DE3017876C2 - - Google Patents
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- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01D—SEPARATION
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- B01D11/02—Solvent extraction of solids
- B01D11/0203—Solvent extraction of solids with a supercritical fluid
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- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01D—SEPARATION
- B01D12/00—Displacing liquid, e.g. from wet solids or from dispersions of liquids or from solids in liquids, by means of another liquid
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- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01D—SEPARATION
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- C10—PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
- C10G—CRACKING HYDROCARBON OILS; PRODUCTION OF LIQUID HYDROCARBON MIXTURES, e.g. BY DESTRUCTIVE HYDROGENATION, OLIGOMERISATION, POLYMERISATION; RECOVERY OF HYDROCARBON OILS FROM OIL-SHALE, OIL-SAND, OR GASES; REFINING MIXTURES MAINLY CONSISTING OF HYDROCARBONS; REFORMING OF NAPHTHA; MINERAL WAXES
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Description
In Flüssigkeiten feinverteilte Feststoffe kommen in der
Technik sehr häufig vor. So sind beispielsweise feinver
teilte Feststoffteilchen im Bereich von 0,1 bis 5 µm in
Mengen bis zu etwa 40 Gew.-% in Ölen, die aus Ölsanden oder
Ölschiefer stammen, suspendiert. Um diese Feststoffteilchen
abzuscheiden, werden diese Öle, die sehr viskos sind, mit
niedrigviskosen Erdölfraktionen vermischt und aus dem
niedrigviskosen Gemisch anschließend die Feststoffe mit
Hilfe von Zentrifugen abgeschieden. Da das Feingut sehr
abrasiv wirkt, ist der Verschleiß in den Zentrifugen sehr
hoch. Dadurch wird die Abscheidung des Feststoffes so auf
wendig, daß die Wirtschaftlichkeit der Ölgewinnung in Frage
gestellt ist.
Des weiteren schreitet beispielsweise die technische
Durchführung des Pot-Brosche-Verfahrens zur Kohlehydrie
rung in der Vergangenheit an der Abscheidung der im erzeug
ten Öl vorhandenen feinen Partikel.
Suspensionen sehr feiner Partikel fallen auch noch auf ande
ren Gebieten an. Als Beispiel seien Altöle, Produkte der
Kohlehydrierung, bituminöse Rohöle, asphaltreiche Rohöle
usw. erwähnt. Das Verfahren kann aber auch zur direkten Ab
trennung der Öle aus Ölschiefer und Teersanden Verwendung
finden.
Aufgabe der Erfindung ist nun die Schaffung eines Verfahrens,
mit dem feindispergierte Feststoffe aus Ölen abgetrennt
werden können, wobei dieses Verfahren ohne aufwendige
maschinelle Ausrüstungen durchgeführt werden kann und welches
einfach und ohne technische Komplikationen, insbesondere
ohne einen übermäßigen Verschleiß an den verwendeten Vor
richtungen betrieben werden kann.
Gegenstand der Erfindung ist ein Verfahren zur Abtrennung
von feindispergierten Feststoffen aus Ölen, das dadurch
gekennzeichnet, ist, daß diese
Öle mit einer Kombination aus komprimiertem, überkriti
schem Gas und einem Schleppmittel behandelt werden, wobei
Temperatur und Druck so gewählt werden, daß das System
aus Öl, Schleppmittel und überkritischem Gas einphasig
wird und das einphasige Gemisch aus Öl, Schleppmittel
und überkritischem Gas vom Feststoff abgezogen wird,
wonach man das abgetrennte einphasige Gemisch aus Öl, Schleppmittel und überkritischem Gas so weit erhitzt, daß dieses in eine ölreiche, flüssige und eine ölarme Gasphase zerfällt und/oder
wonach man das abgetrennte einphasige Gemisch aus Öl, Schleppmittel und überkritischem Gas so weit entspannt, daß das Gemisch in eine örtliche, flüssige Phase und eine ölarme Gasphase zerfällt.
wonach man das abgetrennte einphasige Gemisch aus Öl, Schleppmittel und überkritischem Gas so weit erhitzt, daß dieses in eine ölreiche, flüssige und eine ölarme Gasphase zerfällt und/oder
wonach man das abgetrennte einphasige Gemisch aus Öl, Schleppmittel und überkritischem Gas so weit entspannt, daß das Gemisch in eine örtliche, flüssige Phase und eine ölarme Gasphase zerfällt.
Erfindungsgemäß ist es somit möglich, Feststoffe von Flüs
sigkeiten dadurch abzutrennen, daß die Flüssigkeit in einem
Gemisch aus einem überkritischen Gas und einem lösenden
Schleppmittel unter erhöhtem Druck gelöst wird. Die fein
verteilten Feststoffe setzen sich dabei in relativ kurzer
Zeit ab, und es gelingt problemlos, eine Feststoff-freie
Phase abzuziehen.
Wird beispielsweise Schieferöl mit einem Anteil an Feingut
von 20 Gew.-% mit Toluol zur Verminderung der Viskosität
versetzt und in einem Druckbehälter mit einem komprimierten
Kohlenwasserstoffgas wie Äthan, Propan usw. bei Tempera
turen oberhalb der kritischen Temperatur des Gases und
einem Druck vom Mehrfachen des kritischen Druckes des
Gases in Kontakt gebracht, so entsteht bei einem zweckmäßigen
Schleppmittelanteil (z. B. Toluol) überraschenderweise
eine Feststoff-freie fluide Phase, die das organische
Material enthält. Die feinen Feststoffpartikel setzen sich
in kurzer Zeit am Boden des Druckbehälters ab. Unter fluider
Phase wird das homogene Gemisch aus Schieferöl, Schlepp
mittel und komprimiertem Gas verstanden, das im Druckbe
hälter entsteht eine Dichte besitzt, die höher als die
des reinen komprimierten Gases unter den gleichen Bedingun
gen, aber geringer als die Dichte des Gemisches aus Öl und
Schleppmittel ist.
Die thermodynamischen Bedingungen der Trennung von Feststof
fen und Flüssigkeiten, wie sie erfindungsgemäß angewendet
werden, sowie eine Ausführungsform einer vorteilhaften
technischen Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens
seien nun anhand der Zeichnung für den Fall von Schiefer
öl als Ausgangsmaterial näher erläutert.
Fig. 1 zeigt ein Dreiecksdiagramm nach Gibbs, in dem die
Phasengrenzlinie des Systems aus Schieferöl, Schleppmittel
und dem überkritischen Gas (Konzentrationsdiagramm) darge
stellt ist. Mischungen einer Zusammensetzung, die zwischen
der Phasengrenzlinie und der Dreiecksseite zwischen der
Gasecke und der Schieferölecke liegen, zerfallen in eine
flüssige und eine gasförmige Phase.
Mischungen von einer Zusammensetzung, die außerhalb des so
gekennzeichneten Zweiphasengebietes liegen, sind einphasig.
Der Feststoff liegt als eine zusätzliche fein verteilte
Phase vor, die im Diagramm nicht dargestellt ist. Die orga
nischen Verbindungen lösen sich nicht im Feststoff. Ebenso
sind die begleitenden Feststoffe in der organischen Phase
unlöslich. Infolgedessen beeinflussen die Feststoffe das
Phasengleichgewicht nicht und sind deswegen im Konzentra
tionsdiagramm nicht berücksichtig. Die Teilchengröße des
Feststoffes liegt beispielsweise zwischen 0,1 bis 5 µm,
z. B. bis 2 µm.
Zwischen Schieferöl und Gas liegt eine Mischungslücke vor.
Mit zunehmendem Schleppmittelgehalt wird die Mischungslücke
kleiner, bis bei höherem Gehalt an Schleppmittel die Mi
schungslücke verschwindet. Hat ein Gemisch eine Zusammen
setzung, die z. B. in den senkrecht schraffierten Konzentra
tionsbereich fällt, so bildet sich bei dem Druck und der Tem
peratur, für die das Diagramm gilt, neben dem Feststoff zwei
Phasen, von denen die eine reich an Schieferöl und die
andere reich an Gas ist. Die an Schieferöl reiche Phase
soll als flüssige, die an Gas reiche Phase als gasförmige
Phase bezeichnet werden.
Aus Fig. 1 geht auch der bevorzugte Konzentrationsbereich
für die Komponenten der Mischung, d. h. Öl, Schleppmittel
und Gas, hervor. Dabei ist ein zweckmäßiger Betriebspunkt
mit I bezeichnet. Das entsprechende Gebiet im Konzentra
tionsdiagramm ist durch schräge Schraffierung gekenn
zeichnet. Es ist ersichtlich, daß das Verfahren vorzugsweise
bei Schleppmittelgehalten, die etwas oberhalb des Zweiphasen
gebietes liegen, am vorteilhaftesten durchzuführen ist, da
dann ein hoher Ölgehalt der fluiden Phase bei relativ ge
ringem Schleppmittelgehalt eingestellt werden kann und somit
das Verfahren besonders wirtschaftlich arbeiten.
Im weiteren Verlauf des erfindungsgemäßen Verfahrens er
folgt die Abscheidung des Öls entweder durch Temperatur
erhöhung und/oder durch Druckerniedrigung. Die thermodyna
mischen Bedingungen bei der Abscheidung des Feststoff-
freien Öls gehen aus Fig. 2 hervor. Durch die vorgenommene
Druckerniedrigung und/oder Temperaturerhöhung wird das Kon
zentrationsgebiet, in welchem das Gemisch in zwei Phasen
zerfällt, vergrößert. Eine zweckmäßige Änderung von Druck
und/oder Temperatur führt dann dazu, daß die abgezogene,
fluide Phase in das Zweiphasengebiet fällt, wie es im Kon
zentrationsdiagramm der Fig. 2 dargestellt ist. Dabei wird
eine an Öl reiche Phase (repräsentiert durch Punkt III) und
eine an Gas reiche Phase, welche arm an Öl ist, (reprä
sentiert durch Punkt II) erhalten.
Die an Öl reiche Phase wird der Druckapparatur entnommen
und danach entspannt. Bei der Entspannung wird das im Öl
gelöste Gas und ein Teil des gelösten Schleppmittels frei.
Der Rest des im Öl gelösten Schleppmittels wird bei der
Weiterverarbeitung nach an sich bekannten Verfahren, wie
Destillation, Strippen usw. zurückgewonnen.
Die gasreiche Phase, in der noch wenig Öl gelöst ist, wird
auf den Ausgangszustand gebracht (T 1, P 1) und erneut einge
setzt. Der durch das Ausschleusen des Feststoff-freien Öls
dem Kreislauf verlorengehende Anteil an überkritischem Gas
und Schleppmittel wird zweckmäßig ersetzt.
Eine zweckmäßige technische Ausführungsform dieser Erfindung
wird anhand von Fig. 3 näher erläutert.
In den Mischbehälter 1 werden die Suspensionen von Feststof
fen in Öl, das Schleppmittel und das Gas in einem geeigneten,
durch einfache Vorversuche leicht feststellbaren Mengenver
hältnis gegeben. Nach Einstellen von Druck und Temperatur
wird gut durchgemischt. Dabei bildet sich aus Öl, Schlepp
mittel und Gas eine einzige fluide Phase. Danach wird das
Gemisch in den Abscheidebehälter 2 überführt. Dort setzen sich
die fein dispergierten Feststoffe in kurzer Zeit ab. Nach er
folgter Trennung von Feststoff und fluider Phase wird der
Feststoff am Boden des Abscheidebehälters 2 abgezogen. Die
fluide Phase wird über einen Wärmeaustauscher 3 in den Rege
nerator 4 geführt. Durch Temperaturänderung wird das Zwei
phasengebiet so vergrößert, daß die fluide Phase in eine
an Öl reiche Phase (flüssige Phase) und eine gasreiche Phase
(Gasphase) zerfällt. Die ölreiche Phase wird am Boden des
Regenerators 4 abgezogen, entspannt und gelangt in den
Behälter 5 zur Abscheidung des bei der Entspannung frei wer
denden Entlösungsgases und Schleppmittels. Entlösungsgas
und Schleppmittel werden rekomprimiert und in den Kreislauf
über einen Wärmetauscher 6 zurückgegeben.
Aus pratkischen und wirtschaftlichen Gründen kann es vorteil
haft sein, die Trennung von Öl und Feststoffen in mehreren
Stufen vorzunehmen. Davon werden jedoch die Verfahrens
bedingungen im Mischbehälter und Regenerator nicht beein
flußt. Das Verfahren dieser Erfindung kann auch in einer
Kolonne im Gegenstrom erfolgen, wobei Mischstufen und Ab
scheidestufen in einem Apparat miteinander kombiniert wer
den.
Bei einer bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemäßen
Verfahrens wird zur Bildung des einphasigen Gemisches bei
einer Temperatur gearbeitet, die zwischen der kritischen
Temperatur der gasförmigen Komponente bis zu ihrem zweifachen,
insbesondere bis zu ihrem anderthalbfachen Wert reicht, wo
bei ein Bereich zwischen der kritischen Temperatur und einer
Temperatur, die um 100° höher liegt als die kritische Tempera
tur, besonders bevorzugt wird.
Ebenfalls entspricht es einer bevorzugten Ausführungsform
des erfindungsgemäßen Verfahrens, daß zur Bildung des ein
phasigen Gemisches ein Druck angewendet wird, der in dem
Bereich des kritischen Drucks der gasförmigen Komponente
bis zu seinem zehnfachen Wert, insbesondere seinem vierfachen
Wert, liegt, wobei ein Druckbereich zwischen dem kritischen
Druck des Gases bis zu seinem dreifachen Druck bevorzugt wird.
Allgemein kann gesagt werden, daß eine zweckmäßige Auswahl
für die Druck- und Temperaturbedingungen für den jeweiligen
Einzelfall leicht vom Fachmann durch einfache Vorversuche
bestimmt werden kann.
Die Überführung des einphasigen Gemisches in ein zweiphasi
ges System wird vorzugsweise zumindest hauptsächlich durch
Temperaturerhöhung durchgeführt. Eine absichtliche Druck
entspannung im System sollte vermieden werden. Bei einem
kontinuierlichen Kreilaufverfahren werden vorzugsweise
technisch bedingte, unvermeidliche Druckverluste an einem
geeigneten Punkt des Verfahrens durch entsprechende Druck
erhöhung in an sich bekannter Weise, wie beispielsweise
durch eine Kreislaufpumpe, ausgeglichen. Dabei ist zweckmäßig
selbstverständlich der höchste Druck im Mischbehälter.
Die Art der abzutretenden feindispergierten Feststoffe
spielt bei dem erfindungsgemäßen Verfahren keine entschei
dende Rolle. Im allgemeinen werden in Ölen, welche aus
Ölsand oder Ölschiefer erhalten worden sind, Tone, Schicht
tone, Kaolinmaterialien, also im wesentlichen Aluminium
silikatverbindungen, anwesend sein. Dagegen sind in Altölen
in erster Linie feine Metallteilchen sowie Kohlenstoff-
haltige Verbrennungsrückstände anzutreffen. In Produkten der
Kohlehydrierung sind in der Hauptsache Kohleteilchen in fein
ster Dispersion vorhanden. Als überkriti
sches Gas kommen insbesondere folgende Verbindungen in
Frage: ein aliphatischer Kohlenwasserstoff vorzugsweise
mit 1-10 kohlenstoffatomen, ein olefinischer Kohlen
wasserstoff vorzugsweise mit 2-4 Kohlenstoffatomen, ein
Halogen-haltiger, insbesondere Chlor- und/oder Fluor-haltiger
Kohlenwasserstoff insbesondere mit 1-4 Kohlenstoffatomen,
ein vorzugsweise einkerniger, aromatischer Kohlenwasserstoff,
welcher gegebenenfalls mit einer Alkylgruppe mit 1-4, ins
besondere 1-2 Kohlenstoffatomen, substituiert ist, Kohlen
dioxid, Schwefeldioxid, Stickstoff, Schwefelwasserstoff,
Wasserstoff, Kohlenmonoxid bzw. Ammoniak. Beispielsweise
können genannt werden: Methan, Äthan, Propan, Butan,
Pentan, Hexan, Heptan, Nonan, Decan, Toluol, Xylol,
Äthylen, Propylen, Monochlortrifluormethan, Methylchlorid,
Trichloräthan, Dichlordifluoräthan und ähnliche Verbindungen,
sowie Kohlenwasserstoffschnitte mit Siedetemperaturen zwischen
60 und 120°C.
Als Schleppmitel für die Durchführung des erfindungsgemäßen
Verfahrens kommen vorzugsweise folgende in Betracht:
Aliphatische Kohlenwasserstoffe mit 4-20 Kohlenstoffatomen,
cycloaliphatische Kohlenwasserstoffe vorzugsweise mit 5-6
Kohlenstoffatomen, welche gegebenenfalls durch Alkylgruppe(n)
vorzugsweise mit 1-3 Kohlenstoffatomen substituiert
sind, Halogen-haltige, insbesondere Chlor-haltige, alipha
tische Kohlenwasserstoffe vorzugsweise mit 1-4 Kohlenstoff
atomen, vorzugsweise ein- oder zweikernige Kohlenwasserstoffe,
die gegebenenfalls mit Alkylgruppe(n), insbesondere mit 1-2
Kohlenstoffatomen oder einer Aminogruppe substituiert sind
und sowohl aromatisch als auch ganz oder teilweise hydriert
sein können, insbesondere einwertige aliphatische Alkohole
mit vorzugsweise 1-5 Kohlenstoffatomen, aliphatische Ketone
insbesondere mit bis zu 5 Kohlenstoffatomen, Alkylester
aliphatischer Säure mit vorzugsweise 1-6 Kohlenstoffatomen
in der Alkoholkomponente, heterocyclische Verbindungen bzw.
Dimethylsulfoxid.
Im allgemeinen sind als Schleppmittel Lösemittel mit Siede
temperaturen im Bereich von Raumtemperatur bis 250°C geeignet,
insbesondere Kohlenwasserstoffgemische, die reich an
verzweigten Molekülen und cyclischen Kohlenwasserstoffen
und/oder reich an Aromaten sind. Als Beispiele seien im einzelnen
folgende Stoffe genannt: Benzol, Toluol, Xylod, Hexan,
Decana, Anilin, Furan, Dimethylformamid, Aceton, Pyridin,
Methanol, Äthanol, Propanol, Butanol, Amylalkohol, Methyl
acetat, Äthylacetat, Propylacetat, Butylacetat, Tetralin,
Tetrahydrofuran, Piperidin, Chloroform, Trichloräthylen,
Tetrachlorkohlenstoff, Cyclohexan, Methylcyclohexan, Methyl
äthylketon und ähnliche Verbindungen sowie Kohlen
wasserstoffgemische mit einem Siedebereich von 20-100°,
100 bis 150° oder 150 bis 200° bzw. Platformatschnitte
in einem Siedebereich von 90-200°C, vorzugsweise von
100-150°C.
Selbstverständlich können für das überkritische Gas und
für das Schleppmittel auch vorteilhaft Mischungen der oben
angegebenen Verbindungen bzw. Verbindungsgruppen einge
setzt werden. Die Auswahl des überkritischen Gases und des
Schleppmittels für den jeweilig vorliegenden Einzelfall
richtet sich nach den Ausgangsmaterialien sowie insbesondere
den gewünschten Verfahrensparametern.
Gegenüber anderen Verfahren der Abtrennung von Stoffen mit
Hilfe komprimierter überkritischer Gase ohne Verwendung von
Schleppmitteln hat das Verfahren dieser Erfindung insbeson
dere die folgenden Vorteile:
- 1. Es können bei der Abtrennung nahezu beliebig hohe Beladun gen der fluiden Phase mit dem abzutrennenden Öl erreicht werden, wodurch die Wirtschaftlichkeit bedeutend erhöht wird.
- 2. Es sind zur Abscheidung nur relativ geringe Änderungen von Druck und/oder Temperatur notwendig.
- 3. Die Trennung kann in einem weiten Temperaturbereich durch geführt werden, was durch geeignete Auswahl der Kombina tion überkritisches Gas/Schleppmittel erreicht wird.
- 4. Eine selektive Abtrennung bestimmter Teilmengen des Öles ist mit Hilfe geeigneter Schleppmittel möglich, d. h. bevorzugt können bestimmte Bestandteile des Öls gelöst werden.
Das erfindungsgemäße Verfahren wieder an einigen Beispielen
näher erläutert, ohne den Erfindungsgegenstand einzuschrän
ken:
300 g eines viskosen Schieferöls mit 20 Gew.-% Feststoff
mit Partikelgrößen zwischen 0,1 und 2 µm wurden in einem
Druckbehälter mit einem Gemisch aus 40 Gew.-% Toluol und
60 Gew.-% Äthylen im Gewichtsverhältnis von 1 : 3,3 bei
130°C und einem Druck von 130 atm vermischt. Danach wurde
das Gemisch in einen Abscheidebehälter überführt. Nach
einer Ruhepause von 4 Min. wurde ein feststofffreies Gemisch
mit einem Ölgehalt von 20 Gew.-% abgezogen. Am Boden wurde
ein Gemisch aus 68 Gew.-% Feststoff, 20 Gew.-% Öl und
12 Gew.-% Toluol nach der Entgasung erhalten. Die Zusammen
setzung der am Boden angezogenen Probe entspricht nicht
einem Phasengleichgewicht, weil infolge der lockeren Fest
stoffansammlung ein merkliches Volumen an fluider Phase mit
abgezogen wurde.
Zur Abscheidung des Öles wurde das Gemisch aus Schieferöl,
Toluol und Äthylen bei einem Druck von 130 atm auf 200°C
erwärmt. Dabei fiel ein Gemisch aus 210 g Schieferöl und
45 g Toluol nach Entgasung als Flüssigkeit aus. Die Gas
phase enthielt noch etwa 1 Gew.-% Schieferöl und 35 Gew.-%
Toluol in gelöster Form.
250 g eines Ölrückstandes mit einem Feststoffgehalt von
etwa 25 Gew.-% einer Partikelgröße zwischen 0,2 und 2 µm
wurden in einem Druckbehälter mit einem Gemisch aus 30 Gew.-%
Benzol und 70 Gew.-% Propan bei einer Temperatur von 120°C
und einem Druck von 80 atm etwa im Gewichtsverhältnis von
1 : 1,7 vermischt. Danach wurde das Gemisch stehen gelassen.
Nach einer Absetzzeit von 5 Min. wurde ein feststofffreies
Gemisch aus Öl, Benzol und Propan mit einem Ölgehalt von
40 Gew.-% abgezogen. Die Zusammensetzung des Gemisches,
welches sich am Boden abgesetzt hatte, war 65 Gew.-% Fest
stoff, 20 Gew.-% Öl und 15 Gew.-% Benzol nach Entgasung.
Zur Abscheidung des Öles wurde das Gemisch aus Öl, Benzol
und Propan bei einem Druck von 80 atm auf 200°C erwärmt.
Dabei fiel ein Gemisch aus 155 g Öl und 30 g Benzol nach
Entgasung als Flüssigkeit aus. Die Gasphase enthielt noch
etwa 5 Gew.-% Öl und 25 Gew.-% Benzol im Propan gelöst.
250 g eines viskosen Schieferöls mit einem Feststoffgehalt
von etwa 30 Gew.-% mit einer Partikelgröße zwischen 0,1 und
5 µm wurden in einem Druckbehälter mit einer Mischung aus
40 Gew.-% eines Platformatschnittes mit einem Siedebereich
von 100 bis 150°C und 60 Gew.-% Propan bei einer Temperatur
von 150°C und einem Druck von 100 atm im Gewichtsverhält
nis von etwa 1 : 2,2 vermischt. Danach wurde das Gemisch
stehen gelassen. Nach einer Absetzzeit von 5 Min. wurde
ein feststofffreies Gemisch aus Öl, Platformatschnitt und
Propan mit einem Ölgehalt von ca. 30 Gew.-% abgezogen. Die
Zusammensetzung des Gemisches, welches sich am Boden ab
gesetzt hatte, war etwa 75 Gew.-% Feststoff, 15 Gew.-% Öl
und 10 Gew.-% Platformatschnitt nach der Entgasung.
Zur Abscheidung des Öles wurde ein Gemisch aus Öl, Plat
formatschnitt und Propan bei einem Druck von 100 atm auf
200°C erwärmt. Dabei fiel ein Gemisch aus 150 g Schieferöl
und 30 g Platformat nach Entgasung als Flüssigkeit aus.
Die Gasphase enthielt noch etwa 2 Gew.-% Schieferöl und
36 Gew.-% Platformat im Propan gelöst.
250 g eines viskosen Öles aus der Kohlehydrierung mit einem
Feststoffgehalt von etwa 40 Gew.-% mit einer Partikelgröße
zwischen 0,1 und 5 µm wurden in einem Druckbehälter mit
einer Mischung aus 30 Gew.-% eines Kohlenwasserstoffge
misches des Siedebereiches von 90 bis 150°C und 70 Gew.-%
Butan bei einer Temperatur von 180°C und einem Druck von
90 atm im Gewichtsverhältnis von 1 : 2,5 vermischt. Danach
wurde das Gemisch stehen gelassen. Nach einer Absetzzeit von
5 Min. wurde ein feststofffreies Gemisch aus Öl, Kohlen
wasserstofffraktion und Butan mit einem Ölgehalt von ca.
18 Gew.-% abgezogen. Die Zusammensetzung des Gemisches,
welches sich am Boden abgesetzt hatte, war etwa 83 Gew.-%
Feststoff, 9 Gew.-% Öl und 8 Gew.-% der Kohlenwasserstoff
fraktion nach der Entgasung.
Zur Abscheidung des Öles wurde das Gemisch aus Öl, Kohlen
wasserstofffraktion und Butan mit einem Druck von 90 atm auf
250°C erwärmt. Dabei fiel ein Gemisch aus 129 g Öl und
30 g Kohlenwasserstofffraktion nach Entgasung als Flüssig
keit aus. Die Gasphase enthielt noch etwa 2 Gew.-% Öl und
27 gew.-% Kohlenwasserstofffraktion im Butan gelöst.
Claims (8)
1. Verfahren zur Abtrennung von feindispergierten Fest
stoffen aus Ölen, dadurch gekennzeichnet, daß diese
Öle mit einer Kombination aus komprimiertem, überkriti
schem Gas und einem Schleppmittel behandelt werden, wobei
Temperatur und Druck so gewählt werden, daß das System
aus Öl, Schleppmittel und überkritischem Gas einphasig
wird und das einphasige Gemisch aus Öl, Schleppmittel
und überkritischem Gas vom Feststoff abgezogen wird,
wonach man das abgetrennte einphasige Gemisch aus Öl, Schleppmittel und überkritischem gas so weit erhitzt, daß diese in eine ölreiche, flüssige Phase und eine ölarme Gasphase zerfällt und/oder
man das abgetrennte einphasige Gemisch aus Öl, Schleppmittel und überkritischem Gas so weit entspannt, daß das Gemisch in eine ölreiche, flüssige Phase und eine ölarme Gasphase zerfällt.
wonach man das abgetrennte einphasige Gemisch aus Öl, Schleppmittel und überkritischem gas so weit erhitzt, daß diese in eine ölreiche, flüssige Phase und eine ölarme Gasphase zerfällt und/oder
man das abgetrennte einphasige Gemisch aus Öl, Schleppmittel und überkritischem Gas so weit entspannt, daß das Gemisch in eine ölreiche, flüssige Phase und eine ölarme Gasphase zerfällt.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,
daß als überkritisches Gas mindestens eine der folgenden
Verbindungen oberhalb ihrer kritischen Temperatur und
oberhalb ihres kritischen Druckes verwendet wird: ein
aliphatischer Kohlenwasserstoff vorzugsweise mit 1-10
Kohlenstoffatomen, ein olefinischer Kohlenwasserstoff,
vorzugsweise mit 2-4 Kohlenwasserstoffatomen, ein
Halogen-haltiger, insbesondere Chlor- und/oder Fluor-
haltiger Kohlenwasserstoff insbesondere mit 1-4 Kohlen
stoffatomen, ein vorzugsweise einkerniger, aromatischer
Kohlenwasserstoff, welcher gegebenenfalls mit Alkyl
gruppe(n) mit 1-4, insbesondere 1-2 Kohlenwasser
stoffatomen, substituiert ist, Kohlendioxid, Schwefel
dioxid, Stickstoff, Schwefelwasserstoff, Wasserstoff,
Kohlenmonoxid bzw. Ammoniak.
3. Verfahren nach Anspruch 1-2, dadurch gekennzeichnet,
daß als überkritisches Gas Kohlenwasserstoffschnitte
mit Siedetemperaturen zwischen 60 und 120° verwendet
werden.
4. Verfahren nach Anspruch 1-3, dadurch gekennzeichnet,
daß als Schleppmittel aliphatische Kohlenwasserstoffe
mit 4-20 Kohlenstoffatomen, cycloaliphatische Kohlen
wasserstoffe vorzugsweise mit 5-6 Kohlenstoffatomen,
welche gegebenenfalls durch Alkylgruppe(n) vorzugsweise
mit 1-3 Kohlenstoffatomen substituiert sind,
Halogen-haltige, insbesondere Chlor-haltige, aliphatische
Kohlenwasserstoffe vorzugsweise mit 1-4 Kohlenstoff
atomen, vorzugsweise ein- oder zweikernige Kohlenwasser
stoffe, die gegebenenfalls mit Alkylgruppe(n), insbeson
dere mit 1-2 Kohlenstoffatome oder einer Aminogruppe
substituiert sind und sowohl aromatisch als auch ganz
oder teilweise hydriert sein können, insbesondere ein
wertige aliphatische Alkohole mit vorzugsweise 1-5
Kohlenstoffatomen, aliphatische Ketone insbesondere
mit bis zu 5 Kohlenstoffatomen, Alkylester aliphatischer
Säuren mit vorzugsweise 1-6 Kohlenstoffatomen in der
Alkoholkomponente, heterocyclische Verbindungen bzw.
Dimethylsulfoxid verwendet werden.
5. Verfahren nach Anspruch 1-4, dadurch gekennzeichnet,
daß als Schleppmittel ein Kohlenwasserstoffgemisch
im Siedebereich von 20 bis 100°, 100- 150°C oder
150-200°C verwendet wird.
6. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet,
daß als Schleppmittel ein Platformatschnitt im Siede
bereich von 70-200°C, vorzugsweise von 100-150°C,
verwendet wird.
7. Verfahren nach Anspruch 1-6, dadurch gekennzeichnet,
daß zur Bildung des einphasigen Systems aus Öl,
Schleppmittel und überkritischem Gas eine Temperatur
im Bereich zwischen der kritischen Temperatur des
Gases bis zu ihrem zweifachen Wert, vorzugsweise zwischen
der kritischen Temperatur des Gases bis zu einer Tempera
tur, die um 100°C höher als die kritische Temperatur
liegt, angewendet wird.
8. Verfahren nach Anspruch 1-7, dadurch gekennzeichnet,
daß zur Bildung des einphasigen Systems aus Öl,
Schleppmittel und überkritischem Gas ein Druck im
Bereich zwischen dem kritischen Druck des Gases bis zu
seinem zehnfachen Wert, vorzugsweise im Bereich zwischen
dem kritischen Druck des Gases bis zu seinem dreifachen
Wert, angewendet wird.
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