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Verfahren zur selektiven Extraktion von leichten Kohlenwasserstoffölen
mit hohem Gehalt an Aromaten und Olefinen Ziel der Erfindung ist, bei der Raffination
von leichten Kohlenwasserstoffölen mit hohem Gehalt an Aromaten und Olefinen, wie
leichten Mineralölen, z. B. Krackgasölen, Schweelteeren und deren Destillaten, durch
Extraktion mit selektiven Lösungsmitteln die Ausbeute an Raffinat zu steigern.
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Erfindungsgemäß erfolgt die Extraktion dieser Öle in Gegenwart wesentlicher
Mengen Raffinat, die beider voraufgehenden Extraktion des zu behandelnden Öles erhalten
wurden, und zwar entweder in der Weise, daB ,das Ausgangsöl vor oder während .der
Extraktion mit Raffinat vermischt wird oder daB aus dem Extrakt die in ihm gelösten
Raffinatanteile mit Raffinat wieder ausgewaschen werden. Bei der Behandlung von
Kohlenwasserstoffölen mit geringen Gehalten an Arom.aten und Olefinen, wie sie beispielsweise
Mineralöldes.tillate darstellen, hat man es in der Hand, durch geeignete Wahl der
Behandlungsbedingungen Qualität und Ausbeute der Raffinationsprodwkte den jeweiligen
Marktwünschen anzupassen. Will man hochwertige Produkte herstellen, dann erhöht
man die Extraktionswirkung durch Steigerung der Lösungsmittelmenge und der Temperatur.
Legt man dagegen auf ..die Ausbeute größeren Wert, dann extrahiert man mit kleineren
Lösungsmittelmengen und bei tieferen Temperaturen.
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Diese Variationsmöglichkeiten bestehen bei der Selektivextraktion
gewisser Kohlenwasserstofföle
mit hohem Gehalt an Aromaten und Olefinen,
z. B. Krackgasölen, nicht. Diese Öle entsprechen in vielen ihrer Eigenschaften .bereits
den Anforderungen und werden nur deshalb einer Selektivbehandlung unterzogen, um
sie noch von einer verhältnismäßig kleinen Menge verharzender, schwefelhaltiger
u.:dgl. Verbindungen zu befreien. Die Selektivextraktion müßte also unter sehr milden
Bedingungen erfolgen. Arbeitet man nun mit kleinen Lösungsmittelmengen, tritt eine
Schichtenbildung bei den üblichen Temperaturen (- io° bis -h i5° C) nichf ein. Erst
bei Anwendung großer Lösungsmittelmen@gen fallen Raffinat- und Extraktschicht auseinander.
Dann ist jedoch die Ausbeute an Raffinat zu gering und die gleichzeitige Erhöhung
der Raffinatqual,ität überflüssig, weil gar nicht erforderlich. Die Möglichkeit,
zwar mit kleinen Lösungsmittelmengen, aber bei tiefen Terriperaturen, z. B. -40'
C, zu extrahieren, scheidet aus, weil durch die dabei entstehenden hohen Kosten
die Raffination unwirtschaftlich wäre. Der Grund dafür, -daß eine Phasentrennung
erst unter ungünstigen Extraktionsbedingungen, wie Anwendung ho'h er Lösungsmittelmengen
und/oder tiefer Temperaturen erfolgt, liegt darin, daß die im Ausgangsöl anwesenden
Aromaten und Olefine gegenüber dem selektiven Lösungsmittel lösungsvermittelnd wirken.
Dies hat zur Folge, daß bei hohen Konzentrationen von Aromaten und Olefinen im Ausgangsprodukt
mit den Aromaten und Olefinen gleichzeitig große Mengen an Raffinatbestandteilen
in .dem Extrakt in Lösung gehen und damit, wie bereits ausgeführt, die Ausbeute
an Raffinat entscheidend herabsetzen.
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Man hat zwar schon vorgeschlagen, die Selektivextraktion solcher Öle
in Gegenwart von Raffinaten oder Extrakten anderer Siedebereiche vorzunehmen, z.
B. Krackgasöl mit einem selektiven Lösungsmittel in Anwesenheit von beispielsweise
Benzinraffinat oder Kerosenraffinat oder Spindelölextrakt ad. dgl. zu extrahieren.
Eine solche Arbeitsweise macht jedoch eine zusätzliche Destillation erforderlich;
das aus dem Ausgangsöl erhaltene Raffinat oder der zugehörige Extrakt muß noch von
dem miteingesetzten Raffinat fbzw. Extrakt des anderen Siedebereichs abgetrennt
werden.
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Ebenso ist es bekannt, die Ausbeute an Raffinat aus viskosen Ölen
naphthenischen oder asphalti.schen Charakters durch Zusatz von Raffinat zum Ausgangsöl
beider Selektivextraktion zu erhöhen. Der Zusatz an Raffinat erfolgt jedoch nur
in klein-en Mengen; demgemäß tritt nur eine geringfügige Erhöhung der Raffinatausbeute
ein.
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Derartige kleine Raffinatmengen sind jedoch völlig wirkungslos, wenn
sie bei der Selektivextraküon von Ölen mit hohem Gehalt an Aromaten und Olefinen
zugesetzt wenden. Außerdem besitzen die nach dem bekannten Verfahren zu behandelnden
Öle völlig anderen Charakter und hohe Viskosität.
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Gemäß der Erfindung wird vorgeschlagen, leichte Kohlenwasserstofföle
mit hohem Gehalt an Aromafien und Olefinen mit selektiven Lösungsmitteln in Gegenwart
wesentlicher Mengen Raffinat zu behandeln; als solche Mengen kommen mindestens aoo
Volumprozent und bis iooo Volumprozent in Betracht. Durch den Zusatz derartiger
Raffinatmengen zu dem ,zu behandelnden Öl wird eine wirtschaftliche Raffination
solcher Öle überhaupt erst möglich; gleichzeaitig erweist sich, daß die Ausbeute
an Raffinat erheblich gesteigert wind.
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So erhält man beispielisweise bei -der Extraktion eines Krackgasöles
mit 45 % Aromaten und Olefinen eine Raffinatausbeute von 4o Gewichtsprozent,
wenn man mit 4o Volumprozent S 02 bei i5° C extrahiert. Erniedrigt man die Temperatur
auf - 5o° C, dann beträgt die Raffinatausbeute bei gleicher Lösungsmittelmenge 46
Gewichtsprozent. Führt man dagegen die Extraktion bei o° C, mit ebenfalls 4o Volumprozent
SO, (bezogen auf Einsatzöl), aber in Gegenwart von 500 Volumprozent
Raffinat (durch, dann erhöht sich die Ausbeute an Raffinat auf 65 Gewichtsprozent.
Durch weitere Steigerung,des Raffinatzusatzes bei der Extraktion kann -die Raffinatausbeute
noch darüber .hinaus verbessert werden; die wachsende Belastung des Extraktionssystems
durch die umzuwälzenden Raffinatmengen führt indessen. zu einem Punkt, nach dessen
Überschreiten die Betriebskosten die Raffinatmehrausbeute nicht mehr interessant
machen und der im wesentlichen vom Gehalt des Ausgangsöles an Aromaten und Olefinen
abhängig ist.
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Die praktische Durchführung des Verfahrens gemäß Erfindung verläuft
wie folgt: ioo Teile des zu behandelnden Ausgangsöles werden mit der entsprechenden
Menge Raffinat, z. B. '5oo Volumprozent, verdünnt und danach mit dem selektiven
Lösungsmittel, z. B. S 02, behandelt. Von dem erhaltenen Gesamtraffinat wird der
dem Ausgangsöl entsprechende Anteil abgezweigt, von Lösungsmittel befreit und in
den Vorratstank geführt. Die gleiche Menge Verdünnungsraffinat wird nun denn Ausgangsöl
aufs neue zugesetzt und das Gemisch wiederum mit dem selektiven Lösungsmittel extrahiert.
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Es ist auch möglich, den Extrakt mit großen Mengen Raffmat, das ist
aoo bis iooo Volumprozent, auszuwaschen, um ihm :die in ihm-gelösten Raffinatbestandteüle
zu entziehen. Der in diesem Fall mit größeren Lösungsmittelmengen, z. B. 75 Volumprozent
S 02 bei o° C, erhaltene Extrakt wird im Gegenstrom durch das Raffinat geführt,
das hierbei Raffinatbestandteile aus dem Extrakt heraus in Lösung Trimmt.
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Hierzu wird das Ausgangsöl in einem Extraktionsturm E (Fig. i) mit
dem selektiven Lösungsmittel behandelt und der Extrakt durch Leitung a abgezogen.
In einem Waschturm W wäscht man den oben in den Turm eintretenden Extrakt mit z.
B. 5oo Volumprozent Raffinat, das aus dem Exträküonsturm E durch Leitung b unten
in den Waschturm W eingeführt wird. Der ausgewaschene Extrakt geht durch die Leitung
c zu den Extraktverdampfern. Das Raffinat, das im Waschturm W um die Räffinatbestandteile
des Extraktes angereichert
worden ist, wird durch ,die Leitung
e in den Extraktionsturm E zurückgeführt und vereinigt sich mit dem dort befindlichen
Raffinat.
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Durch Leitung b werden danach wiederum Soo Volumprozent für den Waschkreislauf
abgezweigt, während der Überschuß an Raffinat vom Lösungsmittel befreit wird. Das
Lösungsmittel tritt in den Extraktionsturm E durch f, das zu behandelnde Öl durch
g, ein.
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Eine weitere Möglichkeit besteht (darin, das aus dem Waschturm W (Fig.
2) austretende Waschraffinat nicht mehr in den Turm E zurückzuführen, sondern es
über die Leitung e' in einen Mischer M hinter dem Turm E mit (dem Raffinat zu mischen,
(das den Turm E durch b' verläßt, aus dem Gemisch Soo Volumprozent für den Waschkreislauf
abzuziehen und das überschüssige Raffinat aus M .durch d' zu den Raffinatvexldampfern
zu schicken.
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Zweckmäßig ist es, ,das Raffinat zusammen mit dem in ihm enthaltenen
Lösungsmittel zu-verwenden, ohne vorher das Lösungsmittel aus dem Raffinat abzutreiben.
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,Selbstverständlich kann das Verfahren gemäß Erfindung sowohl für
diskontinuierliche Extraktion als auch für Behandlung mm Gegenstrom An--,vendung
finden. Bei stufenweiser Extraktion kann der Zusatz von Raffinat nicht nur in der
ersten Stufe erfolgen, in welche das zu behandelnde Öl eintritt, sondern auch in
allen anderen Stufen.