DE558638C

DE558638C - Process for separating finely divided impurities, in particular those of a colloidal nature, from oils or other liquids by means of filtration

Info

Publication number: DE558638C
Application number: DEI37062D
Authority: DE
Inventors: Dr Bruno Engel; Dr Rudolf Wietzelf
Original assignee: IG Farbenindustrie AG
Current assignee: IG Farbenindustrie AG
Priority date: 1929-02-10
Filing date: 1929-02-10
Publication date: 1932-09-09

Description

Verfahren zum Abtrennen fein verteilter Verunreinigungen, insbesondere solcher kolloidaler Natur, aus Ölen oder anderen Flüssigkeiten mittels Filtration Die bei vielen chemischen Prozessen, wie Destillier-, Krack-, Hydrier-, Schwelverfahren, entstehenden Ole oder Teere bzw. öl- oder teerartigen Produkte enthalten vielfach fein verteilte Verunreinigungen, insbesondere auch solche kolloidaler Natur, z. B.Process for separating finely divided impurities, in particular of such a colloidal nature, from oils or other liquids by means of filtration Many chemical processes such as distillation, cracking, hydrogenation, smoldering, Resulting oils or tars or oil or tar-like products contain many finely divided impurities, especially those of a colloidal nature, e.g. B.

Asche, Staub, Ruß, Zersetzungsprodukte, Ausscheidungen polymerer Natur, die den Wert der Produkte stark herabsetzen und deren Entfernung mehr oder weniger große Schwierigkeiten bereitet. Das gleiche gilt für die Entfernung der feinen Teilchen, die sich in gebrauchten Transformatorenölen, Schmierölen, Dieselölen u. dgl. vorfinden. Der übliche Weg des Filtrierens oder Zentrifugierens ist für die Abtrennung solcher Verunreinigungen nicht immer gangbar, da sich die erforderlichen Filter von außerordentlich geringer Porenweite rasch verstopfen und eine Trennung durch Zentrifugieren zufolge des oft außerordentlich großen Reibungswiderstandes der feinen Teilchen, der eine verhältnismäßig lange Zentrifugierdauer bedingt, vielfach unwirtschaftlich ist. Oft läßt sich durch Zentrifugieren eine Trennung überhaupt nicht erzielen, z. B. wenn die zu entfernenden Teilchen zufolge ihrer Oberflächenbeschaffenheit unter allen Umständen suspendiert bzw. kolioidal gelöst bleiben.Ash, dust, soot, decomposition products, polymer excretions, which greatly reduce the value of the products and their removal more or less causes great difficulties. The same goes for the removal of the fine particles, which are found in used transformer oils, lubricating oils, diesel oils and the like. The usual way of filtering or centrifuging is for the separation of such Impurities are not always passable, as the required filters are extraordinary clogging quickly and causing separation by centrifugation the often extremely large frictional resistance of the fine particles, the one relatively long centrifugation time, is often uneconomical. Often, separation cannot be achieved at all by centrifugation, e.g. B. if the particles to be removed are below the surface properties of the particles to be removed remain suspended or colioidally dissolved under all circumstances.

Es wurde nun gefunden, daß man Verunreinigungen der genannten Art, gleichviel welcher Herkunft, in sehr einfacher und vorteilhafter Weise durch Filtration entfernen kann, wenn man als Filtermaterial fein verteilte kohlehaltige Rückstände verwendet, wie sie bei der Hydrierung oder Extraktion oder der Schwelung von Kohlen, Teeren, Mineralölen ohne weitere Zwischenbehandlung unmittelbar erhalten werden. Man kann dabei zweckmäßig so verfahren, daß man durch ein Metalldraht-, Stoff- oder sonstiges Filter zunächst so lange eine Aufschlämmung der genannten Rückstände in Öl oder einer sonstigen Flüssigkeit filtriert, bis sich auf dem Filter eine hinreichend dicke Schicht aus den Rückständen abgesetzt hat bzw. bis das Filter mit den Rückständen hinreichend durchsetzt ist. Man kann aber auch die Rückstände unmittelbar einem Teil des zu reinigenden Öles selbst zusetzen, mit diesem Teil die Filtration beginnen und das auf diese Weise zubereitete Filter für die Filtration der Hauptmenge des Oles benutzen. Liegen die Rückstände in Form einer Paste oder eines Breies vor, so genügt es oft, sie in diesem Zustand ohne weiteres auf das Filter aufzutragen. It has now been found that impurities of the type mentioned, regardless of the origin, in a very simple and advantageous manner by filtration can remove if the filter material used is finely divided carbonaceous residues used as they are in the hydrogenation or extraction or the smoldering of coals, Tars, mineral oils can be obtained immediately without further intermediate treatment. One can expediently proceed so that one by a metal wire, fabric or other filter first as long as a slurry of the residues mentioned in Oil or other liquid filtered until a sufficient amount is found on the filter thick layer of the residues has deposited or until the filter with the residues is sufficiently interspersed. But you can also use the residues directly Add part of the oil to be cleaned yourself, start the filtration with this part and the filter prepared in this way for the filtration of the bulk of the Use oles. If the residue is in the form of a paste or porridge, so it is often sufficient to simply apply it to the filter in this state.

Besonders vorteilhaft ist dieAnwendung der vorliegenden Erfindung bei kontinuierlich arbeitenden mechanischen Filtervorrichtungen, wie Vakuumdrehfiltern, Siebzentrifugen 0. dgl. Beispielsweise läßt man bei Verwendung eines drehbaren Vakuumzellenfilters eine der Zellen in der ersten dreier sich ständig wiederholender Phasen in das Filter material, z. B. den - Kohlehydrierungsrückstand, tauchen, während in der zweiten Phase das zu reinigende Öl nach Maßgabe der abzutrennenden Verunreinigungen kürzere oder längere Zeit durch das Filter dieser Zelle gesaugt und in der dritten Phase die Filtermasse zusammen mit den von ihr aufgenommenen Verunreinigungen durch die Schab-oder Schneidvorrichtung vom Filter entfernt wird. In ähnlicher Weise arbeitet man bei Siebzentrifugen, bei denen das Vakuum durch den Zentrifugaldruck ersetzt ist. Das kontinuierliche Arbeiten z. B. mit Vakuumdrehfiltern und Schabvorrichtungen u. dgl. gestaltet sich sehr einfach; es ist vielfach lediglich dafür zu sorgen, daß die zu filtrierende Flüssigkeit beim Eingießen in die Vorrichtung ständig einen gewissen Gehalt an den oben bezeichneten, als Filtermaterial zu verwendenden Rückständen aufweist. The application is particularly advantageous the present Invention for continuously operating mechanical filter devices, such as rotary vacuum filters, Sieve centrifuges 0 one of the cells in the first three repetitive phases into the filter material, e.g. B. the - carbohydrate residue, dip while in the second Phase the oil to be cleaned is shorter depending on the impurities to be separated or sucked through the filter of this cell for a long time and in the third phase the filter mass together with the impurities it has absorbed by the Scraper or cutting device is removed from the filter. Works in a similar way one with sieve centrifuges, in which the vacuum is replaced by the centrifugal pressure is. The continuous work z. B. with vacuum rotary filters and scrapers and the like is very simple; in many cases it is only necessary to ensure that the liquid to be filtered when pouring into the device constantly a certain content of the above-mentioned residues to be used as filter material having.

Die beim Filtrieren anzuwendende Temperatur richtet sich u. a. nach der Viskosität der zu reinigenden Flüssigkeiten. Bei hochviskosen Ölen sind im allgemeinen zwecks Erzielung eines befriedigenden Durchsatzes erhöhte Temperaturen; z. B. solche von 1500 und darüber, vorteilhaft. Jedoch genügt in manchen Fällen auch die gewöhnliche Temperatur. The temperature to be used during the filtration depends on, among other things. after the viscosity of the liquids to be cleaned. In the case of highly viscous oils, in general elevated temperatures in order to achieve a satisfactory throughput; z. B. such from 1500 and above, advantageous. However, in some cases the usual one is sufficient Temperature.

Die reinigende Wirkung der wie vorstehend beschrieben zubereiteten Filter ist im allgemeinen bedeutend d größer als die Wirkung von Filtern, die mit einer Schicht aus anderen fein verteilten Substanzen versehen sind. Gemäß der vorliegenden Erfindung ist es möglich, auch in schwierigen Fällen ohne Anwendung des manchmal unwirtschaftlichen und auch aus technischen Gründen unangebrachten Zusatzes ausflockend wirkender Substanzen oder auf elektrischen Vorgängen, wie Kataphorese, beruhender Trennungsverfahren eine praktisch vollständige Abtrennung feinster Verunreinigungen, in vielen Fällen auch solcher hochkolloidaler Natur, zu bewirken. Außerdem trägt das vorliegende Verfahren zur Erhöhung der Wirtschaftlichkeit der Verfahren bei, bei denen die als Filtermasse zu verwendenden Rückstände erhalten werden, da diese durch die vorliegende Erfindung vor ihrer eigentlichen Aufarbeitung noch in wertvoller Weise nutzbar gemacht werden. The cleansing effect of the prepared as described above Filter is generally significantly greater than the effect of filters with a layer of other finely divided substances are provided. According to the present Invention it is possible even in difficult cases without applying the sometimes uneconomical and also for technical reasons inappropriate additive flocculating active substances or based on electrical processes such as cataphoresis Separation process a practically complete separation of the finest impurities, in many cases also of a highly colloidal nature. Also wears the present process to increase the economic efficiency of the process, in which the residues to be used as a filter material are obtained, as these by the present invention before its actual work-up even more valuable Way to be harnessed.

Man hat bereits vorgeschlagen, aus Rückständen der Druckhydrierung eine aktive Kohle in der Weise herzustellen, daß man die ölhaltigen Rückstände in Gegenwart katalytischer Substanzen, wie Metallsalzen, vorsichtig erhitzt; hierdurch werden die öligen Bestandteile entfernt, und gleichzeitig wird der kohlehaltige Rückstand in eine aktive Kohle verwandelt. Ferner ist es bekannt, aus den Rückständen der Schwelung von Ölschiefen und Kohle durch eine Behandlung mit Säuren eine aktive Kohle herzustellen. It has already been proposed to use pressure hydrogenation residues to produce an active charcoal in such a way that the oily residues in In the presence of catalytic substances, such as metal salts, heated carefully; through this the oily components are removed, and at the same time the carbonaceous Residue turned into an active charcoal. It is also known from the residues the smoldering of oil shales and coal by treatment with acids an active one Making coal.

Demgegenüber handelt es sich bei dem vorliegenden Verfahren überhaupt nicht um die Anwendung aktiver Kohle, sondern um die Anwendung kohlehaltiger Rückstände in dem Zustand, wie sie bei der Hydrierung, Extraktion oder Schwelung unmittelbar erhalten werden. Diese Rückstände sind nicht ölfrei wie die aktive Kohle, sondern sie enthalten noch hochsiedende Kohlenwasserstoffe, Asphalte u. dgl. Wenn es also bekannt war, aktive Kohle zum Reinigen von Flüssigkeiten, wie Olen, zu benutzen, so lag es nicht nahe, ein Material von wesentlich anderer Art als Filtermaterial zum Abtrennen fein verteilter Verunreinigungen aus Olen 0. dgl. zu benutzen. Das vorliegende Filtermaterial wäre nach einer Säure- oder Wärmebehandlung im Sinne der erwähnten bekannten Verfahren zwar als Adsorbens für Gase und Dämpfe verwendbar, aber nicht als Filter für Öle, Teere u. dgl.In contrast, this is the case at all with the present method not about the use of active charcoal, but about the use of charcoal residues in the state in which it is immediately after hydrogenation, extraction or smoldering can be obtained. These residues are not oil-free like the active charcoal, but they still contain high-boiling hydrocarbons, asphalt and the like was known to use active charcoal to purify liquids such as oils, so it was not obvious to use a material of a much different kind than filter material to separate finely divided impurities from oils, etc. to use. That existing filter material would be in the sense of an acid or heat treatment the known processes mentioned can be used as an adsorbent for gases and vapors, but not as a filter for oils, tars, etc.

Beispiel 1 Auf ein in einer Porzellannutsche befindliches gewöhnliches oder durch ein Gewebe verstärktes Filtrierpapier wird mit Hilfe eines Spatels ein bei der Druckhydrierung von Braunkohle erhaltener, bei gewöhnlicher Temperatur fester, auf I500 erhitzter Rückstand, der etwa 70 010 Kohle enthält, in einer 1 mm starken Schicht aufgetragen. Durch das so bereitete Filter wird ein Steinkohlenurteer, der 4,8 01, feinste Kohle-, Asche- und Rußteilchen enthält, bei I500 unter Anwendung von Vakuum filtriert. Das Filtrat enthält nur noch etwa 0,2 °lo feste Verunreinigungen. Example 1 On an ordinary one in a porcelain suction cup or filter paper reinforced with a fabric is inserted with the help of a spatula obtained in the pressure hydrogenation of lignite, more solid at ordinary temperature, A residue heated to 1500 and containing about 70,010 coal in a 1 mm thick Layer applied. The filter prepared in this way creates a coal tar, the 4.8 01, contains the finest particles of coal, ash and soot, at I500 when using filtered by vacuum. The filtrate only contains about 0.2 ° lo solid impurities.

Beispiel 2 In einer Siebzentrifuge, deren Metallsieb mit einem Filtertuch bespannt ist, wird durch Eingießen von I800 heißem Kohlehydrierungsrückstand, der etwa 50 0Jo Kohle enthält, eine etwa 1 mm dicke Filterschicht erzeugt und alsdann ein durch Zentrifugieren in einer sieblosen Zentrifuge vorgereinigter Generatorteer, der noch 2,6 010 feste, auf gewöhnlichem Wege nicht abtrennbare Verunreinigungen enthält, bei I20° in kontinuierlichem Strom eingegossen. Der durch das Filter hindlirchgeschleuderte Teer enthält nur noch etwa 0,2 0(0 feste Verunreinigungen, die mit dem unbewaffneten Auge nicht sichtbar sind. Example 2 In a sieve centrifuge, the metal sieve of which with a filter cloth is covered by pouring I800 hot carbohydrate residue, the contains about 50 0Jo carbon, created a filter layer about 1 mm thick and then a generator trap pre-cleaned by centrifugation in a screenless centrifuge, the still 2.6 010 solid impurities that cannot be separated in the usual way contains, poured into a continuous stream at 120 °. The one thrown through the filter Tar now only contains about 0.2 0 (0 solid impurities with are not visible to the naked eye.

Beispiel 3 Ein sehr feinkörniger und daher unter gewöhnlichen Verhältnissen schwer filtrierbarer Brei aus 40 Olo bei der Hydrierung von Olschiefer erhaltenen Rückständen und 6o 0Jo schweren Ölen wird mit dem gleichen Volumen eines leichten Mittelöls verdünnt und durch ein Trommelfilter filtriert, auf dem vorher durch Ansaugen eines bei der Kohlehydrierung erhaltenen, aus feinen Kohleteilchen und Mittelöl bestehenden Breies eine etwa 8 mm starke Filterschicht gebildet wurde. Die in den erwähnten Rückständen fein verteilten Sohieferteilchen werden durch die Kohle an der Oberfläche der Filterschicht festgehalten und bewirken daher keine Verstopfung des Filtertuchs, so daß eine rasche Filtration ermöglicht wird. Sobald die oberste Filterschicht unwirksam geworden ist, stellt man das Schälmesser näher an die rotierende Filtertrommel heran, so daß ein Teil der Filterschicht mit abgeschält und die darunterliegende Schicht wirksam wird. Example 3 A very fine grain and therefore under ordinary conditions Difficult to filter pulp from 40 Olo obtained in the hydrogenation of oil shale Residues and 6o 0Jo heavy oils is made with the same volume of a light Medium oil diluted and filtered through a drum filter, on which previously by suction one obtained from carbohydrate hydrogenation from fine coal particles and middle oil existing pulp an approximately 8 mm thick filter layer was formed. The ones in the The residues mentioned are finely distributed soot particles due to the charcoal the surface of the filter layer and therefore do not cause clogging of the filter cloth so that rapid filtration is possible. Once the top one If the filter layer has become ineffective, the paring knife is brought closer to the rotating one Approach the filter drum so that part of the filter layer is peeled off and the one underneath Layer becomes effective.

Dies wird so oft wiederholt, bis die ganze kohlehaltige Filterschicht abgeschält ist. Man trägt dann eine frische Schicht auf das Filtertuch auf, und die Filtration kann von neuem beginnen.This is repeated until the entire carbon-containing filter layer is peeled off. A fresh layer is then applied to the filter cloth, and the filtration can start again.

Beispiel 4 Ein Steinkohlenteer, der etwa 6 °10 äußerst feine feste Verunreinigungen enthält, wird mit 8 bis I2 °lo einer Masse, die bei der bis 3800 erfolgten Destillation eines Steinkohlenhydrierproduktes als Rückstand hinterblieben ist und aus 60 0Jo Kohle, 30 0/o Asphalt und 10 0/o Schwerölen besteht, bei 80 bis 1000 vermischt und durch ein Trommelfilter filtriert (vgl. Beispiel 3). Sobald die sich hierbei auf dem Filtertuch bildende Schicht eine Dicke von etwa 20 mm erreicht hat, läßt man die Messer einen Teil der Schicht abschälen. Example 4 A coal tar that is about 6 ° 10 extremely fine solid Contains impurities is with 8 to I2 ° lo a mass that with the to 3800 distillation of a hard carbohydrate product left behind as a residue and consists of 60% coal, 30% asphalt and 10% heavy oils, at 80 to 1000 mixed and filtered through a drum filter (see. Example 3). As soon as the The layer that forms on the filter cloth has a thickness of about 20 mm let the knives peel off part of the layer.

Es wird so in kontinuierlichem Arbeitsgang ein Filtrat erhalten, das nur noch o, o6 °10 feste Anteile enthält.A filtrate is obtained in this way in a continuous operation which only contains o, o6 ° 10 solid fractions.

Claims

PATENT CLAIM: Process for separating finely divided impurities, especially those of a colloidal nature, from oils or other liquids by means of Filtration through carbonaceous filter material, characterized in that as carbonaceous Filter material to be used as they are in the hydrogenation or residues Extraction or smoldering of coal, tars, mineral oils, oil shale or peat can be obtained immediately without further intermediate treatment.