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Publication number: DEN0006522MA
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Description

BUNDESREPUBLIK DEUTSCHLAND

Tag der Anmeldung: 19. Dezember 1952 Bekanntgemacht am 12. April 1956

DEUTSCHES PATENTAMT

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur Abtrennung von einer oder mehreren festen Substanzen, wie festen Kohlenwasserstoffen oder komplexen Kohlenwasserstoffverbindungen aus ihren Gemischen (z. B. einer Suspension) mit Öl, insbesondere zum Entparaffinieren paraffmhaltiger Öle oder zum Entfernen von Öl aus ölhaltigem Paraffin.

Es ist bereits früher vorgeschlagen worden (s. Patentanmeldung N 4890 IVc/23 b und Patentanmeldung N 6521 IVc/23 b der gleichen Anmelderin), feste Substanzen aus ihrem Gemisch mit öl, gegebenenfalls unter Anwendung eines Lösungsmittels zur Abtrennung des Öles, dadurch abzuschneiden, daß man das Gemisch mit einer Hilfsphase in Berührung bringt, die kaum oder gar nicht mit dem Öl mischbar ist, und zwar unter solchen Umständen, daß die feste Substanz in die Hilfsphase übergeht oder daß zumindest die Hilfsphase die Ölphase von der festen Substanz abdrängt. Die Ölphase wird dann abgetrennt und der gegebenenfalls verflüssigte feste Stoff aus zum mindesten einem Teil der Hilfsphase abgeschieden. Der feste Stoff wird dabei gewöhnlich zunächst von einem Überschuß an Hilfsphase befreit und anschließend

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■ zusammen mit dem Rest der Hilfsphase erwärmt, bis der feste Stoff schmilzt, worauf die beiden - flüssigen Phasen, z. B. durch Dekantieren, voneinander getrennt werueh.

_:-5:: Die Durchführung dieses Verfahrens erfordert jedoch im allgemeinen einen beträchtlichen Aufwand für das Erwärmen und Kühlen; unter gewissen Umständen tritt dabei ein bemerkenswerter Lösungsmittelverlust ein.

ίο Das Verfahren nach der Erfindung ermöglicht es nun, die Kosten für das Kühlen und Erwärmen und bzw. oder den Verlust an Öllösungsmittel (falls ein solches angewandt wird) auf einem möglichst niedrigen Stand zu halten.

Gemäß dem Verfahren, nach der Erfindung kann dies dadurch erreicht werden, daß man zum mindesten einen Teil der benutzten Hilfsphase mit dem zu behandelnden Öl oder dem Gemisch von öl und Feststoff in Berührung bringt, und zwar vorzugsweise im Gegenstrom.

Soll eine während der Durchführung des Verfahrens erwärmte wäßrige Hilfsphase im Gegenstrom für das Verfahren benutzt werden (wobei diese Phase beispielsweise anfällt, wenn der feste Stoff durch Erwärmen des Gemisches Feststoff und Hilfsphase verflüssigt und dann von der Hilfsphase abgetrennt wird), so wird es sich oftmals als vorteilhaft erweisen, die Hilfsphase zuvor in einem Kühlturm zu kühlen.

In den erwähnten älteren Patentschriften findet sich eine ausführliche Beschreibung der Art und Weise, wie der' feste Stoff in die Hilfsphase übergeführt oder zum mindesten wie die Ölphase durch die Hilfsphase ersetzt.¹ werden kann. Dort ist auch eine genauere Darstellung des Prinzips, auf welchem diese Arbeitsweise beruht, gegeben, wobei den Beschreibungen; zu diesen Patentschriften verschiedene technische Einzelheiten zu entnehmen sind.

Bei der Durchführung der in den genannten Patentschriften niedergelegten Verfahren wird zum Schluß eine gewisse Menge gebrauchter, gegebenenfalls erwärmter Hilfsphasen erhalten. Es dürfte im allgemeinen wünschenswert erscheinen, diese Hilfsphase in das Verfahren zurückzuführen, um dadurch oberflächenaktive Stoffe und möglicherweise andere ebenfalls in dieser Phase anwesende Stoffe, wie Demulgierungsmittel und Alkalilösung, einzusparen; manchmal jedoch erscheint es vorteilhafter, stets frische Hilfsphase zu verwenden.

Gewöhnlich wird der größere Teil der Hilfsphase in den Prozeß zurückgeführt und ein Teil der Hilfsphase aus dem- Kreislauf entweder kontinuierlich oder in Teilmengen abgezogen. Die Hilfsphase wird sich nämlich allmählich mit unerwünschten Stoffen, wie Naphthensäuren, Phenolaten usw., anreichern; um die Konzentration dieser Verunreinigungen niederzuhalten, kanö ein Teil der Hilfsphase abge-

'■■-'" zogen und entweder in Teilmengen oder kontinuierlieh durch frische Hilfsphase ersetzt werden.

Wenn bei dem Verfahren ein Lösungsmittel für das öl benutzt wird, wird sich das Lösungsmittel fast immer bis zu-einem gewissen Grad in der Hilfsphase^ lösen bzw. darin, in Form einer Emulsion erscheinen.

Wird die Hilfsphase im Verlauf des Verfahrens, beispielsweise um die nachfolgende Abtrennung des (verflüssigten) festen Stoffes zu unterstützen, erwärmt, so verbraucht diese Erwärmung eine beträchtliche Energiemenge, wobei dann das Kühlen, dem die Hilfsphase vor ihrer Zurückführung in den Prozeß unterworfen werden muß, weitere Energie kostet. . .

Um die Kosten für das Kühlen zu verringern, könnte man einen Kühlturm anwenden, worin das Kühlen durch teilweise Verdampfung der Hilfsflüssigkeit infolge eines daran entlang geführten ■'Lüftstromes·. durchgeführt wird. Die Anwendung eines solchen Kühlturmes kann praktisch natürlich nur in solchen Fällen in Betracht kommen, wo eine wäßrige Hilfsphase verwendet wird. Wird jedoch in diesem Fall ein Lösungsmittel verwendet, das einen dem Dampfdruck des Wassers gleichen oder einen höheren Dampfdruck aufweist, was praktisch bei jedem Lösungsmittel der Fall ist, so verdampft der größere Teil des in der Hilfsphase anwesenden Lösungsmittels im Kühlturm.

Durch Anwendung des Verfahrens nach der Erfindung läßt sich nun eine beträchtliche Einsparung an Energie oder Lösungsmittel bzw. an beiden gleichzeitig erreichen.

Dies geschieht dadurch, daß der aus dem Verfahren abzuziehende Anteil an Hilfsphase auf geeignete Weise mit Öl (bzw. einem Öl-Feststoff-Gemisch) in Berührung gebracht wird, das noch nicht behandelt ist, wobei die in der Hilfsphase vorhandene Menge Lösungsmittel beinahe quantitativ in das Öl übergeht.

■ Das Kühlen der Hilfsphase erfolgt dadurch, daß man erwärmte Hilfsphase mit noch zu behandelndem Öl bzw. Ausgangsgemisch in Berührung bringt. Dadurch wird zugleich das Ausgangsgemisch erwärmt, was beispielsweise bei der Entparaffinierung von öl von Vorteil ist, da das ursprüngliche Öl-Paraffin-Gemisch, insbesondere bei Abwesenheit eines Lösungsmittels, in der Regel bis zur Bildung einer einzigen flüssigen Phase erwärmt und erst später gekühlt wird.

Wenn ein Kühlturm der oben angegebenen Art benutzt wird, läßt sich auf Grund der als erstes darin durchgeführten Berührung mit dem Öl ein Lösungsmittelverlust während des Kühlens der Hilfsphase vermeiden.

Soll das Lösungsmittel aus der Hilfsphase in das noch zu behandelnde öl übergehen, so wird das Öl vorzugsweise zunächst mit der gebrauchten Hilfsphase in Berührung gebracht, während das Lösungsmittel dem zu behandelnden Öl erst später zugemischt wird. Es ist jedoch manchmal, beispielsweise bei der Behandlung von zähflüssigen ölen, angebracht, schon vorher wenigstens einen Teil des Lösungsmittels zuzufügen.

Besonders günstige Ergebnisse werden erhalten, wenn Öl.bei ungefähr Zimmertemperatur entparaffiniert wird, wie sich aus der später zu erörternden Durchführungsform des Verfahrens ergibt. Wird

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das Verfahren bei niedrigerer Temperatur durchgeführt, so kann man zum Vorkühlen einen Kühlturm benutzen und dann die Hilfsphase in einer Kühlanlage bis zu der gewünschten Temperatur weiter herunterkühlen.

Darüber hinaus, kann man den Wärmeaustausch _: zwischen der Hilfsphase und dem Ausgangsgemisch auch mittels' indirekten Austausches durchführen. . ■ ·■

Die Hilfsphase wird häufig nicht mit der ganzen Menge des zu behandelnden Öls, sondern nur mit einem Teil des Gesamtdurchflusses in Berührung gebracht.

Beispiel

Zwecks Abtrennung von festem Paraffin aus paraffinhaltigem Öl wird das auf die Entparaffinierungstemperatur (z. B. 30⁰) gekühlte Gemisch aus Ausgangsmaterial und Lösungsmittel (z. B. Dichloräthan) in ein Mischgefäß 1 aufgegeben, dem über Leitung 11 außerdem eine wasserhaltige Hilfsflüssigkeit zugeführt wird. Die wäßrige Hilfsflüssigkeit enthält einen oberflächenaktiven Stoff und einen Demulgator. Nach dem Mischen, wobei vorübergehend eine Öl-in-Wasser-Emulsion gebildet wird, läßt man die Emulsion in einem Absitzgefäß 2 zu einer öl und Lösungsmittel enthaltenden Phase einerseits und eine Wasser und festes Paraffin enthaltenden Phase andererseits absitzen. Die Ölphase wird über Leitung 12 abgezogen und daraus das Lösungsmittel von dem entparaffinieren Öl durch Destillation getrennt.

Die das Paraffin mitführende wäßrige Phase wird in einen Separator 3 übergeführt, worin das feste Paraffin soweit als möglich daraus abgeschieden wird. Dies kann beispielsweise durch Dekantieren oder Filtrieren geschehen. Die wäßrige Phase wird über Leitung 13 urimittelbar in den Prozeß zurückgeführt. Die soerhaltene schwammige, wasserhaltige Paraffinphase wird in einer Heizvorrichtung 4 auf etwa 8o° erwärmt,' wobei sich zwei flüssige Schichten bilden, die sich in einem Absitzgefäß 5 leicht voneinander trennen lassen. Das flüssige Paraffin wird über Leitung 14 zur weiteren Behandlung

4-5 zwecks Erzeugung von festem Paraffin abgezogen.

Die heiße wäßrige Hilfsphase aus dem Absitzgefäß 5, in welcher während der Durchführung des Verfahrens eine gewisse Menge Dichloräthan gelöst bzw. emulgiert wurde, wird nun, gemäß dem Verfahren der Erfindung,, über Leitung 15 in eine Kolonne 6 geleitet, wo sie mit dem ursprünglichen Öl, d. h. praktisch mit einem Gemisch aus Öl und festem Paraffin, in Berührung gebracht wird. Das verhältnismäßig kalte Öl wird dabei über Leitung 16 zugeführt und bewegt sich im Gegenstrom mit der heißen Hilfsphase. Dies bewirkt, daß das in der Hilfsphase gelöste Lösungsmittel (Dichloräthan) beinahe vollständig in das Öl übergeht, darüber hinaus wird das Öl gleichzeitig in gewissem Umfang· vorgewärmt.

Wenn in der Kolonne 6 Paraffin in die wäßrige Phase übergeht, was allerdings im allgemeinen nicht vorkommt, ist es ratsam, das Paraffin zunächst der wäßrigen Phase zu entziehen; es kann in die Heizvorrichtung 4 übergeführt werden. . -■"·..

Die wäßrige Hilfsphase wird über Leitung 17 in einen Kühlturm 9 aufgegeben, wo sie durch Verdampfung mittels daran entlang geführter Luft auf die notwendige. Temperatur (30⁰) gekühlt wird.

, Der betreffende Anteil der Hilfsphase wird über Leitung 18 in das Verfahren zurückgeführt. Über Leitung 19 wird eine zusätzliche Menge Wasser bzw. wäßrige Hilfsphase eingeführt, um den Verlust auszugleichen. ,

Wäre das Dichloräthan nicht in Kolonne 6 extrahiert worden, so wäre es zum größten Teil im Kühlturm durch Verdampfung verlorengegangen. Dieser Verlust wird durch die oben beschriebenen Maßnahmen vermieden.

Das Öl aus Kolonne 6 wird in Vorrichtung 7 mit über Leitung 20 zugeführtem Dichloräthan vermischt und bis zur Bildung einer einheitlichen flüssigen Phase erwärmt, worauf es in der Kühl vorrichtung 8 langsam auf 30⁰ heruntergekühlt wird, so daß sich festes Paraffin aus der ölphase abscheidet. Der so erhaltene Schlamm aus Öl und festem Paraffin wird ■ in das Mischgefäß 1 übergeführt. ·

Claims

PATENTANSPRÜCHE:

ι. Verfahren zum Abtrennen eines oder mehrerer fester Stoffe, wie Kohlenwasserstoffe oder komplexe Kohlenwasserstoffverbindungen, aus ihren Gemischen, z. B. einer Suspension in Öl, gegebenenfalls unter Anwendung eines Lösungsmittels für das Öl, insbesondere zum Entparaffinieren paraffinhaltigen Öls oder zur Entfernung von Öl aus ölhaltigem Paraffin, wobei die Mischung mit einer wenig oder gar nicht mit dem Öl mischbaren Hilfsphase derart in Berührung gebracht wird, daß der feste Stoff in die Hilfsphase übergeht oder daß zum mindesten die Hilfsphase das Öl von dem festen Stoff verdrängt, und wobei die Ölphase abgetrennt und der feste Stoff, gegebenenfalls im verflüssigten Zustand, aus wenigstens einem Teil der Hilfsphase abgeschieden wird, dadurch gekennzeichnet, daß man die bereits gebrauchte Hilfsphase ganz oder teilweise, vorzugsweise im Gegenstrom, mit noch zu behandelndem öl bzw. Öl-Feststoff-Gemisch in Berührung bringt. ^
2. Verfahren nach Anspruch 1, wobei eine erwärmte wäßrige, wieder in das Verfahren zurückzuführende Hilfsphase gebildet wird, dadurch gekennzeichnet, daß man die wäßrige Hilfsphase vor ihrer Zurückführung in das Verfahren in einem Kühlturm kühlt.
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, wobei ein Lösungsmittel für das Öl angewandt wird, dadurch gekennzeichnet, daß man das Lösungsmittel dem ursprünglichen Gemisch erst beifügt,

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nachdem dieses mit der gebrauchten Hilfsphase in Berührung gebracht worden ist.
4. Verfahren nach Anspruch 1 oder 3, wobei ein Teil der gebrauchten Hilfsphase aus dem Verfahren entweder kontinuierlich oder in einzelnen Teilmengen entnommen wird, dadurch gekennzeichnet, daß man diesen Teil der Hilfsphase mit dem Ausgangsgemisch in Berührung bringt.

Angezogene Druckschriften: Deutsche Patentschrift Nr. 523 500; USA.-Patentschrift Nr. 2 538 870.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen