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Verfahren zum Aufarbeiten von Ölen mit Lösungsmitteln Die Erfindung
betrifft die Extraktion eines Öls im Gasölsiedeberedch mittels eines flüssigen Lösungsmittels
wie Furfurol.
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Bei derartigön Extraktionsverfahren wird das zu verarbeitende Öl mit
einem organischem Lösungsmittel der erwähnten, Art extrahiert, das eine verhältnismäßig
große Lösun'gs.affinität für die aromatischen Bestandteile sowie für Schwefelverbindungen
und für Olefine oder ungesättigte Verbindungen hat. Demgemäß enthält das Raffinationsprodukt
die nicht aromatischen, gesättigten; verhältnismäßig unlöslichen Bestandteile des.
Öls mit einem verhältnismäßig geringen, Anteil dies Lösungmitteds und hat einen,
verhältnismäßig geringen Schwefelgehalt. Dagegen enthält der Auszug die relativ
aromatischen, olefinischen und Schwefel enthaltenden Verbindungen, die in der Hauptmenge
des Lösungsmittels gelöst sind.
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Die Auszugs- und Raffinationsphasen werden getrennt der fraktionierten
Destillation. unterwerfen und abgetrieben., um das Lösungsmittel aus dem Öl zu entfernen.
Diel sich ergebenden Destillate werden kondensiert und. man. läßt sie sich absetzen.
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Man hat bereits vorgeschlagen, die Extraktion des Öls und die Destillation
der Endphasen. mit einem im wesentlichen: trockenen Lösungsmittel
durchzuführen.
Es ist auch vorgeschlagen worden, wesentliche Wassermengen in die Fraktionierungs-oder
Abtreäbzonen oder in beide zuzugeben, um eine azeotropische Destillation zu erzielen.
Bei einem solchen Verfahren läßt man eis. kondensierte: Destillat sich unter Bildung
von, jeweils ölreichen, wasserrerichen und lösungsmättelreächen flüssigen Schichten
absetzen. Die ölreiche Schicht kann fortgesetzt zu den Fraktionäerungs- oder Abtreibzonen
oder zu der ersten Extraktionsstufe zurückgeführt werden. Die wasserreiche Schicht
kann peilweise der Fraktionäerungszone wieder zugeführt werden, um dort für die
Anwesenheit einer wesentlichen Wassermenge zu sorgen, die eine azeotropische Fraktionierung
bewirkt, während, der Rest zur Wiedergewinnung des darin enthaltenen Lösungsmittels
behandelt wird. Die lösungsmittelreiche Flüssigkeit kann als Lösungsmittelbeschickung
entweder sofort. oder nach vorherigem Trocknen der Extraktionszone zugeführt werden.
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Die vorliegende Erfindung bezweckt, die in. die Extraktions- und Destillationszone
gelangenden Wassermengen kritisch derart zu regulieren, daß sie entsprechend der
und nicht größer als die Wassermenge sind, durch welche das in diese Zone gelangende
Lösungsmittel bei 24 bis 52° gesättigt wird. Diese Mengen betragen etwa 3 Gewichtsprozent
Wasser, bezogen auf die entstan.denc°_ Lösung. Dementsprechend kann die Erfindung
.durch Verwendung eines Extraktionslösungsmittels, das Wasser in solcher- Menge
enthält, die der Sättigung bei den oben angegebenen Temperaturen entspricht, angewendet
werden. Hierbei wird die Zuführung jeder merklichen Menge zusätzlicben, Wassers,
wie durch Wasserrückfluß, Dampfdestillation usw., vermieden.
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Bei dieser Arbeitsweise ist es auch vorteilhaft, einen Lösungsmittelstrom
in den oberen Teil der Destillierapparate für die Destillation des Raffinats bzw.
Auszugs zu leiten, um eainen ständigen. Rückfluß vom Kopf her zu ernaichen. Das
rückfließende Lösungsmittel enthält dabei ebenfalls Wasser (oder Wasser kann. getrennt
zugeführt werden) in einer Menge, die der Sättigung bei etwa 2¢ bis 52° entspricht.
Außerdem wird in dem unteren Teil eines jeden Abtreäb- oder Fraktionäerungsturmes
eine wesentlich erhöhte Temperatur, etwa 288°, aufrechterhalten, die ausreicht,
einen wesentlichen Teil, z. B. 5 bis 50%, des Öls im mittleren: Teil des Turmes
zu verdampfen. Die Öldämpfe, die in dem Turm aufsteigen,, unterstützen den Rückfluß
des Lösungsmittels, wobei das gesamte Lösungsmittel und das darin gelöste Wasser
schließlich dieAn.lage an der Spitze verlassen.
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Wie oben schon angedeutet, wird die Zuführung zusätzlichen Wassers
an irgendeiner Stelle der Extraktions- oder der Abtreibeone für Raffinat oder Auszug,
wie z. B. die Zufügung von aus der Anlage anfallendem Wasser oder die Zuführung
von, Dampf, vollkommen vermieden.
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Als Ergebnis wird die Mitnahme von Öl im Destillat aus den Abtreibtürmen
für Raffinat und Auszug wesentlich herabgesetzt und hat eine verbesserte unmittelbare
Ausbeute an Raffinations-und Extraktionsprodukt am Boden der entsprechenden Fraktionierungsvorrichtungen
zur Folge. Das vorliegende Verfahren vermeidet die niedrigeren Extraktionsausbeuten.,
-die beim Gebrauch von trockenem Extraktionslösungsmittel entstehen, und vermeidet
ebenfalls unerwünschte Mitnahme von C51 aus dem: Abtreibzonen, die sich als Folge
azeotropischer Bedingungen bei Anwesenheit größerer Wassermengen ergeben.
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Bei der Durchführung des vorliegenden Verfahrens kann sowohl die Lösungs.mittelbeschickung
für die Extraktionszone als auch der Lös.ungsmittelrückfluß aus der oben bereits
erwähnten lösungsmittelreichen Schicht bestehen, die durch Dekantierüng von. den
kondensierten Destillaten, die beim Abtreiben des Raffinats und/oder Auszugs erhalten
werden, getrennt wird. Die Dekantierung oder Trennung der kondensierten Destillate
erfolgt bei den. bereits erwähnten. Temperaturen von 24. bis 52°. Deshalb enthält
der aus der lösungsreichen Schicht stammende, der Anlage wieder zugeführte Strom
die Menge Wasser, die notwendig ist, um für die notwendige Wassermenge in den Extraktio.ns-
und Destillationszonen zu sorgen.
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Das dekantierte Öl, das sieh in dem Dekantiergefäß ansammelt, mit
Ausnahme des Teils-, der zu. dem bereits erwähnten Abtreib- und Extraktionsturm
zurückgeführt werden: kann, kann mit frischem Wasser gewaschen werden, um darin
noch gelöstes Lösungsmittel wiederzugewinnen.. Das sich ergebende Waschwasser kann
zusammen mit der abgetrenntem wasserreichen Schicht, die sich im Dekantiergefäß
bildet, destilliert werden, um das Wasser zu entfernen undi als Destillat ein azeotropes
Furfurol-Wasser-Gemisch zu erhalten. Das Furfurol-Wasser-Destillat wird vorzugsweise
kondensiert und dem Dekantiergefäß wieder zugeführt und unterhält so, darin ständig
genügend. Wasser zur Sättigung der Furfu.rolschicht.
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Beispielswaise wurde nach dem Fließschema, eine Gasölfüllung mit einer
API-Dichte von etwa 30, einem Siedepunktbereich von etwa 230 bis 3300 und
einer Cetanzahl von etwa 35 ,durch Rohr i in den unteren Teil des ersten Extraktionsturmes
3, der von der üblichen Bauart ist, zugeführt. Das Beschickungsöl steigt durch die,
Füllung des Turmes im Gegenstrom zu einem Lösungsmittelstrom, der in den. oberen.
Teil durch. Rohr q. eingeführt wird. Das Lösungsmittel besteht aus Furfurod, das
Wasser in einer Menge enthält, wie sie für die Sättigung des Furfurols in einem
Temperaturbereich von etwa 2q. bis 52° notwendig ist. Etwa 1/z bis i Volumen, des
Lösungsmittels pro Volumen .des Beschickungsöls wird,dem Turm zugeführt, und die
Turmtemperaturen werden auf einer Bodentemperatur von etwa 29 bis 38° und Kopftemperatur
von etwa So bis 6o° gehalten. Im allgemeinen werden Lösungsmitteldosierungen und,
Extraktionsturmtemperaturen in den unteren Bezirken der genannten Bereiche gehalten,
wenn es sich um die Behandlung eines im Kreislauf benutzten. Beschickungsöls handelt.
Dagegen werden im Fall
der Verwendung von noch nicht benutztem Beschückungsöl
vorteilhaft die oberen Bezirke-der erwähnten Bereiche gewählt.
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Das sich ergebende Raffinationsöl, das einen verhältnismäßig kleinen
Teil des Lösungsmittels enthält, wird durch. Rohr 5 in. den Abtreibturrn 6 für Raffinationsöl
geleitet, wo das Lösungsmittel und die darin enthaltene Feuchtigkeit von dem Raffinat
abdestilliert werden:, so dali als Sumpf das raffinierte Öl anfällt. Durch die Heizschlange
am Boden von Turm 6 wird eine Bodentemperatur von etwa 287° aufrechterhalten, und
es wird ein: ununterbrochener Lä.sungsmittels.trom dem oberen Teil des Turmes. 6
durch Rohr 8 zugeleitet. Hierdurch wird ein ständiger Gegenfluß des zugefügten Lösungsmittels
vom Kopf her erreicht.
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In, derselben Weise wird die Extraktionsphase vom Boden des Extraktionsturmes
3 durch, Rohr 9 in den Abtreibturm io für Extraktionsöl geleitet und ergibt als
Sumpf ein lösungsmittelfreies Extraktionsöl und am Kopf ein Destillat, das aus Lösungsmittel
mit etwas Wasser und. Öl besteht. Auch hier wird am oberen Teil des Turmes durch
Rohr i i ein Furfurolrückflußstrom zugeführt. Eine Heizschlange 12 am Boden des
Turmes io sorgt für eine Temperatur von etwa 287° an dieser Stelle, um den Rückfluß
des Lösungsmittels vom oberen Teil des Turmes bei einer Temperatur von etwa i6.4°
zu unterstützen.
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Die Destillate vom Kopf der Türme 6 und io werden durch Rohre! 13
bzw. 14, in. denen, wie eingezeichnet, Kondensatoren. angebracht sind, zum Abklärkessel
15 geleitet, in dem die Trennung, wie angedeutet, vor sich geht, und. zwar
in eine untere, furfurolreiche Schicht 16, eine mittlere, wasserreicheSchicht i7
und eine obere eölreiche Schicht i8. Die Temperatur des Abklärkessels wird in: dem
Bereich von 24 bis 52° gehalten, so daß die Furfurolschicht etwa 5 % gelöstes Wasser
entsprechend der Sättigung bei dieser Temperatur enthält. Die so abgetrennte Furfurolschicht
wird ständig durch Rohr i9 und durch den Zwischenbehälter 2o entzogen und wird teilweise
durch das obererwähnte Rohr 4 zur Versorgung der Lösungsmittelfüllung zur Extraktionszone
geleitet. Der Rest wird durch das abeweignende Rohr 2 1 in die vorher erwähnten
Rohre 8 und i i zur Lieferung des, rückfließenden Lösungsmittels in die oberen Teile
der Abtreibtürme 6 und, io für das, Raffinat und den. Auszug geleitet.
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Auf diese Weise überschreitet das Wasser in. den Türmen niemals- wesentlich
die Menge, die zur Sättigung des Lösungsmittels bei der Trennuagbtemperatur notwendig
ist. Die Ölschicht 18, die sich in dem Abklärkessel 15 bildet, wird teilweise durch
Rohr 22 und durch die abzweigenden Rohre 23 und 24 zu den Ab;treibtürmen bzw. dem
Extraktionsturm oder zu einem oder zwei von ihnen geleitet. Der Rest wird durch,
das abzweigende Rohr 25 zum Waschturm 26 zur Gegenstromwaschung geleitet. Das. Waschwasser
wird durch Rohr 28 zugeleitet, und es wird dazu vornehmlich das Wasser aus dem Fraktionierturm
32, der später noch beschrieben werden soll, genommen:. Das. benötigte frische Wasser
wird' durch Rohr 27 zuführt. Das gewaschene Leichtöl, däs am Kopf von Turm 26 anfällt,
wird durch Rohr 29 ahgezogen.
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Das am Boden, des. Turmes 26 anfallende Waschwasser, das. das aus.
dem Öl ausgewaschene Lös.ungs mittel enthält, wird durch Rohr 30 entzogen,-
mit der wasserreichen Schicht aus dem Abklärkessel vereinigt und durch Rohr 31 1I1
einen zweiten Fraktionierturrn 32 geleitet. Turm 32 scheidet das lösungsmittelfreie
Wasser als Sumpf ab und liefert am Kopf ein azeotropisches Gemisch von 65"/o Furfurol
und 35 °/oWasser, das ständig durch Rohr 33, das vorzugsweise, wie angezeigt, eine
Kühlvorrichtung enthält, in die AbkläTkam.mer 15 geleitet wird. Das Bodenprodukt
im Turm 32, das im wesentlichen aus lösunsgsmi,tte@l;freiiem Wasser besteht, wird
abgezogen und vorzugsweise durch Rohr 34 .geleitet, das mit dem ob@enerwähnten Rohr
28, .das den Turm 26 mit Waschwasser beschickt, verbunden isst.
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überschüssiges Wasser, falls vorhanden, kann dem System durch Rohr
35 entzogen werden.
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In diesem System wird also in dem Abklärkessel 15 ständig eine Wasserschicht
unterhalten, um die Sättigung der abgeschiedenen Lösungsmittelschicht mit Wasser
bei der vorherrschenden. Temperatur sicherzustellen. Deshalb enthält das aus der
lös.ungsinitbelreichen Schicht dess.Abklärkessels abgezogene und.' den Abtreib,
und Extraktionszonen wieder zugeführte Lösungsmittel stets die richtige Wassermenge,
um die kritische Wasserkonzentration im Extraktions- und' Fraktionierungssystefn:
aufrechtzuerhalten. Dies, zusammen. mit dem ständigen, Lösungsmittelrückfluß in
den oberen Bezirk der Destilla,tionszonen, dient dazu, die Mitnahme von Öl auf ein
Minimum zu beschränken und. dementsprechend die unmittelbar anfallende Menge des
Radfinationsproduktes und des Auszugs zu vergrößern.
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An Stelle von Furfurol können andere organische flüssige- Lösungsmittel
mit verhältnismäßig hohem Siedepunkt verwendet werden" die zu einem gewissen Ausmaß
mit Wasser mischbar sind wie andere Derivate der Furangruppe und. aridere Aldehyde,
wie Benzaldehyd, und Ketone usw.
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Offensichtlich können viele Abänderungen und Abwandlungen der hier
an Hand eines Ausführungsbeispiels beschriebenem. Erfindung vorgenommen werden,
ohne von ihrem Grundgedanken und -bereich abzuweichen.