohlenwasserstoffmischungen,

^als ο

die vollständig über NMP sieden, das heißt,höher/ 202 C und vorzugsweise einen ASTM Anfangssiedepunkt von mindesten 3^3 C besitzen. Dies sind zum Beispiel Schmierölfraktionen, Krackchargen, Brennstoffe und Destillate im mittleren Siedebereich. Solche Chargen werden behandelt, um ein Raffinationsprodukt mit einer erhöhten Stabilität, einem erhöhten Vislcositätsindex und mit ä

reduzierten aromatischen Eigenschaften von einem Extraktionsprodukt mit -erhöhten" aromatischen Eigenschaften abzutrennen.

Bei den Rohöl—Raffinationsverfahren werden die verschiedenen behandelten Rohchargen und Fraktionen normalerweise in Kontakt mit Dampf oder Wasserdampf hergestellt und in Kontakt mit flüssigem Wasser aufbeiÄrt, so daß sie normalerweise gelöstes Wasserund gelegentlich geringe Mengen mitgerissenes Wasser enthalten,

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Wenn solche "nasse" Chargen mit einem Lösungsmittel raffiniert werden, beispielsweise mit einem Lösungsmittel wie N-Methyl-2-Pyrrölidon, dann wird das gelöste und mitgerissene Wasser durch das Lösungsmittel aufgenommen, wodurch seine Lösungsmittelkraft reduziert wird und die Wirksamkeit der Lösungsmittelraffination erniedrigt wird. NMP ist ebenfalls hygroskopisch, so daß es dazu neigt, Wasser von der umgebenden Atmosphäre bei der Lagerung und bei der Behandlung aufzunehmen. Weiterhin wird bei der vollständigen Entfernung des Lösungsmittels aus den behandelten Ölfraktionen normalerweise ein Abstreifen mit Dampf angewendet, um die letzten Spuren des Lösungsmittels aus dem Öl zu entfernen. Wenn ein Abstreifen mit Dampf angewendet wird, ist es aus wirtschaftlichen Gründen erforderlich, bei der Vermeidung eines Lösungsmittels in den entstehendenKondensationsströmen das dort auftretende Lösungsmittel wiederzugewinnen« Demgemäß betrifft die Erfindung ein verbessertes Verfahren zum Abtrennen eines Lösungsmittels bei der Lösungsmittelraffination von Kohlenwasserstoffmischungen, wobei störendes Wasser in dem eingesparten Ghargenmaterial und in den Verfahrensströmen in wirksamer Weise aus dem System eliminiert wird*

Nach dem Verfahren der Erfindung wird eine Kohlenwasserstoffmischung, die oberhalb 202⁰C siedet und in Fraktionen mit höheren und niedrigeren aromatischen Eigenschaften aufgetrennt werden soll; mit einem Lösungsmittel in Kontakt gebracht» das NMP ent- " hält, wobei eine Raffinatphase und eine Extraktphase gebildet wird. Die Raffinatphase besteht ais einem Haffinatprodukt mit einer kleineren Menge des darin gelösten Lösungsmittels und die

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Extraktphase bestellt aus dem Lösungsmittel mit dem Extraktprodukt und einer kleinen Menge darin gelösten Wassers* Das Raffinatprodukt wird aus der Raffinatphase durch Destillation oder durch Auswaschen mit einem anderen Lösungsmittel, wie beispielsweise Wasser, abgetrennt« Die Extraktphase wird in eine erste Destillationszone geleitet, in der ein erstes Destillat abgetrennt wird, das Wasser und eine geringe Menge des Lösungsmittels in der Extraktphase aus dem ersten Destillationsbödenprodukt enthält, das im wesentlichen frei ist von Wasser. Das Bödenprodukt aus der ersten Destillationszone wird in eine A zweite Destillationszone geleitet, in der der hauptsächliche Teil des Lösungsmittels in der Extraktphase als ein Destillat abgetrennt wird, das im wesentlichen frei ist von Wasser aus einem zweiten Destillationsbödenprodukt (Destillationsriickstandsprcclukt).

Das zweite Destillationszonenhödenprodukt, das eine geringere Menge des Lösungsmittels in der Extraktphase enthält, wird im wesentlichen davon befreit, indem in einer dritten Destillationiszone mit Dampf abgestreift wird, wobei ein Destillat abgetrennt wird, das Lösungsmittel und Wasser aus einem dritten Destillationsbödenprodukt enthält. Das dritte Destillationsbödenprodukt enthält das Extraktprodukt, das im wesentlichen frei ist von Lösungsmittel. Die Destillate aus der ersten und dritten Destillationszone werden gesammelt und in eine vierte Destillations zone geleitet, wobei die Abtrennung, von Wasser als Destillat und Lösungsmittel bewirkt wird, wobei das Lösungsmittel im wesent-

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lichen frei ist von Wasser als viertes Destillationsbödenprodukt« Das Destillat aus der zweiten Destillationszone und dem Bodenprodukt aus der vierten Destillationszone — als Lösungsmittel₉ das iis wesentlichen frei tton Wasser - werden in die Extraktions«= . zone zurückgeführt, um zumindest einen Teil des Lösungsmittels darin zu enthalten.

Die erste Destillationszone wird vorteilhafterweise bei einem Druck innerhalb des Bereiches von etwa O bis i,76 kg/cm Manometerdruck gehalten. Zumindestens ein Teil der zweiten Destillationszone wird bei einem höheren Druck innerhalb eines Bereiches von etwa 1,76 bis"7fO3 kg/cm Manometerdruck und die dritte Destillationszone bei einem niedrigeren Druck im Bereich von etwa o, 35 bis ±_rö5 kg/cm absolutem Druck gehalten. Wenn die zweite Destillationszone bei dem oben erwähnten höheren Druck betrieben wird, kann das Destillat in vorteilhafter Weise in einen indirekten Wärmeaustausch mit der Extraktphase geleitet werden, die zu der ersten Destillationszone geführt wird, um mindestens einen Teil der Wärme für die darin stattfindende Destillation zu schaffen.

Bei einer bevorzugten Ausführungsform des Verfahrens nach der Erfindung kann die zweite Destillationszone aus zwei Teilen bestehen, von denen der erste bei dem oben erwatefcen höherem Druck gehalten wird und der zweite Teil etwa bei dem gleichen Druck wie die dritte Destillationszone gehalten wird.

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Das Lösungsmittel kann aus der Raffinatphase in einer fünften Destillationszone oder durch Auswaschen mit Wasser * abgetrennt werden* Wenn das Lösungsmittel aus der Raffinatphase in einer fünften Destillatlonszöne abgetrennt wird, dann wird das Destillat, das Lösungsmittel und Wasser enthält, in eine vierte Destillationszone mit der eingespeisten Charge geleitet. Wenn das Lösungsmittel aus der Raffinatphase durch Auswaschen mit Wasser abgetrennt wird, dann kann die entstehende _x Wasserlösung des Lösungsmittels zu der vierten Destillationszone geleitet werden, um das Lösungsmittel darin wiederzugewinnen oder in einer getrennten Destillationszone abgetrennt werden. Das als Destillat in der vierten Destillationszone abgetrennte Wasser kann in vorteilhafter Weise zum Auswaschen der Raffinatphase verwendet werden· Das Lösungsmittel und die Kohlenwasser-, stoffmischung werden in der Extraktio-j&s-κone beispielsweise bei einer Extraktphasenauslaßtemperatur von etwa 85°C in Kontakt gebracht und zwar in einer Menge von etwa 120 "vplinien des Lösungsmittels je Volumen der Kohlenwasserstoffmischung.

Es folgt eine kurze Beschreibung der Zeichnungen, in denen

zeigen:

Fig. i ein Fließdiagramm eines Lösungsmittel-

raffinierungssystems, das Destillationseinheiten zur Wiedergewinnung des Lösungsmittels aus der Extrakt— und Raffinatphase enthält.

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Pig. 2 eine besondere Ausführungsform des Verfahrens nach Fig. 1, indem, das lösungsmittel aus dem Haffinat- , produkt durch Auswaschen mit Wasser abgetrennt wird.

In |ig, 1 wird eine Ölcharge, die eine geringe Menge unerwünschten Wassers enthält, bei einer Temperatur"von etwa 38° ö durch Leitung 1 in den Behandlungsturm 2 eingeleiteir. Der Behandlungsturm 2 ist eine Ilüssigkeitskontaktvorrichtung, die für Lösungsmittelextraktionen geeignet ist. Der Behandlungsturm 2 ist vorzugsweise eine rotierende scheibenförmige Kontaktvorrichtung, kann aber auch irgendeine geeignete ilüssigkeits-ilüssig'-. keitkontaktvörriehtung sein, in der beispielsweise 1 - 10: theoretische Stufen zusammengepackt sind oder eine Sprüh- oder Siebbödensäule. Es kann auch eine pulsierende oder bewegte Säule verwendet werden oder eine zentrifugale Eontaktvorrichtung, beispiels· weise eine Podbieln'iak-Zentrifugalvorrichtung. N-Methyl-2-3?yrrolidon-Lösungsmittel wird in einer Lösungsmittel zu Öldosis von etwa 120 Volumenprozent und bei einer !Temperatur von etwa 122° C in den Behandlungsturm 2 durch die Leitung 3 eingeführt* Die Öl charge und das Lösungsmittel werden in (Jegenstrom in Kontakt gebracht, wobei eine Baffinatphase gebildet wird, die die im Lösungsmittel unlöslichen Bestandteile der Charge enthält (vorzugsweise vom parafi'inischen Typ zusammen mit einer geringen Menge gelösten Lösungsmittels und einer recht kleinen gelösten Wassers). Die Bestandteile der Charge, die im Lösungsmittel

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löslich sind (hauptsächlich" aromatischer Natur) und die gelöste Menge des Wassers, das in der Charge gelöst ist, werden in Lösungsmittel gelöst,wobei eine Extraktphase gebildet wird, welche aus dem ü?urm 2 durch die leitung 4 bei einer temperatur von etwa 85° 0 abgezogen wird» Die Extraktphase in leitung 4 wird durch den Wärmeaustauscher 7 durch die leitung 8, und durch den Wärmeaustauscher 9 geleitet, wodurch die Exträktphase auf etwa 216° O erwärmt wird. Biese Temperatur liegt unterhalb des' Siedepunktes des MMP-Lösungsmittels und des gelösten Wassers,

.V- V. ^:

Die erhitzte Extraktphase wird dann durch die Leitung in den atmosphärischen Destillationsturm'11 geleitet, welcher vorzugsweise bei einem Druck innerhalb des Bereiches von etwa

- ο

atmosphärischen Druck bis etwa 1,76 kg cm Manometerdrück und

vorzugsweise bei etwa 1,41 kg cm Manometerdruck betrieben wird.

In dem Destillationsturm" 11 werden etwa 40 $ des Lösungsmittels und des Wassers in der erhitzten Extraktphase verdampft und als Destillat durch Leitung 15 abgezogen. Das Destillat aus Turm11 wird dann durch die Leitung 15» durch den Austauscher 7 | und durch die Leitung 16 zu dem Lösungsmittel-iDrocknungs-DBstil-

lationsturm 17 geleitet« .

Die Extraktphase, die frei ist von Wasser und etwa 60 i» des Lösungsmittels enthält, das in der Extraktphase vorhanden ist, die aus dem Behandlungsturm 2 abgezogen worden ist, wird vom Boden des Turmes 11 durch die Leitung 18 abgeleitet und dann

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in der Spirale 19 im Erhitzer 20 auf eine Temperatur von etwa 201° C gebracht. Die erwärmte Extraktphase wird dann durch die leitung 21 in den Destillationsturm 22 bei einem Druck von etwa

1,76 - 7,03 kg/cm Manometerdruck und vorzugsweise bei etwa 3*78

kg/cm Manometerdruck geleitet. Etwa 95 Grew.jS des LÖsungsnlittels in der Charge zum Turm 22 wird overhead destilliert und als Destillat in leitung 23 abgetrennt. Das Destillat in leitung 23 wird bei einer Temperatur von 263 C* in indirektem Wärmeaus tausch mit dem eingespeisten Material zu dem atmosphärischen Destillationsturm 11 im Wärmeaustauscher- 9 geleitete Mach der Verwendung für den Wärmeaustausch wird das Destillat, das das trockene Lösungsmittel enthält* durch die leitungen 24 und 25 in den Kühler 26 geleitet, in dem die Temperatur auf etwa 122° G reduziert wird, um !lösungsmittel zu liefern, das durch die Leitung 3 in den JBehandlungsturm 2 geführt wird. Der Rückstand aus Turm 22, der das gesamte Extraktöl und den Rest des Lösungsmittels enthält, wird durch die Leitung 30 in den Extraktvakuumdestillationsturm 31 geleitet, welcher bei einem Druck innerhalb eines Bereiches von

etwa 0,35 kg/cm absoluten Druck bis zu atmosphärischen Druck

ρ ,

und vorzugsweise bei etwa 0,77 kg/cm absoluten Druck betrieben wird. Das Vakuum im Turm 31· bewirkt die Verdampfung von etwa ÖO Gew.?S des Lösungsmittels, das in dem Strom vorhanden ist, der dem Turm 31 zugeführt wird. Das resultierende Destillat, das eine zusätzliche Menge von trockenem Lösungsmittel enthält, wird durch die Leitung 32 in. die Leitung 25 abgeleitetj um axt dem trocknen Lösungsmittel darin zu rezyklieren. Die Übrig bleibende Extrakt-

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■-11 -■" ■ , "1.6A58-Ö3-

phase wird vom Boden des Turmes 31 durch die leitung 33 abgezogen und dem Extrakt-Vakuum-DestillationsturnL 34 geleitet» Dampf wird* in den Boden des !Turmes 34 durch die leitung 35 in einer Menge eingeleitet, die ausreicht, um die letzten Spuren des Lösungsmittels au verdampfen, das in der Extraktphase vorhanden ist. Das resultierende iKSsungsmittel-Dampfdestillat wird overhead durch die Leitung 36 abgezogen und mit dem nassen Lösungsmittelstrom in Leitung 16 kombiniert. Das Extraktprodukt, das im wesentlichen frei ist von Lösungsmittel, wird vom Boden des Turmes duroh die Leitung 37 abgezogen und zu einer Eroduktlagerungsvor- ^ richtung abgeführt.

Die Raffinatphase in Leitung 15 wird durch den Wärmeaustauscher 40 und die Leitung 41 zu der Erhitzungsspirale 42 in dem Erhitzer 43 geleitet» iö, dem sie auf eine Temperatur von 246° O erwärmt wird« Die erwärmte Haffinatphase wird durch die Leitung 44 iß den Haffinat-Vakuum-Destillationaturm 45 geleitet, um eine im wesentlichen vollständige Entfernung des gelösten Lösungsmittels aus der Raffinatphase zu bewirken. Der Destillationstürm 45 wird bei einem niedrigen Druck betrieben, beispielsweise "

im Bereich von etwa P,35 kg/cm absoluten Druck bis zu einem

2 atmosphärischen Druck und vorzugsweise bei etwa 0,77 kg/cm absolutem Druck. Etwa 93 # des gelösten Lösungsmittels und im wesentlichen das gesamte gelöste Wasser wird overhead vom Turm durch die Leitung 46 destilliert,'"Das Destillat in Leitung 46 wird durch den Wärmeaustauscher 40 und die Leitung 47 in die

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Leitung 16 geleitet, wo es mit anderen nassen Lösungsmittel- * strömen akkumuliert wird, die in den Destillationsturm 17 geleitet werden. Der Destillationsrückstand aus Turm 45 wird durch die Leitung 48 abgezogen und zu dem Baffinat-Vakuum-Dampfdestillationsturm 50 geleitet. Der Destillationöturm 50 wird als ein Dampfabstreifturm betrieben, wobei Dampf durch die Leitung 51 eingeleitet wird, um das übrig bleibende Lösungsmittel vom Baffinatprodukt zu entfernen. Das Eaffinatprodukt wird durch die Leitung 52 zu einem hier nicht gezeigten Aufbewahrungsbehälter abgeführt. Das Overhead-Destillat von Turm 5o» das Lösungsmittel und Wasserdampf enthält, wird durch! die Leitung 53 abgeführt und mit dem nassen Lösungsmittelstrom in Leitung 47 kombiniert. · '

Nasses Lösungsmittel, das als Destillat von den Türmen 11, 34, 45 und 50 akkumuliert wird, wird in Leitung 16 akkumuliert und in den Lösungsmittel-Trocknungs-DestillationsturiE 17 geleitet. Der Destillationsturm 17 wird als ein.LösungsBiitteltrockner be- ' trieben, in dem Wasser als ein Overhead-Destillat durch die Leitung 55 aus dem trocknen Lösungsmittel destilliert wird, das von dem Boden des Turmes 17 durch die Leitung 25 abgezogen wird· Der Destillationsturm 17 kann eine konventionelle Destillationssäule mit etwa 6. - 10 theoretischen Böden sein*

In dem gezeigten iließdiagramm_# werden annähernd 51,9 des Lösungsmittels, das dem Behandlungsturm 2 zugeführt wird, als ein trockenes Lösungsmitteläeeitillat aus den Türmen 11 and, 22 abgetrennt. <

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In dem oben beschriebenen Destillationssystem wird das Lösungsmittel in einer Serie von Destillationsstufen abgetrennt, um den größten Teil des Lösungsmittels als trockenes Lösungsmittels abzutrennen und zur gleichen Zeit eine wirksame Ausnutzung der Destillationswärme zu ermöglichen. Es wird

eine anfängliche Destillation der Extraktphase bei einem

' 2

Druck innerhalb eines Bereiches von etwa O bis "1,76 kg/om Manometerdruck durchgeführt, um einen kleineren Teil des Lösungsmittels zusammen mit dem unerwünschten Wasser abzutrennen, das in das Lösungsmittelextraktionssystem mit der eingespeisten Charge und dem Lösungsmittel eingeführt wird. Wärme, für diese anfängliche Destillation wird durch die wahrnehmbare Wärme der Extraktphase aus dem Extraktionsturm zugeführt, und zwar durch indirekten Wärmeaustausch mit den Destillationsdämpfen aus der anfänglichen Destillation und durch Indirekten Wärmeaustausch mit den Dämpfen von einer anschließenden Destillation Die entstehende teilweise abgestreifte Extraktphase, die im wesentlichen frei ist von Wasser, wird mit Wärme, die von einer außerhalb der Destillationszone befindlichen Wärmequelle geliefert wird, erhitzt und der erhitzte Strom wird bei einem Druck von etwa 1,76 bis 7»03 kg/cm Manometerdruck in eine zweite Destinationszone geleitete Die heißen Destillationsdämpfe aus der zweiten Destillationszone, bei einem höheren Druck und bei einer höheren Temperatur, werden dazu verwendet, um Wärme in die erste Zone,wie vorher beschrieben, einzuführen.

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Nach Kondensation enthält dieses Destillat einen trockenen Lösungsmittelstrom, der in den Lösungsmittelextraktionsbehandlungsturm rezykliert wird. Die Rückstände von der

zweiten Destillationszone werden in einmVakuumdestillat ions—

/ 2 * «turm geleitet, der bei einem Druck von etwa 0,35 kg/cm absoluten Druck bis zu atmosphärischen Druck gehalten wird, wobei zusätzliches Lösungsmittel durch die merkbare Wärme der Turmeinspeisung verdampft wird. Nach Kondensation bildet dieser. Lösungsmittelstrom einen zusätzlichen trockenen Lösungsmittelstrom, der in den Extraktionstürm zurückgeleitet wird. Der Destillationsdampf aus dem Vakuumdestillationstürm wird in einer zu geringen Menge und bei einer zu niedrigen Temperatur erzeugt, um seine Verwendung sur Erhitzung der anderen Verfahrensströme zu rechtfertigen» Die geringe Menge des Lösungsmittels, das in der Extraktphase zurückbleibt, wird dann mit Dampf in einer separaten Abstreifzone bei einem Druck von etwa 0,35 kg/cm absoluten Drraek bis atmosphärischen Druck abgestreift. Es muß festgestellt werden, daß die einzige Extraktphasendestillationsstufe, die mit einer Wärmequelle außerhalb des Destillationssystems erwärmt wird, die Druckdestillationsstufe ist. Wärme für die gesamte übrige Destillation wird durch die merkbare Wärme des beteiligten Stromes und durch Wärmeaustausch mit den anderen Destillationssystemströmen geschaffen»

Figo 2 zeigt eine alternative Methode zum Abtrennen des gelösten Lösungsmittels ana der Raffiuatphase» Darin wird anstelle der Destillation mit Wasser ausgewaschen« Die Raffinatphase in

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Leitung 5 wird im Austauscher ?O auf eine Temperatur von etwa 66⁰C abgekühlt und durch die Leutung 71 in den Waschturm 72 * geleitet. Der Waschturm 72 ist eine Flüssigkeits-Flüssigkeits-Extraktionsvorrichtung, die etwa i bis IO theoretische Böden besitzt. Wasser mit einer Temperatur von etwa 66°C wird durch die Leitung 73 eingeleitet und gewaschenes Raffinatprodukt, das in wesentlichen frei ist von Lösungsmittel wird durch die Leitung 75 in einen hier nicht gezeigten Aufbewahrungsbehälter geleitet. Die Wasserauswaschungen, die das gäöste Lösungsmittel enthalten, werden durch die Leitung 74 abgezogen und mit dem μ nassen Lösungsmittelstrom in Leitung 16 akkumuliert, um das trockene Lösungsmittel wie in Flg.1 dargestellt, wiederzugewinnen. Wasser zum Auswaschen kann aus der Leitung 55durch die Leitung 76 abgezogen werden und in dem Wärmeaustauscher 77auf die · Auswasohteraperatur abgekühlt werden. Die Abtrennung des Lösungsmittels aus der Raffinatphase durch AuswasoMen mit Wasser reduziert die Menge der erforderlichen apparativen Vorrichtungen in dem Raffinatphasenwiedergewinnungssystera, erhöht Jedoch die Menge des Wassers« das aus dem Zirkulationslösungsmittelsystem entfernt werden muß» "

BEISPIEL -

In einer bevorzugten Aasführungsform des Verfahrens wird eine Schmierölcharge (Wachsdestillat 20) ait NMP behandelt, um ein raffiniertes Öl (Raffinatprodukt) mit einem erhöhten Viskositätsindex und einer verbesserten Inhibitorantwort zu erzeugen, das sich für die Herstellung eines hochqualitativen Schmieröls ,

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-ie. 1β'458Ο9

mit einem hohen Viskositätsindex und mit einer hohen Stabilität eignet. Die Wehsdestillat 20-Charge enthält eine Fraktion, die einen anfänglichen Siedepunkt über 343°C (ASTM) besitzt und die aus einem Rohöl aus Süd-Louisiana durch Vakuumdestillation abgetrennt worden ist. Das Wachsdestillat 20 wird in der Apparatur raffiniert und zwar unter den im Zusammenhang mit Fig.l angegebenen Bedingungen, das heißt bei einer Lösungsmitteldosis von 120 Volumenprozent und mit einer Extraktauslaßtemperatur von 85⁰C. Man erhält eine Ausbeute von 68,9 Gewichteprozenten raffiniertes Öl. Die Untersuchungen der Charge, des raffinierten Öls und des Extraktproduktes sind in Tabelle I angegeben.

Die in Tabelle II dargestellte Gewichtsverteilung zeigt die Verteilung von NMP, Wasser und Ölfraktionen bei der Raffination von 0,5 Millionen jato (10.000 barrels per day) einer Wachsdestillat 20-Einspeisungscharge. In Tabelle II sind die Wasserraten in Kilogramm angegeben, jedoch auf 1000 kg im gesamten abgerundet. Bei der besonderen Ausführungsform des Lösungsmittelwiedergewinnungsverfahrens, das in Fig. 2 dargestellt wird und in dem bei der Abtrennung des Lösungsmittels aus der Raffinatphase mit Wasser ausgewaschen wird anstelle der Destillation die Raffinatphase mit 122 000 kg Wasser pro Tag ausgewaschen. Das Waschwasser und das extrahierte Lösungsmittel sind in der Charge zu dem Lösungsmitteltrocknungsdeetillationsturm enthalten, der dann 953 000 kg NMP pro Tag und 134 000 kg Wasser pro Tag enthält.

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TABELLE I
Untersuchung der Zufuhrchargen und der Produkte

Identifizierung Wachsdestillat Raffiniertes Ölprodukt Extraktionsprodukt

Teste

Spezifisches Gewicht, ⁰API ,„ Flanun-Gleveland Open Cup C

Viskosität, SUS bei 38⁰C

Viskosität, SUS bei 66⁰C

Viskosität, SUS bei 99°C Q Viskositätsindex

(£, Entparaffinierter Viskositätsindex Stockpunkt ⁰C

Entparaffinierter Stockpunkt ⁰C -^> Farbe, Lovibond l/2^w cell Kohlenstoffrückstand, Gew.% JT^ Asche, Gew.%
oo Neutralisations Nr. _*. Schwefel, Gew.%

% Wachs Gew.%

Refraktionsindex

Gelöstes Wasser Gew.%

24,9	30,5	14,9	i 1
235	235	235
216	131		^^
—	34,3	—	I
13,3	10,7	49
76,5	105,0	—
—	91	—
+ 38⁰C	+43⁰C	+12,8⁰C
—	0	—
390	10	—
0,10	0,02	2,04
0,002	keine	—
0,60	0,03	—
0,48	0,16	1,2
7,8	10,8
1,4832	1,4625	1,5394
0,02	—	—

TABELLE II Gewichtsverteilung

1000 kg .je Tag Extrahiertes Raffinier- Gesamt-

01 charge NMP Wasser Öl tes Öl menge

Wachedestillat 20 Charge 1436 - 0,287 - '- 1437

Rafiinat-Phase 247 0,036 - 989 1237

Extrakt-Phase 1721 0,251 446 - 2168

Lösungsmittel Charge 1968 - - - 1968

Destillat, Raffinal-Vakuum-Destillationsturm 229 0,036 - - 229

Döden, Ralfinat-Vakuum-Destillationsturm 18,2 - 989 1007

Destillat, Raffinat-Vakuum-Dampi'-Destillationsturm 18,2 18,304 - -· 36

Raffinat-Produkt - - 989 989

Dampf zum Raffinat-Vakuum-Dampf-Destillationsturm - 18,3O^ — «18

Destillat, atmosphärischer üestillationsturm 688 0,251 — « 688

ßöden, atmosphärischer Destillationsturm 1032 « 446 — 1479

Destillat, Druck, Destillationsturm _% 981 " - - . - 981

Böden, Druck-Destillationsturm 51,7 - ^^6 - ' 498

_oDestillat, Extrakt-Vakuum-Destillationsturm 41,3 - - - 41

J₁₀Böden, Extrakt-Vakuum-Destillationsturm 10,4 - 446 - 457

ooDestillat, Extjakt-Vakuum-Dampf-Destiilationsturm ■ 10,4 10,326 - - .20

co Extrakt-Produkt - - ' 446 «. 446

-JDampi zum ExtrakWVakuum-Dampf-Destillationsturm - 10,326 « - 10

"^Nasses Lösungsmittel zum Lösungsmittel^Trocknungs-

-^Destillationsturm 9^6,1 28,318 - - 975

^Böden, Lösungsmittel-Trocknungs^Destillationsturm 9^*6,1 .·" ·>» ·«· 9^6

__xDestillat, Lösungsmittel^Trocknungs^Destillationsturm ·■ 28,318 ·· «29

"0

00 I

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Claims

ATENTA N WALTE - ^Ί- Dipl.-Ing. M A R TI N LICHT

PATENTANWÄLTE LICHT. HANSMANN. «««MANN Df. R'E I N H O L D S C H M I D T

a München 2 . theresienstrasse 33 Dipl.-Wlrtsch.-Ing. AXELHANSMANN

Dipl.-Phys. SEBASTIAN HERRMANN

TEXACO DEVELOPMENT CORPORATION Mündjen,den 22. Dezember 1967 NEW YORK, NEW YORK IO Oi? _lhrZridlwt EAST 42nd STREET 135
V. St. A.

Patentanmeldung; Lösungsmittelextraktionsverfahren für Kohlenwasserstoffmischungen.

PATENTANSPRÜCHE

l.y Verfahren zur Lösungsmittelextraktion einer Kohlenwasserstoffmischung, die vollständig oberhalb 202 G siedet, wobei eine Auftrennung der Kohlenwasserstoffmischung in ein Raffinatprodukt mit reduzierten aromatischen Eigenschaften und in ein Extraktprodukt mit erhöhten aromatischen Eigenschaften bewirkt wird, wobei geringe Mengen Wasser in die zu behandelnde Einspeisung und in den Verfahrensdampf eingeleitet wird, dadurch gekenn- " zeichnet, daß

eine Kohlenwasserstoffmischung in einer Extraktionszone

2 mit einem Lösungsmittel, das aus N-Methyl-2-Pyrrolidon

00

00 besteht, in Kontakt gebracht wird, eine Raffinatphase "^ gebildet wird, die ein Raffinatprodukt mit einer geringeren *** Menge Lösungsmittel enthält, daß darin gelöst ist, und eine ~~* Extraktphase, die das Lösungsmittel mit dem Extraktprodukt

Patentanwälte Dipl.-Ing. Martin Licht, Dipl.-Wirtsch.-Ing. Axet Hansmann, Dipl.-Phys. Sebastian Herrmann 8 MDNCHEN 2, THERESIENSTRASSE 33 · Telefon:2B1202 · IMagramm-Adrasse: Lipatii/MOndien

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OppencHwrBüro: PATENTANWALT DR. REINHOLD SCHMIDT

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und dem darin gelösten Wasser enthält,

die Extraktphase in eine erste Destillationszone geleitet wird, wobei ein erstes Destillat abgetrennt wird, das eine geringe Menge Lösungsmittel in der Extraktphase und Wasser aus einem ersten Destillationsrückstandsprodukt, das im wesentlichen frei ist von Wasser, enthält,

das erste Destillationsrückstandsprodukt in eine zweite Destillationszone geleitet wird, wodurch ein zweites Destillat abgetrennt wird, das einen größeren Teil des Lösungsmittels in der Extraktphase enthält, die im wesentlichen frei ist von Wasser aus einem zweiten DestillationsrUckstandsprodukt,

das zweite Destillationsrückstandsprodukt in Kontakt mit Dampf in eine dritte Destillationszone geleitet wird, wodurch ein drittes Destillat abgetrennt wird, das Lösungsmittel und Wasser aus einem dritten Destillationsrückstandsprodukt enthält, das ein Extraktprodukt enthält, das im wesatlichen frei ist vom Lösungsmittel,

das erste Destillat und das dritte Destillat in eine vierte Destillationszone geleitet werden, wodurch Wasser als ein viertes Destillat aus einem vierten Destillationsrückstandsprodukt abgetrennt wird, das Lösungsmittel enthält, das im wesentlichen frei ist von Wasser, und

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das zweite Destillat und das vierte Destillationsrückstandsprodukt in die Extraktionszone geleitet werden als mindestens ein Teil des Lösungsmittels in der Extraktionszone»
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekemzeichnet, daß die erste Destillationszone bei einem Druck im Bereich von etwa O bis 1,76 kg/cm Manometerdruck gehalten wird, mindestens ein Teil der zweiten Destillationszone bd einem Druck im Bereich von etwa 1,76 bis 7,03 kg/cm Manometerdruck gehalten wird und die ™ dritte Destillationszone bei einem Druck im Bereich von etwa 0,35 kg/em absoluten Druck bis zu atmosphärischem Druck gehalten wird.
3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Destillat aus der zmten Destillationszone in einem indirekten Wärmeaustausch mit fler Extraktphase geleitet wird, die zu der ersten Destillationszone geleitet wird.
h. Verfahren nach Ansprüchen i bis 3, dadurch gekennzeichnet, ä daß die Raffinatphase in eine fünfte Destillationszone geleitet wird, wodurch eine Abtrennung des Lösungsmittels und des Wassers als ein fünftes Destillat aus dem fünften Destillationsrückstandsprodukt bewirkt wird, das das Raffinatprodukt enthält.
5. Verfahren nach Anspruch ^lt, dadurch gekennzeichnet, daß das fünfte Destillat mit dem ersten Destillat geleitet wird und das dritte Destillat in die vierte Destillationszone.

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6. Verfahren nach Ansprüchen 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Raffinatphase in einer Wasserwaschzone mit Wasser in Kontakt gebracht wird, wodurch eine Abtrennung des Raffinat— Produktes von einer Wasserlösung des Lösungsmittels bewirkt wird und die Wasserlösung des Lösungsmittels mit dem ersten Destillat und dem dritten Destillat zu der vierten Destillationszone geleitet wird.
7. Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß das vierte Destillat in die Wasserwaschzone geleitet wird, um mindestens einen Teil des Wassers in die Wasserwaschzone zu liefern.

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