DE2010362A1 - Verfahren zum Entparaffinieren von Erdöl - Google Patents

Description

Ess© Research and Engineering (US 806 088 - prio H₀J.,1969 Conpany ■ · ₆₈₂₉₎ Linden» N₀J₀₀ V₀St <■ Ao

■ - *~ Hamburg, den 4„ März 1970

Verfahren zum Entparaffinieren von Erdöl

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein verbessertes Verfahren zum Entparaffinieren.von Erdöl- und insbesondere Sohsnierölfraktionsn nach dem Losuagsmittelverfahren*

Es 1st bekannt, zum Entparaffinieren von Ölen diese mit einem selektiven Lösungsmittel zu vermischen und dann soweit abzukühlen» daß das Paraffin auskristallisiert_o Durch das Lösungsmittel wird die Löslichkeit des Paraffins im öl verringert; dieses Lösungsmittel wird im allgemeinen vor=· gekühlt und dem zu behandelnden öl ueter geregelten Bedingungen zugesetzt, so daß eine Abkühlgesohwindigkeit von etwa 0*5 bis >°C Je' Minute erhielt wird_o Das Ausmaß der Verdünnung des Öls mit der« yorgekUhlteh Lösungsmittel hängt von dem betreffenden Au®gangsöl und dem verwendeten Lösungsmittel ab und wird so elngeateilt« daß die gewünschte Paraffinierung und optimale Filtrationsgeschwindigkeiten erreicht werdenα

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Es ist bekannt, daß man ein gutes Kristall^schstujs und bessere FlXtriergesicteilndigkeitan und 4aml& eins gul'.a Entparaffinierung erhält, wenn ffian das zu behandelnde öl und das vorgekühlte Lösungsmittel rührt, da durch dieas Umwälzung ein schneller Kontakt zwischen Lösungsmittel und Ol erzielt wird und eine glalchmässigere Abkühlung und nicht etwa eine Abschreckung in bestimmten Bezirken erreicht wird, so daß die Kühlgeschwindigkeit leichter und genauer geregelt werden kann_o

Man hat auch bereits vorgeschlagen, einen senkrechten Kühlturm zu verwenden, in dem das vorgekühlte Lösungsmittel anteilweise längs dei» Höhe des Turmes in mehrere in Reihe miteinander verbundene Stufen eingeführt wird, wobei jede einzelne Stufe gerührt wird, um eine schnelle Vermischung des Lösungsmittels mit dem öl zu erzielenο Man war jedoch bislang der Auffassung, daß das Umwälzen oder Umrühren zur Erzielung der besseren Resultate nur in einem derartigen Ausmaß erfolgen muß, daß eine im wesentlichen sofortige Vermischung des Öls mit dem Lösungsmittel erreicht wird«

BAD ORIGINAL

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überraschenderweise wurde nun festgestellt, daß erheblich größere Filtriergesciiwinäiglceifcen und Abtrennausbeuten er« zielt werden, wenn man das gekühlte Lösungsmittel mit dem zu behandelnden Ol unter solch turbulenten Bedingungen vermischt» die weit über den bislang bekannten Turbulenzbedingungen liegenα Darüber hinaus wurde festgestellt, daß die zur Erzielung besserer Ergebnisse gemäss Erfindung erforderliche Turbulenz innerhalb eines hohen und bestimmten Turbulenzbereiches liegt, so daß bei Überschreiten der Grenzen die vorteilhaften Eigenschaften wieder abnehmen«

Die hohen Turbulenzgrenzen, die gemäss Erfindung sehr viel bessere Ergebnisse zeitigen, werden erreicht_a wenn die Burchmischung mit einer Turbulenz erfolgt, die entsprechend der Formel ITD einen Wert von 80 000 bis 120 000 hat, wobei N die Umdrehungsgesohvrindlgld.t der Mischflügel in Umdrehung je Minute und D der Durchmesser der Mischflügel in einer Maßeinheit von 0,2048 m bzw« in Fuß ist. Das Verhältnis der Durchmesser des Mischbehälters zu dem des Mischgerätes soll von 1,5 :* 1 und 5 ; 1 betragene

Bei einer bevorzugten Ausführungsform gemäss Erfindung besteht das Mischgefäß aus einem senkrechten Kühlturm

mit mehreren in Reihe miteinander verbundenen und senkrecht

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angeordneten Misohstufen, in denen das Ol anteilweise duroh Zugabe des vorgekühlten Lösungsmittels in jeder Stufe abgekühlt wird, wobei jede einzelne Stufe eine Turbulenz innerhalb der oben angegebenen Grenzen besitzt, was mittels eines TurblnenrUhrwerks des Scheibentyps erreicht wird.

In folgenden soll die Erfindung anhand der beiliegenden Zeichnung näher erläutert werden, welche ein Fließbild des erfindungsgemässen Entparafflnierungsverfahrens zeigt„

Das zu entparafflnlerende Ol wird von einem Vorratsbehälter 1 über die Leitung 2 dem Kopf eines senkrechten Xühlturmes 3 zugeführt, wo das öl in der ersten Stufe 4a eintritt« Das zur Entparaffinierung verwendete Lösungsmittel wird von einem Vorratsbehälter 5 über die Leitung 6 und durch Wärmeaustauscher 7 und 8 zugeführt. Die Wärmeaustauscher 7 und 8 besitzen Zufuhrleitungen 24 und 25 für das Kühlmittel, das über die Leitungen 26 und 27 abgeführt wird.

Das aus der Leitung 9 vom Wärmeaustauscher 8 abgesogene Losungsmittel wird über eine Hauptleitung 10 verschiedenen Zweigleitungen 11 zugeführt, die parallel von der Hauptleitung abzweigen und zu den einseinen Stufen dee Kühlturmes führen* Die Strömungsgeschwindigkeit wird In jeder einzelnen

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Zweigleitung auf Übliche "Weise reguliert, damit man den gewünschten Temperaturgradienten längs der Höhe des Kühlturmes 3 erzielt. Der erste Anteil des Lösungsmittels tritt In der ersten Stufe 4a in den Kühlturm J ein und wird dort durch den Mischer 12a mit dem Ol vermischt» Der Mischer wird von einem Motor IJ angetrieben* dessen Umlaufgeschwindigkeit veränderlich 1st, so daß durch die Motorgeschwindigkeit das Ausmaß der Durchwirbelung geregelt werden kann.

Die Mischung aus Ul und Lösungsmittel kann entweder von unten nach oben oder umgekehrt durch den Kühlturm 5 strömen. In verschiedener Höhe längs des Kühlturmes wird weiteres vorgekühltes Lösungsmittel den verschiedenen Stufea 4 über die Zweigleitungen 11 zugeführt, so daß ein im wesentlichen konstanter Temperaturgradient in der Mischung in jeder· Stufe und zu der gleichen Zelt aufrechterhalten wird, damit die gewünschte LösungsmittelVerdünnung erreicht wird» Man kann bis zu 50 Stufen verwenden, wobei mindestens 6 Stufen vorgesehen sein sollenο Die Mischung aus Öl und Lösungsmittel* mit dem gefällten Paraffin wird von der letzten Stufe des Kühlturmes über die Leitung 14 in eine Trennvorrichtung 15 geführt, wo das ausgefällte Paraffin von der Mischung abgetrennt wird; dieses kann auf beliebige Weise, beispielsweise durch Filtrieren oder Zentrifugieren erfolgen«

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Aus der Trennvorrichtung wird das Paraffin und etwas Lösungsmittel über die Leitung 26 abgeleitet, und das Lösungsmittel wird dann durch Destillation in einem Separator I9 wiedergewonnen» wobei das Lösungsmittel über die Leitung 17 und das Paraffin übsr die Leitung 18 abgeleitet wird.

Das öl und restliche Lösungsmittel wird über die Leitung

20 von der Trennvorrichtung I5 zu einer weiteren Trennanlage 21 geleitet, um das Ol von dem Lösungsmittel zu trennen, was beispielsweise durch Destillation oder selektive Adsorption erfolgen kann« Das aus der Trennanlage

21 erhaltene Ol wird über die Leitung 22 und das isolierte Lösungsmittel Über die Leitung 23 abgeführt. Das Lösungsmittel von den Trennvorrichtungen 19 und Sl kann wieder gesammelt und direkt in den Kühlturm 3 zurückgeleitet werden oder zur Entfernung von Verunreinigungen vorher noch gereinigt werden»

Mit dem erfindungsgetnässen Verfahren lassen sich die verschiedensten Rohöle oder Destlllatfraktionen oder Rückstandsfraktionen entparaffinieren. Im allgemeinen werden Fraktionen benutzt, die zwischen 260 und ?00°C siedenj vorzugsweise werden Sohmierölfraktionen mit einem Siedebereich zwischen 288 und 65O⁰C verwendet,

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wie beispielsweise paraTflnlselie Rohöle von Arainco, Kuwait, Panhandle, Nord-Louisiana xmu dergleichen_o

Bei dem erflndungsgemässen Verfahren kann jedes beliebige selektive Lösungsmittel verbandet werden, wie beispielsweise Ketone mit 3 bis 6 C-Atomen, wie Methylethylketon (IiEK) und Methylisobutylketon (MIDK) oder deren Mischungen, ferner aromatische Verbindungen, wie Benzol und Toluol, oder niedrig* molekulare Kohlenwasserstoffe, wie Propan oder Propylen_o Ferner können auch noch halogeniert^ niedrigmolekulare Kohlenwasserstoffe, wie Dichlorsie than und Dichloräthan und deren Mischungen als lösungsmittel verwendet werden.„ Bevorzugte Lösungsmittel sind Ketone sowie Methylisobutylketon, gegebenenfalls zusammen mit Methylethylketon,,

Während der Durchführung des erflndungsgemässen Verfahrens wird das Ausgangsöl dem Kühlturm mit einer Temperatur zu« geführt· die oberhalb des Stockpunktes und Trübungspunktes liegt. Bei Ölen mit verhältnismÜsBig geringen Paraffin« roer.gen kann dieses direkt bei Lagertemperatur zugeführt werden· Verhältnisraässig stark paraffInhaltige Öle werden bei höheren Temperaturen verarbeitet ο Im allgemeinen liegt der Paraffingehalt des SinBatzöles zwisclien 10 und 25 %, während die Stock« und Trübungspusikte bei 21 bis 77 bzw.

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24 bis 8O°C liegen α Im allgemeinen wird mit einer Durch-Satzgeschwindigkeit von 100 bie 600 bbl je Stunde von 10 bis 100 m je Stunde gearbeitet₀

Das Lösungsmittel oder das Lösungsmittelgemisoh wird soweit abgekühlt, daß man mit diesem das Ol auf die gewünschte

' Temperatur abkühlen kann, wobei naturgemäss die verwendete Temperatur von der Menge des zu kühlenden Öls und der Menge des zuzusetzenden Lösungsmittels abhängt, das heißt von dem Grad der Verdünnung, den man während der Filtrierung er« reichen möchte₀ Das vorgekühlte Lösungsmittel wird anteilweise längs der Höhe des Kühlturmes so zugegeben, daß eine durchschnittliche KUhlgesohwlndigkeit von weniger als 4°C (8°P) Je Minute und vorzugsweise 0,5 bis J⁰C (1 bis 5°P) je Minute erzielt wird. Im allgemeinen wird soviel Lösungs-

^ mittel zugegeben, daß ein Gewiohtsverhältnis von flüssigen zu festen Bestandteilen bei der Entparaffinierungstemperatür von 5:1 bis 20:1 und ein Volumenverhältnis von Lösungsmittel zu Ol zwischen 1,5:1 und 5:1 erreicht wird₀

Nach dem erflndungsgemässen Verfahren wird in den einseinen Mischstufen eine äußerst hohe und innerhalb bestimmter Grenzen liegende Turbulenz aufrechterhalten, und zwar insbesondere in den oberen Mischstufen des senkrechten Kühlturmes· Während die

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hohe Turbulenz vorzugsweise innerhalb der gesamten Kolonne aufrechterhalten wird, können niedrigere Turbulenzbereiche in den unteren Stufen, im allgemeinen bis herab zu 20 % der oberen verwendet werden, ohne daß man den Bereich des? Erfindung verläßt» Ss wurde festgestellt, daß derartige Turbulenzbereiche die Ergebnisse des Flussig~Entparaffinieren, gemessen durch die Filtriergeschwindigkeit und die Ausbeute an Trennung von öl und Paraffin, erheblich verbessern ο Diese Ergebnisse mit dem erfindungsgeroässen Verfahren sind überraechenderweise erheblich besser als die Resultate, die man bei geringeren Turbulenzbereichen erreicht, wenn nur eine sofortige Vermischung von Ol und Lösungsmittel bewirkt werden solle

Die bei dem erfindungsgemässen Verfahren verwendeten Turbulenzbereiche werden erzielt, wenn die Mischturbulenz entsprechend der Formel VrD einen Wert zwischen 80 000 und 120 000 besitzt, wobei N die Geschwindigkeit des Mischpropellers oder Rührwerkes in Umdrehungen je Minute und D der Durchmesser des Propellers oder Rührwerkes in Fuß ist. Bei Durchführung dieses Verfahrens liegt das Verhältnis von Durchmesser des Mlsohgefässes zu dem Durchmesser des Misch« geräte* etwa zwischen 1,5 ti und 5:1_o

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Demzufolge kann in einer Mischstufe mit einen Durchmesser von 15*2 cm, wie sie bei senkrechten KühltUrmen zur Ent parafflnlerung von ölen üblich verwendet werden, ein Misch» rührer von 5,1 cm mit einer Geschwindigkeit von etwa 1700 bis 2100 Umdrehungen je Minute und ein 7,6 cm - Rührer mit . einer Geschwindigkeit von HOO bis I4oo Umdrehungen je Minute angetrieben werden, um die besseren Ergebnisse gemäss Erfindung zu erreichen. Obgleich größere ftührgeräta bei verhältniamässig niedrigeren Geschwindigkeiten verwendet werden können, 1st es zweckmässlg, kleinere Rührwerke bei größerer Geschwindigkeit zu verwenden, um die gewünschten Turbulenzbereiche zu erhalten, vorausgesetzt, daß das Verhältnis von Mischbehälter zu Hührgerätgrööe in den obigen Orenzen belassen wird» Größere Hührer erzeugen mehr Wärme, so daß an die Kühlung des Lösungsmittels größere Anforderungen gestellt werden. Vorzugswelse liegt der Turbulenz» bereich entsprechend der obigen Formel bei einem Wert von 100 000, was einer fahrgeschwindigkeit von etwa 1 900 Umdrehungen Je Minute bei einem 5,1 cm großen Hührer und eine Umdrehungsgeschwindigkeit von 1 25O Umdrehungen je Minute bei einem 7»6 cm großen Rührer bedeutet.

Im folgenden soll die Erfindung anhand von Beispielen näher erläutert werden.

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Beispiel 1

Dieses Beispiel zeigt,, daß die Filtriergeschwindigkeit und die Ausbeuten bei des? Öl/Paraffinatotresmung bei dem erfisidungsgemässen Verfahre» verbessert werden„..

Es wurde eine Schmieröldestillatfraktion MCT=JO mit einem Siedebereich zwischen 438 und 532°C, einem Paraffingehalt von 20 £, einer Viskosität von 600 Saybolt Sekunden SUS bei 58⁰C und einem Stockpunkt und YrUbungspunkt von 49 bzw« 52,i>°C mit einer Zuführgeschwindigkeit von 225 »al j® Minute einem senkrechten Kühlturm gemüss beiliegender Zeichnung zugeführt. Der Kühlturm hatte 16 Mischstufen₈ van denen jede einen Durchmesser von 15,24 cm und eine Höhe von 7,62 cm besaß« Bei diesem Versuch wurden 6~bl&ttrige Mischer von 5,08 und 7,62 cm verwendet»

Als Lösungsmittel wurde eine Mischung aus 45 % Methyläthylketon und 55 % Methyllsobutylketon verwendet, die auf =28,9⁰C vorgekühlt war. Das Lösungsmittel wurde längs der Höhe der Säule mit einer solchen Zufuhrgeschwindigkeit anteilweise eingespritzt, daß eine durchschnittliche Abkühlgeschwindigkeit im öl von etwa 1°C je Minute (2°F je Minute) erreicht wurde. Das aus dem Boden der Kolonne austretende Lösungsmlttel/ölgemisch war.auf etwa ~6,7°C abgekühlt und hatte ein Löeungsraittel/Ölverhältnis von 5,5:1- Die Umdrehungs-

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geschwindigkeit der HUftrwerke wurde auf verschiedene Bereiche eingestellt« um verschiedene Turbulenzbereiche in den Mischstufen zu erzielen, wie es in der folgenden Tabelle I angegeben 1st. Die Olausbeuten in diesem Beispiel beziehen sich auf die ölmenge im Filtrat der Trennvorrichtung 15 ohne Auswaschen des parafflnhaltigen Filterkuchen r mit frischem Lösungsmittel zur Entfernung von restlichem Öl/Lusungsmlttel-Gemisch aus dem Filterkuchen„

Beispiel 2

Es wurde analog Beispiel 1 gearbeitet, wobei jedoch jetzt als Einsatzprodukt ein MCT<=6O-Destillat mit einem Siede» bereich zwischen 482 und 7O4°c, einem Paraffingehalt von 26 % und einer Viskosität von 1400 SUS bei 58⁰C verwendet wurde. Bei diesem Beispiel wurde das Verfahren in einem k einstufigen Mischgeffcß durchgeführt.

Die entsprechenden Filtriergeschwindigkeiten und die Abtrennung von Ol und Paraffin bei verschiedenen Turbulenzen sind in der Tabelle XX angegeben. Öle Ausbeuten an Ol beziehen sich auf die ölmenge, die in dem Filtrat der Trennanlage I5 vorhanden war, ohne daß der paraffinhaltige Filterkuchen mit frischem Lösungsmittel zur Entfernung noch vorhandener Öl-Lösungsmittel-Mieohungen gewaschen wurde.

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Tabelle I

Turbulenzwert	H/D	Filtriergeschwindigkeit Olausbeute in ί	bei einem Rührer- durchmesser von	7,62 cm	Tabelle	(USO/h/ft2)	IX	63
(ITD2) χ 10**	5,08 cm	O			65
	O	260	3,0		71
0	425	400	3,8 4,0	72
5	600	560	4,3	73 74
10	835	800	4,9	75
20	1200	980	5,3	76
40	1470	II30	5,45	77
r-, 60	I69O	1260	\%	77-80
	I89O	I37O	U	80
co 100	2080	1490
co 120	2240	1600
to 140	2400
co 160
«Ρ

O O O 2,4 56

5 380 250 2,6 62

15 760 510 2,75 66

35 ^5O 760 3»i 67

65 I53O 1020 3,5 69

85 1720 II50 3*55 69

19ÖO 3.270 3,5 69

2300 1530 3**5 69

O CO CD

Claims (3)

1. Verfahren zum Entparaffinieren von ölen durch Abkühlen des Öles in Gegenwart eines vorgekühlten selektiven Lösungsmittels zur Entparaffinierung und Abtrennen des . auskristallisierten Paraffins, dadurch gekennzeichnet, daß man das vorgekühlte Lösungsmittel mit dem öl in einem Jttschgefäß unter Rühren bei einer der Formel N²D² entsprechenden Turbulenz mit einem Turbulenzwert von 80 000 bis ISO 000 vermischt, wobei N die Geschwindigkeit des Misohrührers in Umdrehungen Je Minute und O der Durchmesser des MischrUhrers in Einheiten von 0,3048 m bedeuten, wobei das Verhältnis der Durchmesser von Mischgefäß zu Rührer in einem Bereich von 1,5:1 und 5sl liegt«

* 2. Verfahren nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet„ daß das Miaohgefäß mehrere getrennte Mischstufen besitzt und daß man das Ol anteilig durch Zugabe eines vorgekühlten Lösungsmittels zu jeder Stufe abkühlt, wobei die Stufen in Reihe geschaltet sind und in dem angegebenen Turbulenzbereioh gerührt werden.

3. Verfahren nach Anspruoh 2, dadurch gekennzeichnet, daß man in 6 bis 50 verschiedenen Mischstufen arbeitet.

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4„ Verfahren nach Anspruch 1 bis 3* dadurch gekennzeichnet, das man als Trenagefäß einen senkrechten Kühlturm verwendet, der mehrere in Beihe miteinander verbundene und senkrecht angeordnete Mischstufen besitst_o

ue;scho

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