DE2813164A1

DE2813164A1 - Verfahren zur abtrennung von unfiltrierbaren feststoffen von einem oel

Info

Publication number: DE2813164A1
Application number: DE19782813164
Authority: DE
Inventors: Phillip R Bose
Original assignee: Chevron Research and Technology Co
Current assignee: Chevron USA Inc
Priority date: 1977-06-22
Filing date: 1978-03-25
Publication date: 1979-01-04
Also published as: US4094770A; CA1113419A; ZA781125B; GB1568505A; DE2813164C2

Description

Unsere Nr. 21 783 Pr/br

Chevron Research Company San Francisco, CaI., V.St.A.

Verfahren zur Abtrennung von unfiltrierbaren Feststoffen ■ von einem öl

Die Erfindung betrifft ein verbessertes Verfahren zur Entfernung von suspendierten Feststoffen von einem Öl. Insbesondere betrifft sie ein Verfahren zur Herstellung eines an Feststoffen verarmten Öles, worin suspendierte Feststoffe im Öl agglomeriert werden, indem man dem Öl ein Feststoffagglomeriermittel zusetzt, das ein Gemisch aus Aceton und 2-Butanon umfaßt, und die konglomerierten Feststoffe vom öl abtrennt.

Der Bearf an einer wirksamen und wirtschaftlichen Methode zur Entfernung von suspendierten Feststoffen aus einem Kohlenwasserstofföl stellt ein ständiges Problem in der Technik der flüssigen Kohlenwasserstoff-Brenn- und -Kraftstoffe dar. Dieses Problem ist besonders ausgeprägt im Falle der Herstellung von synthetischem flüssigen B renn- und Kraftstoff, beispielsweise bei der Herstellung von flüssigen Brenn- und Kraftstoffen wie in der Technik der Kohleverflüssigung und der Schxeferolpyrolyse. Kohleverflüssigungsrohextrakte und Schieferöle enthalten gewöhnlich beachtliche Mengen an feinteiligen suspendierten Feststoffen. Diese Feststoffe stören ernstlich die katalysierten ölaufarbeitungsstufen, die normalerweise für eine zufriedenstellende Aufarbeitung dieser Öle zu brauchbaren Brenn- und Kraftstoffen erforderlich sind. Die Art dieser Störung ist unterschiedlich, je nach besonderem verwendeten Katalysator, wozu beispielsweise

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Katalysatorentaktivierung durch Vergiften der aktiven Stellen, Porenverstopfung, Reaktorverstopfung und ähnliche unerwünschte Wirkungen gehören. Typische ölsuspendierbare Peststoffe besitzen Durchschnittsdurchraesser von unter etwa 100 u und werden in der Technik im allgemeinen als unfiltrierbare Feststoffe bezeichnet, weil in der Praxis zufriedenstellende Abtrennung derselben vom Öl nicht durch übliche mechanische Abtrenntechnikeη einschließlich Filtration, Zentrifugierung und Absetzen erzielt werden kann (vgl. beispielsweise US-PS 3 997 ^25). Eine Vielzahl von Behandlungen von ölen, die suspendierte Feststoffe enthalten, wurden in der Technik vorgeschlagen, jedoch im allgemeinen besitzt jede Methode gewisse Nachteile. Eine Gruppe entsprechender Druckschriften beschreibt Verfahren, worin ein öl, das feinteilige suspendierte Feststoffe enthält, in eine wasserstoffreiche Fraktion und eine wasserstoffarme Fraktion unter Anwendung einer oder mehrerer selektiver Lösungsmittel fraktioniert wird. Die Nachteile dieser Verfahren sind: (1) Die Entwicklung von mehreren ölhaltigen Verfahrensströmen; (2) während die Feststoffe dazu neigen, in einem einzigen Verfahrensstrom konzentriert zu werden, enthält jeder Strom gewöhnlich trotzdem eine gewisse Menge an suspendierten Feststoffen und (3) die selektiven Lösungsmittel entfernen gewöhnlich einen Teil des Rohöls,beispielsweise Pech, Harze oder polycyclisehe Kohlenwasserstoffe, die wertvolle Produkte darstellen können, als Ergebnis einer anschließenden Hydrierung oder eines Hydrocrackens des behandelten Öls. Zu den entsprechenden Druckschriften dieser Gruppe gehören US-PSn 3 018 241, 3 583 900, 3 598 und 3 598 718.

In einer anderen Gruppe von Druckschriften werden Verfahren beschrieben_s worin mit Feststoffen verunreinigte öle mit Wasser oder einer wäßrigen Lösung_s die ein chemisches Mittel, bei-' spielsweise eine Mineralsäure, enthält_s behandelt werden.

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US-PS 3 232 861 beschreibt ein Verfahren zur vorzugsweisen Entfernung von unfiltrierbaren Peststoffen unter Verwendung einer wäßrigen Lösung einer Mineralsäure. US-PS 3 184 401 beschreibt die Verwendung eines wäßrigen Entaschungsmittels. US-PS 4 012 beschreibt ein Verfahren, worin die spezifische Gravität eines flüssigen Kohleöls reduziert wird und suspendierte Peststoffe im Öl mit Hilfe von Zentrifugierung in die wäßrige Schicht getrieben werden. Die Nachteile bei der Verwendung von wäßrigen Lösungen bestehen darin, daß (1) eine bevorzugte Behandlung zur Entfernung von nur gewissen Peststoffen unerwünschte rückständige suspendierte Feststoffe im Öl hinterläßt; (2) die Trennung von öl- und Wasserphasen,insbesondere wo suspendierte feinteilige Feststoffe vorliegen, gewöhnlich durch die Bildung von manschettenartigen Schichten an der Grenzfläche der Flüssigkeitsphase begleitet wird; (3) angesäuerte wäßrige Lösungen unwahrscheinlich korrosiv sind; (4) das dabei entstehende behandelte Öl gewöhnlich getrocknet werden muß, bevor es mit einem Katalysator in einer anschließenden katalysierten Behandlungsstufe in Kontakt gebracht wird und (5) der Ölverlust an den Feststoffen hoch ist.

Eine andere Gruppe von Druckschriften beschreibt Verfahren, worin ein Antilösungsmittel für ein feststoff^ausfällendes Mittel verwendet wird. In der US-PS 3 010 893 wird ein Verfahren zum Abtrennen von feinteiligen Feststoffen von Tieftemperaturkohlecarbonisierungsteeren beschrieben, worin ein dem Öl zugesetztes selektives Lösungsmittel einen Teil des Öls ausfällt. Das ausgefällte öl wirkt als Bindemittel für die Peststoffe unter Bildung eines klebrigen Feststoffes mit demselben. In der US-PS 2 774 716 wird ein Verfahren beschrieben, wo ein feststoff_ausfällendes Lösungsmittel, eine Kreislauffraktion vom Verfahrensstrom, dem öl zugesetzt wird. Die US-PS 3 535 224 beschreibt die

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Zugabe eines chlorierten Kohlenwasserstoffs zum öl als feststoffausfällendes Mittel. US-PS 2 144 409 beschreibt ein Verfahren zur Entfernung von Feststoffen und harten Asphalten von einem öl durch Zugabe eines Cg-C -Kohlenwasserstofflösungsmittel zum öl, wobei letzteres auf einer Temperatur sich befindet nahe der kritischen Temperatur des Cg-C -Kohlenwasserstoffs. US-PS 3 162 594 beschreibt ein Verfahren zur Entfernung von Feststoffen von einem nichtdestillxerbaren verflüssigten Kohleextrakt durch katalytische Hydrierung des Extraktes, wodurch sich eine nichtdestillierbare Flüssigkeit bildet, die weniger Asche mit einer Größe unter 0,01 ^u Durchmesser enthält. US-PS 3 687 837 und 3 790 467 beschreiben eine partielle Ausfällung von Feststoffen oder partielle Klärung von verflüssigten Kohleextrakten durch Kreislaufführung einer ausgewählten Fraktion des geklärten Kohleextraktes. Das letztere Patent beschreibt, daß die ausgefällte Asche extrahierbare organische Bestandteile enthält. US-PS 3 791 956 enthält einen Stand der Technik bezüglich Feststoffentfernung und ein Verfahren zur Entfernung von suspendierten Feststoffen von einem KohleveifLüssigungsöl, worin ein ausfällendes Lösungsmittel zugesetzt wird. US-PS 3 997 425 beschreibt ein Verfahren zum Ausfällen von suspendierten Feststoffen aus einem verflüssigten Kohleöl durch Zugabe eines leichten aromatischen Lösungsmittels zum Öl.

Man erfuhr eine Anzahl an Nachteilen bei der Verwendung von gewöhnlichen, die Feststoffe ausfällenden Lösungsmitteln, AntiLösungsmitteln und ähnlichen dahingehend, daß (1) gewöhnlich "der Niederschlag ein klebriger Feststoff oder ein halbfester Stoff, beispielsweise ein Asphalten oder ein harzartiges Lösungsmittel ist, wobei das letztere als ein Bindemittel für agglomerierte, zuvor suspendierte Lösungsmittel wirkt; (2) klebrige Feststoffe unerwünschterweise an der Oberfläche der Verfahrens-

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vorrichtungen haften; (3) ausgefällte Anteile des Öls beachtlichen Produktverlust darstellen; (4) ein Ausfällmittel wie ein chlorierter Kohlenwasserstoff oft eine Quelle für korrosive Salzsäure in stromabwärts führenden Verfahrensstufen darstellt, wobei die Säure als ein Abbauprodukt unter strengen Behandlungsbedingungen, die zur Aufarbeitung eines Rohöls erforderlich sind, entsteht; (5) chlorierte Kohlenwasserstoffe unter milden nicht\zersetzenden Bedingungen unerwünschte Umweltverschmutzer sind; (6) eine teilweise Entfernung von suspendierten Feststoffen im Vergleich zu einer im wesentlichen vollständigen Entfernung nicht zufriedenstellend ist.

Aufgabe der Erfindung war es somit, ein Verfahren zur wirksamen Abtrennung von unfiltrierbaren suspendierten Feststoffen aus einem nichtdestillierbaren öl zu schaffen, wobei im wesentlichen das gesamte öl gewonnen wird, ohne das öl in eine wasserstoffreiche und wasserstoffarme Fraktion zu trennen.

Diese Aufgabe ließ sich mit Hilfe des erfindungsgemäßen Verfahrens zur Abtrennung von unfiltrierbaren teilchenförmigen Feststoffen von einem öl lösen, das dadurch gekennzeichnet ist, daß man

(1) die Feststoffe durch Vermischen des Öls mit einer . solchen Menge eines Agglomeriermittels agglomeriert, daß das dabei entstehende Gemisch je Volumen des Öls etwa 0,05 bis 3 Volumen des Mittels enthält, wobei das Mittel ein Gemisch aus Aceton und 2-Butanon umfaßt, das je 100 Volumen Aceton plus 2-Butanon mindestens 2 Volumen Aceton und mindestens 2 Volumen 2-Butanon enthält und wobei das Vermischen bei einer Temperatur von etwa 20 bis l60°C und einem Druck erfolgt, der ausreicht, um das Mittel in dem dabei entstehenden Flüssigkeits-Feststoffgemisch zu halten,

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(2) die agglomerierten Feststoffe vom dabei entstehenden Gemisch unter Erzielung eines das Mittel enthaltenden, an Feststoffen verarmten Öles abtrennt,

(3) das Mittel vom an Feststoffen verarmten Öl durch Verdampfen des Mittels abtrennt und

(4) mindestens einen Teil des abgetrennten Mittels als mindestens einen Teil des Mittels in Stufe (1) verwendet.

Mit "unfiltrierbaren teilchenförmigen Feststoffen" sind im vorliegenden Feststoffe gemeint mit einem Durchschnittsdurchmesser unter etwa 100 u. Derartige Feststoffe suspendieren leicht in einem öl, insbesondere in synthetischen Rohölen. Die Abtrennung dieser winzigen Feststoffe vom Öl durch übliche Techniken ist im praktischen und wirtschaftlichen Sinne nicht zufriedenstellend, weil sie leicht das für die Filtration verwendete Papier, den Stoff oder den Kuchen verstopfen oder sich beim langen Stehen nicht absetzen.

Mit "nichtdestillierbarer kohlenwasserstoffhaltiger Flüssigkeitoder Öl" ist im vorliegenden ein öl gemeint, das ohne Zersetzung nicht destillierbar ist, wie ein Kohleverflüssigungsextrakt oder Schieferöle. Derartige öle enthalten typischerweise beachtliche Mengen (mindestens etwa 5 Gew.-%) einer oder mehrerer Komponenten, die unter gewöhnlichen Destillationsbedingungen thermisch gecrackt werden oder polymerisieren und thermisch gecrackt werden, gewöhnlich unter Bildung von unerwünschen Abbauprodukten wie Koks.

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Figur 1 ist eine Zusammenfassung einer Reihe von Versuchen, die die Entfernung von unfiltrierbaren Peststoffen von einem öl als eine Punktion der Lösungsmittelkonzentration demonstrieren.

Figur 2 ist ein schematisches Fließdiagramm, das eine bevorzugte Ausfuhrungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens zeigt.

ölbeschickungen

Kohlenwasserstoffhaltige öle, die unfiltrierbare suspendierte Feststoffe enthalten, sind im allgemeinen für das erfindungsgemäße Verfahren geeignete Beschickungen und sind für eine derartige Verwendung vorgesehen. Besonders vorteilhafte Ergebnisse lassen sich im vorliegenden erzielen, wenn die Beschickung ein nichtdestillierbares öl ist. Wirksame Entfernung von suspendierten Feststoffen aus diesen Ölen ermöglichen es dem Verarbeiter, ein an Feststoffen verarmtes Rohöl aufzuarbeiten unter Verwendung wertvoller Katalysatoren ohne dass vorher eine Destillationsstufe erforderlich ist und ohne einen wesentlichen Verlust an gewünschten Produktvorläufern. Beispiele für diese Katalysatoren sind die Kohlenwasserstoffhydrobehandlungskatalysatoren, die normalerweise zur Entfernung von schwefel- und stickstoffhaltigen Verunreinigungen von einem öl und/oder mindestens einem teilweise hydrierten öl vor einer Hydrocrackstufe verwendet werden.

Feinteilige ölsuspendierte Feststoffe werden im allgemeinen nach dem erfindungsgemäßen Verfahren wirksam aus dem öl entfernt.

Man glaubt außerdem, daß solche allgemeinen Eigenschaften die ölsuspendierbarkeit dieser Teilchen hervorrufen, beispielsweise Teilchengröße, Dichte und Ladung dieselben gegenüber einer wirksamen Agglomerierung und Entfernung durch das vorliegende Verfahren empfindlich machen. Beispiele für Feststoffe sind

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Mineralasche bildende Verunreinigungen, Kohle, Koks, kohlenstoffhaltige Feststoffe, Katalysator- und verbrauchte Schieferfeinstoffe, natürliche und synthetische Mineraloxide, organische und anorganische Salze oder deren Gemische in Teilchenform und Teilchengröße mit einem Durchschnittsdurchmesser unter etwa 100 u,insbesondere unter etwa 60 u.

Beispiele für im vorliegenden geeignete suspendierte Peststoffe enthaltende öle sind Schieferöl, Kohleverflüssigungsöle wie von einer Extraktion, Hydrierung, thermischen Behandlung und Kombinationen davon, Teersandöle, Erdölraffinerie-Dekantieröle wie Fraktionatorrückstandsöle von einem Fluid-Katalysatorcrackverfahren, Rückstandsfraktionen dieser öle oder Gemische davon, öle, die sich als Beschickungen für das erfindungsgemäße Verfahren eignen, können zusätzlich zu den unfiltrierbaren suspendierten Feststoffen außerdem filtrierbare Feststoffe in wesentlichen Mengen enthalten, beispielsweise mit einem Gesamtfeststoff gehalt bis zu etwa 50 Gew.-^, wobei die unfiltrierbaren Feststoffbestandteile davon mindestens etwa 0,01, vorzugsweise mindestens 0,1 Gew.-% des Feststoff-ölgemischs ausmachen. Im vorliegenden bevorzugte Beschickungen haben einen unfiltrierbaren Feststoffgehalt zwischen etwa 1 und 20 Gew.-%.

Gegebenenfalls, jedoch nicht unbedingt, enthalten die vorliegenden Beschickungsöle wenige oder gar keine niedrigsiedenden Bestandteile. Die Abwesenheit von niedrigsiedenden kohlenwasserstoffhaltigen Materialien vom öl erleichtern die kontinuierliche Gewinnung und Rückführung der Agglomeriermittel (Lösungsmittel) in das Verfahren, ohne daß eine Zwischenbehandlung derselben zur Reinigung oder Konzentrierung erforderlich ist. Bevorzugte ölbeschickungen haben bei einem Druck von 1 Atmosphäre einen Anfangssiedepunkt über etwa 93°C, vorzugsweise über etwa 100⁰C. Das Beschickungsöl muß nicht wasserfrei sein, insbesondere

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nicht frei von gelöstem Wasser. Andererseits ist die Gegenwart von ungelöstem Wasser, d.h. von einer getrennten Wasserphase zumindest unbequem wegen den damit verbundenen üblichen mehrschichtigen Flüssigphasen-Trennproblernen. Deshalb werden unfiltrierbare Feststoffe enthaltende Beschickungsöle mit einem Anfangssiedepunkt über 100⁰C und mit einem Gehalt an höchstens einer geringen Menge (weniger als 1 Gew.-%) filtrierbaren (Durchschnittsdurchmesser größer als 100 u) Feststoffen im vorliegenden bevorzugt.

Agglomeriermittel

Ein wesentliches Merkmal des erfindungsgemäßen Verfahrens ist das Auffinden eines einzigartigen Feststoffagglomeriermittels. Ein Feststoffagglomeriermitfcel, das im vorliegenden brauchbar und wirksam ist, muß eine im wesentlichen vollständige Entfernung von unfiltrierbareη Feststoffen von einem öl fördern und gleichzeitig das öl tatsächlich intakt hinterlassen. Im allgemeinen erfüllen bekannte Lösungsmittel, die für die Gewinnung von Feststoffen aus einem Öl verwendet werden, diese letztere Forderung nicht. Das Versagen dieser Lösungsmittel ist manifestiert in ihrer Unfähigkeit» sowohl paraffinartige Kohlenwasserstoffe als auch asphaltenartige Kohlenwasserstoffe zu solubilisieren. Außerdem wird ein beachtlicher Teil der öle gewöhnlich in Form von klebrigen oder flockenartigen Feststoffen ausgefällt (ein Verlust von wünschenswerten Produktverlaufern in dem Verfahren).

Es wurde gefunden, daß Gemische aus Aceton und 2-Butanon (Methylethylketon-MEK) wirksame Agglomeriermittel für unfiltrierbare, in einem öl vorliegende Feststoffe sind und gleichzeitig dem Öl gestatten, tatsächlich intakt und in einem flüssigen System zu bleiben, das nur eine flüssige Phase aufweist.

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Figur 1 ist eine Zusammenfassung der Ergebnisse einer Reihe von Versuchen, die bei Umgebungsbedingungen von Temperatur und Druck durchgeführt wurden unter Verwendung der angegebenen Lösungsmifctelzusammensetzungen, Absetzzeiten und Öl-zu-Lösungsmittel-Verhältnissen. Das in diesen Beispielen verwendete öl war «in Kohleverflüssigungsextrakt mit etwa 11 Gew.-? unfiltrierbaren Feststoffen mit einem DurchSchnittsdurchmesser von etwa 1 bis 60 tu Ein Vergleich dieser Daten zeigt, daß Gemische aus 2-Butanon und Aceton im Verhältnis zu jedem einzelnen Lösungsmittel überraschend überlegen sind beim Fördern der Abtrennung von unfiltrierbaren Feststoffen vom Öl. Die abgesetzten Feinstoffe sind nach Entfernung von eingeschlossenem Öl im wesentlichen frei von verflüssigten KohleextraktbestandteiJLen. Man kann außerdem feststellen, daß die Zugabe einer relativ geringen Menge von entweder Aceton oder 2-Butanon zu den anderen Be st arid te ilen zu einem Lösungsmittelgemisch führt, das weitestgehend verbesserte Eigenschaften bezüglich Förderung der Feststoff entfernung im Vergleich zum reinen Lösungsmittel aufweist.

Die relativen Mengen an Aceton und 2-Butanon, die wünschenswerter Weise in den Lösungsmittelgemischen vorliegen, schwanken in Abhängigkeit von Verfahre ns variablen wie Temperatur,, jeweiliges zu behandelndes öl und relative Menge und Größe der suspendierten Feststoffe. Im allgemeinen erhält man ein wesentlich verbessertes Agglomeriermittel, wenn das Agglomeriermittel je 100 Volumen Aceton plus 2-rButanon mindestens 2 Volumenteile Aceton und mindestens 2 Volumenteile 2-Butanon, vorzugsweise mindestens 10 Volumenteile Aceton und mindestens 5 Volumenteile 2-Butanon und besonders bevorzugt mindestens 45 Volumenteile Aceton und mindestens 10 Volumenteile 2-Butanon enthält.

Verhältnis von Lösungsmittel zu öl

Geeignete Lösungsmittel-zu-Öl-Verhältnisse schwanken über einen Bereich in Abhängigkeit von Verfahrensfaktoren wie (1) angewandte

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Temperatur, (2) Feststoffgehalt des Öls, (3) Größe 4er suspendierten Feststoffe und (¹O zu behandelndes Öl. Im allgemeinen erzielt man eine zufriedenstellende Agglomerierung von suspendierten Feststoffen und wirksame Gewinnung des Öls, wenn je Volumen Öl eine Menge an Agglomeriermittel (Lösungsmittel) von etwa 0,05 bis 1 Volumen verwendet wird. Größere relative Mengen des Mittels können verwendet werden, beispielsweise 3 Volumen des Mittels je Volumen öl oder höher, Jedoch sollte aus Gründen der Wirtschaftlichkeit die Verwendung von überschüssigen Mengen Lösungsmittel vermieden werden, um die Arbeit zu sparen, die erforderlich zur Gewinnung des Mittels von dem an Feststoffen verarmten Öl ist.

Temperatur und Druck ■

Im vorliegenden geeignete Temperatur- und Druckbedingungen schwanken und müssen im allgemeinen so sein, daß das Extraktionsmittel im Öl in flüssiger Phase gehalten wird. Gegebenenfalls, jedoch nicht unbedingt, sollten die Verfahrenstemperaturen unterhalb der Temperatur liegen, bei der eine bedeutende thermische Zersetzung der temperaturempfindlichen Bestandteile des Öls stattfindet. Im allgemeinen liegen zufriedenstellende Verfahrenstemperaturen unter etwa l60°C, vorzugsweise zwischen etwa 20 bis l60°C und besonders bevorzugt 100 bis 110 C. Zufriedenstellende Drücke hängen im allgemeinen von den angewandten Temperaturen ab und liefen im allgemeinen zwischen etwa 1 und 50 ata, vorzugsweise zwischen etwa 1 bis 2 Atmosphären.

Eine bevorzugte Ausfuhrungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens wird in Figur 2 veranschaulicht, die ein schematisches' Verfahrensfließdiagramm darstellt, übliche Hilfsmittel wie Pumpen, Druckverringerer, Ventile oder ähnliches wurden von diesem Diagramm weggelassen.

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Eine typische feststöffhaltige Beschickung für das Verfahren ist ein öl, das" durch Hydrierung von pulverisierter Kohle in Gegenwart eines extrahierenden Kohlenwasserstoff lösungsmittel, beispielsweise des wohl bekannten Wasserstoffdonator-Typs hergestellt wurde» Dieses öl besitzt einen Anfangssiedepunkt von etwa 105°C. Die suspendierten Peststoffe in diesem Öl besitzen eine Größe von einem Durchschnittsdurchmesser von etwa 1 bis 60 u. Diese Peststoffe sind ein Gemisch aus denjenigen ölunlöslichen Materialien, die normalerweise in hydrierten Kohleextraktölen vorhanden sind, wie beispielsweise ein oder mehrere Fusaine, Äsche, Rückstandskohle, partiell hydrierte Kohle, Verunreinigungen wie Metalloxide, Sulfide und ähnliche, und wenn ein Katalysator zur Beschleunigung der Verflüssigung der Kohle verwendet wird, die Katalysatorfeinstoffe. Der Gehalt dieser öle an suspendierten Feststoffen schwankt undliegt in einem typischen Fall in einer Größenordnung von etwa Ii Gew.-%■ des Gesamtgemischs.

Bei Geschwindigkeiten _y die ausreichen, um eine dabei entstehende Lösung zu schaffen, die etwa gleiche Volumen Öl und Ägglomeriermittel (Lösungsmittel) enthält, werden eine ölbeschiekung über Leitung 1 und Lösungsmittel über Leitung 2 in eine Mischzone 3 eingeführt. Gegebenenfalls kann die Mischzone 3 mit wirksamen Rührvorrichfcungen (nicht gezeigt) ausgestattet sein,oder als eine Alternative kann Mischzone 3 eine übliche Träger-Pipeline sein, in deren wirksamer Leitung das Mischen viährend des Durchgangs- der Öl-Lösungsmittellösung zum Absetzbehälter 5 stattfindet. Mit Hilfe· eines Wärmeaustauschers und/oder Wärmevorrichtungen (nicht gezeigt) einschließlich der Verwendung eines indirekten Wärmeaustauschers zwischen Beschickung und stromabwärts führenden Verfahrensleitungen werden zur wirksamen Konservierung von Verfahrensenergie das Öl, das Lösungsmittel oder die Öl-Lösungsmittellösung vor der Einführung in Absatzbehälter 12 erwärmt,

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um eine Temperatur in dem Absetzbehälter zwischen etwa 95 bis 105 C zu schaffen. Der autogene Systemdruck im Absetzbehälter 5 und Feststoffwäscher Ik beträgt etwa 1,4 ata.

Fließgeschwindigkeiten und Größe der Vorrichtungen im Verfahrenssystem sind so eingestellt, daß eine Durchschnittsverweilzeit für die Öl-Lösungsmittellösung im Absetzbehälter 5 von etwa 1 Stunde bei Atmosphärendruck geschaffen wird. Dieser Zeitabschnitt reicht aus, um einen klaren oberen Teil zu erhalten, der als Auslaufstrom von Absetzbehälter 5 über Leitung 6 entfernt wird, der für die Zwecke der Praxis im wesentlichen frei von Feststoffen ist. Dieser Auslaufstrom wird dem Lösungsmittelabstreifer 7 zugeführt, worin das im öl vorhandene Lösungsmittel vom Öl abgestreift wird. Das dabei entstehende dampfförmige Lösungsmittel wird als ein Überkopfstrom von Abstreifer 7 über Leitung 8 abgezogen und dem Lösungsmittelreservoir 11 über indirekten Wärmeaustauscher 9 und Leitung IO zugeführt. Das dabei erhaltene lösungsmittelfreie und feinstoff-freie öl wird von Lösungsmittelabstreifer 7 als Rückstandsstrom über Leitung 12 zur weiteren Bearbeitung, falls eine solche gewünscht ist, abgezogen, beispielsweise zur Hydrobehandlung, Hydrierung und/oder Hydrocracken, um ein Brenn- oder Treiböl zu erzielen. Typischerweise enthält das öl nicht mehr als etwa 0,05 Gew.-? an Feststoffen.

Die abgesetzten Feststoffe im Absetzbehälter 5 werden von demselben über Leitung 13 abgezogen und dem Feststoffwäscher 14 als ein schlammartiges Gemisch zugeführt, das in der Hauptsache aus agglomerierten und abgesetzten teilchenförmigen Feststoffen besteht, die absorbierte und eingeschlossene Öl-Lösungsmittellösung enthalten. Feststoffwaseher 14 ist mit einem drehbaren bohrerartigen Element ausgestattet, das beim Drehen mit einer

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geeigneten Geschwindigkeit den Schlamm im Wäscher 14 aufwärts hebt und/oder treibt, worin ein abwärtsfließender Lösungsmittelstrom» der über Leitung 15 eingeführt wird, absorbiertes öl vom Schlamm entfernt und einen ruhigen nicht turbulenten Flüssigkeitsstrom in Leitung 15 schafft, der Im Gegenstrom zu dem darin abwärtsfließenden Schlamm fließt. Der Flüssigkeitsstrom führt das absorbierte oder eingeschlossene öl zum Absetzbehälter zurück. Der aufwärtsströmende Feststoffstrom im Feststoffwäscher 14 fließt durch eine Zwischenzone, dievm einem indirekten Wärmeaustauscherelement 16 umgeben ist. In dieser Zone wird der aufwärtsströmende Feststoffstrom so erhitzt, daß restliches Lösungsmittel vom Feststoff verdampft. Das dabei entstehende dampfförmige Lösungsmittel wird über Leitung 17 vom Wäscher als ein überkopfstrom entfernt und über Leitung 19 dem Reservoir 11 nach Abkühlenjund Kondensieren, was durch den Durchgang durch den indirekten Wärmeaustauscher 18 bewirkt wird, zugeführt. Als eine Alternative zum Kühlen und Kondensieren des heißen Dampfes in Leitung 17 kann dieser Dampf zumindest teilweise in Mischzone 3 eingeführt werden, wodurch Wärme und mindestens ein Teil des Lösungsmittels geschaffen werden, das zur Erzeugung der in den Absetzbehälter 5 eingeführten Lösung erforderlich ist.

Die im Wäscher 14 gewaschenen lösungsmittel- und ölfreien agglomerierten Feststoffe werden über Leitung 20 von demselben abgezogen, um je nach Wunsch entfernt und/oder weiter behandelt zu werden. Typischerweise enthalten diese Feststoffe höchstens etwa 0,01 bis 0,05 Gew.-# Öl bzw. Lösungsmittel.

Abtrennung der im Öl agglomerierten Feststoffe

Die Abtrennung der agglomerierten Feststoffe vom Öl kann auf jede geeignete Weise erfolgen. Aus Kostengründen ist ein Absetzen durch Gravitation in einem Absetztank oder -zone eine bevorzugte

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Maßnahme. Andere geeignete Maßnahmen wie Filtrieren oder Zentrifugieren unter dafür üblichen Bedingungen, sind möglich. Die dabei entstehenden agglomerierten Feststoffe lassen sich im allgemeinen leicht vom öl unter diesen Bedingungen abtrennen. Erfindungsgemäß läßt sich eine Kombination von Abtrennmaßnahmen anwenden wie partielles Absetzen und Zentrifugieren oder Filtrieren von Teilen davon.

Die für ein wirksames Absetzen der Feststoffe erforderliche Zeit schwankt in Abhängigkeit von Faktoren wie (1) der Menge an verwendetem Mittel, (2) der Teilchengröße der suspendierten Feststoffe und (3) der Temperatur des Öl-Feststoffgemischs. Ein zufriedenstellendes Absetzen wird im allgemeinen bei Verweilzeiten von etwa 0,5 bis 120 Minuten und mehr des Gemischs bei einer Temperatur von etwa 20 bis l60°C erzielt, wobei (1) die kürzeren Verweilzeiten den höheren Temperaturen entsprechen; (2) die längeren Verweilzeiten den niedrigeren Temperaturen entsprechen und (3) mittlere Verweilzeiten den mittleren Temperaturen in diesem Bereich entsprechen. In nachstehender Tabelle sind die Ergebnisse der Absetzbeispiele wiedergegeben, worin das Lösungsmittel ein 25/75-Volumengemisch aus 2-Butanon bzw. Aceton und die Verweilzeit 6 Minuten waren. Die Beschickung war ein Kohleverflüssigungsextrakt mit etwa 11 Gew.-% suspendierten Feststoffen.

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TABELLE

Einfluß der Temperatur auf die Agglomerxerung der suspendierten Feststoffe

	Druck	Feststoffe	Agglomerierte und extrahierteFeinstoffe	LösungsmitteI₃	*,% Φ JX*
Temp.	Atm abs.	Gew.-% ⁺		-	7,5
°C	1	1,7	Öl, %	0,007	12.7
20	2,7	0,05	-	0,006	15,5
99	4,4	0,05	0,01	0.,0002	- -
130	6,1	—	0,004
16O		0,0008

die im Öl bleiben

Für: Chevron Research Company San Francisco, Ca., V.St.

Dr.HLtJhr.Beil Rechtsanwalt

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Claims

Patentansprüche

j 1. Verfahren zur Abtrennung von unfiltrierbaren teilchenförmigen ^-"'' Peststoffen von einem Öl, dadurch gekennz ei chne t_s daß man

(1) die Feststoffe durch Vermischen des Öls mit einer solchen Menge eines Agglomeriermittels agglomeriert, daß das dabei entstehende Gemisch je Volumen des Öls etwa 0,05 bis 3 Volumen des Mittels enthält, wobei das Mittel ein Gemisch aus Aceton und 2-Butanon umfaßt, das je 100 Volumen Aceton plus 2-Butanon mindestens 2 Volumen Aceton und mindestens 2 Volumen 2-Butanon enthält und wobei das Vermischen bei einer Temperatur von etwa 20 bis l60°C und einem Druck erfolgt, der ausreicht, um das Mittel in dem dabei entstehenden Flüssigkeits-Feststoffgemisch zu halten,"

(2) die agglomerierten Feststoffe vom dabei entstehenden Gemisch unter Erzielung eines das Mittel enthaltenden, an Feststoffen verarmten Öles abtrennt,

(3) das Mittel vom an Feststoffen verarmten öl durch Verdampfen des Mittels abtrennt und

(4) mindestens einen Teil des abgetrennten Mittels als mindestens einen Teil des Mittels in Stufe (1) verwendet.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß man als Öl Schieferöl, Kohleverflüssxgungsol, Teersandöl, Raffineriedekantieröl_s Destillationsrückstandsfraktionen dieser Öle und Gemische davon verwendet.

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3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß man ein öl mit einem Anfangssiedepunkt über etwa 93°C bei einer Atmosphäre Druck verwendet.
4. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß man ein Öl mit einem Anfangssiedepunkt über etwa 100 C bei 1 Atmosphäre, einem Gesamtfeststoffgehalt unter etwa 50Gew.-& und einem unfiltrierbaren Peststoffgehalt von mindestens etwa 0,01 Gew.-% verwendet,
5. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Abtrennung mit Hilfe von Absetzen durch Gravitation erfolgt, indem man das entstehende Flüssigkeits-Feststoffgemisch in einer Absetzzone etwa 0,5 bis 120 Minuten hält.
6. Verfahren nach Anspruch I₃ dadurch gekennzeichnet, daß die Absetzung unter Verwendung einer Kombination von Absetzvorrichtungen unter üblichen Öl-Peststoff-Absetzungsbedingungen erfolgt.
7. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß man unter Bedingungen arbeitet, bei denen (1) die Menge an Mittel je Volumen des Öls zwischen etwa 0,5 und 1 Volumen beträgt; (2) das Gemisch aus Aceton plus 2-Butanon mindestens ^5 Volumen Aceton und mindestens 10 Volumen 2-3utanon enthält und (3) das Öl einen unfiltrierbaren Feststoffgehalt zwischen etwa 1 bis 2ÖGew.-# enthält.
8. Verfahren zur Abtrennung von unfiltrierbaren Feststoffen von einem hydrierten Kohleextraktöl, das etwa 11 Gew.-? Feststoffe enthält und einen Anfangssiedepunkt von etwa 105 C aufweist, dadurch gekennzeichnet, daß man

(1) die Feststoffe durch Vermischen etwa gleicher Volumina des Öls und eines Agglomeriermittels, das Aceton und

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2-Butanon in einem volumetrischen Verhältnis von etwa 75:25 enthält j agglomeriert _s wobei das Vermischen bei einer Temperatur von etwa 95 bis 105°C und Atmosphärendruck erfolgt j

(2) das in Stufe (1) erhaltene Peststoff-Flüssigkeitsgemisch in einer Absetzzone während einer Verweilzeit von etwa 1 Stunde hält, unter Erzielung eines klaren_Ä im wesentlichen feststoff-freien oberen Teils des Gemischs und eines die abgesetzten Feststoffe enthaltenden unteren Teil des Gemischs_s

(3) den oberen Teil von der Zone abzieht und diesen Teil in eine Aceton und 2-Butanon enthaltende Überkopf-Fraktion und eine ein an Feststoffen verarmtes Öl enthaltende Bodenfraktion durch Abstreifen des oberen Teils in einem Losungsmittelabstreifer trennt _s

(¹O den unteren Teil von der Absetzzone abzieht und restliches Öl davon entfernt durch Waschen des abgezogenen Teils mit einer zusätzlichen Menge an Agglomeriermittel unter Bildung einer ölfreien gewaschenen Feststoff-Fraktion und einer eine geringe Menge öl enthaltenden Waschflüssigkeits-Fraktion und

(5) die Waschflüssigkeits-Fraktion zu dem Lösungsmittelabstreifer führt.

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