DE1792638A1 - Verfahren zum Agglomerieren von in einer Fluessigkeit suspendierten festen Teilchen - Google Patents

Description

DR. ELISABETH JUNG. DR. VOLKER VOSSIUS, DIPL.-ING. GERHARD COLDEWEY

H0NCHEH19 . 8 I EO E8 8THA88E ί· . TELEFON 34*017 · TELEQRAM M-ADRE88E: INVENT/M ONCHEN

P. 6199 U/s) München, den 27.9.1968

SHELL INTERNATIONALE RESEARCH MAATSCHAPPIJ N.V., Den Haag / Niederlande

"Verfahren zum Agglomerieren von in einer Flüssigkeit sunpendierten festen Teilohen"

Priorität:. 29. September I967 Anmelde-Nr.: 44 394/67 / Großbritannien

Die Erfindung betrifft ein Verfahren sum Agglomerieren von in einer Flüssigkeit suspendierten festen Teilchen» die aus mindestens zwei verschiedenen festen Komponenten bestehen* ^ ■

Das Wort ⁿ Agglomerieren" besieht sich im gegebenen Zusammenhang auf eine Maflnahrae, gemfiß welcher feste Teilchen, welche in einem losen Bindungssustand vorliegen, swecks Bildung größerer Teilchen cusammengebracht werden.

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Die Suspension besteht aus mindestens swei festen Komponenten, wie es beispielsweise der Fall ist, wenn eich das einseine Teilchen aus zwei oder mehr festen Substaneen aufbaut oder wenn einige der Teilchen nur aus einer einsigen festen Subetans bestehen, welche dann in Mischung mit anderen Teilchen vorliegen, die aus davon unterschiedlichen W festen Substanzen aufgebaut sind.

Das Agglomerieren von in einer Flüssigkeit suspendierten festen Teilchen ist denn von besonder·» Torteil, wenn diese suspendierten festen Teilchen von der Flüssigkeit abgetrennt werden müssen. Eine solch« Abtrennung ISAt sich beispielsweise unter dem Einfluft eines Druckabfalles durchfahren, wie es bei den Filtrationsverfahren der Fall ist. Es ist ansicb bekannt, daft u.a. auch die ^ Größe der absufiltrierenden festen Teilehen einen wesentlichen Einfluß auf die Geschwindigkeit hat, mit welcher sich die Filtration durchführen 1!At. Die Filtration von sehr feinen festen. Teilchen ItBt sich «war unter Anwendung besonderer ftaftnahnen durchführen, beispielsweise durch Aufrechterhalten eines hoben ßruokabfalles durch den Filterkuchen hindurch, durch die Anwendung einer größen Filteroberfläche, durch das Regulieren des Filtervorganges derart, daft dünn· Filterkuchen entstehen und durch Verwendung eines Filtermaterlals von auftreiehen-Feinheit, so daß rtie sehr feinen Partikel zurflckge-

lialten werden. 109847/U86

Derartige Maßnahmen machen jedoch die Einrichtung einer koalisierten Filteranlage und dergl. erforderlich und außerdem enthält der Filterkuchen noch beträchtliche Flüssigkeitsmengen, die in vielen Fällen anschließend ausgewaschen werden müssen.

Im Hinblick auf die vorstehend geschilderten Nachteile sind Verfahren entwickelt worden« welche eine Agglomerierung der feinen festen Teilchen unter Bildung von Agglomeraten größeren Durchmessers ermöglichen, welche leichter filtrierbar sind, so daß eine einfacher gebaute Filteranlage verwendet werden kann.

Es ist weiterhin bekannt, daß sich solche feinen festen Teilchen unter dem Einfluß einer Binderflüssigkeit agglomerieren lassen, welche mit der Flüssigkeit nicht mischbar ist, in welcher die feinen Teilchen suspendiert sind und welche sich auf der Oberfläche der Teilchen aus breitet und so den AgglomerierungsVorgang verursacht. Nach dem Abfiltrieren der agglomerierten Teilchen wird dann ein Filtrat erhalten, welches einen Teil der Binder flüssigkeit enthält.Das kann jedoch im Hinblick auf die weitere Verarbeitung des Filtrate» unerwünscht sein, da ' dann ein Teil oder die Gesamtmenge der Flüssigkeit aus dem Filtrat entfernt werden muß, vas öfters sehr unwirtschaftlich ißt.

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Ea 1st ein Ziel der vorliegenden Erfindung, ein Verfahren zur Verfügung tu stellen, bei den die BinderflÜesigkeit in der Suspension durch Zuseteen eines Oases zu der Suspension gebildet wird. Auch besieht sieh die Erfindung auf ein Verfahren, bei welchen sich die Menge der Binderflüssigkeit in der Suspension duroh Variierung des Qasdruckes über der Flüssigkeit einregeln läßt. Gemäß einer weiteren Ausführungsform besieht sich die Erfindung auf ein Verfahren, bei welchen die Verfahrensstufen der Bildung fester Addukte.aus Harnstoff oder Thioharnstoff mit Kohlenwasserstoffen,die Agglomerierung dieser Addukte in Gegenwart von festen Teilchen aus Harnstoff oder Thioharnstoff und die Zersetzung der agglomerierten Adduktteilchen durch Einregulierung des Gasdruckes über der Flüssigkeit gesteuert werden.

Demgemäß let da« erflndungsgemlfte Verfahren sum Agglomerieren von in einer Flüssigkeit suspendierten festen Teilchen» die aus mindestens «wei verschiedenen Komponenten bestehen, dadurch gekennzeichnet, daA die Suspension mit einem Gas beaufschlagt wird, welches susannnen mit einer bereite anwesenden und/oder glelehieitlg BU der Suspension hinsugesetsten HilfsVerbindung und Mit wenigstens einer der Komponenten der festen Teilehen eine Binderflüssigkelt bildet, die die festen Teilchen bevorzugt benotet, aber mit der suspendierenden Flüssigkeit praktisch nicht minchbar ist.

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Gemäß einer bevorzugten Ausführungeform der Erfindung bildet das Gas susamnen mit der Hilfeverbindung ein Lösungsmittel für mindestens eine der Komponenten der festen Teilchen und damit die gewünschte Binderflüssigkeit.

Die Binderflüssigkelt bildet sich dabei in situ aus mindestens einer der Komponenten der festen Teilehen» der Hilfeverbindung und dem Gas. Nach der Atglomerierung läßt sich ein Oberschuß der Binderflüssigkeit leicht durch Abziehen von Gas aus der Flüssigkeit entfernen, indem man beispielsweise den Oasdruck erniedrigt und/oder die Temperatur der Flüssigkeit erhöht. Auf diese Welse läfit sich das Volumen der Binderflüssigkeit in dem FiI-trat und die Menge der HiIfβverbindung in der Suspension und in dem Filtrat relativ klein halten, was für die weitere Verarbeitung des Filtrates von Vorteil ist.

Es braucht nicht nur eine eincige HiIfβverbindung angewendet eu werden, sondern es können auch ewei oder mehr HiIfRverbindungen eingesetst werden.

Gemäß einer sehr geeigneten Auefflhrungsform der Erfindung beetthen die festen Teilchen aus festen Addukten, die Harnstoff oder Thioharnstoff mit einer oder mehreren organisehen Verbindungen bildet.

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In diesem Fall bestehen die zwei festes Komponenten in der Suspension aus den Addukten sowie aus den Atiteilen der Addukte, welche Harnstoff oder Thioharnstoff bilden* Durch Zusatz von Gas wird die Zersetzung der Addukte eingeleitet und der so freigesetzte Harnstoff oder Thioharnstoff bildet mit dem Gas und der Hilfeverbindung die Binderflüssigkeit. Die so gebildete Bißderflüssigkeit verursacht die Agglomerierung der nicht zerseteten Addukte. Um eine Zersetzung der Addukte so weit al· möglich zu unterdrücken, enthält die Suspension vorzugsweise einen Dbersohui von mindestens einer der Komponenten der festen Teilehen und zwar vorzugsweise von Harnstoff oder Thioharnstoff. Dieser überschuh dient dann als Quelle für die Erzeugung der Binderflüssigkeit, so daß kein festes Addukt fOr den Aggloeerierungs· prozeft verloren geht.

Die Suspension kann in einer beliebigen Weise nit den Gas beaufschlagt werden, vorzugsweise indem «an einfach den Gasdruck fiber der Suspension erhöht, doch ist es auoh möglich, eine Flüssigkeit zuzusetzen, weiche unter den Druck- und Temperaturbedingungen, bei welchen das erfindungsgtmlAe Verfahren durchgeführt wird, verdampft.

Für diesen Zweck kann der Suspension ein beliebiges Gas zugesetzt werden. Sehr geeignet ist Ammoniak und geeignete Hilfeverbindungen sind Wasser sowia aliphatische Alkohole

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mit höchstens 10 Kohlenstoffatomen im Molekül und aliphatische mehrwertige Alkohole mit höchstens 10 Kohlenstoffatomen im Molekül sowie Äther solcher mehrwertiger Alkohole, beispielsweise Methanol, Xthanol, Isopropanol, Xthylenglykol, Glycerin, Diäthylenglykol und Diäthylenglykoldimethylather.

Andere für diesen Zweck geeignete Gase sind gasförmige Amine, wie Methylamin, Dimethylamin oder Triethylamin. Auch Wasserdampf kann für diesen Zweck eingesetzt werden. Andere geeignete Hilfsverbindungen sind feste Verbindungen, die sich im flüssigen Ammoniak lösen, wobei diese Lösungen dann ein Lösungsmittel für Harnstoff oder Thioharnstoff darstellen« Beispiele für derartige Verbindungen sind Salee, wie Ammoniumnitrat, Ammoniumsulphat und Ammoniumjodid. Es ist beispielsweise möglich, eine Lösung von Ammoniumnitrat im flüssigen Ammoniak bei 20⁰C zu verwenden, welche 78 Gew.-% Ammoniumnitrat enthält. Auch kann der Suspension eine Lösung von Harnstoff im flüssigen Ammoniak zugesetzt werden.

In der holländischen Patentanmeldung Nr. 661 5*130 wird angegeben, daß Ammoniak besondere Eigenschaften bezüglich der Bildung von Addukten aus Harnstoff oder Thioharnstoff mit organischen Verbindungen aufweist. Unter * Ammoniakdrucit kann Harnstoff gemäß der nachstehenden allgemeinen Gleichung unter Bildung einer kristallinen Verbindung reagieren:

CO(NH₂) + NHj * j CO(NH₂)₂,NH₃.

Thioharnstoff reagiert in entsprechener Weise gemäß der nachstehenden allgemeinen Gleichung:

CS(NH₂)₂ + NH₃ * ; CS(NHg)₂.NH₃.

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Im Hinblick auf das analoge Verhalten von Rarnetoff und Thioharnstoff in bezug auf die Bildung von Aimnoniaten und die Abtrennung von Verbindungen mittels Adduktbildung wird die Erfindung nachstehend bezüglich der Verwendung von Harnstoff näher erläutert.

Das gemäß der vorstehenden Gleichung gebildete Harnstoff-· W ammoniat läßt sieh leicht in Harnstoff und Ammoniak eersetzen, beispielsweise durch Absenken des Ammoniakdruckes oder durch Erhöhung der Temperatur. Falle die Zersetzung des Ammoniates in Gegenwart von ssurAdduktbildung befähigten Verbindungen stattfindet, bilden sich mit dem in atatu naecenti erzeugten Harnstoff augenblicklich feste Addukte* Wenn eine nachfolgende Erhöhung des Aimnoniakdruokes so groB ist, daß sich aller überschüssiger Harnstoff in der Binderflüssigkeit auflöst, wird ein Teil der Addukte leicht «er~ ^ setzte Hierdurch würde jedoch die Adduktausbeute beeinträchtigt und der Zusatz von Ammoniak erfolgt daher vorsugeireiee bei einem solchen Ammoniakdruck, daß sich der überschüssige Harnstoff oder Thioharnstoff nicht vollständig in d«r Jliiider* flüssigkeit auflöst.

Im folgenden wird eine mehr quantitative Erläuterung bezüglich der Volumenvergrößerung infolge eines Awnoniakeuiaatees zu der Suspension gegeben. Bei einer Temperatur von 2O^eC und ohne Anwesenheit von Ammoniak weist eine gesättigte wässrige Harnstofflösung ein Volumen auf, welches 2,5 mal so

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groß wie das Volumen des in der Lösung vorhandenen reinen Wassere ist. Bei einem Ammoniakdruck von 3 atm abs. hat jedoch eine gesättigte wässrige Harnstofflösung ein Volumen, welches 7 mal so groß wie das Volumen des in der Lösung vorhandenen reinen Wassers ist. Durch die Erhöhung des Ammoniakdruckes von 0 auf 3 atm. abs. steigt daher die Menge der Binderflüssigkelt um den Paktor 2,8 (nämlich 7 : 2,5) an.

Diese Volumenvergrößerung der Binderflüssigkeit ist bei Temperaturen oberhalb 20⁰C noch ausgeprägter. Bei einer Temperatur von 40⁰C und einem Aimnoniakdruck von 0 atm. abs. hat eine gesättigte wässrige Harnstofflösung beispielsweise ein Volumen, welches 2,5 mal so groß wie das Volumen des in der Lösung vorhandenen reinen Wassers ist. Bei der gleichen Temperatur von 4O⁰C und einem Ammoniak druck von 6,5 atm. abs. hat jedoch eine gesättigte wässrige Harnstofflösung ein Volumen, welches 25 mal so groß wie das Volumen des in dieser Lösung vorhandenen reinen Wassers ist, Demgemäß hat sich die Menge der Binderflüssigkeit um den Paktor 10 (nämlich 25 : 2,5) erhöht. Daher wird im Rahmen der Erfindunp dae Ammoniak vorzugsweise bei Temperaturen oberhalb 20⁰C, beispielsweise bsi Temperaturen im Bereich von 30 - 80⁰C zugsgeben.

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Peete Addukte könnten als Zwischenprodukte in Verfahren anfallen, wo eine Verbindungemlschung aufgetrennt werden nuß. Einige der Verbindungen eintr aolchen Mischung können zur Adduktbildung mit Harnstoff befähigt sein* während andere Verbindungen dieser Mischung derartige feste Addukte nicht bilden. Eine solche Mischung kann daher »it Harnstoff oder Harnstofflösung in Berührung gebracht werden, wodurch die zur Adduktbildung befähigten Verbindungen dieser Mischung feste Addukte bilden. Anschließend werden dies· Addukte von den Verbindungen abgetrennt_f welche nicht sur Adduktbildung befähigt sind. Daraufhin können die abgetrennten Addukte in die ursprünglichen adduktbildenden Verbindungen und in Harnstoff oder einer Harnstofflösung aufgetrennt werden. Die so gebildeten Harnstoffaddukte liegen sehr oft als Suspension von sehr feinen Teilehen in einer FlUs-

■■'■■■' . * sigkelt vor, so daß für ihre Abtrennung eine komplieierte Filtereinrichtung erforderlich wäre, wie es vorstehend erläutert worden ist. Für eine aolehe Filtration würde ein rotierendes Druckfilter benötigt. Mittels des erfindungsgemäßen Verfahrens lassen sich jedoeh agglomerierte Teilchen bilden, dis leicht von der Flüssigkeit abgetrennt werden können, beispielsweise mittels eines Siebes.

Das Verfahren der Erfindung eignet sich insbesondere Eur Durchführung d©s in der holländischen Patentanmeldung Nrc 6*63. 5^30 baaehvlfb'rusn Verfahrens,

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Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung werden daher feste Addukte agglomeriert, welche sich bei dem Inberührungbringen einer Mischung von Kohlenwasserstoffen mit festem Harnstoff oder Thioharnstoff gebildet haben, wobei der Harnstoff öder Thioharnstoff seinerseits durch Variierung von Temperatur und/oder Ammoniakdruck in situ aus festem Harnstoff-oder Thioharnstoffammoniat und/oder einer Lösung von Harnstoff oder Thioharnstoff und /oder Harnstoff- oder Thieha^natoffammoniaten in flüssigem Ammoniak erhalten worden sind. Diese Druckänderung besteht vöraugswsise in einer Druckminderung, es kann jedoch aueh eine Druckerhöhung in Kombination mit einer Temperaturerhöhung angewendet werden. Auch kann der Druck konstant gehalten und gleichzeitig die Temperatur erhöht werdenc In allen diesen Fällen Versetzt sich das Harnstoffammoniat in nascierenden Harnstoff und Ammoniak oder das Ammoniak wird aus einer gesättigten Harnstofflösung unter Abscheidung des festen Harnstoffes abgedampft.

Das als HilfsVerbindung verwendete Wasser kann in kleinen Anteilen bis etwa 25 Gev.-?, beeogen auf die Menge an festen Addukten und festem Harnstoff,eingesetzt werden, obwohl auch größer« Mengen eur Anwendung kommen können. Insbesondere höben sich Wassermengen von weniger als 15 Gew.-J5 als sehr geeignet erwiesen.

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In allen diesen Fällen findet während der Bildung der Addukte keine voreeitige Agglomerierung statt.

Die Agglomerierung der so gebildeten festen Addukte kann leicht durch einfaches Erhöhen des Ammoniakdruokes über der Flüssigkeit bis zu dem vorstehend beschriebenen Ausmaß erfolgen, vorauf die agglomerierten Teilchen pelletisiert und mittels eines Siebes von der Flüssigkeit abgetrennt werden können*

Die hierbei eingesetzte Kohlenwasserstoffmischung kann aus hauptsächlich geradkettig und aus verzweigtkettigen Kohlenwasserstoffen bestehen. Trennprozesse unter Verwendung von Harnstoffaddukte werden in der Erdölindustrie im großtechnischen Maßstab für die Abtrennung von normalen Paraffinen aus Kohlenwasserstofföl**«**⁵*^«* eingesetzt. Beispiele für derartige Kohlenwasserstoffmischungen sind die durch direkte Destillation oder auf andere Weise erhaltenen Produkte aus beispielsweise paraffinischen Ölen oder ölfraktionen, wie Benzin, Kerosin, Oasöl, Schmieröl und höher siedende Fraktionen. Als Beispiele für Spaltkohlenwasserstoffmischungen können schwere Rücklauföle aus einer katalytisohen Spaltölanlage sowie Raffinate erwähnt werden, welch® bei der Behandlung eines solchen Öles mit einem selektiven Lösungsmittel für Aromaten,wie Furfural, erhalten werden.

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BAt? ORIGINAL

Das erfindungsgemäße Verfahren ist besondere geeignet für die Herstellung von Kerosinen, GasClen und Schmierölen mit niedrigem Stockpunkt und Fließpunkt,

Das erfindungsgemäße Verfahren eignet sich besonders für die kontinuierliche Durchführung. In diesem Fall wird eine Mischung von organischen Verbindungen, von denen ein Teil mit Harnstoff oder Thioharnstoff feste *

Addukte bildet, susammen mit einer Lösung von Harnstoff oder Thioharnstoff in flüssigem Ammoniak, welche aus dem Procefi selbst stammt,und susammen mit einer Hilf8-verbindung» beispielsweise Wasser, kontinuierlich durch einen oder durch mehrere in Serie geschaltete Reaktoren geleitet. Zn den Reaktoren bildet sieh ein festes Ammonlat odor ein· gesättigte Löeung von Harnstoff in flüssigem Ammoniak. Durch Verändern von Temperatur und Druck, beispielsweise durch Erniedrigen des Ammoniakdruokes, bildet | sich in dem gleichen oder in einem der folgenden Reaktoren in situ fester Harnstoff und Ammoniak.Die mit diesem Harnstoff oder Thioharnstoff gebildeten festen Addukte werden dann agglomeriert, gegebenenfalls pelletlsiert und anßtthlieAend in einer Trennanlage, beispielsweise in einem Siebfilter, von der flüssigen Phaae abgetrennt. Die eo abgetrennte fldspige Phaee, welch« die nicht ssur Adduktbildung befShigtnn Verbindungen d?« AusEangorcatüHala nhhk'li, wird dann Ivi b^iapi ^ämjsjbs drier t'.^!t^f;^; ·. ll?H.n-!«-

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Das abgetrennte Addukt wird hingegen anschließend durch Zusatz von Ammoniak und Druck und/oder durch Temperaturerhöhung zersetzt, worauf die adduktbildenden Verbindungen in beispielsweise einem Absetztank von der ammoniakallsehen Harnstoff- oder ThioharnstofflSsung abgetrennt und diese ammoniakalische Lösung in das Verfahren zurückgeleitet wird. Die ammoniakalische Lösung enthält auch eine HiIfsverbindung, beispielsweise Wasser, welche für die Agglomerierung erforderlich ist.

Gemäß einer besonderen Ausführungeform des erfindungsgemSßen Verfahrens werden die verschiedenen Stufen, nämlich die Bildung des Ammoniata, die Zersetzung des Ammoniats mit anschließender Adduktbildung, die Agglomerierung der Teil" chen des festen Adduktes, die Pelletisierung der agglomerierten Teilchen und die Zersetzung der Addukte durch Anpassung des Ammoniakdruckes gesteuert. Zn diesen Fall sind nur geringfügige Abänderungen der Temperatur erforderlich. Die Agglomerierung und die Zersetzung des Adduktes finden bei steigendem Ammoniakdrüäk statt. Die Zersetzung des Amtnoniates und die Adduktbildung erfolgen durch allmähliche oder rtuftnweise Herabsetzung dee Ammoniakdruckes.

Es 1st vorstehend derauf hingswi*?ßen worden, daÄ die festen Tellohen nach dent Agglomerieren auch noch pelletisierb können»

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Die Pelletisierung und Agglomerierung können bei praktisch gleichem Ammoniakdruck stattfinden. Ee besteht kein wesentlicher Unterschied «wischen den Agglomerieren und Pelletisieren. Die Pelletisierung besieht sich auf einen Verfahrensschritt, bei welchem die agglomerierten Teilchen eine größere Härte erhalten, so daß sie sich leichter von der Flüssigkeit abtrennen lassen, beispielsweise mittels eines Siebes. Beispiele für Pelletisierungs- m verfahren sind eine Granulierung» eine Nodulierung und dergl.

Das Agglomerieren und das Pelletisieren können in zwei verschiedenen Anlagen stattfinden, doch können beide Maßnahmen auch in einer eineigen Vorrichtung durchgeführt werden.

Für das Pelletisieren kann irgenfaine geeignete Vorrichtung verwendet werden, beispielsweise eine mit einem " rotierenden Zylinder ausgestattete Vorrichtung, welche gegebenenfalls auch noch eine Vorbereitungssone aufweist, in welcher eine starke turbulente Bewegung aufrechterhalten wird. Sehr geeignet für diesen Zweck ist die in der britischen Patentschrift Nr. 1 02Ί *I75 beschriebene Vorrichtung. Diese Vorrichtung besteht aus swei im Abstand voneinander angeordneten oberflächen, welche ineinander angeordnet sind und praktisch parallele Achsen aufweisen, wobei die innere Oberfläche aus eine? eylindriecheyi Oberfläche eines Rotors

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besteht, ύ®τ₃ fails er rait einem oder mehreren Vorsprängen versehen ist₉ so gebaut ist₉ daß diese Versprenge sieh 'in stadiales? Rlühiung erstrecken * Die äußere Oberfläche _s we lebe sieh in axialer Richtung Ober die ssylinarfgjsh© Oberfläche an mindestens einem Ende hinaus erstreckt _s weist f@ra©r Mittel auf, um in dem einen oder in beiden Endabsehnitten des von der äußeren Oberfläche üms©hl©ss@2i©n Raumee^ in w©l@h@r di@ ^rlindrisehe Oberflä'gh® Rieht vorhanden ist, ©ine starke Turbulent erzeugen. In di@s®m Snöabsehnitt mündet mindestens eine ■ Einlmlieltimg und Häiad@-st©ns @in© Äuslaßleitung führt 'v©n di©s@Bs Abschnitt fort ^ w©l©h@r von demjenigen Teil der äuB>@v®n öberfläsh® tisnsehl©ss©n ist» der sieh am w@it@itfn entfernt vor. dem b@treff©nd©n Endabsshnitt befindet-.

T®ileh@n können in irgendeiner geeig- n@t@n ¥©i§© VQn d@r Flüssigkeit abgetrennt werden, beispi@lsw©is@ mittels ©in@r ©infaeh©n Filtervorrichtung ©der @in@s H^toeoyelonSa In vielen Fällen ist auch @in.einfaches Sieb ©usr©iehend₉ beispielsweise wenn mittels der v©rat©h@nd beschriebenen Pelletisierungsv©r^jpi©htu!iig Teilehen mit einem Durchmesser von etwa 1 - 5 «im erzeugt worden Bind»

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Das Verfahren der Erfindung kann für das Agglomerieren einer Mischung aus festen Teilchen verwendet werden, die aus Kohlenstaub und Teilehen eines bituminösen Materials, wie Asphaltenen, besteht (vgl. britische Patentanmeldung Nr. 9140/6?). Dieses bituminöse Material kann aus einem Kohlenwasserstofföl gebildet worden sein, beispielsweise aus einem Schwerdestillat, sowie aus Asphaltenen, und zwar während des Aggiomerierungsprozesses selbst. Gemäß der Erfindung kann das bituminöse Material mit einem löslichen Gas, wie Butan, verdünnt Bein, so daß weniger Kohlenwasserstofföl für die Agglomerierung benötigt wird, weil sich die festen Teilchen infolge der geringeren Viskosität des Öls leichter benetsen lassen. Nach dem Agglomerierungaproseß wird das verwendete Gas abgefläsht und im Kreislauf in das Verfahren «urüekgeführt.

Das erfindungsgemäße Verfahren wird unter Bezugnahme auf das Ausffihrungsbeispiel und die Sohemaeeichnung näher erläutert, in welcher Hilfsvorrichtungen, wie Pumpen, Kühler und Kompressoren nicht dargestellt sind. Das Flie&dlagramm erläutert die kontinuierliche Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens.

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Ausführungsbeispiel

Ale Ausgangsmaterial dient ein Kohlenwasserstoff81-destillat, welches durch Vakuumdestillation der Rückstandefraktion eines parafiinisehen Rohöls erhalten worden ist. Dieses Destillat weist einen Siedebereich von 350 - *l80⁰C auf und es enthält 20 % Paraffins aber kein Wasser. Das Ausgangsmaterial wird in der im Fließ-

in diagramm schematisch dargestellten Anlage/eine aus n- Paraffinen bestehende Fraktion und eine ölfraktion mit vermindertem Paraffingehalt aufgetrennt.

Zu diesem Zweck wird das Ausgangsei kontinuierlich bei einer Temperatur von 80⁰C fiber Leitung 1 dem gerührten Reaktor 2 cugeführt. In diesen Reaktor wird außerdem über Leitung 3 eine Lösung von Harnstoff in flüssigem Ammoniak eingeleitet, welche aus dem Verfahren selbst stammt und 6,5 Gew.-ί Wasser, bezogen auf die Harnstofflösung» enthält. Weiterhin wird über Leitung * ein ölhaltiges Verdünnungsmittel, welches gleichfalls aus dem Verfahren selbst stammt, zugeleitet. Das Verdünnungsmittel, im vorliegenden Fall Toluol, hat die Aufgabe, die Viskosität des Auegangsmaterials herabBusetzen.

Unter den im Reaktor herrschenden Temperatur- und Druckbedingungen (30⁰C, k_t 7 atm abs) bildet sich ein kristallines Ammoniat·

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AnschlieAend wird der Ammoniakdruck durch Verdampfen von flüssigem Ammoniak und Abziehen des gebildeten gasförmigen Ammoniaks über Leitung 5 leicht auf einen Wert unterhalb 4,7 atm abs., beispielsweise auf 4,2 atm abs. abgesenkt, wodurch sich in situ kristalliner Harnstoff bildet» Dieser Harnstoff bildet augenblicklich mit den"in der öllösung vorhandenen m

n-paraffinisehen Kohlenwasserstoffen feste Addukte. Im vorliegenden Sail wird nur ein einziger Reaktor 2 verwendet, doch können ebensogut zwei oder mehr Reaktoren eingesetzt werden.

Aus dem Reaktor 2 gelangt die Suspension der festen Adduktteilchen in der Öllöoung über Leitung 6 in den gerührten Agglomerierungskessel 7» wo der Ammoniakdruck auf 5s5 atm abs ο erhöht wird, indem man über Leitung

gasförmiges Ammoniak zuführt. Von dem Agglemerierungs- "

kessel 7 gelangt die öllösung mit den agglomerierten Teilchen über Leitung 9 in die Pelletisierungsvorrichtung 10, welche mit einer rotierenden Oberfläche 11 und einem Rührer 12 euagestattst igt. Der Rührer dient dazu, um in dem Endabsehnitt 13 starke turbulente Strömungsbedingungen aufrechtauarhalten» Die Drueke in der Pelistisierungevorrichtung 10 und d»ro Agglomerierungskessel 7 sind etwa gleich.

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Es ist auch möglich, eine kombinierte Agglomerierungs-Pelletisierungsvorrichtung anstelle der beiden Kessel 7 und 10 su verwenden. In diesem Fall wird die Suspension des festen Adduktes direkt über Leitung S in den Kessel 10 eingeleitet werden, dem außerdem gasförmiges Ammoniak zugeführt werden müßte. Kessel 10 1st mit einer Einlaßleitung für Ammoniak versehen.

Die Lösung wird der Vorrichtung 10 am Endabschnitt 13 rugeführt und verläßt die Vorrichtung am Kopfende, wobei sie,beladen mit den pelletisieren Addukten, über Leitung in die Flashkammer 15 eingeleitet wird, in welcher der Ammoniakdruek auf etwa 1 atm abs, abgesenkt wird. Die die Pellets enthaltende Flüssigkeit wird über Leitung 16 aus der Flashkammer 15 abgezogen und auf einem einfachen Siebfilter filtriert und gewaschen. Die Pellets enthalten die

sowie

Harnstoff-Paraffin-Addukte / Überschüssigen festen Harnstoff und außerdem 8 Gew.-X Wasser, beeogen auf den Harnstoff« Sie sind praktisch rund und beim Betasten hart. Die abgesiebten Addukte werden dann der Zersetzungevorrichtung 18 zugeführt, wo sie mittels flüssigen Ammoniaks in flüssige η-Paraffine und eine homogene Lösung von Harnstoff in Ammoniak aufgetrennt werden. Dieae Zerseteung findet bei einer Temperatur von 70⁰C und einem Druck von 19»6 atm ab«, statt. Der über Leitung 19 üugeführte flüssige und teilweise gasförmig«* Ammoniak stammt au» dem Proeeß selbst und wird durch Komprimieren des. sue d«m Reaktor 2 von der

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- 21 -Flashkammer 15 abgesogenen gasförmigen Ammoniaks erbalten.

Die Mischung aus flüssigen n-Paraffinen und der ammoniakalischen Harnstofflösung wird über Leitung 20 abgesogen und in dem Absitztank 21 getrennt. Die Wachsphase gelangt über Leitung 22 in die Destillationskolonne 23, wo restliches Toluol entfernt wird und Ober Leitung 24 wieder in das Verfahren zurückgeführt wird. Die dabei anfallenden n- {|

Paraffine werden über Leitung 25 abgezogen; Aus dem Absitztank 21 wird die abgetrennte ammoniakalische Harnstofflösung über Leitung 3 in das Verfahren zurückgeführt. Von der Flashkammer 15 wird gasförmiges· Ammoniak über Leitung abgezogen und nach dem Komprimieren wieder im Verfahren verwendet. Die Lösung dee entwachsten UIa in Toluol, welche vom Sieb 17 über Leitung 27 abgezogen wird, wird teilweise Über Leitung 4 dem Reaktor 2 zugeführt und teilweise über Leitung 28 in die Destillationskolonne 29 eingeleitet, an deren Boden, das entwachst« öl anfällt und über Leitung abgezogen wird. Am KQlonnenkopf sammelt sieh daβ Toluol und wird über Leitung 31 in Leitung 4 und damit in den Prozeß zurückgeführt»

Bei einem Vergleiehsversueh wird in den Kessel 7 kein Ammoniak «ingeepeist. In diesem Fall bilden sich jedoch in der PollutiaierungBvorriehtung 10 keine agglomerierten Addukte und für die Abtrennung dieser Addukte muß ein rotierendes Druckfilter verw&ndtet werden.

109947/1486 bad

Claims (1)

1. Patentansprüche

   2, Verfahren zum Agglomerieren von in einer Flüssigkeit suspendierten festen Teilchen, die aus mindestens zwei verschiedenen Komponenten bestehen, dadurch gekennzeichnet, daß die Suspension mit einem Gas beauf-D schlagt wird, welches zusammen mit einer bereits anwesenden und/oder gleichzeitig zn der Suspension hinzugesetzten HiIfsverbindung und wenigstens einer der Komponenten der.festen Teilchen eins Binderflüssigkeit bildet j di© die festen Teilchen bevorzugt benetzt„ aber mit der suspendierenden Flüssigkeit praktisch nisht mischbar ist»

   2,. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, ^ daß mindestens ©in Teil der einzelnen festen Teilchen aus zwei oder mehr festen Komponenten besteht„

   3= Verfahren nach Anspruch 2» dadurch gekennzeichnet, daß das Gas zuoammen mit der HilfsVerbindung ein Lösungsmittel für mindestens einen Teil der festen Komponenten der suspendierten Teilehen und damit eine Binderflüssigkeit bildet ο

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   ¹U Verfahren nach Anspruch 2 und .3» dadurch gekennzeichnet, daß die- suspendierten festen Teilchen Addukte voti Harnstoff oder Thioharnstoff mit organischen Verbindungen sind,

   5* Verfahren nach Anspruch 2 - 4₃ dadurch gekennzeichnet,. daß die Suspension eines Überschuß an mindestens einer

   ■
   der Komponenten der festen Teilchen enthält.

   6= Verfahren naeh Anspruch 5_S dadurch gekennzeichnet, daß die Suspension einen Überschuß an Harnstoff oder Thioharnstoff enthält.

   7* Verfahren naeh Anspruch 1 - 6,-dadurch'gekennzeichnet, daß au der Suspension, der, festen.-Teilehen .Ammoniak 'auge.-, wird c.

   8_U Verfahren naeh Anspruch 1-7, dadurch gekennzeichnet, daß als Hilfsirerbindung Wasser verwendet wird«,

   9ο Verfahren nach Anspruch 1-7* dadurch gekennzeichnet, daß als "Hilfsverbindung ein aliphatiash®? Alkohol mit höchstens 10 Kohlenstoffatomen im Molekül -verwendet wird.

   TO9 8 47/

   - zn -

   10. Verfahren nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß als Hilfeverbindung Methanol verwendet wird,

   11. Verfahren nach Anspruch 7-10, dadurch gekennzeichnet , daß die Suspension mit Ammoniak eines solchen Druckes beaufschlagt wird, bei dem der überschüssige Harnstoff oder Thioharnstoff noch nicht vollständig unter Bildung der Binderflüssigkeit gelöst wird»

   12. Verfahren nach Anspruch 7-10, dadurch gekennzeichnet, daß der Amjnoniaksusate bei einer Temperatur im Bereich von 30 - 80⁰C erfolgt ο

   13. Verfahren nach Anspruch ή - 12, dadurch gekennzeichnet, daß Addukte behandelt werden, die sich durch Inberührungbringen einer Kohlenwasserstoffmischung mit festem Harnstoff oder Thioharnstoff gebildet haben, der in situ aus festen Harnstoff- oder Thioharnstoffammoniaten und/öder einer Harnstoff oder Thioharnstofflösung und/oder aus Harnstoff- oder Thioharnstoffammoniaten in flüssigem Ammoniak durch Änderung der Temperatur und/oder des Ammoniakdruckes entstanden ist.

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   1*1. Verfahren nach Anspruch 13» dadurch gekennzeichnet, daß aus einer Mischung von hauptsächlich geradkettig und verzweigtkettigen Kohlenwasserstoffen gebildete Addukte behandelt werden,

   ■15« Verfahren nach Anspruch 1 - Ik, dadurch gekennzeichnet, daß die festen Teilchen nach der Agglomerierungsbehandlung pelletisiert werden <, -

   16. Verfahren nach Anspruch 15» dadurch gekennzeichnet, daß die Agglomerierungs- und Pelletisierungsbehandlung in der gleichen Vorrichtung durchgeführt werden.

   17 <> Verfahren nach Anspruch 15 und 16, dadurch gekennzeichnet, daß die Pelletisierungsbehandlung in einer Vorrichtung gemäß britischem Patent 1 024 475 durchgeführt wird. *

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