DE2306341A1

DE2306341A1 - Verfahren zur verbesserung des abscheidegrades von restoel aus oel-in-wasseremulsionstrennanlagen

Info

Publication number: DE2306341A1
Application number: DE19732306341
Authority: DE
Inventors: Arnold Dornauf; Alexander Sorg
Original assignee: Faudi Feinbau GmbH
Current assignee: Faudi Feinbau GmbH
Priority date: 1973-02-09
Filing date: 1973-02-09
Publication date: 1974-08-15
Also published as: FR2217276A1; NL7401586A; CH573975A5; FR2217276B1; SE407809B

Description

7. Februar 1973 Gzb/mü

FAUDl FEINBAU GmbH, 6370 Oberursel/Taunus, Im Diezen 4

Verfahren zur Verbesserung des Abscheidegrades von Restöl aus öi-in-Wass er-Eirral si onstrennanlagen

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Verbesserung des Abscheid.egrades von Restöl aus dem Filtrat, das bei Säure oder Salzspaltanlage:ι anfällt, oder aus dein Reinv/asser von Öl-in-¥asser-Emu3sionstrennanlagen, in denen die Kauptmenge des Öles vom V/asser durch ein Trennverfahren, z.B. durch Abdampfen des Wasser getrennt und der Wasserdampf anschließend kondensiert wird.

In der deutschen Patentschrift Nr. 1 S'!O 630 wird ein Verfahren zur Trennung der Bestandteile von Öl-in-Wasser-Emulsionen beschrieben, bei den der Wasseranteil der Emulsion durch für die Verdampfung von Flüssigkeiten geeignete Tauchbrenner verdampft wird. Das zum Teil mitverdampfte Öl v/ird kondensiert und zusammen mit den von dem Dampfstrom mitgerissenen Öltröpfchen zum Teil in einem Vorabscheider abgetrennt; diese Rückstandsöle v/erden gegebenenfalls durch"Verbrennung im Tauchbrenner zur Verdampfung herangezogen» Die aus bestimmten Zusatzbestandteilon, die

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vor der Verdampfung zugesetzt vsrerdsn, entstehenden Rückstände v/erden kontinuierlich oder periodisch abgelassen. Das Verfahren kann in einstufigen und zweistufigen Anlagen kontinuierlich und diskontinuierlich durchgeführt werden.

Die deutsche Offenlegungsschrift Kr, 2 115 589.beschreibt ebenfalls ein Verfahren zur Trennung von Emulsionen- Die Verdampfung des Kondensatwassers erfolgt mittels eines Dünnschichtverdampfers, in dent die Emulsionen zu einem dünnen Film ausgebreitet und zur Verdampfung des Wassers erhitzt werden. Die Erhitzung erfolgt nicht mittels Tauchbrenner, sondern indirekt Ftittels eines Hvizaantels, <ier mit Dampf oder Heißwasser erhitzt werden kann.

Auch sind sogenannte 3dure und Salzspaltverfahren bekannt, durch die die Emulsion gebrochen wird, z*B. durch Eisenchlorid. Die ausgeschiedenen Teile werden abfxltriert*

Bei allen diesen Verfahren enthält jedoch das in die Vorfluter abzulassende 'Kondensat bzw. das Filtrat, noch erhebliche Mengen Öl, die zwischen &O und 500 ppro liegen» Da das in Vorfluter abzugebende Wasser nur einen ölgehalt von maximal 20 ppm haben darfV muss es entweder sehr stark verdünnt v/erden, was mit erheblichen Kosten verbunden ist, oder der Ölgehalt muss weiter vermindert werden.

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Es ist daher Aufgabe der Erfindung, Einrichtungen zu schaffen, die auf einfache und billige Weise eine Verminderung des Ölgehaltes von Kondensatwasser unter die' gesetzlich zulässige Menge von 20 ppm gewährleisten.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, dass die Trennung der Ölreste vorn Wasser in einem horizontalen Phasentrennölabscheider oder in einem vertikalen Phasen-•fcrennölabscheider durchgeführt wird.

Das diese Phasentrennor verlassende Kondensat enthält nur ca. 5 pprn öl und der Anteil an leichten Bestandteilen, wie Benzin, Chlorkohlenwasserstoff, ist noch geringer. Der Einlauf des gereinigten Kondensats i^ Vorfluter ist daher ohne weiteres möglich.

Bei der Durchführung des Verfahrens hat es .sich als vorteilhaft erwiesen, wenn die im Kondensat enthaltenen feinsten Öl "tröpfchen oder auch die sonstigen Flüssigkeiten in eifcer Koagulationsstufe zu größeren Tropfen koaguliert v/erden. Die so gebildeten größeren Tropfen scheiden sich aufgrund der spezifischen Schwere aus dem Kondenswasser ab, sie sinken entweder nach unten oder schwimmen auf der Oberfläche.

Dabei ist es sehr zweckmäßig, wenn das Kondensat in der Koagulationsstufe zunächst durch feinporiges olecphiles Material und anschließend groberporiges Material fliesst. Durch die erfindungsge^iäße Anordnung des oleophilen Materials wird die Öltröpfchenbildung sehr gefördert.

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Desferneren hat es sich erfindungsgemäß als sehr vorteilhaft erwiesen, wenn die nach üurchfliessen der Beruhigungszone obenauf schwimmende leichte Phase durch ein hydrophobes Filter abfliesst, und wenn die nach Durchfliessen der Beruhigungszone nach unten abgesunkene schwere Phase nach Durchfluss durch ein hydrophobes Filter abfliesst. Die hydrophoben Filter lassen die leichte Phase (Öl, Benzin, Toluol usw,) und die schwere Phase (Schweröl, Chlorkchlenwesserstof^ Trichlorethylen usw.) leicht durch und halten das Wasser zurück. Die öli ~ anteile können daher verhältnismäßig rein abgeführt und nutzbringend, z.B. zu Verbrennungszwecken, verwertet werden.

Eine sehr; vorteilhafte Weiterbildung der Erfindung hat sich dadurch ergeben, dass das gereinigte Kondenswasser aus der Beruhigungszone durch ein oleophobes Filter abfliesst. Spuren von Ölanteilen, die pich in der Beruhigungszone durch die spezifische Schwere nicht abgeschieden haben, bleiben in dem oleophoben Filter zurück, so dass das abfliessende Wasser sehr rein ist.

Desferneren ist es erfindungsgemäS günstig, wenn der Abfluss der leichten Phase und des gereinigten Wassers aus einem vertikalen Phasentrennölabsclieider oder horizontalen Phasentrennabscheider durch eine automatische Steuereinrichtung für Ölaustritt und Wasseraustritt gesteuert wird. Die automatische Steuerung erspart Arbeitskräfte und verbilligt das Verfahren.

Eine vorteilhafte Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens besteht aus einem horizontalen Phasentrennölabscheider, der auf der einen Seite einen Stutzen zum Eintritt des Restöle enthaltenden Kondensats und eine Koagulationsstufe auf v/ei st, in die in Durchflussrichtung gesehen, zunächst feinporiges oleophiles Material und anschließend groberporiges Material eingebracht ist, der ausserdem eine Beruhigungszorie aufweist mit einem oberen hydrophoben Filter und einem oberen Austrittsanschlucn, einem unteren hydrophoben Filter und unteren Austrittr.^nschluss sowie einem oleophoben Filter und einem Stutzen zum Austritt des gereinigten Wassers auf der anderen Seite. Die Trennung von Öl und -Wasser ist sehr gut.

Dabei hat es sich als zweckrnäi3ig erwiesen, wenn an dem unteren Austrittsanscnluss ein Niveauanzeige!* angebracht ist. Dadurch kann das abgesunkene Öl leicht ohne Wasser abgelassen und einer Wiederverwendung zugeführt werden.

Sehr günsüg ist es auch, wenn die Vorrichtung aus einem vertikalen Phasentrennölabscheider besteht, der auf der einen Seite einen Stutzen zum Eintritt des Restb'l enthaltenden Kondensats und eine senkrecht stehende Koagulationsstufe aufweist, in die in Durchflussrichtung gesehen, zunächst feinporiges oleophiles Material und anschließend groberporiges Material eingebracht ist, der ausserdem eine Beruhigungszone aufweist mit einem oberen hydrophoben Filter und einem oberen Austrittsanschluss zum Austritt der leichten Öle sowie einem unteren Austrittsanschluss zum Austritt für das gereinigte Kondensat

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und an dem ferner.eine automatische Steuereinrichtung für Ölaustritt und Wasserauctritt mit zwei Magnetventilen und Schwimmern angebracht ist. Insbesondere, wenn hohe Gebäude vorhanden sind, ist der Einsatz von vertikalen Phasentrennölabscheider mit automatischer Steuereinrichtung für ölaustritt und Wasseraustritt von Vorteil.

Weitere Vorteile, Merkmale und Anwendungsmögli-chkeiten der Erfindung ergeben sich aus der folgenden Schilderung eines Anwendungsbeispiels sowie aus den Zeichnungen.

Es zeigt:

Figur 1 schematisch den Einbau eines horizontalen Phasentrennölabscheiders in die Kondensatableitung,

Figur 2 den Schnitt ourch einen horizontalen Phaeentrennölabscheider,

Figur 3 den Schnitt durch einen vertikalen·Phasentrennölabscheider, und

Figur k die Verwendung eines horizontalen Phasentrennölabscheiders in einer Großanlage mit mehrstufigen Wärmeaustauschern.

Nach Figur 1 wird die Ülwasseremulsion nach Durchlaufen eines Vorfilters 1 aus einem Emulsionssanimell behälter 2 in einen Verdampfer 3 gepumpt, in dem die flüchtigen Bestandteile durch Dampf k (oder Heißwasser) verdampft werden. Das reine Dampfkondensat 5 kann zu beliebigen Zwecken verwendet werden. In einem nachgeschalteten Dampfreiniger 6 ^/ird die

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Hauptmenge des verdampften bzw. mitgerissenen Öls abgeschieden und flier-st durch eine gesonderte Ölleitung 7 ab. Das abgeschiedene Öl kann z.B. zu Verbrennungszwecken nutzbringend \-/ieder verwendet v/erden.

Der.Wasserdampf, der noch ölreste enthält, strömt aus dom Dampfreiniger 6 in den Kondensator 8, von wo das Kondensat in einen VorabscheWer 9 fliesst. Die Leichtölantoile, die spezifisch leichter als Wasser sind, schwimmen auf den; V/asser und können durch eine Leichtöl!οltu.ng 10 abgezogen werden. Die Schwerölanteile, die schwerer als Wasser sind, sinken zu Boden und v/erden durch eine Sehwerölle\tung 11 v/eggeführt.

Das von den Hauptrnengen Öl befreite Y.^rasser wird in ö.em horizontalen Pbascr.itrep.nöⁿ.rit-oCheider 12 von n** h mitgeführten Resten Leichtöl und Scnweröl geti'ennt und fliesst durch die V/asserleitung 13 in den Vorfluter. Das obenauf scliwimiaejide Leichtöl viird dwch die Leichtölleitung 14, das Schweröl durch die Schvrerölleitung 15 abgezogen. Die aus dein Vorabscheider 9 und dem horizontalen Phasentrennolabscheider ^Λ? gewonnenen öle können technischen und wirtschaftlichen Zwecken, z.B* Verbrennungseinrichtungen, zugeführt werden.

Die Figur 2 zeigt einen horizontalen Phasentrennolabscheider 12. Das von der Hauptmenge Öl befreite Kondenswasser tritt durch den Stutzen 16 in den horizontalen Phasentrennölab-

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scheider 12 ein und fliesst/durch eine Koagulationsstufe In Durchflussrichtung gesehen enthält diese zunächst feinporiges oleophiles Material 18, das die allerfeinsten Öl-

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tröpfchen auffängt und zu dickeren Tröpfchen verdichtet. Anschließend wird groberporiges Material 19 verwendet, das die Öltropfen Ms zu einem Durchmesser von 0,5 - 4- mm zusammenwachsen lässt. Die Tropfen der abzuscheidenden Phasen schwimmen in der Beruhigungszone 20 des Phasentrenners 12 entweder auf der Wasserphase oder sinken ab, je nach Dichte der Flüssigkeiten. Vor dem oberen Austrittsanschluss 22 für die leichte Phase ist ein hydrophobes Filter 21 in die Vorrichtung eingebaut, welches den Durchtritt der leichten Phase, z.B*. des Öls, gestattet_s aber nicht den Durchtritt von Wasser. Sinngemäß ist dem unteren Austrittsanschluss ebenfalls ein hydrophobes Filter 21 vorgeschaltet. Ein Niveauanzeiger 24 lässt den Stand der schwereren Phase in dem unteren Austrittsanschluss 23 erkennen. Die Wasserphase wird durch einen zwischen den Trennnpiegeln liegenden Stutzen 25 abgezogen, J.eui ein oleophobes Filter 26 vorgeschaltet ist. Während das aus dem Kondensator 8 anfallende Gemisch oft noch 40 - 500 ppm Ölanteil enthält, verlässt das Kondensat den kombinierten Phasentrennölabscheider 12 mit einem Restölgehalt von ca. 5 ppm freies öl, noch geringer ist der verbleibende Anteil an Benzin, Chlorkohlenwasserstoffe! u.a..

Figur 3 zeigt einen vertikalen Phasentrennölabscheider 27„ Wie nach Figur 2 tritt das von der Hauptmenge Öl befreite Kondenswasser durch einen Stutzen 16 in den vertikalen

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Phasentrennölabscheider 27 ein und fliesst/durch eine Koagulationsstufe 17.In Durchflussrichtung gesehen enthält diese zunächst feinporiges oleophiles Material 18, das die allerfeinsten Öltröpfchen auffängt und zu dickeren Tröpfchen

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verdichtet. Anschließend wird groberporiges Material 19 verwendet, das die Öltropfen bis zu einem Durchmesser von 0,5 - 4 mm zusammenwachsen lässt. Der vertikale Phasentrennölabscheider 27 ist für die Trennung von öl, das keine oder nur unbedeutende Mengen von spezifisch schweren Glbestandteilen enthält, aus Kondeswasser vorgesehen. Die Tropfen der abzuscheidenden Phasen schwimmen in der Beruhigungszono 20 des Phasentrenners 27 auf der Wasserphase. Vor dem oberen Austrittsanschluss 22 für die leichte Phase ist ein hydrophobes Filter 21 in die Vorrichtung eingebaut, welches den Durchtritt der leichten Phase, z.B. des Öls, gestattet, aber nicht den Durchtritt von Wasser, Das von Öl befreite Kondenswasser kann am unteren Ende des vertikalen Phasentrenriölabscheiders 27 durch den unteren AustrittsanRchlusr. 23 abflie^sen, während das abgeschiedene 01 oben abgezogen . und einer Verwendung zugeführt werden kann. Der Öl- und Wasseraustritt kann mit Hilfe einer bekannten automatischen Steuereinrichtung für Ölaustritt und Wasseraustritt 29 mit zv/ei Magnetventilen 23 und Schwimmern 3Q gesteuert v/erden. Der vertikale Phasentrennölabscheider 27 kann auch für die Trennung von Öl, das Anteile enthält, die schwerer als Wasser sind, von Kondeswasser verwendet werden. Das gereinigte V/asser muss dann durch eine nicht gezeigte Leitung in der Mitte des vertikalen Phasentrennölabscheiders 27 nach Durchfluss durch ein oleophobes Filter abgezogen werden, während die schwere Phase unten, wie bei Figur 2 geschildert , austritt.

Figur 4 zeigt schematisch den Einbau eines horizontalen Phasentrennölabscheiders 12 in eine Großanlage mit mehrfachem Wärmeaustausch. Die durch ein Vorfilter 1 gereinigte

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Emulsion wird aus einem SauXsiorföammerbehälter 2> in dem ein Fremdölskimmer 31 angebracht ist, in den Verdampfer 3 gepumpt und erhitzt. In den Dampfreinigern 6 wird die Hauptmenge des verdampften oder mitgerissenen 01s abgeschieden und durch die Leitungen 7 abgeführt. Der noch ölhaltige Wasserdampf wird im Kondensator 8 kondensiert und über Vorabscheider 9 (Entwässerer) dem horizontalen Phasentrennölabscheider 12 zugeführt, aus dem die leichte Phase durch die Leitung 10 in den. Ölbehälter ?2 für Leichtöl fliesst. Die schwere Phase kommt durch die Schwerölleitung 11 in den Sammeltopf 33. Das gereinigte v/asser fliecst durch die Leitung 13 durch ein Sicherheitsfilter 3^· und . eine Kontrollstation 35 in den Vorfluter', Das im Kondensator-8 eingesetzte Kühlwasser wird im Kreislauf verwendet und in einem Verdunstungskühler 36 abgekühlt.

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Claims

Patentansprüche

1. Verfahren zur Verbesserung des Abscheidegrades von Restöl aus dem Filtrat, das bei Säure oder Salzspaltanlagen anfällt, oder aus dem Reinwasser van Öl-inWasser-Emulsionstrennanlagen, in denen die Hauptraenge des Öles vom Wasser durch ein Trennverfahren, z.B. durch Abdampfen des "Wasser getrennt und der Wasserdampf anschließend kondensiert wird, dadurch gekennzeichnet, dass die Trennung der Ölreste vom Wasser jn einem horizontalen Phasentrennülabscheider oder in einem vertikalen Phasentrennölabscheider durchgeführt wird.

?. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die im Kondensat enthaltenen feinsten öltröpfchen oder auch die sonstigen Flüssigkeiten in einer Koagulationsstufe zu größeren Tropfen koaguliert werden.

3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Kondensat in der Koagulationsstufe zunächst durch feinporiges oleophiles Material und anschließend groberporiges Material fIiesst.

h. Verfahren nach Ansprüchen 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die nach Durchfliessen der Beruhigungszone obenauf schwimmende leichte Phase durch ein hydrophobes Filter abfliesst,

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5. Verfahren nach Ansprüchen 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die nach Durchiliessen der Beruhigungszone nach unten abgesunkene schwere Phase nach Durchfluss durch ein hydrophobes Filter abfliesst.

6. Verfahren nach Ansprüchen 1 bis 5, dadurch gekenn-

. zeichnet, dass das gereinigte Kondenswasser aus der Beruhigungszone durch ein oleophobes Filtei/abfliesst.

7. Verfahren nach Ansprüchen 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet., dass der Abfluss der leichten Phase und des gereinigten Wassers aus einem vertikalen Phasentrennölabscheider oder horizontalen Phasentreimölabscheider durch eine automatische Steuereinrichtung für Ölaustritt und Wasseraustritt gesteuert wird.

8. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens zur Verbesserung des Abscheidegrades von Restöl aus Öl-in-Wasser-Emulsionstrennanlagen, gekennzeichnet durch einen horizontalen Phasentrennölabscheider (12), der auf der einen Seite einen Stutzen (16) zum Eintritt des Restöle enthaltenden Kondensats und eine Koagulationsstufe (17) aufweist, in die in Durchflussrichtung gesehen zunächst feinporiges oleophiles Material (18) und anschließend groberporiges Material (19) eingebracht ist, der außerdem eine Beruhigungszone (20) aufweist mit einem oberen hydrophoben Filter (21) und einem oberen Austrittsanschluss (22), einem unteren hydrophoben Filter (21) und unteren Austrittsanschluss

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(23) sowie einem oleophoben Filter (26) und einem Stutzen (25) zum Austritt des gereinigten Wassers auf der anderen Seite.

9. Vorrichtung nach Anspruch 8, dadurch"gekennzeichnet, dass an dem unteren Austrittsanschluss (23) ein Niveauanzeiger (2h) angebracht ist.

10. Vorrichtung nach Anspruch 9, gekennzeichnet durch einen vertikalen Phasentrennölabscheider (27), der auf der einen Seite einen Stutzen (16) zum Eintritt des Restöl enthaltenden Kondensats und eine senkrecht stehende Koagulationsstufe (1?) aufweist, in die in Durchflussrichtimg gesehen, zunächst feinporiges pleophiles Material (18) und anschließend groberporiges Material (19) eingebracht ist, der ausserdem eine Beruhigungszone (20) aufweist mit einem oberen hydrophoben Filter (21) und ein'em oberen Austrittsanschluss (22) zum Austritt der leichten Öle sowie einem unteren Austrittsanschluss (23) zum Austritt für das gereinigte Kondensat und an dem ferner eine automatische Steuereinrichtung für ölaustritt und Wasseraustritt (29) mit zwei Magnetventilen (28) und Schwimmern (30) angebracht ist.