DE977383C - Verfahren zur Herstellung eines Flugzeugtreibstoffes - Google Patents

Description

AUSGEGEBEN AM 7. APRIL 1966

A 20895 IVd 123b

Der Siedebereich von Treibstoffen für Flugzeuggasturbinen erstreckt sich aus wirtschaftlichen Gründen zweckmäßig über einen beträchtlichen Teil des Siedebereichs von rohem Erdöl. Die Grenze am leichtsiedenden Ende ist durch den Flammpunkt und den Dampfdruck bestimmt, die obere Grenze durch die nachteilige Wirkung, die die hochsiedenden Anteile auf die Eigenschaften bei niederen Temperaturen ausüben.

Die unerwünschten Komponenten der relativ hochsiedenden Fraktionen sind in erster Linie normale Paraffine und Paraffine mit wenig verzweigter Kette, die zwar durch eine übliche Raffination, beispielsweise durch Entwachsen, entfernt werden können, praktisch ist jedoch eine solche raffinierende Behandlung unwirtschaftlich.

Es ist bekannt, daß Harnstoff mit Kohlenwasserstoffen mit gerader Kette und mit schwach verzweigten Ketten kristalline feste Addukte, jedoch mit Naphthenen, stark verzweigten Verbindungen und Aromaten keine festen Verbindungen bildet. Unter Verwendung von Harnstoff wurde ein Verfahren zum Raffinieren von Erdölfraktionen durch Aufspaltung der Fraktionen in chemische Verbindungsklassen unter Bildung der obengenannten festen Verbindungen entwickelt, von denen der flüssige Rückstand abgetrennt wird, während die festen Verbindungen danach zersetzt werden.

Es ist weiter bekannt, daß die Gegenwart von Methanol oder anderen niederen Alkoholen in Mischung mit Harnstoff und Erdölfraktionen während der Behandlung die Bildungsgeschwindig-

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keit der festen Addukte beschleunigt. Die Verwendung von Methanol- und Wassermischungen al Aktivierungsmittel ist bekannt, jedoch nicht immer günstig, da die Gegenwart von Wasser zu Komplikationen in der nachfolgenden Harnstoffwiedergewinnungsstufe führen kann. Die Verwendung von Methanol allein als Aktivator kann dagegen zur Bildung eines ein Harnstoffaddukt enthaltenden Schlammes führen, der zu viskos ist, um wirksam ίο filtriert werden zu können.

Es ist auch bekannt, die Durchführung der Harn stoffadduktion in Gegenwart von Verdünnungsmitteln durchzuführen, die selber mit dem Harnstoff nicht in Reaktion treten. So ist z. B. in der deutschen Patentschrift 884045 die Behandlung von bei Normaltemperaturen festen oder viskosen Materialien mit Harnstoff in Gegenwart von Flüssigkeiten beschrieben, die zwar die Mischung der zu trennenden Verbindungen, nicht jedoch den Harnstoff lösen und auch keine Additionsverbindungen mit ihm bilden. Bekannt ist es schließlich, nach der Harnstoffadduktion und Abtrennung der festen Phase die feste Harnstoffadduktphase mit einem Spülmittel zu waschen. Üblicherweise wird hierfür frisches Verdünnungsmittel aus der Harnstoffadduktionsstufe eingesetzt.

Gegenstand der Erfindung ist ein Verfahren zur Herstellung eines Flugzeugtreibstoffes aus Erdöl oder aus einer Erdölfraktion, bei dem eine Erdöldestillatfraktion in Gegenwart eines Alkanols mit 1 bis 3 Kohlenstoffatomen im Molekül unter solchen Bedingungen mit Harnstoff in Berührung gebracht wird, daß ein ein festes Harnstoffaddukt enthaltendes Produkt gebildet und hiervon ein Raffinat abgetrennt wird, das dadurch gekennzeichnet ist, daß das Ausgangsmaterial in eine niedrigsiedende und ohne weiteres zur \^erwendung in einem Flugzeugtreibstoff geeignete Fraktion und eine höhersiedende, die Paraffine mit unerwünschten Tieftemperatureigenschaften enthaltende Fraktion aufgetrennt, die höhersiedende Fraktion dann in Gegenwart von rückgeführtem und abgetrenntem Raffinat mit Harnstoff in Gegenwart des Alkanols in Berührung gebracht und das feste Harnstoffaddukt von der Raffinatmasse durch Filtrieren und/ oder Zentrifugieren abgetrennt und dann mit der tiefersiedenden Fraktion gewaschen wird, worauf das Raffinat enthaltende verbrauchte Waschöl mit dem in der Harnstoffanlagerungsstufe erhaltenen Raffinat vermischt wird.

Erfindungsgemäß wird also das Erdöl oder eine Erdölfraktion zur Abtrennung einer tiefersiedenden und einer höhersiedenden Fraktion fraktioniert destilliert, die höhersiedende Fraktion der Harn-Stoffbehandlung unterworfen und die tiefersiedende Fraktion als Waschöl in der vorstehend beschriebenen Weise verwendet.

Das bevorzugte Alkanol ist Methanol. Andere geeignete Alkanole sind Äthanol und Propanol. Im allgemeinen ist es günstig, das Addukt durch Wärme ohne Wasserzugabe zu zersetzen.

Das durch Filtrieren erhaltene Harnstoffaddukt enthält geringe Mengen eingeschlossenen Alkanols.

Bei Zersetzung durch Wärme entsteht aus dem Addukt eine Phase, die Kohlenwasserstoffe und Alkanol umfaßt und die fraktioniert destilliert werden kann, wobei das Alkanol über Kopf entfernt wird, das Waschöl als Seitenstrom abgezogen und eine normales Paraffin enthaltende Erdölfraktion als Bodenkörper erhalten wird. Die Kopffraktion dieser fraktionierten Destillation wird in die Stufe zurückgeführt, in der das Harnstoffaddukt gebildet wird.

Die Harnstoffanlagerung wird üblicherweise bei Temperaturen zwischen 20 und 40⁰ C und besonders günstig zwischen 20 und 25⁰C durchgeführt.

Die Anteile der Reaktionsbestandteile in der Harnstoffanlagerungsstufe hängen vom n-Paraffingehalt des Ausgangsmaterials und vom gewünschten Grad der Entfernung der Paraffine ab. Es ist ungefähr 1 Mol Harnstoff für jede CH₂-Gruppe des η-Paraffins erforderlich. Zur vollständigen Entfernung der Normalparaffine (mit durchschnittlich 13 Kohlenstoffatomen je Molekül) aus einem Gasöl mit einem Siedebereich zwischen 200 und 350⁰ C, das 15 Gewichtsprozent Normalparaffin enthält, sind etwa 0,5 kg Harnstoff je kg Gasölausgangsmaterial erforderlich. Der Anteil des rückgeführten Öls in der Anlagerungsstufe hängt vom Verhältnis der Reaktionsbestandteile und von der Beschaffenheit des gebildeten Adduktstromes ab. Bei Verwendung von 0,5 kg Harnstoff je kg Gasöl ist ein Rücklaufölverhältnis von 1,76 1 rückgeführtes Öl je Liter Gasöl im allgemeinen befriedigend.

Das erfindungsgemäße Verfahren wurde insbesondere mit Bezug auf Ausgangsmaterialien beschrieben, die zur Herstellung eines langen Treibstoffschnittes für Flugzeug-Gasturbinen mit niedrigem Kältetest geeignet sind.

Die Erfindung wird durch die Zeichnung, die ein Fließschema des Herstellungsverfahrens für einen Treibstoff von Gasturbinen mit niederem Kältetest darstellt, erläutert.

Der mit einem Rührwerk 2 versehene Reaktor 1 nimmt frische Harnstoffmengen durch Leitung 3 und eine Mischung von Ausgangsmaterial, Harnstoff, Methanol und rückgeführtes Öl durch Leitung 4 auf. Der in dem Reaktor gebildete Schlamm gelangt durch Leitung 5 in ein rotierendes Segmentfilter 6, und das Harnstoffanlagerungsraffinat wird durch Leitung 30 entfernt. Der Filterkuchen wird mit einem durch Leitung 7 eingeführten Waschöl gewaschen und das verbrauchte Waschöl durch Leitung 19 abgezogen. Der »feuchte« Adduktkuchen, der eingeschlossenes Methanol enthält, wird durch Leitung 8 in einen Zersetzer 9 abgeführt. Das Produkt aus dem Zersetzer 9 wird in den Abscheider 10 übergeführt, aus dem eine Kohlenwasserstoffe und Methanol umfassende Phase durch Leitung 11 über eine Heizvorrichtung 12 in eine Fraktioniervorrichtung 13 abgeführt wird. Aus der Fraktioniervorrichtung 13 wird das Methanol über Kopf durch Leitung 16, das Waschöl als Nebentrom durch Leitung 17 und eine normale Paraffine enthaltende Fraktion als Bodenkörper durch leitung 14 und einen Kühler 15 entfernt. Methanol

wird durch Leitung 16 über Leitung 4 in den Reaktor ι zurückgeführt. Die Mischung der gegen Harnstoff inaktiven Komponenten des Ausgangsmaterials, die durch Leitung 30 aus dem Filter 6 entfernt wird, wird durch Leitung 25 zur Verwendung als rückgeführtes öl abgezogen und der Rückstand durch Leitung 31 geführt und mit Waschöl aus Leitung 19 gemischt, um den fertigen Treibstoff zu bilden.

Frisches Ausgangsöl wird durch Leitung 18 eingeführt, in der Heizvorrichtung 28 erwärmt und in einen Emulgator 21 übergeführt, der auch den flüssigen Harnstoff aufnimmt, der durch Leitung 20 aus dem Abscheider 10 abgezogen worden war. Die emulgierte Harnstoff-Öl-Mischung wird durch Leitung 23 abgezogen und durch Mischen mit frischer ölzufuhr aus Leitung 24 und rückgeführtem Harnstoffanlagerungsraffmat aus Leitung 25 durch Schock gekühlt. Die Mischung wird durch den Kühler 26, Leitung 27 und Leitung 4 in den Reaktor ι geführt. Frisches Methanol wird durch Leitung 29 über Leitung 4 eingeführt.

Claims (1)

1. PATENTANSPRUCH:

   Verfahren zur Herstellung eines Flugzeugtreibstoffes aus Erdöl oder aus einer Erdölfraktion, bei dem eine Erdöldestillatfraktion in Gegenwart eines Alkanols mit 1 bis 3 Kohlen-Stoffatomen im Molekül unter solchen Bedingungen mit Harnstoff in Berührung gebracht wird, daß ein ein festes Harnstoffaddukt enthaltendes Produkt gebildet und hiervon ein Raffinat abgetrennt wird, dadurch gekennzeichnet, daß das Ausgangsmaterial in eine niedrigsiedende und ohne weiteres zur Verwendung in einem Flugzeugtreibstoff geeignete Fraktion und eine höhersiedende, die Paraffine mit unerwünschten Tieftemperatureigenschaften enthaltende Fraktion aufgetrennt, die höhersiedende Fraktion dann in Gegenwart von rückgeführtem und abgetrenntem Raffinat mit Harnstoff in Gegenwart des Alkanols in Berührung gebracht und das feste Harnstoffaddukt von der Raffinatmasse durch Filtrieren und/oder Zentrifugieren abgetrennt und dann mit der tiefersiedenden Fraktion gewaschen wird, worauf das Raffinat enthaltende verbrauchte Waschöl mit dem in der Harnstoffanlagerungsstufe erhaltenen Raffinat vermischt wird.

   In Betracht gezogene Druckschriften:

   Deutsche Patentschriften Nr. 869 070, 884 045, 875658,746307;

   deutsche Patentanmeldung B 1210 IVc/120 (bekanntgemacht am 11. 1. 1951);

   französische Patentschrift Nr. 964 693;

   USA.-Patentschrift Nr. 2 557 257;

   »Chemische Technologie« von H. Ost, 1923,
   S.608;

   »Anorganische Chemie« von K. A. H of mann und U. R. Hof mann, 8. Auflage, 1939, S. 156.

   Hierzu r Blatt Zeichnungen

   © 609 579/461 8.56 (609 544/4 3.66)