DE3241317T1

DE3241317T1 - Verfahren und Vorrichtung zur Entfernung von organischen Verunreinigungen aus mineralischen Feststoffen mit hohem organischem Anteil

Info

Publication number: DE3241317T1
Application number: DE19823241317
Authority: DE
Inventors: Christopher P. Arlington Mass. Eppig; Bruce M. Wayland Mass. Putnam; Richard P. Cambridge Mass. deFilippi
Original assignee: Critical Fluid Systems Inc 02140 Cambridge Mass
Current assignee: CF SYSTEMS CORP CAMBRIDGE MASS US
Priority date: 1981-04-17
Filing date: 1982-04-19
Publication date: 1984-09-20
Also published as: NL8220184A; EP0076849A4; EP0076849A1; DE3279302D1; EP0076849B1; BR8207660A; NO824218L; JPS58500602A; US4434028A; WO1982003566A1; GB2110109A; NO165576C; GB2110109B; JPH0237202B2; NO165576B

Description

Die Erfindung bezieht sich auf die Entfernung von einem oder mehreren organischen Bestandteilen aus teilchenförmigen mineralischen Feststoffen mit hohem anorganischem Anteil und insbesondere auf ein Verfahren und eine "Vorrichtung zur Entfernung von öl aus ©!verunreinigtem Bohrklein, das beim Öl-Tiefbohren entsteht«

Sogenannte Bohrschlämme oder Spülflüssigkeiten sind Flüssigkeiten, die zur Steuerung von Formationsdrücken, zur Schmierung und Kühlung des Bohrkopfes oder Bohrmeißels, zum Herausspülen von Bohrklein aus dem Bohrloch und zur Bildung eines befestigten Wandkuchens an den Seiten des Bohrloches vor der Auskleidung verwendet werden. Diese Bohrschlämme, die hoch viskos sind, weisen eine komplizierte Zusammensetzung auf und schließen fein verteilte Materialien wie gemahlenes Ilmenit, Bentonit, verschiedene Lehme, Baryt, Bleierze, Fasern, Muschelschalen und dergleichen in einem flüssigen Medium ein, das wäßrig sein kann (d. h. Wasser oder Salzwasser) oder auch eine ölbasis haben kann (beispielsweise Dieselöl)«. Die letzteren sogenannten Öl-Bohrschlämme haben sich als besonders vorteilhaft bei der Lösung bestimmter Bohrprobleme herausgestellt j insbesondere beim Bohren von Schiefer sowie beim Bohren mit schwimmenden Bohrplattformen außerhalb des Küstengebietes. Es wurde festgestellt, daß Öl-Bohrschlämme bei schwimmenden Bohrplattformen Bohrprobleme wie beispielsweise Bohrlochinstabilität, Schiefernachrutschen, JSalzströmungen und übermäßige Korrosion lösen. Die Öl-Bohrschlämme sind weiterhin insbesondere für Hochtemperaturbedingungen geeignet und sie tragen dazu

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bei, die Abnutzung von am Bohrlochboden befindlichen Bohrmotoren zu verringern.

Bei der Verwendung von Bohrschlämtnen, insbesondere der öl»Bohrschlämme auf schwimmenden Bohrplattformen, ergibt sich jedoch ein schwerwiegendes Problem. Dieses Problem besteht in der Beseitigung des Bohrkleins, das nach der Trennung von dem aus dem Bohrschacht hochgepumpten Bohrschlämm öl auf der Oberfläche und in vielen Fällen innerhalb der porösen Struktur dieses Bohrkleins trägt. In vielen Fällen nimmt das ölverunreinigte Bohrklein auch oberflächen- oder kapillaraktive Mittel und andere Bohrschlammzusätze auf.

Weil Umweltschutzbedingungen das Über-Bord-Leiten von ölverunreinigtem Bohrklein von einer schwimmenden ölbohrplattform verbieten, ist es erforderlich, irgendeine Möglichkeit zu finden, dieses Bohrklein zu reinigen oder auf andere Weise zu beseitigen.

Wie dies in der Literaturstelle "Cuttings Can Meet Offshore Environment Specifications", Oil and Gas Journal, /14·. August 1972, S* 73-76, beschrieben ist, bestehen die beiden allgemeinen Möglichkeiten zur Beseitigung des Bohrkleins darin, entweder das Bohrklein auf der schwimmenden ölbohrplattform zu reinigen oder es in relativ kostspieliger Weise zu Lagerstätten auf dem Festland zu transportieren» Die Reinigung erfolgte entweder durch Waschen unter Verwendung eines geeigneten Reinigungsmittels, durch Abtrennen des Öls unter Verwendung von Hochintensitätslampen, die das Bohrklein einer Temperatur von ungefähr 2200 ⁰C aussetzen, oder durch Vakuumdestillation.

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Eine Lösungsmittelextraktion wurde ebenfalls vorgeschlagen. Das Waschen des Bohrkleins erfordert die Handhabung von großen Volumina der Waschlösung, das Abtrennen des Öls führt zu Feuergefahren sowie dazu, daß nicht das gesarate Bohrklein in gleichmäßiger Weise den Lampen ausgesetzt ist, und die Vakuumdestillation erfordert große Kapitalinvestitionen. Die US-Patentschrift 4 242 146 gibt als Alternative zu diesen allgemein verwendeten Techniken der ölbeseitigung die Verdichtung des ölverunreinigten Bohrkleins und eines speziellen oberflächenaktiven Mittels mit einem öl absorbierenden Material an, um das öl zu binden9 worauf das verdichtete kompaktierte Material anschließend über Bord geworfen wird« Obwohl das kompaktierte Material in Abhängigkeit von seiner Dichte scheinbar bis zu einer gewissen Meerestiefe sinkt, besteht möglicherweise die langfristige Möglichkeit, daß das korapaktierte Material sich zerlegt, zur Oberfläche aufsteigt und öl mit sich bringt« Weiterhin erfordert diese Technik die kontinuierliche Zuführung des ein Verbrauchsgut darstellenden oberflächenaktiven Mittels und des absorbierenden Materials zu der Erdölbohrplattform, wodurch die Bohrkosten wesentlich erhöht werden.

E3 ist zu erkennen, daß eine echte Notwendigkeit für ein verbessertes Verfahren und eine Vorrichtung zur Reinigung von Bohrklein derart besteht, daß das Bohrklein beseitigt und fortgeworfen werden kann, ohne daß irgendwelche Umweltprobleme hervorgerufen werden» Obwohl diese Notwendigkeit derzeit besonders bei schwimmenden Bohrplattformen auf dem Meer gegeben ist, bei denen es äußerst erwünscht ist, in der Lage zu sein,, das Bohrklein über Bord zu leiten, kann sie mit der Zeit genau so wichtig bei

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Bohrvorgängen auf dem Pestland werden, wenn und sobald gesetzliche Bestimmungen es nicht mehr möglich machen, Abfallbeseitigungsstätten für das ö!verunreinigte Bohrklein zu finden.

Im Hinblick darauf, daß Bohrschlämme Zusätze wie Emulgiermittel und oberflächen»· oder kapillaraktive Mittel enthalten, kann es wünschenswert oder erforderlich sein, periodisch einen übermäßigen Aufbau solcher Materialien in der Wiederverwendung zugeführten Bohrschlämmen zu beseitigen» Es kann weiterhin wünschenswert oder erforderlich sein, Bohrschlämme auf ölbasis, die unbrauchbar geworden sind, zu verarbeiten, um das öl wiederzugewinnen und die festen Materialien zu beseitigen.

Auch bei anderen teilchenförmigen mineralischen Feststoffen mit hohem anorganischem Anteil kann es erforderlich sein, daß sie von öl getrennt werden. Beispielsweise kann öl physikalisch mit mineralischen Feststoffen, beispielsweise Sand, entweder durch einen biologischen Vorgang oder durch irgendwelche zufällige Vorgänge, wie beispielsweise durch das Auslaufen von öl, gemischt werden. Derartige, physikalische Mischungen von öl und teilchenförmigen mineralischen Feststoffen mit hohem anorganischem Anteil können ebenfalls dem erfindungsgemäßen Verfahren unterworfen werden, um die beiden Bestandteile zu trennen.

Obwohl das erfindungsgemäße Verfahren und die Vorrichtung aus Vereinfachungsgründen im folgenden anhand der Entfernung von öl aus Bohrklein beschrieben wird, ist es verständlich, daß dieses Verfahren und die Vorrichtung genau

so für die Entfernung organischer Bestandteile aus mineralischen Feststoffen geeignet sind₉ wie sie weiter oben genannt wurden.

Es ist daher das primäre Ziel dieser Erfindung, ein neuartiges Verfahren zur Entfernung eines oder mehrerer organischer Bestandteile aus teilchenförmigen mineralischen Feststoffen mit hohem anorganischem Anteil zu schaffen, wenn das organische Material nicht chemisch mit dem Mineral verbunden ist.

Ein weiteres primäres Ziel dieser Erfindung besteht darin, ein verbessertes Verfahren zur Behandlung von Bohrklein zur Entfernung von öl und anderen Zusätzen aus dem Bohrklein zu schaffen. Ein weiteres Ziel der Erfindung ist die Schaffung eines Verfahrens der beschriebenen Art, das es ermöglicht, das behandelte Bohrklein dadurch zu beseitigen, daß es von einer schwimmenden Bohrplattform über Bord geleitet wird, ohne daß das Wasser verunreinigt wird. Ein weiteres Ziel besteht in der Schaffung eines derartigen Verfahrens, das auf der Verwendung eines wiederverwendbaren Extraktionsmittels beruht und lediglich die Zufuhr von Ergänzungs-Extraktionsmittel erfordert. Ein weiteres Ziel besteht in der Schaffung eines Verfahrens der beschriebenen Art, das eine Flexibilität hinsichtlich von Faktoren wie der Art des verwendeten Bohrschlamms, der Art des nach oben geförderten Bohrkleins und des Ausmaßes ergibt, in dem die Schlammbestandteile wiedergewonnen und/oder wiederverwendet werden können.

Ein weiteres primäres Ziel der Erfindung besteht darin, eine verbesserte Vorrichtung und ein diese einschließendes

System zu schaffen, das für Installationen auf dem Meer oder auf dem Festland geeignet ist und das die Behandlung von Bohrklein oder anderen teilchenförmigen mineralischen Feststoffen mit hohem anorganischem Anteil zur Entfernung von öl oder anderen organischen Verunreinigungen hieraus ermöglicht. Ein weiteres Ziel besteht in der Schaffung einer Vorrichtung der beschriebenen Art, die die Entfernung von öl aus Bohrklein bis zu einem derartigen Ausmaß ermöglicht, daß die Beseitigung des Bohrkleins ermöglicht wird, ohne daß Umweltprobleme hervorgerufen werden. Ein weiteres Ziel besteht in der Schaffung einer derartigen Vorrichtung, die die Wiedergewinnung des Extraktionsmittels, die Wiedergewinnung von Bohrschlammbestandteilen und die wirkungsvolle Ausnutzung der Energie ermöglicht, die dem System zugeführt wird.

Weitere Ziele der Erfindung sind teilweise naheliegend und werden teilweise aus der folgenden Beschreibung erkennbar.

Die Erfindung umfaßt entsprechend die verschiedenen Schritte und die Beziehung von einem oder mehrerer dieser Schritte bezüglich einander, sowie die Vorrichtung, die Konstruktionsmerkmale,Kombinationen von Elementen und Anordnungen von Teilen aufweist, die zur Durchführung dieser Schritte ausgebildet sind, wie dies in der folgenden ausführlichen Beschreibung als Beispiel angegeben ist, wobei der Rahmen der Erfindung durch die Ansprüche angegeben ist.

Entsprechend einem Grundgedanken der Erfindung wird ein Verfahren zur Beseitigung von Verunreinigungen unter

Einschluß von öl aus teilchenförmigen mineralischen Feststoffen mit hohem anorganischem Anteil geschaffen, das die Schritte des Inberührungbringens der mineralischen Feststoffe mit einem Extraktionsmittel, das ein Gas ist, das unter derartigen Druck- und Temperaturbedingungen gehalten wird, daß das Extraktionsmittel in einem flüssigen Zustand zugeführt wird, in dem es ein Lösungsmittel für die organische Verunreinigung ist, und der Trennung des Extraktionsmittels mit den darin enthaltenen "Verunreinigungen von den mineralischen Feststoffen.

Entsprechend einem weiteren Grundgedanken der Erfindung wird ein Verfahren zur Entfernung von öl aus teilchenförmigen mineralischen Feststoffen mit hohem anorganischem Anteil geschaffen, das die Schritte des Inberührungbringens der mineralischen Feststoffe in einem Druckgefäß mit einem Extraktionsmittel, das ein Gas ist, das unter einem derartigen Druck und unter einer derartigen Temperatur gehalten wird, daß das Gas in einen flüssigen, öl lösenden Zustand umgewandelt wird, so daß das öl in dem Extraktionsmittel gelöst wird und ein ausströmendes Medium bildet, das eine Extraktionsmittel-Öllösung enthält, der Trennung des ausströmenden Mediums von den resultierenden im wesentlichen ölfreien mineralischen Feststoffen, der Verringerung des Druckes des ausströmenden Mediums auf einen ausreichenden Wert, um das Extraktionsmittel für das öl nicht-lösend zu machen und um ein Zweiphasen-Druckverringerungsprodukt zu schaffen, und der Trennung des Zweiphasen-Druckverringerungsproduktes in öl und Extraktionsmittel zur Wiederverwendung umfaßt.

Entsprechend einem weiteren Grundgedanken der Erfindung

wird ein System zur Entfernung organischer Verunreinigungen unter Einschluß von öl aus teilchenförmigen mineralischen Peststoffen mit hohem anorganischem Anteil geschaffen das in Kombination folgende Teile umfaßt: Druckgefäßeinrichtungen$ die zur Bewirkung eines Kontaktes zwischen teilchenförmigen, eine organische Verunreinigung enthaltenden mineralischen Feststoffen mit hohem organischem Anteil mit einem Extraktionsmittel für die Verunreinigung ausgebildet sind, wobei das Extraktionsmittel ein Gas ist, das unter derartigen Druck- und Temperaturbedingungen gehalten wird, daß es in einen flüssigen, die Verunreinigung lösenden Zustand umgewandelt wird. Einrichtungen zum Zirkulieren des Extraktionsmittels in dem flüssigen lösenden Zustand durch die Druckgefäßeinrichtungen zur Bildung eines ausströmenden Mediums, das die Verunreinigung enthält, Druckverringerungseinrichtungen zur Verringerung des Druckes des ausströmenden Mediums zur Bildung von zwei Phasen, die eine das Extraktionsmittel enthaltende Dampfphase und eine flüssige Phase umfassen, die die Verunreinigung enthält, Trenneinrichtungen zum Trennen der Dampfphase und der flüssigen Phase und Einrichtungen zum Abziehen der im wesentlichen verunreirijigungsfreien Feststoffe aus den Druckgefäßeinrichtungen zu ihrer Beseitigung.

Zum leichteren Verständnis der Eigenart und der Ziele der Erfindung sei auf die folgende ausführliche Beschreibung anhand der beigefügten Zeichnungen Bezug genommen; in diesen zeigen;

Fig. 1 eine schematische Darstellung der grundlegenden Schritte des erfindungsgemäßen Verfahrens,

Fig. 2 ein ausführliches AbIaufdiagramm, das ein Beispiel für eine Vorrichtung für das erfindungsgemäße System bis zu dem Punkt zeigt, an dem das Extraktionsmittel und das öl zur Rückgewinnung voneinander getrennt werden,

Fig. 3 eine Fortsetzung der Fig. 2, worin eine Ausführungsfortn einer Vorrichtung gezeigt ist, die eine Einrichtung zur Trennung des Extraktionsmittels und des Öls und zur Wiedergewinnung eines oder beider dieser Bestandteile zeigt,

Fig. 4- eine schematische Darstellung einer Vorrichtung, die zur Auswertung verschiedener Extraktionsmittel zur Entfernung von öl aus Bohrklein verwendet wird.

In der folgenden ausführlichen Beschreibung wird die Entfernung von öl aus Bohrklein, das von einem Bohrschlamm auf ölbasis mitgeführt wird, als Beispiel für die Anwendung des erfindungsgemäßen Verfahrens sowie der Vorrichtung verwendet.

Wie dies schematisch in Fig« 1 gezeigt ist, enthält der aus dem Bohrloch hochgebrachte Bohrschlamm das Bohrklein, aus dem das öl entfernt werden muß» Wenn der verwendete Bohrschlamm ein Bohrschlamm auf ölbasia ist, so ist das öl auf dem Bohrklein das öl in dem Schlamm oder eine Mischung des Öls in dem Schlamm und des Öls aus dem Bohrschacht. Wenn der Bohrschlamm ein Bohrschlamm auf Wasserbasis ist, so können die Verunreinigungen auf dem Bohrklein durch verschiedene organische Zusätze, die dem Bohrschlamm zugefügt werden, und/oder durch irgendwelche ölbestandteile aus dem Bohrschacht gebildet sein. Obwohl es allgemein vorzuziehen ist, von dem Bohrklein vor dessen Verarbeitung so viel wie möglich an Bohrschlamm zu entfernen, ist es möglich, das Bohrklein ohne Trennung von dem Bohrschlamm zu behandeln, wobei in diesem Fall das öl in dem Bohrschlamm ebenfalls extrahiert wird. Eine Trennung des Bohrkleins von dem Bohrschlamm wird typischerweise in einer Siebmaschine oder einem "Schieferrüttler" durchgeführt, der ein Sieb mit einer geeigneten Maschengröße aufweist, um sicherzustellen, daß der Schlamm hindurchfallen kann, während das Bohrklein für die weitere Behandlung festgehalten wird. Im Fall von Bohrschlapsm auf ölbasis kann das beim Sieben verbleibende Bohrklein bis zu 50 % des Gewichtes des Bohrkleins öl enthalten, das an der Oberfläche sowie in den Poren anhaftet, wenn das Bohrklein aus einem porösen Material gebildet ist. Weiterhin können an dem Bohrklein Schlammzusätze anhaften, wie beispielsweise oberflächen- oder kapillaraktive Mittel, hydrophobe Mittel, Emulgiermittel, Mittel zur Bildung metallorganischer Verbindungen und dergleichen» Es bestehen Beschränkungen hinsichtlich des maximalen ölgehaltes von irgendwelchem Bohrklein, das von

irgendwelchen schwimmenden Bohrplattformen über Bord geworfen werden darf, und es ist zu erkennen, daß diese Beschränkungen weiter verschärft werden.

Nach dem Trennen des ölverunreinigten Bohrkleins von dem Bohrschlamm kann es wünschenswert oder erforderlich sein, das abgetrennte Bohrklein zu zerkleinern, um einen optimalen Größenbereich des Bohrkleins zu erzielen, der an die Betriebseigenschaften der übrigen, das Behandlungssystem bildenden Vorrichtung und der verwendeten Bearbeitungsoder Verarbeitungsflüssigkeiten angepaßt ist«. Ein derartiger optimaler Größenbereich kann leicht für irgendein Gesamtsystem bestimmt werden und hangt von verschiedenen Faktoren ab, wie beispielsweise der Menge des Restöls, die toleriert werden kann, der Porosität des Bohrkleins und dergleichen. Es ist vorzuziehen, daß die Größe der Teilchen des Bohrkleins nicht größer als 10 Tyler-Mesh ist.

Das ölverunreinigte Bohrklein mit einem vorgegebenen Teilchengrößenbereich wird dann einer Druck-Extraktionssäule zugeführt. Diese Zuführung erfolgt vorzugsweise dadurch, daß das Bohrklein unter Verwendung eines Öls oder einer wäßrigen Flüssigkeit in einen pumpbaren Schlamm umgewandelt wird, der in die Säule gepumpt wird. Dieselöl kann als Beispiel für ein den Schlamm bildendes öl genommen werden, während Seewasser oder Salzwasser ein Beispiel für eine wäßrige Flüssigkeit darstellt. Es ist zu erkennen, daß andere öle und wäßrige Flüssigkeiten, unter Einschluß von Frischwasser, verwendet werden können. In der folgenden ausführlichen Beschreibung wird jedoch aus Vereinfachungsgründen angenommen, daß entweder Dieselöl oder

Seewasser verwendet wird« Es ist selbstverständlich wünschenswert, einen pumpbaren Bohrklein-Schlamm zu bilden? der einen möglichst hohen Feststoffgehalt aufweist, bei dem es jedoch noch möglich ist, den Schlamm mit der oder den verwendeten Pumpen zu handhaben· Normalerweise stellt ein Feststoffgehalt von ungefähr 50 % des Schlammgewichtes ein derartiges Maximum dar.

Wie dies weiter oben erwähnt wurde, kann beim Bohren ein Bohrschlamm entweder auf Wasserbasis oder auf ölbasis verwendet werden» Die Verwendung dieser beiden verschiedenen Bohrschlämme zusammen mit der Tatsache, daß die Schritte der Trennung des Bohrkleins von dem Schlamm und/oder der Schritt der Zerkleinerung des Bohrkleins fortgelassen werden können, ergibt eine Anzahl von Möglichkeiten sowohl hinsichtlich der Schritte, die vor der Schlammbildung getroffen werden, als auch hinsichtlich der für die weitere Verarbeitung gebildeten Schlämme. Wenn beispielsweise das Bohrklein von dem Bohrschacht in einem Bohrschlamm auf Wasserbasis hochgebracht wird, so kann dieses Bohrklein öl und/oder andere organische Verunreinigungen enthalten, beispielsweise Bohrschlammzusätze, wie beispielsweise oberflächenaktive Mittel und dergleichen. Ein derartiger Bohrschlamm auf Wasserbasis kann direkt in ein© Aufschlämmung umgewandelt werden oder alternativ kann das Bohrklein von dem Bohrschlamm getrennt, falls erforderlich zerkleinert und dann für die Bildung eines wäßrigen oder ölschlammes verwendet werden» Wenn das Bohrklein jedoch in einem Bohrschlamm auf ölbasis an die Oberfläche hochgebracht wird, so ist das Bohrklein hauptsächlich durch öl verunreinigt. Dieser Schlamm mit dem Bohrklein kann dann direkt zur Bildung

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einer ölaufschlämmung verwendet werden oder das Bohrklein kann von dem Bohrschlamm getrennt, falls erforderlich zerkleinert und dann zur Bildung eines Wasser- oder vorzugsweise ölschlamms verwendet werden.

Das Bohrklein wird dem Extraktionsgefäß zugeführt, in dem es mit einem Extraktionsmittel in Berührung gebracht wird. Wenn das Bohrklein in einem Schlamm zugeführt wird, so wird überschüssiges Aufschlämmöl oder -wasser vorzugsweise unmittelbar vor dem Extraktionsschritt von dem Schlamm entfernt oder abgepreßt.

Das verwendete Extraktionsmittel ist ein Material, das sich bei normalen Drücken und Temperaturen in gasförmigem Zustand befindet und das in einen gelösten flüssigen Zustand umgewandelt werden kann, beispielsweise eine Flüssigkeit oder eine superkritische Flüssigkeit, indem dieses Material einer Kombination von Drücken und Temperaturen ausgesetzt wird, die den physikalischen Zustand des Materials ändern. Es ist üblicherweise vorzuziehen, als Extraktionsmittel Gase zu verwenden, die ein Molekulargewicht von weniger als ungefähr 200 aufweisen. Beispiele für derartige Extraktionsmittel sind Kohlenstoffdioxid, Äthan, Äthylen, Propan, Propylen und andere Kohlenwasserstoffe sowie gasförmige halogen!sierte Kohlenwasserstoffe, wie beispielsweise Dichlordifluormethan.

Bevorzugte Extraktionsmittel für das erfindungsgemäße Verfahren sind Dichlordifluormethan (Τ_Λ * 120 ⁰G, P- * ^»6 at), Propan (T„ = 95«6 G, P„ = 43 at) und Kohlenstoffdiosid (T₀ * 31,1 ⁰G, PG =73 at)_e Obwohl Kohlendioxid einen höheren Druck als Propan erfordert, kann es

als Extraktionsmittel bevorzugt sein, weil es wenig aufwendig ist j als solches keine Umweltverschmutzung bildet und ein relativ gutes Lösungsmittel über Druck- und Tem» peraturbereiche bildet, die keine übermäßigen Forderungen an die mechanische Festigkeit der verwendeten Anlagen stellen. Kohlenstoffdioxid kann in dem gewünschten fluidisehen Zustand unter Drücken zwischen ungefähr 50 und 220 at und bei Temperaturen zwischen ungefähr 15 ⁰C ungefähr 15Ο ⁰C gehalten werden. Propan und Dichlordifluormethan können über den gleichen Temperaturbereich und über Druckbereiche von 8 bis 220 bzw. 4-,8 bis 220 at verwendet werden.

Die Fähigkeit von Kohlenstoffdioxid, als Flüssigkeit im nahezu kritischen Zustand und als Strömungsmittel oder Fluid in superkritischem Zustand als Extraktions-Lösungsmittel zu dienen, ist seit einer Anzahl von Jahren bekannt (siehe beispielsweise Francis, A. W., J. Phys. Chem. 58, 1099 (1954)» uad Ind. Eng. Chem. 47, 230 (1955))· Nahezu kritische und superkritische Fluide unter Einschluß von Kohlenstoffdioxid wurden als Lösungsmittel für einen weiten Bereich von Materialien unter Einschluß verschiedener öle (US-Patente 1 8Ο5 751, 2 130 147 und

2 281 865), G-eschmacksbestandteile (US-Patent 3 4-77 856), Kaffein in Kaffee (US-Patent 3 842 847), Kakaobutter aus einer Kakaomasse (US-Patent 3 923 847), Fett aus Getreide und dergleichen (US-Patent 3 939 281), Resthexan aus entfettetem Getreide (US-Patent 3 966 981) und einer Vielzahl von Materialien wie Paraffinen, Glycerol, ölen und Fetten aus einer Vielzahl von Mischungen (US-Patent

3 969 196) vorgeschlagen. Eine sehr ausführliche Übersicht über den. allgemeinen Bereich der Extraktion mit

superkritischen Gasen findet sich in "Angewandte Chemie"-Internationale Ausgabe in Englisch, 17:10, S. 701-784 (Oktober 1978).

Der Extraktionsschritt wird bei einer Temperatur durchgeführt, die durch die Wahl der Temperatur-ZDruck-Bedingungen bestimmt ist, die aus dem Extraktionsmittel ein Lösungsmittel für das an dem Bohrklein anhaftende öl und irgendwelches in der Aufschlämmung enthaltenes öl machen« Sobald das öl von dem Bohrklein auf das Extraktionsmittel durch Lösung in diesem übertragen wurde, wird das gereinigte ölfreie Bohrklein von der Öl-Extraktionsmittel-Lösung getrennt und über Bord einer schwimmenden Bohrplattform geworfen oder bei Bohranlagen auf dem Festland zu einer geeigneten Lagerstelle gebracht.

Das Extraktionsmittel wird dadurch wiedergewonnen, daß das aus dem Extraktionsschritt ausströmende Medium einer Änderung des physikalischen Zustandes unterworfen wird, so daß es das öl nicht mehr lösen kann. Normalerweise kann dies dadurch erreicht werden, daß der Druck auf das ausströmende Medium verringert wird, wobei das Ausmaß, in dem der Druck verringert wird, um das Extraktionsmittel in einen das öl nicht lösenden Zustand zu überführen, von dem verwendeten Extraktionsmittel und von der Temperatur der Lösung abhängt. Das Überführen des Extraktionsmittels in einen das öl nicht lösenden Zustand führt zur Bildung eines Zwei-Phasen-Systems, das dann in eine mit öl angereicherte Phase und eine das öl nicht lösende Extraktlonsmittel-Phase getrennt wird. Eine Änderung des Drukkes und falls erforderlich der Temperatur wandelt das Extraktionsmittel wieder in einen öllösenden Zustand um, so

daß das Extraktionsmittel wieder verwendbar ist« Eine im wesentlichen vollständige Trennung des Öls von dem Extraktionsmittel in dem ausströmenden Medium ergibt ein öl mit einer derartigen Qualität, daß es dem Bohrschlamm wieder hinzugefügt werden kann, erneut zur Bildung der pumpbaren Aufschlämmung verwendet werden kann oder auf irgendeine andere gewünschte Weise verwendbar ist.

Fig. 2 zeigt ein ausführliches AbIaufdiagramm eines Systems, das zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens geeignet ist. Der Bohrschlamm mit dem Bohrklein wird aus dem Bohrschacht mit einer Temperatur herausgepumpt, die von der Lage, der Tiefe des Bohrschachtes usw. abhängt. Obwohl es möglich ist, den Bohtfschlamm von dem Bohrschacht Schlammspeichereinrichtungen vor der Behandlung des Bohrkleins zuzuführen, ist es vorzuziehen, das Bohrklein direkt zu behandeln, um die Notwendigkeit eines Speichervolumens fortfallen zu lassen. Entsprechend wird, wie dies in Fig. 2 gezeigt ist, der Schlamm vorzugsweise direkt von dem Bohrschacht zu einer Bohrklein-Trennvorrichtung 10 transportiert, beispielsweise zu einem Schieferrüttler, der ein Sieb 11 mit einer derartigen Maschengröße aufweist, daß im wesentlichen das gesamte Bohrklein oberhalb einer vorgegebenen Größe, beispielsweise größer als ungefähr 50 m festgehalten wird. Bohrschlamm, aus dem das Bohrklein entfernt wurde, wird dann über eine Leitung 12 einem (nicht gezeigten) Schlammbehälter für eine erneute Verwendung zugeführt.

Wenn das Bohrklein dem Extraktionsgefäß als Aufschlämmung zugeführt werden soll, wird das auf dem Sieb 11 festgehaltene Bohrklein über eine Leitung 15 zu einem

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Aufschläramtank 16 überführt. Wenn das Bohrklein in seiner Größe verringert werden muß, beispielsweise durch Quetschen, so wird das Bohrklein durch eine Quetschvorrichtung 17, beispielsweise eine Quetschvorrichtung mit glatten Walzen, in einer Leitung 15 geleitet. Wie dies durch die strichpunktierten Linien 18 und 19 angedeutet ist, kann ein Teil des Schlammes von der Trennvorrichtung 10 oder der gesamte Bohrschlamm von dem Bohrschacht' dem Aufschlämmtank zugeführt werden. Es kann wünschenswert sein, periodisch den gesamten Bohrschlamm von dem Bohrschacht zu verarbeiten, um die Menge an teilchenförmigen Feinstoffen, beispielsweise Bohrklein, das durch das Sieb 11 hindurchgelangt, zu verringern. Eine übermäßige Menge derartiger Feinstoffe kann die Viskosität des Bohrschlammes über einen Wert hinaus vergrößern, von dem an es nicht mehr möglich ist, den Bohrschlamm in den Bohrschacht hinein und aus diesem heraus zu pumpen.

Wie dies weiter oben erwähnt wurde, kann die zur Bildung der Aufschlämmung verwendete Flüssigkeit ein öl, beispielsweise ein öl mit einem Siedepunktbereich zwischen ungefähr 175 ⁰G "und ungefähr 350 ⁰C oder eine wäßrige Flüssigkeilt sein. Dieselöl ist besonders als Aufschlämmflüssigkeit geeignet. Die zur Bildung der Aufschlämmung verwendete Flüssigkeit wird mit Hilfe einer Pumpe 20 über eine ventilgesteuerte Leitung 21 von einem Aufschlämmflüssigkeits-Aufbereitungstank 22 in den Aufschlämmtank 16 geleitet. Der Aufschlämmtank 16 ist mit geeigneten Rühreinrichtungen 23 und einer Heizvorrichtung 24 versehen, die derart gesteuert wird, daß die Temperatur der Aufschlämmung auf einen derartigen Wert gebracht wird, bei dem die Extraktionssäulen 30 und 31 betrieben werden

sollen, die vorzugsweise thermisch isoliert sind. In dem schematisch in Fig. 2 gezeigten System sind zwei parallele Extraktionssäulen gezeigt, wobei diese Anordnung einen im wesentlichen kontinuierlichen Betrieb ermöglicht, in dem eine Säul® zur Durchführung des Extraktionsschrittes verwendet wird, während die andere Säule druckentlastet, entladen, neu gefüllt und wieder unter Druck gesetzt wird. Es ist selbstverständlich klar, daß eine oder mehrere derartiger Extraktionssäulen verwendet werden können.

Die Aufschlämmung mit der gewünschten Temperatur wird von dem Aufschlämmtank 16 über eine Leitung 35 und ein Strömungssteuerventil 36 abgezogen und dann mit Hilfe einer Aufschlämmungspumpe 37 über eine Leitung 38 zu einer Aufschlämmungseinlaßleitung 39 mit einer durch ein Ventil 41 gesteuerten Zweigleitung A-O in die Extraktionssäule 30 und über eine durch ein Ventil 4-3 gesteuerte Zweigleitung 4-2 in die Extrakt ions säule 31 gepumpt.

Obwohl die Fig« 2 die Überführung des Bohrkleins zusammen mit irgendeinem Schlamm durch Ausbilden einer Aufschlämmung und Pumpen der Aufschlämmung zeigt, können das Bohrklein und der Bohrschlamm den Extraktionssäulen auch durch mechanische Einrichtungen, beispielsweise durch einen Schneckenförderer, zugeführt werden, so daß der Aufschlämmtank 16, der Aufschlämmflüssigkeits-Aufbereitungstank 22, die Pumpen 20 und 37 sowie die zugehörigen Übertragungsleitungen entfallen können.

Wenn eine Aufschlämmung zur Überführung des Bohrkleins zu den Extraktionssäulen 30 und 31 verwendet wird, ist es

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vorteilhaft, zunächst einen möglichst großen Anteil der AufSchlämmflüssigkeit abzuleiten, bevor das verunreinigte Bohrklein mit dem Extraktionsmittel in Berührung gebracht wird. Zu diesem Zweck sind die Säulen 30 und 31 an dem unteren Ende mit Sieben einer gewünschten Maschenweite versehen, um das Bohrklein festzuhalten. Die durch das Sieb hindurchlaufende Aufschlämmflüssigkeit wird dann abgelassen oder von den Säulen über Aufschlämmungs-Abzugsleitungen abgezogen, beispielsweise eine durch ein Ventil 45 gesteuerte Leitung 44 für die Säule 30 und eine durch ein Ventil 47 gesteuerte Leitung 46 für die Säule 31. Diese Leitungen laufen zu einer Leitung 48 zusammen, die zu dem Aufschlämmflüssigkeits-Aufbereitungstank 22 zurückführt, so daß es möglich ist, die die Aufschlämmung bildende Flüssigkeit erneut zu verwenden. Es kann eine Pumpe 49 zum Pumpen der Flüssigkeit in der Leitung 48 vorgesehen sein.

Sobald die Extraktionssäule bis zu einem vorgegebenen Pegel mit dem zu behandelnden Bohrklein gefüllt ist, wird das Extraktionsmittel mit der gewünschten Temperatur und dem gewünschten Druck durch die Extraktionssäule hindurch in Umlauf,gebracht, bis das öl auf und/oder in den Poren des Bohrkleins entfernt wurde, um den gewünschten niedrigen Verunreinigungswert zu erreichen. Beim Zirkulieren des Extraktionsmittels wird dieses durch die Extraktionsmittel-Zuführungsleitung 50 über eine durch ein Ventil 52 gesteuerte Zweigleitung 51 der Säule 30 sowie über eine durch ein Ventil 54 gesteuerte Zweigleitung 5M- der Säule 31 zugeführt. Beim Durchlaufen durch die Säulen wird das öl enthaltende Extraktionsmittel, h. d. das aus den Säulen ausströmende Medium, von der Säule 30 über eine durch

ein Ventil 56 gesteuerte Zweigleitung 55 sowie von. der Säule 31 über eine durch ein Ventil 58 gesteuerte Zweigleitung 57 abgeleitet, wobei die Zweigleitungen 55 und 57 eine primäre Auslaßleitung 59 für das ausströmende Medium speisen» TJm das Extraktionsmittel und irgendwelches darin gelöste öl, das in den Säulen nach dem Ende eines Extraktionszyklus verbleibt, zu entfernen, wird ein Wasserkolben verwendet, der die Restmischung von den Extraktionssäulen auspreßt, so daß das gereinigte Bohrklein verbleibt. Entsprechend ist eine durch ein Ventil 66 gesteuerte Zweigleitung 65 von der Säule 30 und eine durch ein Ventil 68 gesteuerte Zweigleitung 67 von der Säule 31 vorgesehen, die in eine sekundäre Auslaßleitung 69 münden» Die primären und sekundären Auslaßleitungen 59 und 69 laufen zusammen und bilden eine Haupt-Auslaßleitung 70, die zu dem Trennungs- und Wiedergewinnungsteil des Systems führt, der schematisch in Fig. 3 dargestellt ist.

Das zur Bildung des Wasserkolbens benötigte Wasser wird von irgendeiner geeigneten Quelle, beispielsweise der See beim Betrieb einer schwimmenden Bohrplattform, über eine Hauptwasserleitung 76 zugeführt und mit Hilfe einer Hochleistungs-Druckwasserpumpe 76 über eine durch ein Ventil 78 gesteuerte Leitung 77» über eine durch ein Ventil 80 g esteuerte Zweigleitung 79 in die Säule 30 oder über eine durch ein Ventil 82 gesteuerte Zweigleitung 81 in die Säule 31 gepumpt»

Sobald das restliche ausströmende Medium aus den Extraktionssäulen herausgedrückt wurde, wird sauberes Wasser mit einer Rate eingepumpt, die ausreicht, um das

aa-

gereinigte, im wesentlichen ölfreie Bohrklein auszubringen. Dieses Wasser wird vorzugsweise von der Hauptwasserleitung 75 mit Hilfe einer Pumpe 84 über eine durch ein Ventil 86 gesteuerte Leitung 85 abgeleitet, die mit einer durch ein Ventil 88 gesteuerten Zweigleitung 87 zur Säule 30 und mit einer durch ein Ventil 90 gesteuerten Zweigleitung 89 zur Säule 31 verbunden ist. Das das gereinigte Bohrklein mitführende Wasser wird von der Säule 30 über eine durch ein Ventil 96 gesteuerte Zweigleitung 95 und von der Säule 31 durch eine durch ein Ventil 98 gesteuerte Zweigleitung 97 abgezogen, wobei die Leitungen 95 und 97 in eine Bohrklein-Hauptablaßleitung 99 münden. Von der Leitung 99 aus kann die Aufschlämmung über eine durch ein Ventil 101 gesteuerte Leitung über Bord abgeleitet werden. Wenn irgendeine Menge des Bohrschlamms durch das System hindurch verarbeitet wurde, kann es alternativ wünschenswert sein, den Feststoffgehalt des Schlammes dadurch wiederzugewinnen, daß die das gereinigte Bohrklein und das Wasser enthaltende Aufschlämmung durch eine durch ein Ventil 104 gesteuerte Leitung 103 in einen Haltetank 105 geleitet wird, von dem aus die schwereren Feststoffe periodisch vom Boden aus über eine durch ein Ventil 107 gesteuerte Leitung 106 abgelassen werden, während die verbleibende Flüssigkeit mit suspendierten Lehmteilchen nach dem Rühren mit Hilfe einer Rührvorrichtung 108 über eine Leitung 109 und eine Pumpe 110 zu geeigneten (nicht gezeigten) Trenneinrichtungen gepumpt werden kann. Als Alternative zur direkten Ableitung des Bohrkleins in den Ozean kann es wünschenswert sein, das Bohrklein in einer Verdichtungsvorrichtung zu kompakt!eren, um Ziegel oder Kugeln zu bilden, die leicht unter die Wasseroberfläche absinken. Die Aufschlämmungs-Ablaßleitungen 44, 46 und 48 werden weiterhin zur Ableitung des Wassers verwendet,

das den Wasserkolben bildet, der zum Herausdrücken der verbleibenden Öl~/Extraktionsmittel-Menge nach der Beendigung der Extraktion verwendet wird. Irgendwelches Aufbereitungswasser für die Aufschlämmung kann von der Hauptwasserleitung 75 über eine Leitung 120» eine Pumpe 121 und ein Ventil 122 abgeleitet werden. Wenn Wasser nicht zur Bildung der Aufschlämmung verwendet wird, so kann das Wasser, das über die Leitung 48 abgelassen wird, über eine Leitung 123 mit einem Ventil 124- über Bord gepumpt werden, wobei die Leitung 120, die Pumpe 121 und das Ventil 122 fortfallen können. Wenn die Aufschlämmung mit öl hergestellt wird, so kann das gesamte öl oder ein Teil des Öls, das aus dem Extraktionsmittel wiedergewonnen wird, von dem ölwiedergewinnungsteil des Systems, der schematisch in Pig. 3 dargestellt ist, über eine Leitung 125 zur Rücklaufleitung 126 und in den Tank 22 geleitet werden. Irgendwelches Aufbereitungsöl kann über die Leitung 127 hinzugefügt werden.

Fig. 3 zeigt ein Laufdiagramm einer bevorzugten Ausführungsform des Abschnittes des Systems, in dem das Extraktionsmittel und das öl voneinander getrennt und wiedergewonnen wurden. Wie dies weiter oben in Verbindung mit der Beschreibung der Fig. 2 erläutert wurde, wird das ausströmende Medium, das eine Mischung aus öl und dem das öl enthaltenden Extraktionsmittel zusammen mit irgendwelchen darin gelösten BohrSchlammzusätzen enthält und das sich aus dem Umlauf des Extraktionsraittels durch die Extraktionssäulen ergab, von den Extraktionssäulen 30 und 31 abgezogen und über die Leitung 59 einer Leitung 70 zugeführt. Der Teil des das ,Extraktionsmittel mit öl und Zusätzen enthaltenden ausströmenden Mediums,der durch die

Wirkung des Wasserkolbens ausgetrieben wird, wird über die Leitung 69 abgezogen und wird zu einem Teil des gesamten ausströmenden Mediums in der Leitung 70· Der Druck dieses ausströmenden Mediums wird dann verringert, so daß das Extraktionsmittel das öl und vorzugsweise auch irgendwelche andere Bohrschlammzusätze, die gelöst und extrahiert worden sein können, nicht mehr löst. Es ist wünschenswert, den Druck zunächst nur in einem derartigen Ausmaß abzusenken, daß ein trennbares Zweiphasen-System gebildet wird, d. h. eine Extraktionsmittel-Phase und eine Phase, die mit öl angereichert ist.Bei der Ausführungsform der Vorrichtung nach Fig. 3 wird diese erste Verringerung des Druckes mit Hilfe eines geeigneten Druckreduzierventils 130 zwischen den Leitungen 70 und 131 erreicht, wobei der resultierende Druck in der Leitung 131 durch eine Druckmeßeinrichtung 132 überwacht wird.

Das Zweiphasen-Strömungsmedium in der Leitung 131 wird in einen Separator oder eine Trenneinrichtung überführt, die als Verdampfer 133 dargestellt ist, der eine obere Destillationszone 134- und eine untere Erwärmungszone 135 aufweist. Extraktionsmittel-Dampf von der Destillationszone 134· wird über eine Leitung 140 abgeleitet und in einem Kompressor 14-1 auf den Druck komprimiert, mit dem das Extraktionsraittel durch die Extraktionssäulen hindurchgeleitet werden soll. Das hierbei erzeugte erwärmte komprimierte Extraktionsmittel wird dann über eine Leitung 142 durch einen Wärmetauscher 143 in der Erwärmungszone 135 hindurchgeleitet, um die in der Destillationssäule 133 erforderliche Wärme zum Absieden des Extraktionsmittel-Dampfes zu liefern. Das auf diese Weise wiedergewonnene Extraktionstoittel wird dann in die Extraktionsmittel-Zu-

- 35 ·

fuhrleit-ung 50 in der Extraktionsmittel-Umlaufschleife eingeleitet. Wenn irgendeine Temperatureinstellung des Extraktionsmittels vor der Einleitung in eine der Extraktionssäulen 30 oder 31 erforderlich ist, so kann dies mit Hilfe eines geeigneten indirekten Wärmetauschers 14-5 erfolgen, der in der Zufuhrleitung 50 angeordnet ist. Diese Temperatureinstellung kann durch Hindurchleiten eines geeigneten Wärmeübertragungsströmungsmediums durch Spiralen 14-6 erreicht werden.

Es kann erwünscht sein_s einen gewissen Rückfluß des den Verdampfer 133 über die Leitung 140 verlassenden Extraktionsmittel-Dampfes zu erzielen. Zu diesem Zweck kann eine Rückfluß-Rückführungsleitung 147 vorgesehen sein, die einen Kondensator 148 einschließt, durch den kaltes Wasser oder irgendeine andere geeignete Kühlflüssigkeit hindurchströmt. Lediglich ein Teil des Extraktionsmittel-Dampfes wird durch diese Rückflußleitung geleitet und der Kondensator 148 kann mit einem druckbetätigten Entlüftungsventil 149 versehen sein, das den Austritt von nicht kondensierbaren Bestandteilen aus dem System ermöglicht.

In dem Verdampfer 133 werden die öl enthaltenden Rückstände in der Erwärmungszone 135 in Zirkulation versetzt und sie werden aus dieser Zone heraus über eine Rückstand-Ablaßleitung 150 abgeleitet, die zu einem Druckreduzierventil 153 führt, das die Leitung 15O mit einer Leitung 152 verbindet, die einen Mitteldruck-Ausgleichstank 153 speist, in dem der Druck mit einer Druckmeßeinrichtung 154 überwacht wird. Extraktionsmittel-Dampf wird von dem Ausgleichstank 153 über eine Leitung 155 abgeleitet, und die weiter mit öl angereicherte Flüssigkeit wird über

eine Leitung 156 abgeleitet, wobei zwischen der Leitung 156 und dem Ausgleichstank 153 ein Flüssigkeitsspiegelsteuersystem angeordnet ist, das allgemein mit der Bezugsziffer 14-7 bezeichnet ist und ein Druckventil 158 in der Leitung 156 einschließt«

Die Mitteldruck-Flüssigkeit von dem Ausgleichstank 153 wird dann über die Leitung 156 und ein weiteres Druckreduzierventil 159 und eine Leitung 160 mit einer Druckmeßeinrichtung 161 einem Niederdruck-Ausgleichstank 162 zugeführt, der vorzugsweise etwas über dem atmosphärischen Druck gehalten wird. Der Niederdruck-Ausgleichstank 162 kann mit einer am Boden angeordneten Heizvorrichtung 163 versehen sein, um das Absieden von irgendwelchen restlichen Extraktionsmittel-Dämpfen über eine Leitung 170 sicherzustellen. Das abschließend wiedergewonnene, im wesentlichen extraktionsmittelfreie öl wird über eine Leitung 171 mit einem druckbetätigbaren Ventil 172 herausgedrückt. Der Teil des wiedergewonnenen Öls, der wiederverwendet werden soll, wird über eine ölrücklaufleitung 125 dem Aufschl&mmflüssigkeitstank 22 (Fig. 2) zugeführt. Der übrige Teil des wiedergewonnenen Öls wird über eine Leitung 173 j für irgendeine gewünschte Verwendung abgeleitet, beispielsweise zur Ergänzung des aktiven Bohrschlammsystems.

Der Extraktionsmittel-Dampf in der Leitung 170 wird in einem Kompressor 174 im wesentlichen auf den Druck komprimiert, der in dem Mitteldruck-Ausgleichstank 153 herrscht, und über eine Leitung 175 der Leitung 152 zugeführt. Der Extraktionsmittel-Dampf von dem Ausgleichstank 153 wird über eine Leitung 180 einer Leitung 181

zugeführt, die von einem Extraktionsmittel-Ergänzungsbehälter 182 au einem Kompressor 183 führt, von dem aus das Extraktionsmittel, das im wesentlichen auf den Druck in dem Verdampfer 133 komprimiert ist, einer Leitung 131 zur Einführung in den Verdampfer 133 zugeführt wird.

Das erfindungsgemäße Verfahren sowie die Vorrichtung können weiter anhand eines Beispiels der Betriebsweise des Systems nach den Fig. 2 und 3 sowie anhand von Laboratoriurasversuchen beschrieben werden, wobei verschiedene Extraktionsmittel zur Entfernung von Öl aus Bohrklein verwendet wurden.

Bei der Beschreibung der Betriebsweise des Systems sei angenommen, daß Dieselöl zur Bildung der Aufschlämmung verwendet wird, daß das Bohrklein von dem Bohrschlamm vor der Reinigung getrennt wird, daß Seewasser zum Auswaschen des Bohrkleins verwendet wird und daß Kohlenstoffdioxid als Extraktionsmittel verwendet wird. Weiterhin wird zu Erläuterungszwecken der Lösungsmittelzustand des Kohlenstoffdioxid-Extraktionsmittels mit 15O at und ungefähr 50 ⁰C definiert.

Schließlich sei angenommen, daß zwei Extraktionssäulen oder -kolonnen 30 und 31 verwendet werden und daß die Säule 30 sich in einem Zustand befindet, in dem sie eine Ladung der Öl-/Bohrklein-Aufschlämmung aufnimmt.

Weil der Bohrschlamm beim Hochbringen aus dem Bohrschacht heiß sein kann, beispielsweise eine Temperatur von zwischen ungefähr 35 ⁰C und 50 °G aufweisen kann, behält das Bohrklein in vorteilhafter Weise einen großen Teil seiner

Wärme, so daß der Aufschlämmungstank 16 nur eine derartige Wärmeeingangsleistung benötigt, die erforderlich ist, um die Aufschlämmungsteraperatur auf den gewünschten Extraktions-Temperaturbereich zu bringen. Bei der Überführung der Aufschlämmung zur Extraktionssäule 30 über die Leitungen 38 und 40 bleiben die Ventile 36, 4-1 und 45 offen, während die Ventile 52, 66, 96, 88, 116, 80 und 56 geschlossen bleiben, bis die Säule 30 mit der gewünschten Menge an Bohrklein gefüllt ist. Während des Füllens läuft das die Aufschlämmung bildende Öl über die Leitung 44 ab. Nach dem Füllen der Säule 30 werden die Ventile 41 und 45 geschlossen und das Ventil 52 wird geöffnet, um das Kohlenstoffdioxid in die Säule einzuleiten und diese auf einen Druck von ungefähr 150 at zu bringen, wobei die Temperatur auf ungefähr 50 °C angehoben wird. Unter diesen Bedingungen bildet das Kohlendioxid im flüssigen Zustand ein Lösungsmittel für das öl und extrahiert das öl daher von der Oberfläche und den Poren des Bohrkleins, wobei eine Kohlenstoffdioxid-/Öl-Lösung gebildet wird, die einen Teil des ausströmenden Mediums bildet, das von der Säule 30 abgezogen wird. Ein öffnen der Ventile 56 leitet dieses ausströmende Medium durch die Leitungen 59 und 70,in das Druckreduzierventil I30, in dem der Druck auf ungefähr 60 at verringert wird, wodurch der größte Teil des Kohlenstoffdioxids in einen das öl nicht lösenden Zustand umgewandelt wird.

Nach Beendigung der Entfernung der das ausströmende Medium bildenden Mischung aus Kohlenstoffdioxid und Öl von der Säule 30 über die Leitungen 55 und 59 wird das Ventil 56 geschlossen, das Ventil 66 geöffnet und Seewasser wird über die Leitung 75 eingeleitet und durch die

4 « ♦ β

Hochleistungs-Druckwasserpumpe 76 über Leitungen 77 und 79 (Ventile 78 und 80 sind offen) in den Boden der Säule 30 eingepumpt» Weil die Säule auf nunmehr ungefähr 60 at gehalten wird,wirkt das eingeführte Wasser als Kolben, um restliches ausströmendes Medium aus Kohlendioxid und öl durch die Leitungen 65 und 69 in die Leitung 70 herauszupressen.

Nach dem Extraktionszyklus wird das zu Anfang in seinem Druck verringerte ausströmende Medium in der Leitung I.31 in den Verdampfer 134· eingeleitet, aus dem Kohlendioxid-Dampf durch die Leitung 140 abgeleitet wird. Eine geringere Menge dieses Dampfes kann in dem Kondensator 148 kondensiert und als Rückflußflüssigkeit in die Destillationszone 134 zurückgeführt werden, während der größte Teil des Dampfes in dem Kompressor 14-1 wieder auf 15O at komprimiert wird. Die Kompressionswärme steht damit zur Verfügung, um die indirekte Erwärmung der Flüssigkeit in der Erwärmungszone 135 zu erzielen, um das Kohlendioxid abzusieden. Der Druck der ölhaltigen Rückstände der Erwärmungszone 135 wird in dem Ventil 151 auf ungefähr 20 at verringert, um zusätzlichen Extraktionsmittel-Dampf frei werden zu lassen, der in dem Kompressor 183 auf ungefähr 60 at komprimiert wird, bevor er wieder zum Verdampfer 133 zurückgeführt wird. Die einen Druck von 20 at aufweisenden ölreichen Rückstände, die über die Leitung 156 von dem Ausgleichstank 153 abgezogen werden, werden in ihrem Druck in dem Ventil 159 auf ungefähr 1,3 at verringert und dem Ausgleichstank 162 zugeführt, von dem aus Extraktionsmittel-Dampf über die Leitung 17O abgeleitet, in dem Kompressor 174 wieder komprimiert und über die Leitung 175 zum Ausgleichstank 153 geleitet wird. Die

Flüssigkeit von dem Ausgleichstank 162, die im wesentlichen durch extraktionsmittelfreies Dieselöl gebildet ist, wird dann über die Leitung 171 abgeleitet, wobei eine vorgegebene Menge über die Leitung 125 als Aufschlämmöl zum Aufschlämmflüssigkeitstank 22 zurückgeleitet wird, während der Rest für andere Zwecke Verwendung findet.

Das Extraktionsmittel von dem Wärmetauscher 143 befindet sich in einem Zustand, in dem es durch die Leitung 50 erneut in Umlauf gebracht werden kann. Es kann jedoch erforderlich sein, eine gewisse Temperaturänderung herbeizuführen, was in dem Wärmetauscher 145 erfolgen kann. Ergänzungs-Extraktionsmittel von dem Vorratsbehälter 182 wird auf 60 at komprimiert und durch den Verdampfer 133 hindurchgeleitet.

Nach der Abgabe des restlichen ausströmenden Mediums von der Oberseite der Säule 30 mit Hilfe des Wasserkolbens wird das Ventil 66 geschlossen, während das Ventil 116 geöffnet wird, um das Wasser über die Leitungen 115 und 1.19 in den Ozean abzugeben· Durch die Säule 30 wird darin. Seewasser mit Hilfe der Pumpe 84 von der Hauptwasserleitung 75 άμΓοΙι die Leitungen 85, das Ventil 86, die Leitung 87 und das Ventil 88 gepumpt, um das gereinigte Bohrklein aus der Säule 30 über die Leitungen 95 und 99 herauszutransportieren, und zwar entweder für eine direkte Abgabe über die Leitung 100 oder in einen Haltetank 105. Mit dem Entleeren des Restwassers aus der Säule 30 über die Leitungen 44 und 48 ist diese in einem Zustand, in dem der Zyklus erneut beginnen kann.

Es ist verständlich, daß der gleiche Zyklus unter

e s ·

Verwendung der Extraktionssäule 31 durchgeführt wird, wobei dieser Zyklus zeitlich so gelegt wird, daß während der Durchführung der Extraktion in der Säule 30 die Schritte der Verringerung des Druckes, der Entladung, der Füllung und des erneuten Unter-Druck-Setzens in der Säule 31 ausgeführt werden.

Es wurden eine Anzahl von Extraktionsläufen durchgeführt, um öl von Schlämmen, von aus Schlämmen getrenntem Bohrklein und aus Sand zu entfernen, das mit Heizöl gemischt war, um ein Material nachzubilden, das sich bei ölunf allen ergeben könnte, oder um Sande oder andere mineralische Feststoffe mit großem anorganischem Anteil nachzubilden, die mit öl beladen sind. Im allgemeinen enthielten die Bohrschlämme j wie sie von schwimmenden ölplattformen nach oben gefördert wurden, ungefähr 50 Gew.-% Bohrklein«, In manchen Fällen wurde das Bohrklein nach der Trennung vom Bohrschlamm von Hand zerkleinert. Diese Extraktionsläufe wurden in der schematisch in Fig. 4- gezeigten Vorrichtung ausgeführt. Kohlendioxid wurde mit einem Druck von ungefähr 57 at von einem Zylinder 185 geliefert, während Propan bei einem Druck von ungefähr 8,5 at von einem Zylinder 186 geliefert wurde und Dichlordifluormethan (Freon 12) mit einem Druck von ungefähr 6 at von einem Zylinder 187 geliefert wurde. Ventilgesteuerte Leitungen 188, 189 und 190 führten von den Zylindern 185, 186 bzw. 187 zu einem Kompressor 191, der seinerseits mit einer Hochdruck-Extraktionsvorrichtung 192 über eine Leitung 193 verbunden war. Ein Wärmetauscher 19^- war in die Leitung 193 eingefügt und mit Spiralen 195 versehen, um ein warmeübertragungs-Strömungsmedium umlaufen zu lassen, das die Temperatur des Hochdruck-

Extraktionsmittels vor dem Eintreten in die Extraktionsvorrichtung 192 auf den gewünschten Wert brachte.

Die Extraktionsvorrichtung 192 bestand aus einem Abschnitt eines Hochdruck-rEdelstahlrohres mit strömungsmitteldichten Kupplungen 196 und 197» die das Rohr abdichten. Der Schlamm, das Bohrklein oder Sand, von denen das öl extrahiert werden sollte, wurden in die Extraktionsvorrichtung 192 gebracht. Das ausströmende Medium von der Extraktionsvorrichtung 192 wurde über eine Hochdruck-Strömungsmittelablaßleitung 199 in einen ölsammler 198 abgegeben, wobei in der Leitung 199 ein Druckreduzierventil 200 angeordnet war, das zur Verringerung des Druckes auf 1 at diente. Das Extraktionsmittel wurde dann über ein Volumenmeßinstrument 201 und eine Entlüftung 202 abgelassen und die Eigenart des Bohrkleins wurde notiert und die Menge des entfernten Öls wurde gemessen.

Das Ergebnis von neun derartigen Versuchsläufen ist tabellarisch in Tabelle 1 zusammengestellt. In den Beispielen 2, 3» 4-* 5 und 7 wurde das Bohrklein von einem Schlamm auf ölbasis getrennt und zerkleinert, so daß es durch β1η_; Sieb mit einer Maschengröße von 20 Tyler-mesh hindurchging. Bei der Verwendung von Propan und Freon 12 befanden sich die Extraktionsmittel bei den verwendeten Temperaturen in einem relativ inkomprimierbaren Zustand und ihre Drücke änderten sich mit dem Ein-/Aus-Zyklus des Kompressors über die angegebenen Bereiche. In den Beispielen 2 und 5» für die ppm der an dem Bohrklein verbleibenden Kohlenwasserstoffe angegeben sind, erfolgten die Messungen wie folgt: Das Bohrklein, das nach der Extraktion von der Hochdruck-Extraktionsvorrichtung 192

entfernt wurde, wurde dann mit Methylenchlorid extrahiert, wobei das Methylenchlorid-Extraktionsmittel in Kohlenstofftetrachlorid gelöst wurde,und die Infrarot-Absorption der resultierenden Mischung wurde mit der Infrarot-Absorption von Standardmaterialien verglichen, die mit gemessenen Konzentrationen des gesammelten Öls in Kohlenstofftetrachlorid hergestellt wurden.

Es ist aus den Daten der Tabelle 1 zu erkennen, daß die drei verwendeten Extraktionsmittel in der Lage waren, öl aus dem Bohrklein zu extrahieren. Kohlendioxid, das keine echten Verschmutzungs- oder Umweltprobleme ergibt, war bei dieser Aufgabe besonders wirkungsvoll.

Das Verfahren und die Vorrichtung gemäß der Erfindung ermöglichen es, Öl aus Bohrklein so weit zu entfernen, daß das Bohrklein fortgeworfen werden kann, ohne unerwünschte Umweltprobleme hervorzurufen. Bei schwimmenden Bohrplattformen, bei denen die Verwendung von Bohrschlämmen auf ölbasis sehr erwünscht ist, bedeutet dies, daß die Vorrichtung auf der Bohrplattform angeordnet werden kann und das gereinigte Bohrklein über Bord abgeleitet werden kann« Dasi erfindungsgemäße Verfahren und die Vorrichtung sind weiterhin für die Entfernung von öl und anderen organischen Verunreinigungen von teilchenförmigen mineralischen Feststoffen mit hohem anorganischem Anteil verwendbar, beispielsweise zur Entfernung von öl aus Sand, unabhängig davon, ob das öl mit dem Sand durch Unfälle oder durch geologische Bedingungen vermischt ist. Das Verfahren ermöglicht eine weite Auswahl von Extraktionsmitteln, Betriebsbedingungen und Vorgehensweise bei der Handhabung der zu behandelnden Feststoffe und der Extraktions-

produkte.

Es ist zu erkennen, daß die vorstehend genannten Ziele sowie die, die sich aus der vorstehenden Beschreibung ergeben, in wirkungsvoller Weise erreicht wurden, und weil bestimmte Änderungen bei der Ausführung des vorstehenden Verfahrens und der beschriebenen Konstruktionen durchgeführt werden können, ohne den Rahmen der Erfindung zu verlassen, ist die vorstehende Beschreibung sowie die Zeichnung lediglich zu Erläuterungszwecken gedacht und nicht beschränkend.

Tabelle 1

Entfernung von öl aus teilchenformigem Material unter Verwendung verschiedener Extraktionsmittel

Beispiel 1

Bezeichnung

Probe
Enthaltene Teilchen Gewicht (κ)

Bohrschlamm

Bohrklein,
Schlamm-Feinstoffe

48,6

Extraktionsmittel

Bezeich	j	Menge (&)	Temperatur	Druck (psia)	öl (κ)
nung	i	36,4	(⁶C)	1400-1500	1,56
CO₂		43,7	30	3000	0,9
	36,4	31-33	1500-1800	0,39
36,4	45	2800-3200	0,66
55

öl

Eigenart der Produkte
Extrahierte Teilchen

klar

grau, trocken, nicht-ölig, frei fließend

Beispiel 2

Bezeichnung

Probe Enthaltene Teilchen Gewicht (g)

Bohrschlamm

Bohrklein - 20 mesh

Extraktionsmittel

Bezeich- Temperatur

nunp; Menge O) (⁰C) Druck (psia)

Öl

380

2500

4,86

Eigenart der Produkte Extrahierte Teilchen

klar

grau, trocken, nicht-ölig, I50 ppm Kohlenwasserstoffe

Beispiel 3

Probe

Bezeichnung _ Enthaltene Teilchen Gewicht (g) Bohrschlamm Bohrklein - 20 mesh 4-9,3

Extraktionsmittel

Bezeich- Temperatur

Menge (g) T⁰C) Druck (psia) öl (g)

CO₂ 180 30-45 2ΟΟΟ-23ΟΟ 4,86

Eigenart der Produkte öl Extrahierte Teilchen .

klar trocken, nicht-ölig, wasserbenetzbar, sehr kleine Menge von feinstem Material auf der Wasseroberfläche aufgeschwemmt

Beispiel 4

Bezeichnung

Probe Enthaltene Teilchen Gewicht (g)

Bohrschlamm Bohrklein - 20 mesh

300

Extraktionsmittel

Bezeich- . (Temperatur

nuns MenKe (g) (⁰C) Druck (psia)

Öl

1000 2200

Eigenart der Produkte Extrahierte Teilchen

'klar

trocken und nicht-ölig

β ft

β #

Be Zeichnung

Probe
Enthaltene Teilchen Gewicht (κ)

Bohrschlamm Bohrklein - 20 mesh

32,3

Extraktionsmittel

Bezeich- Temperatur

nune Menge (g) (⁰C) Druck (psia)

öl

Propan

89

60 500-1200

3,5

Eigenart der Produkte Extrahierte Teilchen

klar

grau, trocken, nicht-ölig, erzeugte keinen ölschimmer auf der Oberfläche, wenn es in Wasser gebracht wurde, 24-00 ppm Kohlenwasserstoffe

Beispiel 6

Bezeichnung Probe
Enthaltene Teilchen

Gewicht (g)

Bohrschiamm Bohrklein - 20 mesh, Feinstoffe

Bezeichnung

Extraktionsmittel

Menge (g) Temperatur

Druck (psia) öl (g)

Propan

25,5

500-900

Öl
klar

Eigenart der Produkte Extrahierte Teilchen

Beispiel 7

Bezeichnung; Probe
Enlhaltene Teilchen

Gewicht

Bohrschlamra Bohrklein - 20 mesh

Bezeich-

nung

Extraktionsmittel

Menge Temperatur

(⁰C) Druck (psia) Öl

Freon 12

65 125

600-1100

Öl

Eigenart der Produkte Extrahierte Teilchen

klar

grau, trocken, nicht-ölig

Beispiel 8

Bezeichnung

Probe Enthaltene Teilchen Gewicht (g)

Material auf der Grundlage von Asphalt

Schiefer-Bohrklein

Extraktionsmittel

Bezeich nung	Menge	Temperatur T⁰C)	Druck (psia)	öl	0 1	(g)
CO₂	73 73	50 65-70	2200 3000	,1 ,2

öl

Eigenart der Produkte Extrahierte Teilchen

klar

Schlammfeinstoffe und Bohrklein hellbraun, trocken, frei fließend, leichter restlicher Kohlenwasserstpffgeruch

4 β

Beispiel 8a

Bezeichnung Probe
Enthaltene Teilchen

Gewicht (r)

Bohrschlamm

Schlammfeinstoffe

Extraktionsmittel

Bezeich- Temperatur

nung Menge (κ) (⁰C) Druck (psia)

öl (κ)

Freon 12

140 170 200

60 500-1200

0,4

Eigenart der Produkte Extrahierte Teilchen

klar

fließend, leichter restlicher Kohlenwasserst offgeruch

Beispiel 9 Bezeichnung

Probe
Enthaltene Teilchen

Gewicht (g)

Sand und 14 Gew.-% Heizöl Nr. 4

^mesh 32,6

Exbraktionsmittel

Bezeich- Temperatur

nung Menge (g) C⁰C) Druck (psia)

Öl (g)

Freon 12

40 88

45-50 500-1200

3,8

0,2

Eigenart der Produkte Extrahierte Teilchen

schweres öl, hellbraun, kein Geruch, frei-fließend ähnlich Nr. 4

Claims

Patentansprüche

Verfahren zur Entfernung organischer Verunreinigungen unter Einschluß von öl aus teilchenförmigen mineralischen Feststoffen mit hohem anorganischem Anteil,
gekennzeichnet durch die folgenden Schritte:

(a) Inberührungbringen der mit einer oder mehreren
organischen Verunreinigungen verunreinigten teilchenförmigen mineralischen Feststoffe mit hohem
anorganischem Anteil mit einem Extraktionsmittel, das ein Gas umfaßt, das unter derartigen Druck-
und Temperaturbedingungen gehalten wird, daß das
Extraktionsmittel in einem flüssigen Zustand vorliegt, in dem es ein Lösungsmittel für die organische Verunreinigung ist, und

(b) Trennen des Extraktionsmittels mit den darin enthaltenen Verunreinigungen von den mineralischen
Feststoffen.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet , daß das Gas Kohlendioxid, Propan oder Dichlordifluormethan ist.

3· Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet , daß das Gas Kohlendioxid mit einem Druck zwischen ungefähr 50 'und ungefähr at und mit einer Temperatur zwischen ungefähr 15 ⁰C und ungefähr 15Ο ⁰C ist.

Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet , daß das Gas Propan mit einem Druck zwischen ungefähr 8 und ungefähr 220 at und mit einer Temperatur zwischen ungefähr 15 ⁰O und ungefähr 150 ⁰G ist.

Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet , daß das Gas Dichlordifluormethan mit einem Druck zwischen ungefähr 4,8 und ungefähr 220 at und mit einer Temperatur zwischen ungefähr 15 ⁰C und ungefähr 15Ο ⁰C ist.

6. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet , daß die mineralischen Feststoffe durch Ölbohrschacht-Bohrklein gebildet sind»

7· Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet , daß das Bohrklein in einem Bohrschlamtn auf Wasserbasis enthalten ist und daß die Verunreinigung durch einen Bohrschlammzusatz gebildet ist·

.8. Verfahren nach Anspruch 7* dadurch gekennzeichnet , daß die Verunreinigung ein öl ist.

9· Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet , daß sich das Bohrklein in einem Bohrschlamm auf ölbasis befindet.

10. Verfahren nach Anspruch 9» gekennzeichnet durch den Schritt der Trennung des Bohrkleins von dem Bohrschlamm vor dem Schritt des Inberührungbringens mit dem Extraktionsmittel.

11. Verfahren nach Anspruch 10, gekennzeichnet durch den Schritt der Zerkleinerung des Bohrkleins nach dem Schritt des Trennens und vor dem Inberührungbringen mit dem Extraktionsmittel.

12. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet , daß die Verunreinigung öl ist und daß die mineralischen Feststoffe Sand sind.

13. Verfahren zur Entfernung von öl aus teilchenförmigen mineralischen Feststoffen mit hohem anorganischem Anteil, gekennzeichnet durch die folgenden Schritte:

(a) Inberührungbringen der teilchenförmigen mineralischen Feststoffe mit hohem anorganischem Anteil in einem Druckgefäß mit einem Extraktionsmittel, das ein Gas ist, unter einem derartigen Druck und mit einer derartigen Temperatur, daß das Gas in einen flüssigen, öl lösenden Zustand umgewandelt ist, so daß das öl in dem Extraktionsmittel gelöst wird und ein ausströmendes Medium bildet, das eine Extraktionsmittel-Öl-Lösung darstellt,

(b) Trennen des ausströmenden Mediums von den resultierenden im wesentlichen ölfreien mineralischen Feststoffen,

(c) Verringerung des Druckes des ausströmenden Mediums auf einen derartigen Wert, daß das Extraktionsmittel für das öl nicht mehr lösend ist und daß ein sich aus der Verringerung des Druckes ergebendes Zweiphasen-Produkt aus öl und dem Extraktionsmittel zur Wiederverwendung gebildet wird.

14·. Verfahren nach Anspruch 13? dadurch gekennzeichnet _t daß die mineralischen Feststoffe durch Bohrklein in einem Bohrschlamm auf ölbasis gebildet sind.

15. Verfahren nach Anspruch 14, gekennzeichnet durch den Schritt der Trennung des Bohrkleins von dem Bohrschlamm vor dem Inberührungbringen mit dem Exbraktionsmittel.

16. Verfahren nach Anspruch 15» gekennzeichnet durch den Schritt der Zerkleinerung des Bohrkleins nach dem Schritt des Trennens und vor dem Schritt des Inberührungbringens mit dem Extraktionsmittel.

17. Verfahren nach Anspruch 16, gekennzeichnet durch den Schritt der Beseitigung und des Portwerfens des resultierenden, im wesentlichen ölfreien Bohrkleins.

18. Verfahren nach Anspruch 17» dadurch gekennzeichnet , daß das Verfahren auf einer schwimmenden Ölbohrplattform ausgeführt wird und daß das Fortwerfen und Beseitigen des Bohrkleins das Über-Bord-Leiten des ölfreien Bohrkleins einschließt.

19. Verfahren nach Anspruch 18, gekennzeichnet durch den Schritt der Verdichtung des ölfreien Bohrkleins vor dem Über-Bord-Leiten.

20. Verfahren nach Anspruch 15» dadurch gekennzeichnet , daß das Gas Kohlendioxid mit einem Druck zwischen ungefähr .50 und ungefähr at und mit einer Temperatur zwischen ungefähr 15 C und ungefähr 15O ⁰C ist.

So "

21. Verfahren nach Anspruch 13» dadurch gekennzeichnet , daß das Gas Propan mit einem Druck zwischen ungefähr 8 und ungefähr 220 at und mit einer Temperatur zwischen ungefähr 15 ⁰C und ungefähr 150 ⁰C ist.

22. Verfahren nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet , daß das Gas Dichlordifluormethan mit einem Druck zwischen ungefähr 4,8 und ungefähr 220 at und mit einer Temperatur zwischen ungefähr 15 °C und ungefähr 150 ⁰C ist.

23. Verfahren nach Anspruch 13» dadurch gekennzeichnet , daß der Schritt des Inberührungbringens der mineralischen Peststoffe mit dem Extraktionsmittel den Schritt des Zirkulierens des Extraktionsmittels durch das Druckgefäß so lange umfaßt, bis die mineralischen Peststoffe im wesentlichen ölfrei sind, und daß der Schritt des Trennens des ausströmenden Mediums von den im wesentlichen ölfreien mineralischen Peststoffen den Schritt des Herauspressens des restlichen Extraktionsmittels aus dem Gefäß mit einem Wasserkolben einschließt.

24-. Verfahren nach Anspruch 13» gekennzeichnet durch die Schritte der Ausbildung einer pumpbaren Aufschlämmung der mineralischen, öl enthaltenden Peststoffe mit einer Aufschlämmflüssigkeit und des Pumpens der Aufschlämmung in das Druckgefäß.

25« Verfahren nach Anspruch 24, gekennzeichnet durch den Schritt der Erwärmung der ' Aufschlämmung auf eine Temperatur, die der Temperatur angenähert ist, mit der das Extraktionsmittel in dem Schritt des Inberührungbringens mit dem Extraktionsmittel verwendet wird.

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-si-

26. Verfahren nach Anspruch 24, gekennzeich net durch den Schritt der Entfernung von zumindest einem Teil der Aufschlämmflüssigkeit von den öl enthaltenden Feststoffen, nachdem sie das Druckgefäß erreicht haben und bevor der Schritt des Inberührungbringens durchgeführt wird.

27. Verfahren nach Anspruch 24, dadurch gekennzeichnet, daß die mineralischen Feststoffe durch Bohrklein in einem Bohrschlamm auf ölbasis gebildet sind und daß das Verfahren den Schritt der Trennung des Bohrkleins von dem Bohrschlamm vor der Bildung der pumpbaren Aufschlämmung einschließt.

28. Verfahren nach Anspruch 27, dadurch gekennzeichnet , daß die Aufschlämmflüssigkeit Öl ist.

29. Verfahren nach Anspruch 13» dadurch gekennzeichnet , daß der Schritt der Verringerung des Druckes des ausströmenden Mediums in einer Anzahl von Stufen durchgeführt wird.

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- 53-

30. Verfahren nach Anspruch 29j dadurch gekennzeichnet , daß die erste Stufe der Druckverringerung die Verringerung des Druckes des ausströmenden Mediums auf einen Druck umfaßt, der gerade ausreicht, um ein zweiphasiges Erststufen-Druckverringe rungs -Produkt zu bilden, und daß der Schritt der Trennung des zweiphasigen Erststufen-Druckverringerungs-Produktes die folgenden Schritte umfaßt:

(a) Destillieren des Zweiphasenproduktes zur Entfernung des Extraktionsmittels als Dampf und zur Bildung einer Bückstandsfraktion, die das öl enthält,

(b) Komprimieren des Extraktionsmitteldampfes auf im wesentlichen den Druck, der erforderlich ist, um das Extraktionsmittel in den flüssigen, öl lösenden Zustand umzuwandeln, so daß ein erwärmtes wieder komprimiertes Extraktionsmittel gebildet wird,

(c) Durchführen eines indirekten Wärmetausches zwischen dem erneut komprimierten Extraktionsmittel und der Rückstandsfraktion zur Lieferung der thermischen Energie für den Destillationsschritt und

(d) Ableiten der öl enthaltenden Rückstände.

31. Verfahren nach Anspruch 30, gekennzeichnet durch den Schritt der Kondensation eines Teils des Extraktionsmittels vor dem Komprimieren und des Verwendens des resultierenden Kondensates als Rückflußflüssigkeit in dem Destillationsschritt.

.5*1-·

32. Verfahren nach Anspruch 30, gekennzeichnet durch den Schritt der Einstellung der Temperatur des wieder komprimierten Extraktionsmittels nach dem Schritt der Durchführung des indirekten Wärmetausches.

33· Verfahren nach Anspruch 30» dadurch gekennzeichnet , daß eine zweite Stufe der Verringerung des Druckes durchgeführt wird, die den Schritt der Verringerung des Druckes der öl enthaltenden Rückstände auf einen Druck zwischen dem Druck der ersten Stufe und dem Umgebungsdruck derart umfaßt, daß ein Zweitstufen-Druckverringerungsprodukt gebildet wird, daß der Trennungsschritt das Abdampfen zusätzlichen Exbraktionsmitteldampfes aus dem Zweitstufen-Druckverringerungsprodukt und die Bildung von mit öl angereicherten Rückständen umfaßt, wobei der zusätzliche Extraktionsmitteldampf abgeleitet wird und auf im wesentlichen den Druck komprimiert wird, der sich aus der ersten Stufe der Druckverringerung ergibt, und daß dieser Dampf dem Erststufen-Druckverringerungsprodukt hinzugefügt wird, während die mit öl angereicherten Rückstände mit dem mittleren Druck abgezogen werden.

. Verfahren nach Anspruch 33, d a d u r c h gekennzeichnet , daß eine dritte Druckverringerungsstufe durchgeführt wird, die den Schritt der Verringerung des Druckes der ölangereicherten Rückstände auf einen Druck umfaßt, der dem Umgebungsdruck angenähert ist, daß der Schritt des Trennens das Abziehen im wesentlichen des gesamten restlichen Extraktionsmittel-Dampfes zur Erzeugung eines im wesentlichen extraktionsmittelfreien Öls, die Kompression des abgezogenen Extraktionsmittel-Dampfes auf im wesentlichen den Druck, der sich aus der zweiten Stufe der Druckverringerung ergibt, und der Hinzufügung des Extraktionsmittel-Dampfes zu dem Zweitstufen-Druckverringerungsprodukt umfaßt, wobei das extraktionsmittelfreie öl abgezogen wird.

35· Verfahren nach Anspruch 3^·, dadurch gekennzeichnet , daß die mineralischen Feststoffe durch Bohrklein in einem Bohrschlamm auf ölbasis gebildet sind.

36« Verfahren nach Anspruch 35, gekenn ζ eichnet durch die Schritte der Bildung einer pumpbaren Aufschlämmung aus den öl enthaltenden mineralischen Peststoffen mit einer Aufschlämmflüssigkeit und des Pumpens der Aufschlämmung in das Druckgefäß.

37· Verfahren nach Anspruch 36, gekennzeichnet durch den Schritt der Entfernung von zumindest einem (Peil der Aufschlämmflüssigkeit von den öl enthaltenden Peststoffen, nachdem sie das

Druckgefäß erreichen und bevor der Schritt des Inbe rührungbringens durchgeführt wird.

38. Verfahren nach Anspruch 36, dadurch gekennzeichnet, daß die Aufschlämmflüssigkeit Öl ist.

39· Verfahren nach Anspruch 3^-» dadurch gekennzeichnet, daß das Extraktionsmittel Kohlendioxid ist und daß der Druck des Kohlendioxids in dem öl lösenden Zustand ungefähr 150 at, ungefähr 60 at, ungefähr 20 at und ungefähr 1,3 at nach der ersten, zweiten bzw. dritten Stufe der Druckverringerung ist.

System zur Entfernung organischer Verunreinigungen unter Einschluß von öl aus teilchenförmigen mineralischen Feststoffen mit hohem organischem Anteil, gekennzeichnet durch die folgende Kombination:

(a) Druckgefäßeinrichtungen, die so angeordnet sind, daß sie einen Kontakt zwischen eine organische Verunreinigung enthaltenden teilchenförmigen mineralischen Feststoffen mit hohem anorganischem Anteil mit einem Extraktionsmittel für die Verunreinigung bewirken, wobei das Extraktionsmittel ein Gas ist, das unter derartigen Druck- und Temperaturbedingungen gehalten wird, daß es in einen flüssigen, die Verunreinigung lösenden Zustand umgewandelt wird, ,

(b) Extraktionsmittel-Zufuhreinrichtungen zur Lieferung des Extraktionsmittels in dem genannten flüssigen lösenden Zustand,

(c) Einrichtungen zum Zirkulieren des Extraktionsmittels in dem flüssigen lösenden Zustand durch die Druckgefäßeinrichtungen zur Bildung eines ausströmenden Mediums, das die Verunreinigung enthält,

(d) Druckverringerungseinrichtungen zur Verringerung des Druckes des ausströmenden Mediums zur Bildung von zwei Phasen, die eine das Extraktionsmittel enthaltende Dampfphase und eine die Verunreinigung enthaltende flüssige Phase umfassen,

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(β) Trenneinrichtungen zur Trennung der Dampfphase und der flüssigen Phase und

(f) Einrichtungen zum Abziehen der im wesentlichen verunreinigungsfreien Feststoffe von den Druckgefäßeinrichtungen zur Beseitigung der Feststoffe.

41. System nach Anspruch 40, gekennzeichnet durch Einrichtungen zur Entfernung des restlichen ausströmenden Mediums aus den Druckgefäßeinrichtungen.

42» System nach Anspruch 4-1, dadurch gekennzeichnet , daß die Einrichtungen zur Beseitigung des restlichen ausströmenden Mediums aus den Druckgefäßeinrichtungen Einrichtungen zum Pressen eines Wasserkolbens nach oben hin durch die Druckgefäßeinrichtungen hindurch, die die im wesentlichen verunreinigungsfreien Feststoffe enthalten.

43. System nach Anspruch 40, dadurch gekennzeichnet , daß die Einrichtungen zum Abziehen der im wesentlichen verunreinigungsfreien Feststoffe aus den Druckgefäßeinrichtungen Einrichtungen zum Hindurchleiten eines Wasserstromes durch die Druckgefäßeinrichtungen mit einer ausreichenden Kraft umfassen, um die Feststoffe aus dem Gefäß auszutragen.

System nach Anspruch 43, gekennzeichnet durch Einrichtungen zum Verdichten der im wesentlichen verunreinigungsfreien Feststoffe in Ziegel oder dergleichen.

- 6ο "

4-5- System nach Anspruch 40, dadurch gekennzeichnet , daß die Druckverringerungseinrichtungen abgestuft sind, daß die erste Stufe derart angeordnet ist, daß der Druck auf einen Wert verringert ist,· der gerade unter dem Wert liegt, bei dem sich die genannten zwei Phasen bilden, und daß die Trenneinrichtungen folgende Teile umfassen:

(a) Verdampfereinrichtungen mit einer Destillationszone und einer Erwärmungszone,

(b) Einrichtungen zum Komprimieren des Extraktionsmittel-Dampfes, der von der Destillationszone abgezogen wird,und zum Hindurchleiten des komprimierten Dampfes durch indirekte Wärmetauschereinrichtungen mit der flüssigen Phase in der Erwärmungszone,

(c) mit den Wärmetauschereinrichtungen in Strömungsmittelverbindung stehende Ubertragungsleitungseinrichtungen, die die Extraktionsmittel-Zufuhreinrichtungen bilden, und

(d) Einrichtungen zum Abziehen der die Verunreinigung enthaltenden Rückstände aus der Erwärmungszone.

46. System nach Anspruch 45, dadurch gekennzeichnet , daß eine Zweitstufen-Druckverringerungseinrichtung vorgesehen ist, die so angeordnet ist, daß der Druck der von der Erwärmungszone abgezogenen, die Verunreinigung enthaltenden Rückstände auf einen mittleren Wert verringert wird, und daß die Trenneinrichtungen folgende Teile umfassen:

(a) einen mittleren Druck aufweisende Verdampfer-Ausgleichstankeinrichtungen,

(b) Einrichtungen zur Komprimierung des von den Verdampfer-Ausgleichstankeinrichtungen abgezogenen Extraktionsmittel-Dampfes und zur Zurückführung des komprimierten Dampfes an die Verdampfereinrichtungen und

(c) Einrichtungen zum Abziehen von mit Verunreinigungen angereicherten Rückständen aus den einen mittleren Druck aufweisenden Verdampfer-Ausgleichstankeinrichtungen.

47. System nach Anspruch 46, dadurch gekennzeichnet , daß drittstufige Druckverringerungseinrichtungen vorgesehen sind, die so ausgebildet sind, daß der Druck der mit Verunreinigungen angereicherten Rückstände, die von den einen mittleren Druck aufweisenden Verdampfer-Ausgleichstankeinrichtungen abgezogen werden, auf einen Druck verringert wird, der dem Umgebungsdruck angenähert ist, und daß die Trenneinrichtungen folgende Teile

aufweisen:

( a) Mederdruck-Verdampfer-Ausgleichstankeinrichtungen,

(b) Einrichtungen zur Komprimierung des von den Eederdruck-Verdampfer-Ausgleichstankeinrichtungen abgezogenen Exbraktionsmittel-Dampfes und zur Rückführung des komprimierten Dampfes an die einen mittleren Druck aufweisenden Verdampfer-Ausgleichstankeinrichtungen, und

(c) Einrichtungen zum Abziehen der im wesentlichen extraktionsmittelfreien Verunreinigungen von den Niederdruck-Verdampfer-Ausgleichstankeinrichtungen.

4-8. System nach Anspruch 40, gekennzeichnet durch Einrichtungen zur Überführung der mineralischen Feststoffe an die Druckgefäßeinrichtungen.

4-9. System nach Anspruch 48, dadurch gekennzeichnet , daß die Verunreinigung öl ist und daß die mineralischen Feststoffe Bohrklein in einem Bohrschlamm sind und daß das System Einrichtungen zur Trennung des Bohrkleins von dem Bohrschlamm vor der Zuführung an die Druckgefäßeinrichtungen getrennt wird.

50. System nach Anspruch 4-9, gekennzeichnet durch Einrichtungen zur Zerkleinerung

des Bohrkleins nach der Trennung von dem Bohrschlamm.

51· System nach Anspruch 48, dadurch gekennzeichnet , daß die Einrichtungen zur tiberführung der mineralischen Feststoffe an die Druckgefäßeinrichtungen Aufschlämmung-Bildungs-Einrichtungen zur Bildung einer pumpbaren Aufschlämmung aus den die Verunreinigung enthaltenden mineralischen Feststoffen und einer Aufschlämmflüssigkeit und Pumpeinrichtungen zur Überführung der Aufschlämmung von den Aufschlämmungs-Bildungs-Einrichtungen an die Dnickgefäßeinrichtungen umfassen.

52. System nach Anspruch 51? gekennzeichnet durch Einrichtungen zur Einstellung der Temperatur der Aufschlämmung ungefähr auf die Temperatur des sich im flüssigen lösenden Zustand befindenden Extraktionsmittels.

53. System nach Anspruch 51» gekennzeichnet durch Einrichtungen zur Entfernung überschüssiger AufSchlämmflüssigkeit aus den Druckgefäßeinrichtungen vor der Zirkulation des Extraktionsmittels.

54. System nach Anspruch 51» dadurch gekennzeichnet , daß die mineralischen Peststoffe durch Bohrklein in einem Bohrschlamm auf ölbasis gebildet sind, während die Aufschlammflüssigkeit öl ist, daß die Druckverringerungseinrichtungen gestuft ausgebildet sind, daß die erste Stufe der Druckverringerungseinrichtungen so ausgebildet ist, daß der Druck auf einen Wert gerade unterhalb des Wertes verringert wird, bei dem sich die genannten zwei Phasen bilden, und daß die Trenneinrichtungen folgende Teile umfassen:

(a) Verdampfereinrichtungen mit einer Destillationszone und einer Erwärmungszone,

(b) Einrichtungen zur Kompression des von der Destillationszone abgezogenen Extraktionsmittel-Dampfes und zur Zirkulation des komprimierten Dampfes in indirekten warmetauschereinrichtungen mit der flüssigen Phase in der Erwärmungszone,

(c) mit den Wärraetauschereinrichtungen in Strömungsmittelverbindung stehende Übertragungsleitungseinrichtungen, die die Extraktionsmittel-Zufuhreinrichtungen bilden, und

(d) Einrichtungen zum Abziehen der öl enthaltenden Rückstände aus der Erwärmungszone.

55· System nach Anspruch 54? gekennzeichnet durch eine eine zweite Stufe bildende Druckverringerungseinrichtuns» die so ausgebildet ist, daß der Druck der von der Erwärmungszone abgezogenen öl enthaltenden Rückstände auf einen mittleren Druck verringert wird und daß die Trenneinrichtungen folgende Teile umfassen:

(a) Mitteldruck-Verdampfungs-Ausgleichstankeinrichtungen,

(b) Einrichtungen zum Komprimieren des von den Verdampfer-Ausgleichstankeinrichtungen abgezogenen Exfcraktionsmittel-Dampfes und zur Rückführung des komprimierten Dampfes an die Verdampfereinrichtungen, und

(c) Einrichtungen zum Abziehen von mit öl angereicherten Rückständen aus den Mitteldruck-Verdampfer-Ausgleichstankeinrichtungen.

56. System nach Anspruch 55» dadurch gekennzeichnet, daß eine dritte Stufe bildende Druckverringerungseinrichtungen vorgesehen sind, die derart ausgebildet sind, daß sie den Druck der mit öl angereicherten Rückstände, die von den Mitteldruck-Verdampfer-Ausgleichstankeinrichtungen abgezogen werden, auf einen Druck verringern, der dem Umgebungsdruck angenähert ist, und daß die Trenneinrichtungen folgende Teile umfassen:

(a) Niederdruck-Verdampfer-Ausgleichstankeinrichtungen,

(b) Einrichtungen zum Komprimieren des von den Niederdruck-Verdampfer-Ausgleichstankeinrichtungen abgezogenen Extraktionsmittel-Dampfes und zur
Rückführung des komprimierten Dampfes an die Mitteldruck-Verdarapfer-Ausgleichstankeinrichtungen und

(c) Einrichtungen zum Abziehen von im wesentlichen extraktionsmittelfreiem öl von den Niederdruck-Verdampfer-Ausgleichstankeinrichtungen.

57· System nach Anspruch 56, gekennzeichnet durch Einrichtungen zur Rückführung von zumindest einem Teil des extraktionsraittelfreien Öls an die die Aufschlämmung bildenden Einrichtungen.

; Patentanwälte ■: ." ^β : " .^: · 1"UHpI.-Ing. Curt Wallach

32^1317 Europäische Patentvertreter "' "" ""Cfol.- I ng. 6 Ü nther Koch

European Patent Attorneys Dipl.-Phys. Dr.TinO Haibach

j - Dipl.-!ng. Rainer Feldkamp

D-8000 München 2 · Kaufingerstraße 8 ■ Telefon (0 89) 2 60 80 78 · Telex 5 29 513 wakai d

P 32 41 317.3 Datum: ¹⁶ · Dezember 1982

CRITICAL FLUID SYSTEMS, INC. Unser Zeichen: 17 588 PCT/DE - Fk/gr

Übersetzung der mit der Eingabe vom 2. September 1982 eingereichten abgeänderten Patentansprüche der PCT-Anmeldung
PCT/US 82/00501

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6. Verfahren nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß die mineralischen Feststoffe durch Ölbohrschacht-Bohrklein gebildet sind.

7. Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß das Bohrklein in einem Bohrschlamm auf Wasserbasis enthalten ist und daß die Verunreinigung durch einen Borhschlamm-Zusatz gebildet ist.

8. Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Verunreinigung öl enthält.

9. Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß das Bohrklein in einem Bohrschlamm auf ölbasis enthalten ist.

12. Verfahren nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß die Verunreinigung durch öl gebildet ist und daß die mineralischen Feststoffe Sand sind.

13. Verfahren zur Entfernung von öl aus teilchenförmigen mineralischen Feststoffen mit hohem anorganischem Anteil, gekennzeichnet durch die folgenden Schritte:

(a) in Berührungbringen der mineralischen Feststoffe mit hohem anorganischem Anteil in einem Druckgefäß mit einem Extraktionsmittel, das ein Gas ist, das sich unter einem derartigen Druck und einer derartigen Temperatur befindet, daß das Gas in einen flüssigen öllösenden Zustand umgewandelt wird, so daß das Öl in dem Extraktionsmittel gelöst wird und ein ausströmendes Medium gebildet wird, das eine Extraktionsmittel-Öllösung enthält,

(b) Trennen des ausströmenden Mediums von den resultierenden im wesentlichen ölfreien mineralischen Feststoffen,

(c) ausreichende Verringerung des Druckes des ausströmenden Mediums, um das Extraktionsmittel für das Öl nichtlösend zu machen und ein Zweiphasen-Druckverringerungsprodukt von Öl und Extraktionsmittel für die erneute Verwendung zu bilden.

-Ιο--

15. Verfahren nach Anspruch 9, gekennzeichnet durch den Schritt der Trennung des Bohrkleins von dem Bohrschlamm vor dem Schritt des Inberührungbringens.

16. Verfahren nach Anspruch 15, gekennzeichnet durch den Schritt der Zerkleinerung des Bohrkleins nach dem Trennschritt und vor dem Schritt des Inberührungbringens.

17. Verfahren nach Anspruch 16, gekennzeichnet durch den Schritt des Beseitigens des resultierenden im wesentlichen ölfreien Bohrkleins.

18. Verfahren nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, daß das Verfahren auf einer schwimmenden Ölbohrplattform ausgeführt wird und daß der Schritt des Beseitigens das überbordleiten des ölfreien Bohrkleins einschließt.

19. Verfahren nach Anspruch 18, gekennzeichnet durch den Schritt der Verdichtung des ölfreien Bohrkleins vor dem überbordleiten.

20. Verfahren nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß das Gas Kohlenstoffdioxyd bei einem Druck zwischen ungefähr 50 und ungefähr 220 Atmosphären und bei einer Temperatur zwischen ungefähr 15⁰C und ungefähr 15O⁰C ist.

21. Verfahren nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß das Gas Propan bei einem Druck zwischen ungefähr 8 und ungefähr 220 Atmosphären und bei einer Temperatur zwischen ungefähr 15 C und ungefähr 15O⁰C ist.

22. Verfahren nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß das Gas Dichlordifluormethan bei einem Druck zwischen ungefähr 4,8 und ungefähr 220 Atmosphären und einer Temperatur zwischen ungefähr 15⁰C und ungefähr 15O⁰C ist.

23· Verfahren nach Anspruch 13» dadurch gekennzeichnet, daß der Schritt des Inberührungbringens der mineralischen Feststoffe mit dem Extraktionsmittel den Schritt des Umlaufenlassens des Extraktionsmittels durch das Druckgefäß umfaßt, bis die mineralischen Feststoffe im wesentlichen verunreinigungsfrei sind, und daß der Schritt der Trennung des restlichen ausströmenden Mediums aus den im wesentlichen ölfreien mineralischen Feststoffen das Her-. auspressen des verbleibenden Extraktionsmittels aus dem Gefäß mit einem Wasserkolben einschließt.

24. Verfahren nach Anspruch 13, gekennzeichnet durch die Schritte der Ausbildung einer pumpbaren Aufschlämmung aus einer Aufschlämmflüssigkeit mit den die Verunreinigung enthaltenden mineralischen Feststoffen und des Pumpens der Aufschlämmung in das Druckgefäß.

25. Verfahren nach Anspruch 24, gekennzeichnet durch den Schritt der Erwärmung der Aufschlämmung auf eine Temperatur, die der angenähert ist, mit der das Extraktionsmittel bei dem Schritt des Inberührungbringens verwendet wird.

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26. Verfahren nach Anspruch 24, gekennzeichnet durch den Schritt der Entfernung zumindest eines Teils der Aufschlämmflüssigkeit von den die Verunreinigung enthaltenden Feststoffen,nach dem diese das Druckgefäß erreicht haben und vor dem Schritt des Inberührungbringens.

27. Verfahren nach Anspruch 24, dadurch gekennzeichnet, daß die mineralischen Feststoffe durch Bohrklein in einem Bohrschlamm auf ölbasis gebildet sind und daß das Verfahren den Schritt der Trennung des Bohrkleins von dem Bohrschlamm vor der Herstellung der pumpbaren Aufschlämmung einschließt.

28. Verfahren nach Anspruch 27, dadurch gekennzeichnet, daß die AufSchlämmflüssigkeit öl ist. _:

29. Verfahren nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß die Verunreinigung durch Öl gebildet ist und daß der Schritt der Verringerung des Druckes des kombinierten ausströmenden Mediums in einer Vielzahl von Stufen durchgeführt wird.

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30. Verfahren nach Anspruch 29, dadurch gekennzeichnet, daß die erste Druckverringerungsstufe die Verringerung des Druckes des kombinierten ausströmenden Mediums auf einen Druck umfaßt, der gerade ausreicht, um ein zweiphasiges Erststufen-Druckverringerungsprodukt zu bilden, und daß der Schritt der Trennung dieser zweiphasigen Erststufen-Druckverringerungsprodukte die folgenden Schritte umfaßt:

(a) Destillation des zweiphasigen Produktes zur Entfernung des Extraktionsmittels als Dampf und zur Bildung einer Rückstandsfraktion, die das Öl enthält,

(b) Kompression des Extraktionsmitteldampfes im wesentlichen auf den Druck, der erforderlich ist, um es in einen flüssigen öllösenden Zustand zurückzuverwandeln und um ein erwärmtes wieder komprimiertes Fraktionsmittel zu schaffen,

(c) Durchführung eines indirekten Wärmetausches zwischen dem wieder komprimierten Extraktionsmittel und der Rückstandsfraktion zur Gewinnung der thermischen Energie für den Destilla-

j tionsschritt und

(d) Ableiten der ölenthaltenden Rückstände.

31. Verfahren nach Anspruch 30, gekennzeichnet durch den Schritt der Kondensation eines Teils des Extraktionsmittels vor dem Komprimieren und der Verwendung des resultierenden Kondensates als Rückflußflüssigkeit bei der Destillation.

40. System zur Entfernung von organischen Verunreinigungen unter Einschluß von öl aus teilchenförmigen mineralischen Feststoffen mit hohem anorganischem Anteil, gekennzeichnet durch die folgende Kombination:

(a) Druckgefäßeinrichtungen, die so angeordnet sind, daß sie einen Kontakt zwischen eine anorganische Verunreinigung enthaltenden teilchenförmigen mineralischen Feststoffen mit hohem anorganischem Anteil und einem Ext.raktionsmittel für die Verunreinigung bewirken, wobei das Extraktionsmittel unter Umgebungsbedingungen ein Gas ist, das während des gesamten Inberührungbringens mit den Feststoffen unter derartigen Druck- und Temperaturbedingungen gehalten wird, daß es in einen flüssigen, die Verunreinigung lösenden Zustand umgewandelt ist,

(b) Extraktionsmittel-Zuführeinrichtungen zur Zuführung des Extraktionsmittels in den flüssigen lösenden Zustand,

(c) Einrichtungen zum Inumlaufbringen des Extraktionsmittels ,in den flüssigen lösenden Zustand durch die Druckgefäßeinrichtungen und in Berührung mit den Feststoffen, so daß ein im wesentlichen einphasiges ausströmendes Medium gebildet wird, das die Verunreinigung enthält,

(d) Einrichtungen zur Beseitigung des restlichen ausströmenden Mediums aus den Druckgefäßeinrichtungen in Form eines im wesentlichen einphasigen restlichen ausströmenden Mediums und zur Kombination des restlichen ausströmenden Mediums mit dem primären ausströmenden Medium,

(e) Druckverringerungseinrichtungen zur Verringerung des Druckes des resultierenden kombinierten, im

wesentlichen einphasigen ausströmenden Mediums zur Bildung von zwei trennbaren Phasen, die eine das Extraktionsmittel enthaltende Dampfphase und eine flüssige Phase umfaßt, die die Verunreinigung enthält,

(f) Trenneinrichtungen zur Trennung der Dampfphase und der flüssigen Phase und

(g) Einrichtungen zur Entfernung der im wesentlichen verunreinigungsfreien Feststoffe aus den Druckgefäßeinrichtungen zur Beseitigung der Feststoffe.

42. System nach Anspruch 40, dadurch gekennzeichnet, daß die Einrichtungen zur Entfernung des restlichen ausströmenden Mediums aus den Druckgefäßeinrichtungen Einrichtungen zum Einpressen eines Wasserkolbens nach oben durch die Druckgefäßeinrichtungen umfassen, wodurch die im wesentlichen verunreinigungsfreien Feststoffe gewonnen werden.

43· System nach Anspruch 40, dadurch gekennzeichnet, daß die Einrichtungen zum Entfernen der im wesentlichen verunreinigungsfreien Feststoffe aus den Druckgefäßeinrichtungen Einrichtungen zum Hindurchleiten eines Wasserstromes durch die Druckgefäßeinrichtungen mit ausreichender Kraft umfassen, damit die Feststoffe aus den Druckgefäßeinrichtungen herausbewegt werden.

44. System nach Anspruch 43, gekennzeichnet durch Einrichtungen zur Verdichtung der im wesentlichen verunreinigungsfreien Feststoffe in Ziegel oder dergleichen.

.45. System nach Anspruch '40, dadurch gekennzeichnet, daß die Druckverringerungseinrichtung in Stufen unterteilt ist, daß die erste Stufe dieser Stufen so angeordnet ist, daß der Druck auf einen Wert . gerade unterhalb des Wertes verringert ist, bei dem sich die beiden trennbaren Phasen bilden, daß

(a) Verdampfereinrichtungen mit einer Destillationszone und einer Erwärmungszone vorgesehen sind,

(b) daß Einrichtungen zur Kompression des von der Destillationszone abgeleiteten Extraktionsmitteldampfes und zum Hindurchleiten des komprimierten Dampfes durch indirekte Wärmetauschereinrichtungen in der flüssigen Phase in der Erwärmungszone vorgesehen sind,

(c) daß Übertragungsleitungseinrichtungen, die in Strömungsmittelverbindung mit den Wärmetauschereinrichtungen stehen, die Extraktionsmittel-Zufuhreinrichtungen bilden, und

(d) daß Einrichtungen zur Ableitung der die Verunreinigung enthaltenden Rückstände aus der Erwärmungszone vorgesehen sind.

53. System nach Anspruch 51, gekennzeichnet durch Einrichtungen zur Entfernung überschüssiger Aufschlämmflüssigkeit aus den Druckgefäßeinrichtungen vor dem Hindurchleiten des Extraktionsmittels.

54. System nach Anspruch 51, dadurch gekennzeichnet, daß die mineralischen Feststoffe durch Bohrklein in einem Bohrschlamm auf Ölbasis gebildet sind und die Aufschlämmflüssigkeit Öl ist, daß die Druckverringerungseinrichtung in Stufen unterteilt ist, von denen die erste Stufe so ausgebildet ist, daß der Druck auf einen Wert gerade unterhalb des Wertes verringert ist, bei dem sich die beiden trennbaren Phasen bilden, und daß die Trenneinrichtungen folgende Teile umfassen:

(a) Verdampfereinrichtungen mit einer Destillationszone und einer Erwärmungszone,

(b) Einrichtungen zur Kompression des Extraktionsmitteldampfes, der von der Destillationszone abgeleitet wird und zum Hindurchleiten des komprimierten Dampfes durch indirekte Wärmetauschereinrichtungen in der flüssigen Phase in der Erwärmungszone,

(c) übertragungsleitungseinrichtungen, die in Strömungsmittelverbindung mit den Wärmetauschereinrichtungen stehen und die Extraktionsmittel-Zufuhreinrichtungen bilden, und

(d) Einrichtungen zur Ableitung der ölenthaltenden Rückstände aus der Erwärmungszone.