DE2054870A1

DE2054870A1 - Verfahren zum Entparaffinieren von Ol

Info

Publication number: DE2054870A1
Application number: DE19702054870
Authority: DE
Inventors: Ivan Summit Perry Stephen F Westfield NJ Mayer (VStA)
Original assignee: Esso Research and Engineering Co , Linden, NJ (V St A )
Priority date: 1969-11-13
Filing date: 1970-11-07
Publication date: 1971-05-27
Also published as: US3642609A; NL170017B; FR2067275B1; NL7016446A; NL170017C; FR2067275A1; DE2054870C3; GB1307132A; CA944711A; DE2054870B2; JPS508723B1

Description

Esso Research and CUSA 876 366 - prio 13»£1*1969 Engineering Company 7488)

Linden, N.J./Y.St.A. Hamburg, den 1. November 1970 Verfahren zum-Entparaffinieren von öl

Beim Entparaffinieren von Ul durch Abkühlen einer Mischung aus öl und Lösungsmittel in Wärmeaustauschern und Abkratzen des Niederschlages von der gekühlten Oberfläche werden öl und selektives Lösungsmittel bei genügend hohen Temperaturen vermischt, um eine vollständige Lösung des Öls und des Paraffins su ermöglichen. Das Ausmaß der Auflösung hängt von dem betreffenden öl und dem verwendeten Lösungsmittel ab und wird so eingestellt, daß die Mischung leicht su handhaben ist und optimale Filtriergeschwindigkeiten erreicht werden. Die Lösung wird gleiohmässig langsam gekühlt, beispielsweise um 0,5 bis 2,O⁰C je Minute, und unter solchen Bedingungen, dad die Lösung während der Ausfällung des Paraffins kaum gerührt oder aufgewirbelt wird. Trots sorgfältig kontrollierter Arbeitsbedingungen ergeben sich bei diesem Verfahren mehrere Nachteile, die eine wirtschaftliche Ausnutsung des Verfahrens beeinträchtigen. Hiereu wird insbesondere der sohlechte Wärmeübergang aufgrund der Paraffinablagerung an der wlrmeaustauscherflache gerechnet. Diese Störung erfolgt bereits inner-

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halb von kurxen Zeitraunen, beispielsweise nach 24 bis Ί8 Stunden. In direkten Zuaaimimhang nit der Einbuase des Wärmeaustausche* ateht auch eine Verminderung der Kontrolln5g3i.cnkeiten der Ktthlgeachwindigkeit und demzufolge eine schlechtere Beeinflussung eines gleicbmäasigen Kristallwachstums. Diese ungleiehnäaaige Kristallbildung führt dann zu niedrigeren Filtriergeachwinüigkeiten. Der gro&e Druckabfall in Kühlab-•cbnitt verringert ferner die maximal mögliche Zufuhrgeaehwindigkeit. Phyaikaliacnea Aufbrechen der Paraffinkriatalle durch die Schabevorrichtung führt ebenfalls zu einer schlechten Filtrierung.

Ea ist bei derartigen Verfahren bekannt. Erdöl durch Kühlen in Wämeauatauaehern nit Schabvorrichtungen dadurch su entparaffinieren, daft nan kleine LOsungsnittelanteiie suaetst. Hierbei wird das Lösungeeittel an neueren Stellen läng» der Kühlvorrichtung augesetit. Daa paraffinhaltige öl wird ohne Löaunganittel abgekühlt, bia eine Paraffinkristalliaation auftritt und die Vemiachung erheblich dicker geworden ist · Der erste Anteil an Lösungsmittel wird für diesen Zeltpunkt augegeben und das Kühlen fortgeaetst. Jeder Teil des Lösunganittels wird sugesetst, wenn es erforderlich ist, die Fluiditat

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aufrechtsuerhalten, bia die gewünschte Abtrennungsteraperatur erreicht ist, wobei dann der Rest des zur Filtration erforderlichen LOaungsmittels zugesetzt wird. Bei diesen bekannten Verfahren soll die Temperatur jedes zugesetzten Lösungsmittel·- anteiles genauso groft sein wie die Hauptmenge des Produktes zum Zeitpunkt der Zugabe. Befindet sich das Lösungsmittel bei niedrigerer Temperatur, so ergibt sich in diesem Falle ein su starkes oder abschreckendes Kühlen, wodurch f einteilige Kristalle erhalten und die Filtriergeschwindigkeit nachteilig beeinflußt wird. Ist das Lösungsmittel wärmer, so wird die abzuschabende XOhIflache mit unnötiger Wärme belastet. Das gesagte Kühlen der Aufschlämmung wird bei diesem bekannten Verfahren durch die Wände der abzuschabenden Oberflächen und nicht durch kalte Lösungsmittel erreicht. Dieses Verfahren erfordert einen etwas geringeren Wärmeaustausch als das zuerst erwähnte Verfahren, da weniger Lösuhgsmittelkühlung an der Schabfläche erfolgt. Die Ausbeute an entparaffiniertem öl ist in einigen Fällen höher, hat aber sonst die oben erwähnten Nachteile.

Oemäss der vorliegenden Erfindung wird nun das Erdöl an einem Ende einer senkrechten, mehrstufigen Mischkolonne eingeleitet und abgesehreckt, indem man das 51 mit kaltem Lösungsmittel in Berührung bringt, das in jeder Stufe unter Rühren injiziert wird,

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so daft ein in wesentlichen sofortiges Vermischen erfolgt. Die abgeschreckte Aufschlämmung «it den Paraffinkristallen wird dann am anderen Ende abgesogen und kann auf übliche Weise weitergekühlt werden, und zwar vor der Abtrennung des Paraffins durch Filtrieren oder auf andere Heise, worauf das Lösungsmittel sowohl von der paraffinhaltigen als auch von der ölhaltigen " Fraktion abgetrennt wird. Ein besonderes Merkmal des erfindungsgemfissen Verfahrens besteht darin, daß die Geschwindigkeit der Lösungsmittelinjektion in jederStufe etwa 5 bis 10 oder sogar 30MaI größer ist als die !Anfangsgeschwindigkeit der Misohrührer in jeder Stufe.

Ia folgenden soll die Erfindung anhand von Zeichnungen näher erläutert werden; es seigen:

Fig. 1 - ein Fließbild des erfindungsgemässen Verfahrens in bevorzugter Form;

Fig. 2 - eine grafische Darstellung der Wirkung der Turbulenz des eingespritzten Lösungsmittels auf die Filtriergeschwindigkeit j

Fig. 3 ~ «ine grafische Darstellung, die die Wirkung der

Turbulenz des eingespritzten Lösungsmittels auf die Ausbeute an entparaffiniertem öl wiedergibt.

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Bei der in Fig. 1 wiedergegebenen Arbeitsweise wird das su entp&raffinierende öl aus de» Vorratsbehälter 1 aber die Leitung 2 über Kopf in einen senkrechten Kühlturm 3 eingegeben» wo es in die erste Stufe Ha des Kühlere gelangt. Das Lösungsmittel wird von einem Vorratsbehälter 5 über die Leitung 6 durch Wärmeaustauscher 7 und 8 geleitet, wo das Lösungsmittel soweit abgekühlt wird, da* das öl auf die entsprechende Temperatur abgekühlt werden kann. Ober die Leitungen 24 und 25 wird ein Kühlmittel in die Wärmeaustauscher 7 und 8 eingeleitet, das über die Leitungen 26 und 27 wieder abgeführt wird. Das Lösungsmittel verläßt den Wärmeaustauscher 8 über die Leitung 9 und wird in einer Verteilerleitung 10 geführt, die aus mehreren parallelen Leitungen besteht und jeweils Zufuhrleitungen 11 in den verschiedenen Stufen des Kühlturmes 3 besitst. Die Dtarehflu&gesohwindigkeit in jeder Zufuhrleitung wird auf hier nicht näher geseigte Weise durch Durchflußregler •ingestellt. Die DurohfluÄgeschwindigkeit des Lösungsmittels wird so reguliert, daft längs der Höhe des Kühlturmes 3 ein gewünschter Temperaturgradient erhalten wird. Der erste Anteil des Lösungsmittels gelangt in die erste Stufe 4a des Kühlturmes 3 und wird dort im wesentlichen sofort mit dem öl vermischt, und »war aufgrund der Rührwirkung des Rührers 12a. Dieser Rohr·? wird durch einen Motor 13 mit veränderlicher Geschwindigkeit angetrieben und das AusmaA der Durohwirbelung

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wird durch Änderung der Hofcorgesehwindigkeit eingestellt, wobei ein· Durchfludgesehwlndlgkeit durch den Kühlturn gewährleistet 1st. Die öl/Msungsmittel-lliechuing kann durch den Kühlt um 3 naoh oben otter nach unten geleitet werden; Im vorliegenden Pail seift «Si· Zeichnung eine nach unten gerichtete Strömung. In verschiedenen Höhen länge des KOhI-tiuneee wird bei jeder der verschiedenen Stufen H aber Zuflüsse 11 susätslioh vorgekühlte* Lösungs»ittel eingeleitet, so da» in wesentlichen der gleiohe Teaperaturabfall swisohen der einseinen Mischstufe und der nächsten Mischstufe eingehalten wird, wobei gleichseitig der gewünschte drad an Auflösung erMÖglioht wird. Bs können beliebig viel Stufen bis su 50 Stufen verwendet werden, jedoch sollen Mindestens sechs Stufen verwendet werden· Die tfl/Lösungs»ittel-Löeung »it de» ausgefällten Paraffin wird von der letsten Stufe de« KOhltumes durch die Leitung 1* su einer Trennvorrichtung 15 geführt, wo dft» Paraffin von der Lösung abgetrennt wird. Qegebenenfalls kann die Öl/Paraffin-Mischune auf übliche Heise noon weiter gekühlt werden· Zu» Trennen können beliebige Vorrichtungen, wie filter oder Zentrifugen verwendet werden. Das wmohs/Lösungssdttel-Oeedeoh wird von der Trennvorrichtung über die Leitung 16 in ein weiteres Trennevetea 19 geführt, u» das Lösungsmittel von den Paraffin sbsutrennen. Diese» wird vorzugsweise duroh Abstreifen »it eine» Inertgas» wie Stickstoff,

-τ-

Dampf oder Luft, oder auch durch Destillation erreicht. Das Lösungsmittel wird aus der Trennvorrichtung 19 über die Leitung 17 und dae Wachs über die Leitung 18 abgenommen. Die Ldsung aus Ul und Lösungemittel wird über die Leitung 20 aus der Trennvorrichtung abgesogen und in eine weitere Trennvorrichtung 21 geleitet, um das öl von der Lösung abzutrennen. Hier können beliebige Nethoden verwendet werden, wie beispielsweise Destillation, selektive Adsorption oder Abstreifen mit einem Inertgas, wie Stickstoff, Luft oder Dampf. Das Ul wird von der Trennanlage abgesogen und über die Leitung 22 isoliert. Das Lösungsmittel wird aus der Leitung 23 entnommen und kann direkt wieder surüokgeleitet werden oder sur Entfernung von Unreinigkeiten vor einer weiteren Wiederverwendung gereinigt werden.

Nach dem erfindungsgemässen Verfahren können beliebige Erdöl-Einsat«produkte oder Fraktionen entparaffiniert werden. Im allgemeinen verwendet man Ausgangsprodukte mit einem Siedebereich swischen 260 und 70S⁰C. Bevorzugte ölsorten sind Schmieröle und Spesialölfraktionen mit einem Siedebereich swischen 288 und 65O°C. Derartige ölfraktionen können beliebiger Herkunft sein, wie beispielsweise paraffinhaltige Rohöl· aus Aramco, Kuwait, Panhandle, North Louisiana, Tia Juana und dergleichen.

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Bei de» erfindungsgemässan Verfahren kann jedes niedrig viskose Lösungsmittel für Ul verwendet werden, insbesondere Ketone mit 3 bis 6 Kohlenstoffatomen, wie Methyläthy!keton und Methylisobutylketon, ferner niedrig molekulare Kohlenwasserstoffe, wie Xthan, Propan und Butan, ferner Mischungen der Ketone und Mischungen der Ketone rait aromatischen Verbindungen, wie Beneol und Toluol. Ferner können halogeniert® niedrig molekulare Kohlenwasserstoffe, wie Dichlormethan und Dichlorlthan und deren Mischungen als Lösungsmittel verwendet werden. Typische Beispiele für derartige Lösungsmittelgemische sind Methyläthy!keton und Methylisobutylketon, Methyläthy!keton und Toluol und Dichlormethan und Dichloräthan. Bevoreugte Lösungsmittel sind Ketone, insbesondere Mischungen von Methyläthy lketon und Methylisobutylketon.

ψ Bei Durchführung des erfindungsgemässen Verfahrens wird das EinsatBÖ1 bei einer Temperatur oberhalb seines Fließpunktes und Trflbungspunktes in den Kühlturm 3 eingeleitet. Bei Verwendung einer ölfraktion mit verhältnismässig geringen Mengen Paraffin kann das Ul bei Zimmertemperatur eingeleitet werden. Bei stark paraffinhaltigen ölen wi«i das Produkt bei erhöhter Temperatur sugeführt. Im allgemeinen schwankt der Paraffingehalt desBinsatsöles swlsohen 10 und 25 Oewff und die Stock- und Trübungepunkte lieget) in einem Bereich «wischen 21 und 76 biw. 2* und 80°C.

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Das Lösungsmittel oder das Lösungsraittelgeraisch wird soweit vorgekühlt, daß man das öl auf die gewünschte Temperatur abkühlen kann. Die genaue Temperatur des Lösungsmittels hängt von der Menge des zu kühlenden Öles und der Menge des zu dem Öl zuzusetzenden Lösungsmittels ab, das heißt von dem Ausmaß der Verdünnung, die während des Filtrierens gewünscht wird. Das vorgekühlte Lösungsmittel wird in Anteilen längs der Höhe des Kühlturmes zugesetzt, so daß eine durchschnittliche Gesaratkühlungsgeschwindigkeit unter etwa 5°C je Minute und vorzugsweise 0,5 bis 2°C je Minute aufrechterhalten werden kann. Im allgemeinen wird soviel Lösungsmittel zugesetzt, daß das Gewichtsverhältnis zwischen flüssigen Anteilen und festen Anteilen im Bereich von 5:1 bis 20:1 bei der Entparaffinierungstemperatur liegt, während das Volumenverhältnis zwischen Lösungsmittel und öl zwischen 1,5:1 und 5:1 liegt.

Im allgemeinen soll das Ausmaß der Durchmischung oder Durchwirbelung so groß sein, daß praktisch ein sofortiges Vermischen erreicht wird, das heißt eine nahezu vollständige Vermischung der Öl/Lösungsmittel-Mischung innerhalb von 1 Sekunde oder weniger. Auf diese Weise werden die nachteiligen Wirkungen eines Abschreckens beseitigt. Die Kühlgesohwindigkeit läßt sich einfacher kontrollieren, und es werden schnellere Filtriergeachwindigkeiten erzielt.

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Sin wesentliches Merkmal des erfindungsgemässen Verfahrens liegt darin, daß man die Einepritageschwindigkeit des Lösungsmittels 5 bis 3Omal größer als die Umfangsgeschwindigkeit an der Spitze der Mischblätter einstellt. Vorzugweise werden mehrere Einspritzdüsen mit kleinem Durchmesser von 3 mm oder weniger in jeder Stufe verwendet. Der Druckabfall an den

P Sprühdüsen dient zur gleichmässigen Verteilung des eingespritzten Produktes und zur Erzielung von gleich großen Strahlen, so daß die Verwendung zahlreicher Regulierschieber unnötig ist., Das Strömungsverhalten dieser Lösungsmittelstrahlen liegt in turbulentem Bereich. Vorzugsweise haben die Einspritzdüsen ein Längen/Innendurchmesser-Verhältnis von mindestens 20:1, Sie können innen entweder geradflächig oder gering konisch in Strömungerichtung zusammenlaufend ausgebildet sein und ein stromlinienförmiges Mundstück besitzen; sie können auch

I außen bei einer Mindestwandstärke und insbesondere an der

Mündung stromlinienförmig ausgebildet sein. Diese Auebildung bewirkt, daß eine Verstopfung verhindert und unnötige Druckverluste verringert werden, und daß ferner Störungen mit der Strömung in der Flüssigkeit im Bereich der Düse verringert werden und ferner auch Paraffinablagerungen an der Außenfläche der Düsen nahezu ausgeschaltet werden.

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-Ii-

Um eine besonders wirksame Vermischung aus der Kombination der Düsenanordnung und der mechanischen Rührer zu erzielen, ist die Lage der Düsen wesentlich. Aus diesem Grunde werden die Düsen gerade außerhalb der Peripherie der Rührer angeordnet, wobei die Düsenstrahlen senkrecht in rechtem Winkel zu de? Urafangsströmung des Rührwerks gerichtet sind und in die am meisten durchgerührte oder am schnellsten umgewälzte Flüssigkeit einspritzen. Dieser Bereich liegt in der Mittellinie der Rührer. Die optimale Anordnung der Düsen in vertikaler Form erfolgt so, daß die Geschwindigkeit des eingespritzten Strahles etwa die Geschwindigkeit erreicht, die an der Außenkante des Mischerblattes herrscht oder die der Umfangsgeschwindigkeit entspricht, wenn der Strom die Mittellinie des Rührers erreicht. In Annäherung verdoppelt ein turbulent in eine ähnliche Flüssigkeit eingespritzter Strahl sein Volumen, indem die umgebende Flüssigkeit angezogen wird, wobei die Geschwindigkeit halbiert wird, und zwar in einer Länge, die dem 5fachen Düsendurchmesser entspricht. Wenn beispielsweise die Düsengeschwindigkeit den 8fachen Wert der Umfangsgeschwindigkeit hat, so soll das Düsenmundstück etwa unterhalb der Rührermittellinie in einem Abstand des 15fachen Düsendurchmessers liegen, wenn die Düse nach oben gerichtet ist. Bei einem Düsendurchaesser von etwa 1,5 mk beträgt dieser Abstand etwa 24 mm und bei einer Strahl-

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geschwindigkeit von 2* M in der Sekunde beträgt die erforderliehe Zeit für den eingespritzten Strahl zur Durchmessung dieses Abstandes etwa 0,005 Sekunden, wobei der eingespritzte Strahl sieb etwa mit den 7fachen Volumen der umgebenen Flüssigkeit vermischt. Zu diesen Zeitpunkt übernimmt dann der durch den Rührer durchgewirbelte Strom die Weiterbeförderung und |w vervollständigt das Nischen.

Das bei dem erfindungsgenäsaen Verfahren erforderliche Ausmaß der Verwischung soll so groß sein, daß eine starke Turbulent in der Hauptmasse der Flüssigkeit erreicht wird, was durch SrhOhung der Umlaufgeschwindigkeit, sofern die anderen Parameter, wie Durchflußgeschwindigkeit durch den Mischer, Ausbildung des Oefäßea und der Rührer, Viskosität der Bestandteile und dergleichen, konstant bleiben, ermöglicht wird. Im allgemeinen wird .die gewünschte Durchrührung erzielt, wenn ™ die modifizierte Reynoldsehe Zahl N_Re zwischen 200 und etwa 100.000 liegt und das dimensionslose Verhältnis von Durchmesser des Kühlturoes zu Durchmesser des Rührwerkes zwischen 1,5:1 und 10:1 liegt. Dl· Reynoldsche Zahl berechnet sich gemäss Perry, "Chemical Engineer's Handbook", 1959, 1224, naoh der Gleichung N_Re · Lnl/^u, wobei L der Durchmesser des Rührwerke« mal 0,30 m (1 die Diente der Flüssigkeit in 450 g/0,76 β , η die Umlaufgeschwindigkeit in Umdrehungen

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je Sekunde und _;u die Viskosität der Flüssigkeit in 450 g/0,30m. Sekunde)ist. Turbinenartige Rührwerke mit flachen Schaufeln werden bevorzugt, jedoch können auch andere Propellerrührwerke und dergleichen verwendet werden.

Die Mischzonen in dem Kühlturm können gegebenenfalls und vorzugsweise Leitbleche besitzen. Beispielsweise sind jeweils drei Leitbleche 28 in jeder Stufe des Turmes 11 gegeben, die um 120° versetzt sind. Der Turm ist in mehrere Kühlstufen unterteilt, und zwar durch horizontale kreisförmige Platten oder wannenförmige topf artig· Elemente, die den Durchfluß zwischen den einzelnen Stufen beeinträchtigen und hierbei im wesentlichen eine Rttckvermischung verhindern. Im allgemeinen beträgt das dimensionslose Verhältnis des Querschnitts der eingeengten Durchflußöffnungen zu dem Querschnitt des Turmes 1:20 bis 1:200.

Im allgemeinen wird bei dem erfindungegemässen Verfahren der Kühlturm bei einem Druck betrieben, der ein Verdampfen des Lösungsmittels verhindert. Bei Verwendung von Ketonen als Lösungsmittel reicht Normaldruck aus. Wenn jedoch niedrig molekulare Kohlenwasserstoffe, wie Propan, verwendet werden, muß mit Oberdruck gearbeitet werden.

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Das erfindungsgemäsee Verfahren wird durch die bevorzugte AusfUhrungsfora und die unten angegebenen Arbeitabeispiele nflher erläuterte Eine Sohmieröldestillatsfraktion mit einem Siedebereioh von 455 bis 51O⁰C, einem Wachsgehalt yon etwa 18 bis 21 Oewj und einem anfänglichen Fließ- und Trübungspunkt «wischen 43*3 und 48,9 bzw. 44,4 und 51»7°C wird von dem Vorratsbehälter 1 über die Leitung 2 in die erste Stufe 4a des Ktthlturmes 3 mit einer Temperatur von 46,IbIs 44,4°C eingeleitet. Ein Lösungsmittel, wie beispielsweise Methylisobutylketon oder eine Mischung aus 55 QewjC Methylisobuty!keton und 45 Gewjf Methyläthylketon wird aus dem Vorratsbehälter 5 über die Leitung 7 in die Wärmeaustauscher 7 und 8 geleitet, wo das Lösungsmittel auf Übliche Weise auf eine Temperatur »wischen -28,9 und - 40°C gekühlt wird. Bei dem bevorzugten Ausführungsbeispiel wird kaltes Piltrat aus der Leitung 32 verwendet, um das Lösungsmittel im Wärmeaustauscher 7 vorzukühlen. Das Filtrat wird über die Leitung 24 eingeführt und aus der Leitung 26 abgenommen. Das Lösungsmittel wird weiter in dem Wärmeaustauscher 8 mit flüssigem Propan oder einem anderen geeigneten Kühlungemittel gekühlt, welches über die Leitung 25 lugeftlhrt und aus der Leitung 27 entnommen wird. Das abgekühlte Lösungsmittel strömt von dem Wärmeaustauscher über die Leitung 9 in die Verteilerleitung 10. Bei dem bevorsugten Ausführungsbeispiel ist der Kühlturm in sechsehn Kühl-

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stufen H unterteilt, und die Verteilerleitung besitBt sechzehn parallele Eineprit»leitungen II, und swar jeweils eine für jede Stufe. Das über die Eintritteleitung 11 jeder Stufe zugeführte Lösungsmittel wird , wenngleich in der Zeichnung nicht wiedergegeben, aufgeteilt und in die Stufen aber mehrere kleine entsprechend angeordnete Spritsdtlsen der oben beschriebenen Art eingespritzt. Die Sinspritsgeschwindigkeit wird in jeder Stufe so eingestellt« daß »an je Stufe den gewünschten Temperaturabfall erhält» und swar vorzugsweise indem man nur die entsprechende Ansahl und QrOBe der Sprit»düsen innerhalb jeder Stufe vorsieht. Ein Druckabfall von mindestens 1,41 kg/cm in den Düsen wird bevorzugt, damit die gewünschte Strömungsverteilung erreicht wird. Jede der sechsehn getrennten Stufen besitst eine Umwälsturbine 12, die genügend schnell rotiert, um eine angemessene Vermischung des Inhalts jeder Stufe su erreichen. Die Geschwindigkeit des eingespritzten Lösungsmittels muß innerhalb des turbulenten Bereiches liegen und kann von 15 bis 30 m je Sekunde und mehr schwanken und wird in einem Bereich gehalten, der 5 bis 30mal der Umfangsgeschwindigkeit der Mischblätter entspricht. Das in die erste Stufe la eingeführte Ol und Lösungsmittel wird sofort miteinander vermischt. Wenn die Ul- und Lösungsmittel-Mischung nach unten durch den Kühlturm strömt, wird sie im wesentlichen sofort mit dem Inhalt der nachfolgenden Stufe und mit weiterem zusätzlichen Lösungsmittel vermischt, welches in jeder Stufe

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sugesetct wird. Aufgrund der sofortigen und äußerst schnellen Vermischung des warmen Öls oder der warmen Öl/Lösungsndttel-Nisehung aus der vorhergehenden Stufe mit dem kalten Lösungsmittel und mit dem Inhalt jeder Stufe bleibt die Temperatur der Qesamtmischung in einer gegebenen Stufe im wesentlichen konstant. Demsufolge sinkt die Temperatur der Aufschlämmung in einer Reihe von scharfen Schritten oder Abschreckungskühlungen, wenn die Aufschlämmung durch den Turm geführt wird» Dieses führt überraschenderweise zur Bildung von äußerst guten gleichmässig geformten kompakten Kristallen, die sich sehr viel besser filtrieren lassen.

Die am Boden des Xühlturiies austretende Mischung aus Ul und Lösungsmittel liegt als Aufschlämmung vor, die Wachskristalie enthält. Diese Aufschlämmung wird auf übliche Weise weitergekühlt, und «war durch übliche mit Schabern versehene Oberflächen bei etwa -17,8⁰C. Die Aufschlämmung wird dann über die Leitung Ik in eine Trennvorrichtung 15 geführt, die vorzugsweise ein Vakuumdrehfilter ist. Die Mischung aus Wachs und Lösungsmittel wird Ober die Leitung 16 in eine Trennvorrichtung 19 geleitet, die vorsugsweise eine Destillationskolonne ist. Das Paraffin wird über die Leitung 18 isoliert und das Ketonlösungsmittel wird über die Leitung 17 isoliert. Dl· Lösung ape Ol und Lösungsmittel wird über dl· Leitung 20

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- it -

in eine Trennvorrichtung, vorzugsweise eine Deetillations-» kolonne geleitet* Das entparaffinierte Ul wird über die Leitung 22 isoliert, und die gemischten Ketonlösungsmittel werden über die Leitung 23 abgenommen.

Beispiel 1

Im Labormaßstab wurde an einer einstufigen Versuchsanlage mit einem flachen Turbinenrührer und einem Lösungsmitteleinspritsrohr gearbeitet; diese Versuchsanlage entspricht mit ihren Werten etwa einer kontinuierlichen mehrstufigen Arbeitsweise. Die Anlage wurde mit paraffinhaltigem Öl gekühlt, welches sich kurs oberhalb des Trübungspunktes befand. Nach Inbetriebsetzen des Rührwerkes wurde eine Mischung aus Methäthylketon und Methylisobuty!keton, die auf -31,7⁰C vorgekühlt war, eingespritzt, um die Mischung mit gewünschter Geschwindigkeit abtsukühlen. überschüssige Aufschlämmung wurde abgelassen. Wenn die Aufschlämmung die bestimmte Temperatur erreicht hatte, wurde der Inhalt abgesogen, weiter auf Übliche Weise abgekühlt, um eine entsprechende Filtriertemperatur zu erhalten, wobei weiteres Lösungsmittel bei der Filtriertemperatur gegebenenfalls sugesttst wurde; anschließend wurde die Aufschlämmung abfiltriert. Die Geschwindigkeit der Verdünnung mit kühlendem Lösungsmittel schwankte von 40 ml je Minute bei Beginn des Kühlens

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bis su etwa 500 ml je Minute an Ende des Vorganges. In verschiedenen Versuchen wurde sowohl unter turbulenten Bedingungen als auch unter nioht turbulenten Bedingungen Lösungsmittel eingesprltst. Zur Ersielung nicht turbulenter Injektion wurde ein einsigee Einspritsrohr mit einem Durchmesser von 1,5 ram verwendet, welches nahe im Bereich der Rührblätter angeordnet ^ war. Die Lineargeschwindigkeit schwankte von 0,36 m je Sekunde bei Beginn des Versuches bis su 4,2 m je Sekunde am Ende des Versuohes.

Um eine turbulente Injektion su erzielen, wurden vier Einspritzdüsen verwendet, die im Umfangebereich des Rührwerkes mit einem Abstand von 90° angeordnet waren, wobei der Durchmesser von swei Düsen 0,02 mm und von swei anderen 0,3 mm betrug. Eine einsige Einspritzdüse mit einem Durchmesser von 0,02 mm wurde verwendet für den Anfangsstrom von 44 ml je Minute, wobei eine " Lineargeschwindigkeit von 25 m je Sekunde und eine Reynold-Zahl von 4.000 erhalten wurden, was jedoch kaum turbulent warο Bei Verdoppelung der Stromungsgeschwindigkeit auf 50 m je Sekunde stieg die Reynold-Zahl auf 8.000, wobei die zweite Düse mit einem Durohmesser von 0,02 mm eingeschaltet wurde. Die StrOaung wurde swischen diesen beiden aufgeteilt und beide wurden verwendet, bis die Strömung sich wieder verdoppelte. Die dritten und vierten Düsen wurden je nach Bedarf eingeschaltet,

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tan eine Turbulenz aufrechtzuerhalten und Einspritzgeschwindigkeiten zwischen 25 und 50 η je Sekunde während des Kühlens su erreichen. Das Verhältnis der Spritsgeschwindigkeit zur Geschwindigkeit des Rührblattes an der Umlaufkante lag bei diesen Versuchen in einen Bereich zwischen 7 bis 30. Die Ergebnisse sind in der folgenden Tabelle X und in den Figuren 2 und 3 wiedergegeben. Bei diesen in Laboratoriumsmaßstab durchgeführten Versuchen war es erforderlich, äußerst kleine Durcnnesser der Düsen verwenden, um Einspritzgeschwindigkeiten in den gewünschten turbulenten Bereich bei den niedrigen Durchflußgeschwindigkeiten des gesamten Lösungsmittels zu erreichen. Die Verwendung von mehreren Spritzdüsen mit einen Durchmesser von etwa 3 Bm ist in großtechnischen Maßstab zwecknässig.

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Tabelle I Kinwirkun« einer turbulenten Ketoninjektion beim rerdünnenden Kühlen

ο
co
co

30,5 ok Stufe (einstufig) 15 ca Turbine Mit flac

Rührer

Filtergeschwindigkeit

Ausbeute

VTsuch Mr. Turm 2.Yerdflnnuns Wäsche Inges. keine Wasche Wäsche keine Wäsche Wäsche »12 O»lrefattngen/Minqt·

2,6

2,3
8

Meter Je HJnute

103

105
106

,3
2,8
1.8

0,85
2,9

1,0
1,8
i

keine
1,1

1,25
keine

1,6 1,7 1,2 1,1

5.2 5,8 So 4,0

nter Je Minute

0,9 1.4

3,0 »,3

Owirehuncen/Minute. 103 Meter Je Minute

2,6

3,8

keine
keine

0,9 1,3

3,5 5,1

110

250
ill

3,3

15 Bekunden keine 0,8

1.2

keine 0,65

1*1

30 Sekunden 475 5,3 5,0

3,95 3,4 44

Nicht-turbulente Injektion Je Minute. 130 Meter Je Minute '.

keine i,& 7,ζ keine 0,5 2,6 0,5 1,0 3,6

Je Minute. 217 Meter Je Minute 1,3 1,1 *,8

2,5 — " 0,9 3,4

6.7 6,5 6,9 7,3

4,6 4,6

3.9 4,1

3,1 3,8 3,6

4,1

2,7 3,0

3,1

3,9 3,6

80,5 80,5 80,2 80,4

79,1 82,4

S⁰ 82

76 82 78 83

83 65 74

81 76

,3

IV O

KJ O Ol

Diese Werte zeigen deutlich die Verbesserung der Filtriergeschwindigkeit bei einer turbulenten mehrfachen Einspritzung von Lösungsmittel (Pig. 2) und zeigen die Verbesserung der Ausbeute an entparaffiniertem öl bei einem gegebenen Lösungsmittel (Flg. 3).

Fig. 2 zeigt, daß man die gleichen Filtriergeschwindigkeiten bei Verwendung von turbulenten Spritzstrahlen mit 100 Neter je Minute ROhrgeschwindigkeit erhält, wie bei nicht-turbulenten Einspritzstrahlen und 230 »je Minute Rührgeschwindigkeit. Da der Xraftverbraueh beim mechanischen Vermischen proportional zu dem Kubus der SOhrgeschwindigkeit ist, wird hier eine Energieeinsparung bei konstanter Filtergeschwindigkeit von mehr als 90 % erreicht. Die wirtschaftlichste Auslegung aller Komponenten zwischen Filteranlage, Mischanlage, Lösungsmittelwiedergewinnungsanlage und Kühlvorrichtungen beeinflußt oder bestimmt die betreffende Rührgeschwindigkeit, die dann bevorzugt wird.

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Claims

Patentansprüche .

1. Verfahren sum Entparaffinieren von paraffinhaltigen Erdeifraktlonen, daduroh gekennzeichnet, daft man die paraffinhaltige fraktion abschreckend kühlt, indem man ein kaltes Entparaffinierungs-LSsungsmittel in nehreren Stufen einspritzt, ua eine la wesentlichen sofortige Kühlung der erhaltenen Mischung in jeder Stufe su erzielen, worauf man jede dieser Stufen kontinuierlich unter solchen Bedingungen uawälst, das ein la wesentlichen sofortiges Vermischen erfolgt« und daft stan die Binspritsgesehwindigkeit des Lösungsmittels auf den 5 bis 3Ofachen Wert der Umfangsgeschwindigkeit des Rdhrers hält, und daft bmui dann die Mischung aus kristallisierte» Paraffin, Ol und Lösungsmittel absieht. und das kristallisierte Paraffin aus der Mischung abtrennt.

2· Verfahren nach Anspruch I₉ dadurch gekennzeichnet, daft der LOaungeaittelstrahl sich in turbulenten Bereich befindet.

3· Verfahren nach Anspruch 1 bis 2, daduroh gekennzeichnet, daft nehrere Einspritzdüsen für das Lösungsalttel in jeder Stufe vorgesehen sind und daft der Durchmesser der Einsprits-

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- 23 düsen 1,5 μ oder weniger betritt (1/8 Zoll).

*. Verfahren nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennseichnet, daft die linspritsdusen gegenüber den Misehblittera ao angeordnet sind, daft die 8pritsgescbwindigkeit auf etwa die UMfangsgeschwindigkeit des Rührer« absinkt, wenn der eingeapritste Strahl sieb i» Bereich der maximalen Geschwindigkeit des Rührwerkes befindet.

5. Verfahren nach Anspruch 1 bis 1, dadurch gekennseichnet, daft die Sinapritsdusen ein Verhältnis von Länge su Innendurchmesser von Mindestens 20:1 haben und daft Mindestens der Eintrittebereich der Düsen stromlinienförmig ausgebildet ist.

6. verfahren nach Anspruch 1 bis 5, dadurch gekennseichnet, daft «wischen sechs und fünfsig Stufen vorgesehen sind.

7· Verfahren nach Anspruch 1 bis 6, dadurch gekennseichnet, daft die Sprltsstrah!geschwindigkeit Mindestens 17 μ je Sekunde und die Geschwindigkeit des Rührers an der Spitse Mindestens 100 μ je Sekunde ist; (50 Pu* je Sekunde bsw. 3OO Fuft je Sekunde).

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8. Verfahren nach Anspruch 1 bis 7» dadurch gekennzeichnet, daA »an als entparaffinierendes LOsungsnittel eine Mischung aus Methylethylketon und Methyliaobuty!keton verwendet.

9« Verfahren nach Anspruch 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet,

daft nan als entparaffinierendes Lösungsmittel einen W niedrig molekularen Kohlenwasserstoff verwendet.

10.Verfahren nach Anspruch 1 bis 9» dadurch gekennseichnet, daß man als entparaffinierendes Lösungsmittel eine Mischung aus Methyläthylketon und Toluol verwendet.

ue:soh.

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