DE892900C - Verfahren und Anlage zur Aufarbeitung von Schwelteeren und Teeroelen - Google Patents

Description

• Verfahren und Anlage zur Aufarbeitung von Schwelteeren und Teerölen Die Erfindung bezieht sich auf die Aufarbeitung von Schwelteeren aller Art, ,Steinkohlen-, Braunkohlen- und Schiefer-Schwelteeren und daraus gewonnenen ölen, sowie Mitteltemperaturteeren mit verdünnten Alkalilösungen, insbesondere Natronlauge, zwecks Trennung und Gewinnung der Neutralöle und Phenole.
• Gleichgültig, ob dabei die mit wasserunlöslichen Lösungsmitteln verdünnten oder nicht verdünnten Schwelteere oder die durch fraktionierte Kondensation oder Destillation aus den Schwelteeren gewonnenen Teeröle mit verdünnten Alkalilösungen, insbesondere verdünnter Natronlauge, behandelt werden, in jedem Falle ist zur restlosen Abtrennung der sauren Bestandteile von den Neutralölteilen ein erheblicher Überschuß von Alkali erforderlich. Hierdurch wird das Verfahren mit hohen Kosten belastet.
• Es ist daher schon vorgeschlagen worden, den Verbrauch an Alkalilösungen dadurch herabzusetzen, daß die Ausgangsstoffe mit einer bei dem Verfahren selbst entstehenden Phenolatlösung vorbehandelt werden, da solche Lösungen erhebliche Mengen freier Phenole aufzunehmen vermögen. Dieses Verfahren würde eine erhebliche Ersparnis an Natronlauge erbringen; es ist aber praktisch nicht durchführbar, weil die mit überschüssigen freien Phenolen angereicherte Phenolatlösung auch sehr erhebliche Mengen neutraler Bestandteile aus dem zu behandelnden Rohstoff aufnimmt, Bei der Abscheidung der Phenole aus solchen Lösungen durch Behandeln mit Säuren, insbesondere Kohlendioxyd oder kohlendioxydhaltigen Gasen (Rauchgasen), scheiden sich die neutralen Ölbestandteile zusammen mit dem Phenol aus, so daß hierbei stark ölhaltige Phenole anfallen, die technisch im allgemeinen nicht brauchbar sind. Das 01 läßt sich aus der Phenolatlösung, vor allem aber aus den abgeschiedenen Rohphenolen nicht mehr entfernen.
• Versucht man durch stufenweises Arbeiten zu dem beabsichtigten Erfolg zu gelangen, so treten eine Reihe anderer praktisch schwer oder nicht überwindbarer Schwierigkeiten auf. Bei der Behandlung des verdünnten Schwelteeres mit verdünnter Alkalilauge bilden sich insbesondere beim Rühren oder Schleudern verhältnismäßig viskose Zwischenschichten, die aus einer wasserhaltigen Mischung von Phenolen, Phenolat und Öl bestehen, andererseits leidet die Nachbehandlung sowohl der Phenolatlauge zwecks Enfernung der Ölspuren als auch der Neutralöle zwecks Auswaschung der Phenolatlaugereste unter der Bildung von Emulsionen, die mit gewöhnlichen einfachen Mitteln nicht beseitigt werden können.
• Die Aufarbeitung der Schwelteere oder Teeröle auf diesem Wege mit dem Ziel der Erreichung ölfreier Phenole und phenolfreier Öle unter der Voraussetzung weitgehender Einsparung an Lauge erfordert daher verwickelte und kostspielige zusätzliche Maßnahmen und macht das Verfahren unwirtschaftlich, so daß auch hier der erstrebte Zweck nicht erreicht wird.
• Es wurde nun gefunden, daß die erwähnten Schwierigkeiten des zuletzt genannten Verfahrens in unerwartet einfacher Weise vermieden werden, indem gemäß der Erfindung der zu behandelnde, gegebenenfalls durch ein wasserunlösliches Lösungsmittel verdünnte Schwelteer oder das Teeröl sowie die zu behandelnde verdünnte Alkalilösung, insbesondere verdünnte Natronlauge, im Gegenstrom in ruhigen Strombahnen an- und ineinander vorbeigeführt werden, wobei mindestens das eine der beiden Mittel in feinverteilte Tropfen oder Stromfäden aufgeteilt wird. Dabei wird vorzugsweise durch eine in einen Zylinderraum von oben nach unten sich bewegende Flüssigkeitssäule von Natronlauge vor- unten nach oben der verdünnte Schwelteer oder das Teeröl in aus einem Verteiler austretenden einzelnen Tropfen oder Stromfäden hindurchgeschickt.
• In der gleichen Weise wird einerseits die Nachbehandlung der Phenolatlauge mit Leichtöl (Benzin) od. dgl. zur Entfernung von Ölspuren und andererseits des Neutralöles mit Wasser zur Beseitigung von Phenolatlaugeresten vorgenommen, wobei in jedem Falle das spezifisch schwerere Mittel oben, das spezifisch leichtere '.Mittel unten eingeführt wird.
• In der Zeichnung ist eine zur Durchführung dieses Verfahrens geeignete Betriebseinrichtung schematisch dargestellt.
• Die Anlage besteht aus drei zylindrischen Waschtürmen r, 2, 3. In dem Waschturm i findet die Auftrennung des Schwelteeres oder Teeröles durch verdünnte Alkalilösung in Neutralöle und saure Bestandteile statt, in dem Waschturm 2 werden aus der Phenolatlauge die Ölspuren entfernt, imWaschturm 3 wird das Neutralöl von Phenolatlaugeresten befreit.
• Jeder Waschturm besteht aus einem senkrechten, oben und unten geschlossenen eisernen Zylinder, der oben und unten, ein Stück von dem Boden entfernt, je einen Verteiler q., 5 aufweist. Diese Verteiler haben die Aufgabe, die durch die Zuflußrohre hinzutretende Flüssigkeit in einzelne Tropfen oder Stromfäden aufzuteilen, welche sich in der in dem Turm enthaltenden Flüssigkeitsmenge in ruhiger Bahn von oben nach unten bzw. von unten nach oben bewegen. In der Reaktionszone 30 zwischen den Verteilern q. und 5 sind in Abständen Loch- oder Siebbleche 6 vorgesehen, durch derer; Öffnungen die auf- und absteigenden Flüssigkeiten hindurchtreten. Die Bleche haben den Zweck, eine ruhige und innige Durchmischung der beiden in Wirkung miteinander tretenden Mittel zu fördern.
• Bei der Inbetriebnahme wird der Turm i zunächst voNständig mit Lauge, welche durch die Leitung. 7 und den Verteiler ,I eintritt, gefüllt. Der zu behandelnde, gegebenenfalls verdünnte Schwelteer oder das Teeröl werden über die Leitung dem Verteiler 5 zugeführt und steigen von diesem in Form gleichmäßig über die ganze Querschnittsfläche des Turmes verteilter Tropfen oder Stromfäden nach oben. Dabei geben diese in der Reaktionszone 30 ihre sauren Bestandteile an die Lauge ab.
• In der oberhalb des Verteilers q, gebildeten Klärzone 9 sammeln sich die abgeschiedenen Neutralöle des Teeres oder Teeröles an, während in der unterhalb des Verteilers 5 befindlichen Klärzone io sich die die sauren Bestandteile gebunden enthaltende Phenolatlauge sammelt. Die Trennung erfolgt ohne jede Bildung der bei dem bisherigen Verfahren unvermeidlichen Zwischenschichten völlig glatt, so daß ein reibungsloser fortlaufender Betrieb durch laufende Zuführung entsprechender neuer Mengen Natronlauge durch die Leitung 7 und Schwelteer oder Teeröl durch die Leitung 8 gewährleistet wird.
• Die in der Klärzone sich ansammelnde Phenolatlaüge wird über eine Leitung i i nach dem oberen Verteiler 4. des Waschturmes = geführt, welchem unten ein spezifisch leichteres Öl als Waschmittel, vorzugsweise Benzin, durch den Verteiler 5 zugeführt wird. Hier sammelt sich bei ständig laufendem Betrieb in der unteren Klärzone 12 die durch die Leitung 13 abfließende ölfreie Phenolatlauge, während aus der Klärzone 14 das die Ölreste enthaltende Benzin über eine Leitung 15 abgeht, aus dem in bekannter Weise durch Destillation die aufgenommenen Ölteile entfernt werden.
• Das aus der Klärzone 9 des Waschturmes i mittels einer Leitung 16 abfließende Neutralöl gelangt zwecks Auswaschung der Phenolatlaugereste in den unteren Verteiler 5 des Waschturmes 3, welchem durch denVerteiler4von oben über eineLeitung 17 Wasser zugeführt wird. Das spezifisch leichtere Neutralöl steigt in Tropfenform nach oben, während das Wasser nach unten wandert und die Phenolatlaugereste mitnimmt. Das gereinigte Öl wird aus derKlärzone 18 mittels derLeitung ig abgeführt, während das die Phenolatlaugereste enthaltende Wasser aus der Klärzone 2o über eine Leitung 21 abfließen kann.
• Die praktischen Versuche haben ergeben, daß weder bei der Behandlung im Waschturm 2 noch im Waschturm 3 irgendwelche Emulsionen oder Fremdschichten entstehen, so daß auch dieser Teil des Gesamtverfahrens reibungslos im kontinuierlichen Betrieb durchgeführt werden kann.
• Bei der Verarbeitung von Schwelteeren mit hohem Paraffingehalt, wie ein solcher insbesondere bei Braunkohlen-Schwelteeren auftritt, ist es zweckmäßig, den größten Teil des Paraffins in bekannter Meise vorher zu entfernen.
• In entsprechender Weise wie die Nachbehandlung in den Waschtürmen 2 und 3 können andere zusätzliche Operationen durchgeführt werden, z. B. die Raffination von mit All;alilösung behandelten Teerdestillaten oder Neutralölen zwecks Aufspaltung in Anteile verschieden hoher Zündtvilligkeit. Auch die hierbei bei Benutzung der üblichen Verfahren leicht entstehenden und schwer zu behandelnden Emulsionen werden bei Benutzung des erfin@dungs@gz@mäßen Verfahrenes vermieden und ein glatter und störungsfreier Ablauf der Operationen erreicht. Beispiel i iooo Gewichtsteile einer Mischung, die aus einem aus oberschlesischer Gasflammkohle gewonnenen Schwelteer und aus dem gleichen Schwelvorgang stammenden Leichtöl im Verhältnis 5 :.4 besteht und aus der die staubigen Verunreinigungen abgeschieden sind, werden mit iooo Gewichtsteilen einer Natronlauge von 7,1 °/o- in der bisher üblichen Verfahrensweise durchgerührt. Nach Beendigung des Rührens werden die beiden entstandenen Schichten getrennt und aus der Restteer-Leichtöl-Mischung nach vorherigem Waschen mit Wasser zwecks Entfernung von Resten das Leichtöl abdestilliert. Der verbliebene Restteer enthält noch 3"% durch verdünnte i\Tatronlauge ausziehbare Phenole.
• Werden dagegen iooo Gewichtsteile der gleichen Teer-Leichtöl-Mischung gemäß der Erfindung in der beschriebenen Weise im Gegenstrom mit nur 65o Gewichtsteilen der gleichen Natronlauge behandelt, so enthält der Restteer nur noch 0,4 % durch Natronlauge extrahierbare Phenole. Es ist also nicht nur die Waschwirkung besser, sondern vor allem der Verbrauch an Natronlauge um nicht weniger als 35 °/a geringer. Beispiel e iooo Gewichtsteile eines durch Destillation des im Beispiel i verwandten Schwelteeres gewonnenen Teeröles werden mit 2ooo Gewichsteilen einer Natronla-uge von 7,1 % in -der bisher üblichen Weise durchgerührt und nach Beendigung des Rührens die entstandenen Schichten getrennt. Das erhaltene Neutralöl enthält i °/o durch Natronlauge extrahierbare Phenole. Wenn dagegen iooo Gewichtsteile des gleichen Teeröles gemäß der Erfindung mit 136o Gewichsteilen der gleichen Natronlauge behandelt werden, enthält das verbleibende Neutralöl keine an Natronlauge abgebbare Phenole mehr. Auch hier ist also nicht nur die Waschwirkung erheblich besser, sondern auch der Verbrauch an Lauge erheblich geringer, und zwar um 32'/0.

Claims (6)

1. PATENTAXSPRÜCHE: i. Verfahren zur Gewinnung und Trennung der Neutralölanteile und Phenole aus Steinkohlen-, Braunkohlen- und Ölschiefer-Schwelteeren sowie Mitteltemperaturteeren und daraus gewonnenen Teerölen durch Behandlung mit Alkalilösungen, dadurch gekennzeichnet, daß der zu behandelnde, gegebenenfalls durch ein wasserunlösliches Lösungsmittel verdünnte Schwelteer oder das Teeröl sowie die verdünnte Natronlauge im Gegenstrom in ruhigen Strombahnen an- und ineinander vorbeigeführt werden, wobei mindestens das eine der beiden Mittel in feinverteilte Tropfen oder Stromfäden aufgeteilt ist.
2. 2. Verfahren nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß durch eine von oben nach unten in einem Zylinderraum sich, bewegende Flüssigkeitssäule von Natronlauge von unten nach oben der verdünnte Schwelteer oder das Teeröl in Form aus einem Verteiler austretender Tropfen oder Stromfäden hindurchgeschickt wird.
3. 3. Verfahren nach Anspruch i und 2, dadurch gekennzeichnet, daß einerseits die Nachbehandlung der Phenolatlauge mit Benzin od. dgl. zur Entfernung von Ölspuren und andererseits des '@eutralöles mit Wasser zur Entfernung von Phenolatlaugeresten und ähnliche zusätzliche Operationen in gleicher Weise vorgenommen werden, wobei in jedem Falle das spezifisch schwerere Mittel oben, das spezifisch leichtere Mittel unten eingeführt wird. ,
4. 4. Verfahren nach: Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die aufeinander einwirkenden Stoffe nach Durchfließen der zwischen den Verteilern befindlichen Reaktionszone in jenseits der Verteiler angeordnete Klärzonen geführt werden, von welchen sie nach außen abgenommen werden.
5. 5. Verfahren nach Anspruch i bis q., dadurch gekennzeichnet, daß in drei nebeneinander angeordneten Waschzylindern die unten aus dem ersten Zylinder austretende Phenolatlauge oben in den zweiten Zylinder eingeführt wird, dem von unten Benzin zuströmt, während das oben aus dem ersten Zylinder austretende Neutralöl unten in den dritten Zylinder eingeleitet wird, der von oben mit Wasser berieselt wird.
6. 6. Anlage zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch z bis q., gekennzeichnet durch Waschzylinder (1,:2,3), in denen einerseits untere Verteiler (5) zur Einführung des gegebenenfalls verdünnten Schwelteers, des Benzins oder des Neutralöles, andererseits obere Verteiler (q.) für dieAllealilösung, die Phenolatlauge oder Wasser angebracht und ferner in der Reaktionszone (30) zwischen den Verteilern (q., 5) Lochbleche oder Siebböden (6) angeordnet sind und oberhalb des oberen Verteilers (q.) sich eine Klärzone (g.), unterhalb des unteren Verteilers (5) sich eine Klärzone (Io) befindet.