DE2100320A1

DE2100320A1 - Verfahren zur Abtrennung von Wachs aus Ol

Info

Publication number: DE2100320A1
Application number: DE19712100320
Authority: DE
Inventors: Raymond Milton Walton on Thames Surrey Redman John Wilson Horsham Sussex Boroughs, (Großbritannien)
Original assignee: BP PLC
Current assignee: BP PLC
Priority date: 1970-01-07
Filing date: 1971-01-05
Publication date: 1971-07-15
Also published as: CA919146A; FR2075965A1; US3670888A; GB1267491A; NL7100012A; SE359111B; FR2075965B1; BE761320A

Description

PATENTANWÄLTE

DR.-ING. VON KREISLER DR.-I NG. SCHDMWALD 2100320 DR.-ING. TH. MEYER DR. FUES DlPL-CH EM. ALEK VON KREISLER DIPL.-CHEM. CAROLA KELLER DR.-ING. KLOPSCH

KÖLN 1, DEICHMANNHAUS

Köln, den 2.1.1971 Fu/Ax/Hz

The British Petroleum Company Limited, Britannic House, Moor Lane, London, B.C.2 (England).

Verfahren zur Abtrennung von Wachs aus öl

Das gebräuchliche Verfahren zur Abtrennung von Wachs aus öl, insbesondere zur Abtrennung von Wachs aus Erdölfraktionen, ist die Entwachsung und Entparaffinierung mit Hilfe von Lösungsmitteln, wobei das wachshaltige Öl in Gegenwart eines selektiven Lösungsmittels für das Öl gekühlt und filtriert wird. Durch die Verwendung und Rückgewinnung des Lösungsmittel« wird das Verfahren verhältnismäßig teuer. Die Abtrennung von Wachs aus Öl durch Zentrifugieren ist bereits vorgeschlagen worden, jedoch ist diese Art der Abtrennung mit Problemen verbunden, besonders wenn der Wachsgehalt des zu behandelnden Öls und/oder die Temperatur der Abtrennung derart sind, daß das Gemisch von Wachs und Öl fest ist. Feste Gemische von Wachs und Öl sind nicht ungewöhnlich, weil das Wachs eine beherrschende Rolle bei der Verfer/bippmp; spielt. Beispielsweise ißt eine im Wachsdentillatbfreich niedende Erdölfraktion aus einem wachfircichen Rohöl bei normaler 'lh nperatur (etwa 20⁰G) fest, auch worm der ülf-.ohalt otwa 70 Gov/.-50 und der 7/achsgehalt nur 50 Gew.-';-j beträgt. iSfci niedrigeren Temperaturen Hind auch Genir.che riit niedrigerem V/ac'^^Ghcilfc fest. Eine Lo

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»AD ORIGINAL

dieser Probleme durch Verwendung von niedriger siedenden Kohlenwasserstoffen als Verdünnungsmittel oder Lösungsmittel erhöht das zu zentrifugierende Materialvolumen, bringt zusätzliche Trennstufen mit sich und erhöht somit die Kosten.

Es wurde nun ein einfaches Verfahren zur Behandlung von normalerweise festen Wachs-Öl-Gemischen zur Abtrennung des Wachses vom öl gefunden. Das Verfahren gemäß der Erfindung zur Abtrennung von V/achs aus ölen durch Zentrifugieren bei Temperaturen von 30° C oder darunter ist dadurch gekennzeichnet, daß man das Wachs-öl-Gemisch, das bei der Zentri« fugiertemperatur normalerweise fest sein würde, so rührt, daß es beweglich und fließfähig wird, ohne die Größe der Wachskristalle unter 50 η zu verringern, und anschließend das bewegliche und fließfähige Gemisch zentrifugiert.

Der Ausdruck "das normalerweise bei der Zentrifugiertenrperatur fest sein würde" besagt, daß die Zentrifugierung bei einer Temperatur unerhalb des Fließpunktes des Wachs-Öl-Gemisches durchgeführt wird.

Die Bedingungen, die zur erfolgreichen Zentrifugierung von Wachs-Öl-Gemischen notwendig sind, wurden bereits untersucht, jedoch waren die getroffenen Feststellungen nicht immer übereinstimmend. Beispielsweise beschreibt die britische Patentschrift 979 772 ein Verfahren zur Abtrennung von Wachs aus Rohöl und Rückstandsölfraktionen durch Zentrifugieren, wobei das öl vor dem Zentrifugieren erhitzt und mit geregelter Geschwindigkeit oo gekühlt wird, daß das Wachs große Agglomerate bilden kann und auf diese Weise die Zentrifugierung erleichtert.

Andererseits wird gemäß dem USA-Patent 5 273 4-13 eine Wachs-Öl—Aufschlämmung vor dem Zentrifugieren einer intensiven Bewegung unterworfen, um die Wachskristalle auf eine Größe zu verkleinern, bei der die größte Dimension 5 bis 20 u beträgt.

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Gemäß der Erfindung wird das Wachs-Ül-Gemisch. gerührt bzw. bewegt, v/eil das Gemisch andernfalls fest sein würde und nicht zentrifugiert werden könnte. Die Bewegung wird jedoch unter solchen Bedingungen vorgenommen, daß die Wachskristalle nicht zerstört werden. Der Ausdruck "ohne Verringerung der Größe der V/achskristalle unter 50 Ai" bedeutet, daß die kleinste Dimension wenigstens 50 λι beträgt, und dies gilt für den größten Teil der Kristalle. Die Größe der Kristalle läßt sich leicht bestimmen und regeln, indem Proben des Gemisches genommen und unter dem Mikroskop bei bekannter Vergrößerung untersucht werden. Vorzugsweise liegt die größte Dimension der Mehrzahl der Wachskristalle im Bereich von 200 bis 500 Ai. *

Als Ausgangsraaterialien kommen Erdölfraktionen mit einem Siedeanfang von 200⁰C und darüber, insbesondere die im Bereich von 250 bis 55O°C siedenden sogenannten Gasöl- und Wachsdestillatfraktionen in Frage. Besonders bevorzugt werden Fraktionen, die im Bereich von 250 bis 4-50⁰C sieden. In diesen bevorzugten Fraktionen besteht das Wachs überwiegend aus Paraffinwachs, d.h. Wachs, das aus n-Paraffinen oder nur leicht verzweigten Paraffinen besteht. Das Wachs in Rückstandsfraktionen, die oberhalb von 55O°C sieden, ist überwiegend mikrokristallin oder Isoparaffinwachs, und die von 450 bis'55O°C siedende Destillatfraktion kann ebenfalls erhebliche Mengen dieses Wachstyps enthalten. J

Wie der Name besagt, kristallisiert dieses Wachs in Form von kleinen Kristallen aus, und seine Abtrennung durch Zentrifugieren ist entsprechend schwieriger.

In seiner bevorzugten Ausführungsform und mit den als Einsat zmaterialien bevorzugten Destillaten wird das Verfahren ohne ,jedes zusätzliche Lösungsmittel und Verdünnungsmittel durchgeführt, wodurch es äußerst einfach wird. Die Verwendung eines niedriger siedenden Kohlenwasserstoffs als Verdünnungsmittel, z.B. eines im Bereich von 250 bis 400 C siedenden Gasöls, kann vorteilhaft sein, wenn oberhalb von 450°C siedende Fraktionen behandelt v/erden, weil das Ver-

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dünnungsmittel die Viskosität der ölphase bei der Zentrifugiertemperatur senkt und hierdurch die Abtrenmmg von öl aus dem Wachs steigert und die Abtrennung des V/achses in einer konzentrierteren Form ermöglicht.

Es ist jedoch zu betonen, daß die Menge des Verdünnungsmittels so gewählt werden muß, daß der Fließpunkt des Gemisches über der Zentrifugiertemperatur bleibt. Hierdurch unterscheidet sich diese Ausführungsform von der üblichen Verwendung von Verdünnungs- oder Lösungsmitteln in Fällen, in denen der Fließpunkt des Gemisches unter der Zentrifugiertemperatur liegt. Das Verdünnungsmittel kann vor oder nach dem Rühren zugesetzt werden. Vorzugsweise erfolgt die Zugabe nach dem Rühren.

Das Verfahren ist besonders geeignet für Fraktionen mit Wachsgehalten von 15 Gew.-% oder mehr, z.B. für Fraktionen aus libyschen und nigerianischen Rohölen. Die praktische obere Grenze liegt bei 50 Gew.-% Wachs. Da die vorstehend genannten Rohöle niedrige Schwefelgehalte haben, eignen sie sich zur Herstellung von Heizölmischkomponenten, insbesondere dann, wenn ein Teil des darin enthaltenen V/achses einfach und leicht entfernt werden kann. Die paraffinische Natur von libyschem Rohöl und die naphthenische Natur von nigerianischem Rohöl ist auch wertvoll für die Herstellung von Schmieröl, wiederum unter der Voraussetzung der einfachen Lösung der mit ihrem hohen Wachsgehalt verbundenen Probleme. Das Verfahren gemäß der Erfindung eignet sich zur Senkung des Wachsgehalts gewisser Schmierölfraktionen, die von wachsreichen Rohölen erhalten werden, auf einen Zwischenwert (10 bis 20 Gew.-%), der beispielsweise dem Wachsgehalt von Fraktionen aus Mittelost-Rohölen entspricht. Diese Fraktionen können dann in üblicher Y/eise zu Schmierölen verarbeitet v/erden, ohne daß übermäßig große Lösungsmittelmengen oder speziell angepaßte Apparaturen notwendig sind.

Die Bewegung oder das Rühren sollte, wie bereits erwähnt,

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unter Bedingungen durchgeführt werden, unter denen das Ausgangsmaterial beweglich oder fließfähig wird. Vorzugsweise besteht die Bewegung aus einem Schlagen zusätzlich zu einfachem Rühren. Dies kann in bekannter Weise durch geeignete Wahl von Rührpaddeln erreicht werden. Das Wachs-Öl-Gemisch kann mit Geschwindigkeiten des Rührers im Bereich von 50 bis 1000 UpM, vorzugsweise 1OO bis 300 UpM, gerührt werden. Die für das Rühren notwendige Zeit kann durch Beobachtung oder experimentell ermittelt werden und sehr kurz sein. Längere Zeiten sind nicht unbedingt nachteilig, jedoch bedeuten sie Energieverschwendung. In der Praxis kann die Rührdauer 1 bis 120 Minuten betragen. Vorzugsweise liegt sie bei 1 bis 60 Minuten. ä

Das Wachs-Öl-Gemisch gilt als ausreichend beweglich oder , fließfähig, wenn es eine cremige, klumpenfreie Konsistenz hat, unter dem Eigengewicht leicht fließt und leicht pumpfähig ist. Es ist jedoch wichtig, eine Pumpe zu verwenden, die die Kristalle nicht zerstört, z.B. eine Strahlpumpe (flow inducer), eine Kreiselpumpe oder eine Plunger-Pumpe. Kolbenpumpen mit Ventilen sind im allgemeinen ungeeignet.

Das Rühren kann in Gegenwart einer nicht-reaktionsfähigen Gases, d.h. eines Gases, das bei Temperaturen von 30⁰C oder darunter nicht leicht mit dem Ausgangsmaterial reagiert, durchgeführt werden. Da Wachs-Öl-Gemische bei diesen J niedrigen Temperaturen relativ nicht-reaktionsfähig sind, können die verschiedensten Gase, z.B. Stickstoff, Kohlenoxyd, Kohlendioxyd, Wasserstoff oder vorzugsweise Luft verwendet werden.

V/ährend des Rührens in Gegenwart eines Gases wird das Gas mitgerissen. Dieses Mitreißen von Gas ist zwar nicht wesentlich, kann jedoch ein Faktor sein, der die Trennung von Wache und Öl während des Zentrifugierens verbessert. Vorzugsweise wird einfach in einem offenen Behälter gerührt. In dienern Fall wird automatisch Luft mitgerissen. Durch das Einarbeiten des Gases wird das Volumen des Aus-

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gangsmaterials vergrößert. Vorzugsweise wird eine solche Gasmenge mitgerissen, daß das Volumen des Gemisches um 5 bis 20% steigt, bezogen auf das Volumen des ursprünglichen Gemisches.

Mit dem Rühren kann begonnen werden, während das Ausgangsmaterial sich bei der erforderlichen Zentrifugiertemperatur von 30⁰C oder darunter befindet. Das Ausgangsmaterial kann jedoch der Rührstufe in flüssiger Form (vorzugsweise bei einer Temperatur oberhalb seines Trübungspunktes) zugeführt werden, um den Transport zu erleichtern. Wenn dies geschieht, muß das Ausgangsmaterial gekühlt werden, bis sich Wachs abscheidet und die erforderliche Zentrifugiertemperatur erreicht ist.

Es wurde gefunden, daß die Kühlgeschwindigkeit von einer Temperatur unmittelbar über dem Trübungspunkt bis zu dem Zeitpunkt, zu dem das öl zentrifugiert wird, von der Verweilzeit in der Zentrifuge abhängt. Einerseits ist es bei einer kurzen Verweilzeit in der Zentrifuge von 6 bis 7 Sekunden zweckmäßig, das öl langsam und vorzugsweise vor dem Rühren auf die gewünschte Temperatur zu kühlen. Die Kühlgeschwindigkeit beträgt vorzugsweise weniger als 1 G/Stunde. Andererseits ist es bei einer Verweilzeit in der Zentrifuge von 5 bis 10 Minuten möglich, das Öl schneller zu kühlen. Die Kühlgeschwindigkeit kann in diesem Fall bis zu 14 C/Stunde betragen. Für Verweilzeiten, die zwischen diesen Werten liegen, kann eine zwischen den vorstehend genannten Werten liegende Kühlgeschwindigkeit gewählt werden. Das Ausmaß, zu dem das öl vor Beginn des Rührens ganz oder teilweise gekühlt werden sollte, kann experimentell bestimmt werden. Da kurze Rühr zeiten bevorzugt v/erden, v/ird natürlich bei langen Kühlzeiten der größte Teil der Kühlung vorgenommen, bevor mit dem Rühren begonnen wird. Im allgemeinen ist es in der Kristallisationsstufe zweckmäßig, daß Wachs in Form von großen, dünnen, plättchenförmigen Kristallen kristallisieren zu lassen. Die Krintallform von Paraffinwochsen war der Gegenstand zahlreicher

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Untersuchungen, und die Literatur enthält viele Informationen über die Bildung von plättchenförmigen Wachskristallen. Insbesondere wird auf "Crystal Behaviour of Paraffin Wax" von S.W. Ferris & H.O. Cowles, Ind.Eng.Chem. 37, Hr. 11, Seite 1054- bis 1062, verwiesen.

Zur Zentrifugierung kann eine Filtrationszentrifuge oder eine Sedimentationszentrifuge verwendet werden. Vorzugsweise v/ird die erstere verwendet, weil mit ihr Wachse mit niedrigerem Ölgehalt erhalten werden. Eine Sedimentationszentrifuge kann zwar billiger sein, hat jedoch den Nachteil, daß sie nur für Gemische mit verhältnismäßig niedrigem Feststoff gehalt (etwa ψ/ο) geeignet ist. Bei den erfin- ([ dungsgemäß zu verarbeitenden Gemischen, die einen Wachsgehalt von 20/O oder mehr haben, kann es daher notwendig sein, abgetrenntes öl als Verdünnungsmittel im Kreislauf zu führen, wenn eine Sedimentationszentrifuge verwendet wird.

Geeignet sind kontinuierlich oder chargenweise arbeitende Zentrifugen. Bevorzugt v/erden die ersteren. Wie bereits erwähnt, kann die Verweilzeit in einem sehr weiten Bereich liegen. Sie beträgt vorzugsweise 5 Sekunden bis 15 Minuten. Die Drehzahlen von Filtrationszentrifugen können im Bereich von 1000 bis 7000 UpII liegen, wobei sich in Abhängigkeit vom Durchmesser der Zentrifugentrommel eine Kraft von A

150 bis 35ΟΟ G ergibt. Bevorzugt werden Drehzahlen von 1000 bis 3OOO UpM entsprechend einer Kraft von 1 50 bis 1000 G. Die Drehzahl beeinflußt die Filtrationsgeschwindigkeiten und in gewissen Fällen den Ölgehalt des abgetrennten Wachses. Beim Chargenbetrieb kann die Zentrifuge abgestellt werden, wenn kein Öl mehr abgetrennt wird. Beim kontinuierlichen Verfahren kann die Geschwindigkeit der Zuführung des Ausgangsmaterials und der Produktgewinnung für jeden bestimmten Fall durch einen Vorversuch bestimmt v/erden.

Vorzugsweise wird bei Raumtemperatur (10 bis 25°C) ohne absichtliche Zufuhr oder Abfuhr von Wärme zentrifugiert.

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Es ist jedoch auch möglich, bei niedrigeren Temperaturen bis hinab zu -10⁰G und demzufolge mit größerer Wachsentfernung zu arbeiten. Das Ausgangsmaterial kann während des Rührens durch indirekten Wärmeaustausch gekühlt werden. Gegebenenfalls kann ein Ausgangsmaterial in zwei oder mehr Stufen mit sinkender Temperatur behandelt werden, z.B. in einer ersten Trennstufe bei 10 bis 25 C, worauf eine weitere Abtrennung von Filtrat bei O⁰G oder darunter folgt.

Das abgetrennte Wachs enthält mit großer '.Yahrscheinlichkeit einen gewissen ölanteil und kann nach Verfahren, die zur Zeit für die Verarbeitung von Gatschen angewandt werden, zu gereinigtem Wachs aufgearbeitet werden.

Beispiel 1

■Sin Wachsdestillat aus libyschem Rohöl wurde durch Destillation in Fraktionen zerlegt. Alle Fraktionen waren bei Raumtemperatur fest. Die Fraktionen wurden dann getrennt wie folgt gerührt und zentrifugiert:

800 g jeder Fraktion wurden zur Auflösung des gesamten Wachses in einem oben offenen Behälter, der mit einem Ankerrührer versehen war, der sich mit 300 UpM drehte, auf eine Temperatur zwischen 43 und 49⁰C erhitzt. Die Fraktionen wurden 1 Stunde bei Raumtemperatur von 22°C gerührt, ohne daß absichtlich Wärme zugeführt oder abgeführt wurde. Nach Ablauf der Stunde waren die Wachs-Öl-Gemische auf 22⁰C gekühlt. Ihr Volumen war durch die vom Rührer eingeschlagene Luft um bis zu 20% größer geworden. Trotsdem waren sie bei Raumtemperatur noch beweglich und fließfähig. Jede Fraktion wurde in eine FiItrationszentrifuge gegossen (Korbzentrifuge Modell 300, Hersteller MSE Ltd.). Der verwendete.Filterbeutel bestand aus dicht gewebtem Nylonstoff. Die Fraktionen wurden bei 3000 G zentrifugiert, bis kein öl mehr abgeschieden wurde. Die Kennzahlen der Ausgangsnaterialien und Produkte sind nachstehend .in Tabelle 1 angegeben.

Tabelle 1 Ausgangsmaterial

Wahrer' Siedebereich, ⁰C 350-460 360-507 385-520 Wachsgehalt, Gew.-^ 37 32 31

Fließpunkt, ⁰C 35 43 46

Wachsprodukt

Wachskuchen, Ausbeute

in Gew.-%, bezogen auf

Ausgangsmaterial 22 28 27

ölgehalt des Wachskuchens,

Gew.-% 15 30 30

eiprodukt

Fließpunkt, ⁰G 21 21 12

Entfernter Wachsanteil in %, λ

bezogen auf Gesamtwachs 51 61 61

Die Ergebnisse zeigen, daß eine wirksame Entfernung wenigstens der Hälfte des Wachses mit einer Verbesserung des Fließpunktes um 14 bis 34°C bei Raumtemperatur und ohne Verwendung von Lösungsmitteln oder Verdünnungsmitteln erzielt wurde. .

Der Wachsgehalt des Öls wurde als Materialmenge gemessen, die aus einer Methylenchloridlösung bei -32°C ausgefällt wurde. Eine bekannte Gewichtsmenge des Gemisches wurde in heißem Methylenchlorid, das in einem Kolben enthalten war, gelöst, wobei das Verhältnis von Methylenchlorid zum Gemisch 10:1 betrug. Die Lösung wurde dann auf -32°C gekühlt d und 30 Minuten bei dieser Temperatur gehalten. Das ausgefällte Wachs wurde abfiltriert, mit Methylenchlorid gewaschen, bis das Filtrat farblos war, erneut in Petroläther gelöst, in den ursprünglichen Kolben überführt und nach dem Abdampfen des Petroläthers gewogen. Der ölgehalt des Wachsprodukts wurde wie folgt gemessen: 10 g wurden in 150 ml r.Iethyläthylketon gelöst. Die Lösung wurde auf -32°C gekühlt, worauf durch eine Glasfritte Nr. 4-, die ebenfalls bei -32 G gehalten wurde, filtriert wurde. Das Filtrat ergab nach Entfernung des Methyläthylketons den ölgehalt der, Wachsprodukts.

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Beispiel 2

Die Eigenschaften einer Anzahl von Destillatfraktionen aus libyschem Rohöl, die nach dem
Verfahren gemäß der Erfindung behandelt wurden, sind nachstehend in Tabelle 2 angegeben.

Tabelle 2

	Bezeichnung	1 Gasöl aus Atmosphären destillation	2 Vakuum- Gasöl	3 Wachs de stillat	4 Wachs de stillat	5 Wachs de stillat	6 Wachs de stillat	7 Wachs de stillat	I
	Destillations-								_^ 0 I
_a	tenr>eratur in C								I
Ö CO CO	10 Vol.-% über gegangen bis	279	286	381	390	412	412	436
.£>	50 Vo 1.-56 über gegangen bis	310	324	413	426	463	468	491
ti m	90% Vol.-% über gegangen bis	327	354	422	452	492	497	510
	Trübungspunkt, ⁰C	13	14	31	33	-	39	-
	Fließpunkt, ⁰C	10	13	27	32	43	38	46
	7/achsgehalt, Gew.	-% 24,8	21,0	28,0	36,7	32,4	35,5	31,3

Schmelzpunkt des Wachses, ⁰C

37

46

48

CD O GO K) CD

In einer Reihe von Versuchen wurden die in Tabelle 2 genannten Destillatfraktionen auf Temperaturen erhitzt, die um etwa 10 "bis 16°C über ihren Fließpunkten lagen, bis sie vollständig flüssig waren und keine ungelösten Wachskristalle enthielten.Die Destillatfraktionen wurden dann der Abkühlung, Kristallisation und Erstarrung in Umgebungen überlassen, die bei der gewünschten Zentrifugiertemperatur gehalten wurden. Diese Temperaturen sind nachstehend in Tabelle 3 angegeben. Die Destillatfraktionen wurden insgesamt 18 Stunden bei diesen Temperaturen stehen gelassen, um sicherzustellen, daß sie das thermische Gleichgewicht mit ihrer Umgebung erreicht hatten. Die erstarrten Destillatfraktionen wurden dann 2 Minuten unter führen und Schlagen bei 200 UpM bewegt, bis sie eine beweg liehe, fließfähige, cremige, klumpenfreie Konsistenz hatten und etwa 10 Vol.-% eingeschlagene Luft enthielten. Das Rühren wurde in jedem Fall bei der Zentrifugiertemperatur vorgenommen. Die beweglichen und fließfähigen, belüfteten Destillate wurden nach dem Rühren in eine Filtrationszentrifuge (Korbzentrifuge Modell 300, Hersteller MSE Ltd.) gegossen, die einen Nylonfilterbeutel als Filtermittel enthielt. Der Korb der Zentrifuge rotierte mit 7000 UpM entsprechend einer Kraft von 3000 G. Die Dauer der Zentrifugeerung und die Ausbeute an abgetrennten Feststoffen und Filtratöl sind für jeden Fall nachstehend in Tabelle 3 genannt. Die Ergebnisse zeigen, daß ein wesentlicher Teil des Gesamtwachses in jedem Destillat als Wachskonzentrat entfernt wurde, und daß die Filtratöle einen wesentlich tieferen Fließpunkt hatten als die ursprünglichen Destillate.

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	Tabelle 3	Abgetrennte Feststoffe	22,5	_?	8	4	0	24	0	6	0	7	0
Destillat Nr.	1	Ausb eut e, Gew.-%	85,3	24	1	24	0	800	0	24	8	24	0
Zentrifugier- temperatur, C	-7	Wachsgehalt, Gew.-%		292		800		10		215		800
Zentrifugierte Menge, g	680	ölfiltrate	77,5	5	2	5	0		0	5	0	13	0
Zentrifugierdauer, Min.	2,25	Ausb eut e, Gew.-%	8,3		0		0	28,	0		9		0
Wachsgehalt, Gew.-%	-7	17,		22,		70,		22,		27,
Fließpunkt, ⁰C	90,		85,				88,		70,
			72,
82,	78,	17,	78,	72,
18,	23,	21	13,	17,
' 18	24		16	18

Eine Reihe von Versuchen wurde im kleintechnischen Maßstab mit den in Tabelle 2 von Beispiel 2 genannten Destillatfraktionen durchgeführt. Die Destillatfraktionen wurden auf eine um 10 bis 16 C über ihren Fließpunkten liegende Temperatur erhitzt, bis sie vollständig flüssig waren und keine ungelösten V/achskristalle enthielten. Die Wachsdestillate wurden dann in Umgebungen, die bei der gewünschten Zentrifugiertemperatur gehalten wurden, der Abkühlung, Kristallisation und Erstarrung überlassen. Die Temperaturen sind nachstehend in Tabelle 4 genannt. Die Destillate wurden bei diesen Temperaturen stehengelassen, bis sie mit ihren Umgebungen im thermischen Gleichgewicht waren. Dies erforderte 18 Stunden für die Destillate 1 und 2 und 48 Stunden für die Destillate 4, 6 und 7· Die erstarrten Wachsdestillatfraktionen wurden dann 2 Minuten in einem Schlagholländer "Hobart AE 200" bei einer kombinierten Schlag- und Rührgeschwindigkeit von 89 UpM und dann 2 Minuten bei einer kombinierten Schlag- und Rührgeschwindigkeit von 165 UpM behandelt. Nach den Rühron hatten die Destillate eine fließfähige, eremite ITonsintcnz. Sie waren klumpenfrei und enthielten etwa I5 Vol.-/S eingeschlagene

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Luft. Die in dieser Weise behandelten Destillate wurden dann mit einer Strahlpumpe (flow inducer of the tubing type) in eine mit Zuführungsschnecke versehene Siebzentrifuge Modell H 200 (Hersteller Siebtechnik GmbH) gepumpt. Die Zentrifuge wurde mit einer Drehzahl von 3000 UpM entsprechend einer Kraft von 1000 G betrieben. Die abgetrennten Feststoffe und das ölfiltrat wurden kontinuierlich abgezogen, während gleichzeitig die Aufschlämmung zugeführt wurde. Die Verweilzeit des Materials in dieser Zentrifuge betrug etwa 6 Sekunden. Die anfallende Menge an Feststoffen und Filtrat und die übrigen Kennzahlen sind nachstehend in Tabelle 4 angegeben.

Tabelle 4 Destillat Nr. 12 4 6 7

Zentrifugiertemp eratür,

⁰C 4,5 4,5 22 22 22

Zugeführte Menge,

kg/Stunde 140 152 58 42 33,5

Abgetrennte Feststoffe

Produktionsgeschwindigkeit, kg/Stunde 11,4 22,7 24 18,2 18,2

Wachsgehalt, Gew.-% 73 54,5 60,7 51,5 43,9 Schmelzpunkt des

Wachses, ^QC 35 4-2 51 56 61

ölfiltrate

Produktionsgeschwin-

digkeit, kg/Stunde 124 129 33,5 23,6 15,4 Wachsgehalt, Gew.-% 22,4 14,7 17,1 12,8 15,9

Schmelzpunkt	des	28	35	,5	42	50	50
Wachses, ⁰G		4,			18	21	27
Fließpunkt,	⁰G

,5

Die Werte in Tabelle 4 zeigen, daß in allen Fallen eine erhebliche Verringerung des V/achsgehalts der öle erzielt wurde und öle mit niedrigeren Fließpunkten erhalten wurden. Die «Vachsentfermmg war am größten bei den Destillaten mit den höchsten Siedepunkten.

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Es ist ferner festzustellen, daß das entfernte Wachs einen höheren Schmelzpunkt hatte als das im öl bleibende Wachs. Der Unterschied ist am größten bei den Destillaten mit den höchsten Siedepunkten« Dies bedeutet, daß durch das Zentrifugieren bevorzugt die Wachse mit dem höchsten Molekulargewicht entfernt wurden.

Eine wesentliche ölmenge wurde im Falle der Destillate mit dem höchsten Siedepunkt mit dem Wachs entfernt. Das folgende Beispiel 4 veranschaulicht die Verbesserung, die durch Verwendung eines Verdünnungsmittels in Kombination mit diesen hochsiedenden Einsatzmaterialien erzielbar ist.

Beispiel 4

Ein Gasöl wurde als Verdünnungsmittel verwendet, um die Viskosität der Flüssigphase eines kristallisierten und gerührten Destillats unmittelbar vor dem Zentrifugieren zu erniedrigen. Durch die Erniedrigung der Viskosität der Flüssigphase vor dem Zentrifugieren wird die Trennung von Wachs und öl in einer gegebenen Zeit verbessert, so daß ein wachshaltiger Feststoff mit höherer Konzentration abgetrennt wird.

Die Destillate 6 und 7 wurden auf die in Beispiel 3 beschriebene Weise gekühlt, kristallisiert, gerührt und belüftet, unmittelbar vor der Zuführung zur Aufgabeschnecke der gemäß Beispiel 3 verwendeten Siebzentrifuge wurde ein Teil des Destillats 2 zugesetzt und zugemischt.

Die Ergebnisse der Zentrifugierung sind nachstehend in Tabelle 5 genannt. Ein Vergleich dieser Ergebnisse mit den Ergebnissen für die Destillate 6 und 7 in Tabelle 4 zeigt, daß in Jedem Fall die Wachskonzentration in den abgetrennten Feststoffen wesentlich höher war. Das ölfiltrat aus dem Destillat 6 in Tabelle 4 hatte eine Viskosität von 90 cS bei 22⁰G, während das Ölfiltrat aus dem Gemisch von Destillat 6 und Destillat 2 in Tabelle 5 eine Viskosität von 22 cS hatte. Das Ölfiltrat aus Destillat 7 in Tabelle 4 hatte eine Viskosität von 135 cS. während

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die Viskosität des ölfiltrats aus dem Gemisch von Destillat 7 und Destillat 2 in Tabelle 5 38 cS betrug.

Tabelle 5

Destillat Nr.

6 und 2

7 und 2

Zugeführte Menge, kg/Stunde

Zentrifugierteraperatur, ⁰C Fließpunkt des Genisches, ⁰G

Produktionsge schwindigkeit' der abgetrennten Peststoffe, kg/Stunde

Wachsgehalt der abgetrennten Feststoffe, Gew.-?6 Schmelzpunkt des Wachses, ⁰C

Beispiel

41,3 von 6 33,7 von 7

plus plus

41,3 von 2 16,4 von 2

22 22

12,3

84,7 59

38

12,3

67,7 61

Dieses Beispiel veranschaulicht den Einfluß des Einschlagens von Luft während des Rührens des kristallisierten Destillats bei einer Temperatur unterhalb seines Fließpunktes.

Das Destillat 6 wurde auf die in Beispiel 3 beschriebene Weise gekühlt und kristallisiert. Ein Teil des kristallisierten Destillats wurde dann auf die in Beispiel 3 beschriebene Weise gerührt und dann nach der Vermischung mit dem Destillat 2 auf die in Beispiel 4 beschriebene Weise zentrifugiert. Der restliche Teil des kristallisierten Destillats 6 wurde mit der gleichen Geschwindigkeit, jedoch während der halben Zeit und mit einer anderen Rührerschaufel gerührt, wobei die während des Rührens eingeschlagene Luftmenge minimal gehalten wurde. Dieser Teil des Destillats wurde dann nach dem Mischen mit dem Destillat 2 zentrifugiert. Die Ergebnisse der Zentrifugierung der belüfteten und nicht belüfteten Destillate sind nachstehend in Tabelle 6 genannt. Sie zeigen, daß durch das Einschlagen von Luft eine wesentliche Erhöhung der Wachskonzentration der abgetrennten Feststoffe erzielt wird.

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Tabelle 6

Destillat Hr. ] 6 und 2

Zugeführte Menge, kg/Stunde 4-1,3 von 6 plus 4-1,3 von 2

In das Destillat 6 eingeschlagene Luftmenge, Vol.-% 5»O 16,5 Produktionsgeschv/indigkeit

der abgetrennten Feststoffe,

kg/Stunde 14-,1 12,3

Wachsgehalt der abgetrennten

Feststoffe, Gew.-% 76,9 84,7

Schmelzpunkt des Wachses, 0 58 59

1 0 9 8 2 9 / 1 6

Claims

Patentansprüche

X) Verfahren zur Abtrennung von Wachs aus Öl durch Zentrifugieren bei Temperaturen von 3O°C oder darunter, dadurch gekennzeichnet, daß man das Wachs-Öl-Gemisch, das bei der Zentrifugiertemperatur normalerweise fest sein würde, durch Rühren in den beweglichen bzw. fließfähigen Zustand überführt, ohne dabei die Größe der Wachskristalle unter 50/U zu verringern und anschließend das bewegliche bzw. fließfähige Gemisch zentrifugiert.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß als Wachs-Öl-Gemisch eine Erdölfraktion aus dem Siedebereich von 250 bis 55O°C eingesetzt wird.
3- Verfahren nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß Wachs-Öl-Gemische mit einem Wachsgehalt von I5 bis 50 Gew.~fo eingesetzt werden.
K. Verfahren nach Ansprüchen 1 bis J5, dadurch gekennzeichnet, daß das Öl-Wachs-Gemisch zusätzlich zu einfachem Rühren geschlagen wird, wobei vorzugsweise mit Rührgeschwinddigkeiten von 50 bis 1.000 UpM gearbeitet wird.
5. Verfahren nach Ansprüchen 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Wachs-Öl-Gemlsch während des Zeitraumes von 1 bis 120 Minuten mechanisch bewegt wird.
6. Verfahren nach Ansprüchen 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß während der Bewegungsphase ein Gas -eingearbeitet und hierdurch das Volumen des Wachs-öl-Gemisches um 5 bis 20 % vergrößert wird.

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7· Verfahren nach Ansprüchen 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß in einer Filterzentrifuge gearbeitet wird, wobei vorzugsweise mit Verwe11zeiten von 5 Sekunden bis 15 Minuten in der Zentrifugierstufe gearbeitet wird.
8.· Verfahren nach Ansprüchen i bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Zentrifugierung unter 150 bis 3-500 G durchgeführt wird.

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