DE2131844A1

DE2131844A1 - Verfahren zur Loesungsmittelentparaffinierung

Info

Publication number: DE2131844A1
Application number: DE19712131844
Authority: DE
Inventors: Robert Bodemuller Jun
Original assignee: Texaco Development Corp
Current assignee: Texaco Development Corp
Priority date: 1970-12-21
Filing date: 1971-06-26
Publication date: 1972-07-13
Also published as: YU35160B; ZA717553B; ES397236A1; FR2118914B1; BR7107984D0; IT944223B; EG10531A; GB1326326A; NL7117434A; PH9605A; YU295371A; BE775817A; ATA720871A; US3764517A; AR212231A1; TR17836A; AU451794B2; JPS503763B1; SE376630B; DK134566C

Description

Dr. G. Schupfner Hamburg, den 8. Juni 1971

Patentassessor T 71 009

Deutsche Texaco AG (D 68,871-F)

2000 Hamburg 76 · JH/M Sechslingspforte 2

TEZACO DEVELOPMENT COEPOEATION

Säst 42nd Street York, N.T. 10017 U.S.A.

■_ Verfahren zur Lösungsmittelentparaffinierung

In vielen Entparaffinierungsanlagen ist die Filtration, die das ausgefallene Paraffin vom entparaffinierten öl trennt, als kritischer Verfahrensschritt in dem Sinne anzusehen, daß der Filtrationsschritt als Grenzfaktor bezüglich der Kapazität der Anlage auftritt. In vielen Fällen kann die Anlagenkapazität zur Produktion von entparaffiniertem öl entsprechend anwachsen, wenn die Filtrationsgeschwindigkeit des zu filtrierenden aus dem entparaffinierten öl ausgefallenen Paraffins anwächst.

In der Lösungsmittelentparaffinierung paraffinhaltiger öle werden öl und Lösungsmittel üblicherweise gemischt und die Mischung so weit erhitzt, daß eine vollständige Löslichkeit des Öls im Lösungsmittel erreicht wird. Es ist bekannt, daß die.Filtrationsgeschwindigkeit wesentlich gesteigert werden kann, wenn die Öl-Lösiingsmittel-Mischung durch Erhitzen eine Temperatur erreicht, die 9 - 30⁰O oberhalb der minimalen für die vollständige Lösung notwendigen - vor Abkühlungsbeginn -

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Temperatur liegt, wie es in U.S.Patent 2 137 209 beschrieben ist.

In "Übereinstimmung mit der vorliegenden Erfindung werden höhere Filtrationsgeschwindigkeiten erzielt und die Wirtschaftlichkeit der benötigten Wärmeübertragung beeinflußt, xirenn das paraffinhaltige öl allein auf eine Temperatur erhitzt wird, die oberhalb der Schmelzpunktstemperatür des Paraffins liegt, bevor die Vermischung mit dem Lösungsmittel erfolgt.

Der Paraffinschmelzpunkt hängt von dem jeweiligen behandelten Ausgangsmaterial ab und kann Schwankens Z.B. von etwa 37°C * für ein Paraffin, welches aus einer leichten paraffinischen Schmierölgrundsubstanz, wie Spindelöldestillat, stammt, bis zu etwa 98⁰C für ein Paraffin, welches aus einem deasphaltierten Rückstand, wie raffiniertes hochviskoses öl (bright stock), gewonnen wurde.

Das Lösungsmittel kann in jeder geeigneten V/eise dem bereits erhitzten paraffinhaltigen öl zugesetzt werden. Vorteilhaft ist es, das verwendete Lösungsmittel mit relativ niedriger Temperatur im Bereich von etwa 15 - 57 C einzusetzen, um hierdurch das Temperaturgleichgewicht der Öl-Lösungsmittel-Mischung auf eine Temperatur im Bereich von etwa 26 - 66⁰C einzustellen. Die Mischung wird sodann durch indirekten Wärmetausch auf eine

Temperatur, die 0 - 9°C unterhalb des Stockpunktes des gev/ünschten ölproduktes liegt, abgekühlt. Eine weitere Verdünnung durch Lösungsmittelzugabe in der Abkühlungsphase kann ebaif alls einen Einfluß ausüben.

Eine Abkühlung durch Verdünnen der erhitzten ölcharge mit kaltem Lösungsmittel wird in beträchtlichem Umfang sofort herbeigeführt, z.B. innerhalb eines Zeitraumes von 5-20 Sekunden, der zur vollständigen Mischung benötigt wird. Eine schockartige Abkühlung um etwa 60 - 600°C/Minute wird ohne weiteres erhalten. Wird durch indirekten Wärmetausch eine Abkühlung der Öl-Lösungsmittel-Mischung vorgenommen, beträgt die Abkühlungs-

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BAD ORIGlPsIAi:'

geschwindigkeit gewöhnlich 0,2 - 2°C/Minute und kann ohne weiteres in einem Doppelrohrkratzkühler (scraped wall double pipe heat exchanger) erreicht werden. Demgemäß ist es Ziel, dieser Erfindung, ein verbessertes Entparaffinierungsverfahren zu entwickeln. Ein weiteres Ziel der Erfindung besteht in der Entwicklung eines verbesserten Verfahrens zum Entparaffinieren paraffinhaltiger Schmieröle. Auch Ziel dieser Erfindung ist das Ausarbeiten eines Verfahrens für eine gesteigerte Entparaffinierungskapazität. Derartige Anlagen entparaffinieren beispielsweise paraffinhaltige Mineralöle_s trennen Paraffin aus solchen Mineralölen, aus Fettsäuren, Pflanzenölen, tierischen ölen und Fischölen ab oder arbeiten mit fraktionierter Lösungs-

mittelkristall isation.
Gegenstand der Erfindung ist ein/
/Verfahren zur Lösungsmittelentparaffinierung eines paraffinhaltigen Öls, durch Vermischen des paraffinhaltigen Öls mit einem Lösungsmittel, welches das öl im wesentlichen vollständig zu lösen vermag, Abkühlen der erhaltenen Mischung auf eine Temperatur, bei der das Paraffin von der-entparaffinieren öl-Lösungsmittel-Mischung und getrennte Gewinnung des Paraffins, des entparaffinieren Öls und des Lösungsmittels, dadurch gekennzeichnet , daß das paraffinhaltige öl auf eine Temperatur oberhalb der Schmelzpunkttemperatur des Paraffine erhitzt wird, bevor das Vermischen des paraffinhlatigen öle Bit dem Lösungsmittel erfolgt.

· Ein Vorteil des erfindungsgemäßen Verfahrens besteht darin, daß die Entparaffinierung bei höheren als bisher erzielbaren Durchsätzen durchgeführt wird und höhere Ausbeuten an entparaffiniertem öl und geringen ölanteil enthaltenen Paraffine erhalten werden. Es wurde gefunden, daß die Anwendung des erfindungsgemäfien Verfahrens zu einer um 10 - 30% gesteigerten Durchsatzleistung bei gegebener Entparaffinierungsanlage führt.

^f Gleichbleibend hohe Durchsätze werden auch bei Verändern der ο

ο Lösungsmittelzusammensetzungen ei'zielt. «>

£? Die.Zeichnung gibt die Anwendung der vorliegenden Erfindung >· auf das Lösungsmittelentparaffinieren von Schmieröl lind die oo Abtrennung des ölfreien Paraffins wieder. Eine ölcharge, z.B. _o ein paraffinhaltiges Mineralöl, welches durch Vakuumdestillation au» einem paraffinbasischen Rohöl abgetrennt wurde, wird über (1) in den Erhitzer (2) eingebracht. (2) kann ein ummantelter

Röhrenwärmetauscher sein, der durch Dampf oder eine heiße Wärmetauscherflüssigkeit, die durch Rohrschlangen (3) strömt,. beheizt wird,oder die Heizung geschieht vorteilhaft dadurch, daß Dampfschlangen in die Ölcharge eintauchen. Das 01/(2XArIrG in auf eine Temperatur aufgeheist, die mindestens der Schmelztemperatur des iia Öl vorhandenen Paraffins entspricht _f vorzugsweise auf eine Temperatur 2 - 3O°C oberhalb der Paraffinschmelzpunkts temp er a tür. Das erhitzte Öl wird durch (7) abgegeben und hier mit kaltem Lösungsmittel, aus (9) kommend, vermischt. Die Tempera tür der Mischung stellt sich schnell auf ein Gleichgewicht ein« Die aus (7) kommende Mischung strömt in den Kühler (12), wo die Mischung durch indirekten Wärmetausch auf die gewünschte Entparaffinierungstemperatur weiter abgekühlt wird. (12) stellt einen notwendigen Doppelrohrkratzkühler dar. Es muß Sorge getragen werden, daß die Kühlerwände (12) laufend abgekratzt werden, weil sich sonst Ablagerungen auf den Kühlflächen bilden, die zu einer reduzierten Wärmetauschleistung führen. Die Kühlung wird durch den Wärmetausch mit Ammoniak, verdampfendem Propan, Kühlsole oder anderen bekannten Kühlmitteln erreicht.

Filter Das Filtrat aus der Filtration (repulp filtration),/(2J), wird über (13) als weitere Verdünnung in (12) eingeführt. Das FiI-trat besteht vorwiegend aus Lösungsmittel und hat die niedrige ( in 23) herrschende Temperatur. Der Paraffinschlamm in der Öl-Lösungsmittel-Mischung wird über (15) in (16) eingeführt. Im Primärfilter (16) wird das Paraffin durch Filtration abgetrennt, während im Primärfiltrat entparaffiniertes öl und Lösungsmittel vorhanden sind. Entparaffiniertes öl und Lösungsmittel werden über (17) abgegeben. Der Filterkuchen in (16) wird kalt mit Lösungsmittel, aus (18) kommend, gewaschen und aus (16) über (19) abgeführt. Der Primärfilterkuchen wird durch Lösungsmittelzusatz aus (21) breiig verrührt und der im Lösungsmittel resultierende Paraffinschlamm durch das Filter (23) (repulp filter) gezogen. Im Filter (23) wird das eingeschlossene öl aus den Wächspartikeln ausgewaschen und das Filtrat durch (13) als Rückführung in (12) eingeführt. Das in (23) abgetrennte Paraffin mit Lösungsmittel, aus (25),

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kalt gewaschen und das gewaschene Paraffin durch (26) in den Lösungsmittelstripper (27) geführt. In (27) wird das lösungsmittel aus dem Paraffin destilliert und das zurückbleibende Paraffin über (28) abgegeben. Das wiedergewonnene Lösungsmittel geht/t29) in den !Kreislauf zurück.

Das Primarfiltrat wird in Stripper (31) in lösungsmittel und entparaffiniertes öl, welches über (32) abgezogen wird, getrennt, Das lösungsmittel aus (31) fließt durch (35) "u&ä. wird zusammen mit dem aus (2?) über (29) kommenden Lösungsmittel erneut zum Verdünnen und als Waschflüssigkeit eingesetzt.

Das im Lösungsmittelentparaffinierungsverfahren verwendete und ausgesuchte Lösungsmittel bewirkt im wesentlichen eine vollständige Lösung der ölkomponente, während das im öl enthaltene Paraffin im wesentlichen ungelöst bleibt bei den Entparaffinierungstemperaturen von etwa -12bis-35°C· Derartige Lösungsmittel bestehen z.B. aus einer Mischung aliphatischer Ketone, wie z.B. Aceton, MethylathyIketon oder Methylisobutylketon und aromatischen Kohlenwasserstoffen, wie z.B. Benzol, Toluol oder einer Mischung von Benzol und Toluol. Auch können jedoch Mischungen anderer aliphatischer Ketone und aromatischer Kohlenwasserstoffe verwendet oder aromatische Kohlenwasserstoffe können allein eingesetzt werden. Lösungsmittel, bestehend aus niedrigsiedenden Erdö!kohlenwasserstoffen, wie Schwerbenzin, Benzin, Pentan oder Mischungen derselben können ebenso verwendet werden, wie gewisse Kohlenwasserstoffderivate, wie Dichlormethan, Methylenchlorid, Chloroform und Äther. Das erfindungsgemäße Verfahren wird insbesondere auf die Entparaffinierung von paraffinhaltigen Mineralölen entstammend paraffinbasischen Rohölen angewendet, beispielsweise auf Rohöl aus Pennsylvania, Ost-Texas, Rhodesien, paraffinische Venezuela-Rohöle e.t.c. Derartige Rohöle enthalten etwa 5-50 Vol.-% Paraffin.

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Me Temperaturkontrolle des durch. (9) strömenden Lösungsmittels wird durchgeführt, um eine Temperaturkontrolle der (12) passierenden Mischung zu gei-rährleisten. Die Kontrolle der Temperatur der Mischung liefert eine Möglichkeit, die im .Kühler (12) auftretenden Temperaturunterschiede bzw. die Äbkiih-.lungsgeschwindigkeit zu steuern. Die Filtrationsgeschwindigkeit wird durch Messen des Strömungsflusses des Filtrats (1?) mit dem Strömungsmesser (40) maximiert. Die Temperatur des Lösungsmittels in (9) wird durch, die Temperaturmeßkontrolle (41) geregelt, welche die durch. (42) in (43) einströmende Kühlflüssigkeit überwacht. (41) wird durch ein Signal aus (40) zur Optimierung der Filtrationsgesehwindigkeit eingeregelt. Die Optimierung erfolgt mit einer logischen Schaltung, bestehend aus üblichen Analog-Digital-Wandlern, Schieberegistern, Digital-Analog-Wandlern und einem Komperator, die das Steuersignal liefert. Derartige Anordnungen sind dem Fachmann bekannt und die Details zum Verständnis der Erfindung nicht notwendig.

Eine bevorzugte Ausführungsform der Erfindung soll an einem Beispiel erläutert werden:

Ein Schmieröl, enthaltend Paraffin, Schmelzpunkt 66,7°C, wurde ψ in einem Vergleichstest mit Lösungsmittel entp ar affiniert, indem drei aufeinander folgende Versuche - A, B und C - ausgeführt wurden. In den Versuchen" A und C wurde das Öl vor dem Verdünnen mit Lösungsmittel und Abkühlen auf eine Temperatur erhitzt, die über der Schmelztemperatur des Paraffins lag. Im Versuch B wurde die Charge vor dem Verdünnen mit Lösungsmittel und Abkühlen auf eine Temperatur erhitzt, die über dem Trübe- und Stockpunkt des Öls, aber unterhalb der Schmelztemperatur des Paraffins lag. In jedem der Versuche wurde,wie in der Zeichnung und der Beschreibung erläutert, verfahren und die Charge, die Verdünnung und das Waschmittel kontrolliert. Es ergab sich eine Ausbeute von 82,2 % entparaffinierten Öls mit einem Stockpunkt von -12,2°C und einer Ausbeute von 17,8 % entölten Paraffins mit einem Schmelzpunkt von 66,7°C. Das in

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den Versuchen verwendete öl war ein raffiniertes ParaffindestiDlat 4-0. "beispielsweise durch Vakuumdestillation aus einem paraffinbasischen Eohöl, anschließender Furfurallösungsmittelrafi'ination und Behandlung mit Tonerde erhältlich. Dieses Paraffindestillat kann auch zur Herstellung eines Schmieröls, SAE 40,verwendet werden. Die Versuche mit der Originalcharge sind in der Tabelle I zusammengefaßt.

Tabelle I	Viskositätsindex	bei	40	,8⁰C	29,5
	Stockpunkt, ⁰G	bei		,7°C	602
Eaffiniertes Paraffindestillat	% Paraffin		37	,9⁰C	117,5
API-Dichte in Grad		76		69,5
		98		98,8
Viskosität Sayboltsekunden bei				46,1
Il			11,6
Il

Verfahrenstechnische Bedingungen und Produktuntersuchungen an dem entparaffinieren öl und dem entölten Paraffin sind in der Tabelle II angegeben. Das Lösungsmittel bestand in jedem Versuch aus 45 Vol.-% Toluol und 55 Vol.-% Methyläthylketon.

Die Verfahrensbedingungen wurden derart vorgegeben, daß ein maximaler öldurchsatz unter Herstellung der entsprechenden öl- und Paraffinmengen erreicht wurde. Die Ergebnisse der Tabelle II zeigen, daß eine sehr viel höhere Reaktionsgeschwindigkeit und damit eine höhere Öldurchsatzgeschwindigkeit durch Erhitzen der Charge auf eine Temperatur über der Schmelztemperatur des Paraffins erhalten werden kann. Dies geht aus einem Vergleich der Versuche A und C mit Versuch B hervor, in welchem das öl nur bis auf eine Temperatur oberhalb der ölstockpunkttemperatur erhitzt wurde. Es sollte festgehalten werden, daß eine Temperatur, welche über der Stockpunkttemperatur des Öls liegt, im wesentlichen über der für eine vollständige Mischbarkeit von öl und Lösungsmittel erforderlichen Temperatur liegt.

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TABELLE	Verfahrensbedingungen	II	Versuch B	VeiE	ach
Öldurchsatzgeschwindigkeit (barrel/h) m3/Std.	Versuch A
1. Verdünnung, Lösungsm./Oel		28,46	31	,01
2. Verdünnung, " "	33,07	1,88	-1	,78
Lösungsmittel zur Ver	1,75	0,67	0	,68
dünnung vor (23) ni^/Std.	0,75
Kaltwäsche des Primärfilters		17,41	20	,87
m3/Std.	23,85
" " des Filters (23)		23,49	23	,25
m^/s-fri.	23,61
Lösungsmitteltemperatur ⁰C		8,47	8	»59
öltemperatur ⁰C	8,35	29,4	29	Λ
Temperatur am Zufluß des	29,4	55,6	68,	A
Primärfilters ⁰C	70
Temperatur am Zufluß des		-13,9	-14,	A
Filters (23) ⁰C	-14,4
Produktuntersuchung des ent-		-10,6	-11.	»1
paraffinierten OeIs	- 9,4.
API-Dichte in Grad
Viskosität j Sayboltsekunden		27,2	__
bei 37,8⁰G	27,1
" bei 76,7⁰O		806	800
" bei "98,9⁰O	800	137,0	136,	Λ
Viskositätsindex	136,5	75,8	75,	,3
Stockpunkt ⁰C	75A	87,0	86,	5
% Paraffin	86,6 ,	-12,2	-12,	,2
Produktionsuntersahung des	-12,2	1,5	—
entölten Paraffins	1,0
API-Dichte in Srad
°/o OeI		• 35,8	__
Schmelzpunkt ⁰C	35,7	11,2	12,	6
14,8;	66,7	66,	7
66,1

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Claims

- 9 —

5? 71 009

(33 68 871-ϊ¹)

Patentansprüche

Verfahren zur Lösungsmittelentparaffinierung eines paraffinhaltigen Öls, durch Vermischen des paraffinhaltigen Öls mit einem Lösungsmittel, -welches das öl im wesentlichen vollständig zu lösen vermag, Abkühlen der erhaltenen Mischung auf eine Temperatur, bex der das Paraffin auskristallisiert, Abfiltrieren des kristallisierten Paraffins von der entparaffinieren Öl-Lösungsmittel-Mischung und getrennte Gewinnung des Paraffins, des entparaffinierten Öls und des Lösungsmittels, dadurch gekennzeichnet , daß das paraffinhaltige öl auf eine Temperatur oberhalb der Schmelzpunkttemperatur des Paraffins erhitzt wird, bevor das Vermischen des paraffinhaltigen Öls mit dem Lösungsmittel erfolgt.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet , daß das mit dem paraffinhaltigen Öl zu , vermischende Lösungsmittel mit· einer Temperatur von etwa 15 - 58°C eingesetzt wird, um die Temperatur der Mischung auf etwa 26 - 66⁰C einzustellen.
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet , daß das Abkühlen der Öl-Lösungsmittel-Mischung mit einer Abkühlungsgeschwindigkeit von 0,1 - 2°C/Minute bis auf eine Filtrationstemperatur erfolgt, die ο - 1O⁰C unter der Stockpunkttemperatur des entparaffinierten Öls liegt.
4-. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet', daß ein Steuersignal entsprechend der.Filtrationsgeschwindigkeit des kristallisierten Paraffins aus der entparaffinierten Öl-Lösungsmittel-Mischung erzeugt wird und die Temperatur des mit dem paraffinhaltigen Öl vermischten Lösungsmittel durch ' das Steuersignal geregelt wird.

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BAD CWiQINAl.
5. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das paraffinhaltige öl auf eine Temperatur von 2 - 3O⁰C oberhalb der Schmelspunkittemperatur des Paraffins erhitzt wird.

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