DEST000705MA - Verfahren und Vorrichtung zur kontinuierlichen Abtrennung von Paraffin aus paraffinhaltigen Ölen oder Öllösungen - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zur kontinuierlichen Abtrennung von Paraffin aus paraffinhaltigen Ölen oder Öllösungen mittels eines Drehtrommel-Zellenfilters. Zur Abtrennung und Gewinnung von Paraffin aus paraffinhaltigen Ölen aller Art, z.B. aus höher siedenden, zur Gewinnung von Schmierölen bestimmten Mineralöldestillaten mit tiefem Stockpunkt oder von Braunkohlenteeren oder ähnlichen Stoffen mit starkem Paraffingehalt ist man auf die Filtration eines paraffinhaltigen Ausgangsöles oder einer Öllösung, die aus dem Ausgangsöl und einem paraffinfällenden Lösungsmittel besteht, angewiesen, um das Paraffin aus solchen Ölgemischen zu isolieren. Die Durchführungsweise dieser Filtration ist von ausschlaggebender Bedeutung für die Güte des schließlich erhaltenen Paraffins. Die Schwierigkeit bei dieser Aufgabe besteht immer darin, ein Paraffin von möglichst niedrigem Ölgehalt, d.h. von hoher Reinheit, zu erzielen. Man hat hierzu auch schon Drehtrommel-Zellenfilter angewendet, ohne jedoch befriedigende Ereignisse zu erzielen. Das mit solchen Drehtrommelfiltern bekannter Bauart nach üblichen Betriebverfahren erhältliche Paraffin besitzt immer einen unerwünscht hohen Ölgehalt, den man nur durch Nachbehandlung, wie ein zweites Filtrieren oder Schwitzen, entfernen kann. Dieser hohe Ölgehalt bei der Drehtrommelfilterung ist wesentlich darauf zurückzuführen, dass man bei solchen bekannten Vorrichtungen auf der Trommelfilterfläche immer Paraffinkuchen von verhältnismäßig beträchtlicher Schicht- stärke erzeugen muss, weil die Eigenart der verfügbaren, zur Abnahme von der Trommelfläche dienenden Mittel, z.B. mit die Trommel umlaufende Schnüre zum Abheben oder Luftüberdruck in den Trommelzellen zum Abblasen der Paraffinschicht, wenn diese befriedigend wirksam sein sollen, dünne Paraffinschichten auf der Trommelfläche nicht zulässt. Solche starken Paraffinkuchenschichten auf der Filterfläche beeinträchtigen aber das zur Entfernung ihres Ölgehaltes notwendige Aufgeben und Durchdringen von paraffinfällenden Lösungsflüssigkeiten. Schaber oder dgl. als Abnahmevorrichtungen für den Paraffinkuchen sind überhaupt nicht praktisch brauchbar, weil sie die Filterfläche mit Paraffin verschmieren und dadurch undurchlässig machen. Wegen dieser Unzulänglichkeiten und Nachteile ist man von der Benutzung von Drehtrommelfiltern für die Paraffinfiltration wieder abgegangen und zieht zum kontinuierlichen Arbeiten besonders gestaltete Nutschenfilter vor, wie das Bandzellenfilter oder das Tauchwaschfilter, d.h. Vorrichtungen mit einer Vielzahl von gesonderten einzelnen Filterflächen, die mit den darüber angesammelten Paraffinkuchen durch ein Tauchbad von waschender Lösungsflüssigkeit hingeführt werden. Solche Nutschenfilter weisen jedoch gegenüber den einfachen Drehtrommel-Zellenfilter erhebliche Nachteile durch Verumständlichung des Baues und Betriebes, großer Platzbedarf, verhältnismäßig geringe effektive Filterfläche und dgl. auf.

Mit Hilfe der Erfindung werden gewöhnliche kontinuierlich arbeitende Drehtrommel-Zellenfilter, deren wesentliche Vorzüge in der einfachen Bauart und bequemen Betriebsweise liegen, für die Paraffinfiltration unter Erzielung wesentlicher Vorteile nutzbar gemacht, die vor allem im Erhalten eines sehr ölarmen Paraffins und in der Erreichung einer bedeutend gesteigerten Durchsatzleistung liegen. Das erfindungsgemäße Verfahren zur kontinuierlichenAbtrennung von Paraffin aus paraffinhaltigen Ölen oder Öllösungen wird mittels eines Drehtrommel-Zellenfilters üblicher Bauart, dessen unterer Trommelteil in die zu filtrierende Ausgangslösung eintaucht, in der Weise durchgeführt, dass der Paraffinfilterkuchen, der auf dem oberen frei liegenden Trommelteil durch eine aufgesprühte Waschlösung gewaschen wird, durch schnellen Umlauf der Trommel sehr dünn gehalten und von ihr durch eine sich drehende Abnahmewalze, deren Umfangsfläche zweckmäßig mit Durchtrittsöffnung versehen und deren Achse parallel zur Drehtrommelachse ist, entfernt wird. Ein besonders vorteilhaftes Arbeiten ergibt sich hierbei durch Anwendung des weiteren Erfindungsmerkmales, dass auf der Abnahmewalze ständig ein dünner Paraffinfilterkuchen gehalten wird. Dies wird dadurch ermöglicht, dass die Umfangsoberfläche der Abnahmewalze in einem entsprechend kleinen Abstand von der Filteroberfläche der Drehtrommel gehalten wird. Dadurch, dass erfindungsgemäß der Paraffinfilterkuchen auf der Trommelumfangsfläche sehr dünn gehalten wird, ist das Durchdringen und die Einwirkung der auf den Kuchen aufsprühenden Waschlösung sehr günstig und nachhaltig, so dass der Wascherfolg auf die Gewinnung eines Paraffins von sehr niedrigem Ölgehalt führt. Die durchgehende Abnahmewalze ist ein besonders gut geeignetes und sehr vollkommen wirkendes Mittel, um den dünnen Paraffinkuchen von der Filterfläche der Drehtrommel lückenlos und sicher abzunehmen. Gerade die geringe Dicke desselben erleichtert den Übergang von der Trommeloberfläche auf die Walzenoberfläche. Die Anwendung der anders gearteten üblichen Mittel, wie oben erwähnt, zum Abnehmen würde bei einem solchen Filterkuchen von sehr geringer Dicke völlig versagen; ein solcher dünner Kuchen würde nur in Bruchstücken, also unvollständig, von der Trommel abgehoben werden. Hier zeigt sich besonders deutlich die Überlegenheit der Abnahmewalze. Durch die Anwendung sehr dünner Paraffinfilterkuchen auf der Drehtrommel wird aber auch die Durchsatzleistung des Drehtrommelfilters beträchtlich gesteigert, weil die Verringerung der Paraffinmenge je Umlauf durch die starke Beschleunigung, welche das Antrocknen und vor allem das Waschen des dünnen Kuchens mit der aufgesprühten Waschlösung erfährt, nicht nur ausgeglichen, sondern darüber hinaus sogar wesentlich übertroffen wird. Im ganzen gesehen, erreicht man also mit dem erfindungsgemäßen Verfahren eine hohe Leistungssteigerung sowohl in mengenmäßiger als auch in gütemäßiger Beziehung.

Das Verfahren der Erfindung wird an Hand der schematisch gehaltenen Zeichnung erläutert, die als Ausführungsbeispiel ein zu seiner Durchführung geeignetes Drehtrommel- Zellenfilter in einem senkrechten, quer zur Trommelachse stehenden Schnitt darstellt.

Die auf der Antriebswelle 1 befestigte Drehtrommel 2 besitzt einen siebartigen, eng gelochten Trommelmantel 3, der auf der Außenseite mit einem (in der zeichnung nicht er erkennbar) Filterstoff bespannt ist und über den Gesamtumfang eine größere

Anzahl, im ganzen vierzig Zellen 4 enthält, deren jede durch eine eigene Rohrleitung 5 mit dem zentralen, hier nur schematisch angedeuteten Steuerkopf 6 in Verbindung steht. Der Unterteil der Trommel taucht in den Flüssigkeitstrog 7 ein, der einen passend großen Trommelumfangteil, etwa <Formel> des gesamten Umfangs, umschließt. Dieser Flüssigkeitstrog 7 dient zur Aufnahme der paraffinhaltigen Ausgangsöllösung, die durch die Rohrleitung 8 zugeführt wird. Die Trommel 2 dreht sich in der durch den beigezeichneten Pfeil P angegebenen Richtung; sie tritt demnach auf der rechten Seite der Zeichnung in den Trog 7 ein und auf der linken Seite aus ihm heraus. Vor der Drehtrommel 2 befindet sich nahe über die Stelle, wo sie beim Drehen in den Trog 7 eintritt, die Abnahmewalze 9 mit der Drehachse 10, welche der Achse 1 der Drehtrommel parallel ist. Diese Walze wird in einer der Trommel entgegengesetzten Drehrichtung (vgl. den Pfeil p) mit gleicher Umgangsgeschwindigkeit durch ein besonderes (nicht gezeichnetes) Getriebe gedreht. Die Walze 9 wird vorteilhaft am Umfang mit einer groben Sieblochung von etwa 10 bis 15 mm Lochweite versehen und so eingestellt, dass die Walzenoberfläche in einem sehr geringen Abstand, höchstens wenige mm, von der Oberfläche der Drehtrommel entfernt steht. Über der freien Drehtrommelumfangsfläche zwischen ihrem Austritt aus dem Trog 7 (links) und der Abnahmewalze 9 sind mehrere Zufuhrrohre 11 parallel der Trommelachse angeordnet, deren jedes mit einer Mehrzahl von Sprühdüsen 12, über die ganze Breite der Trommel 2 reichend, besetzt ist. Diese Rohre und Düsen dienen zur Zufuhr und Versprühung einer Waschlösung über und durch den Paraffinfilterkuchen.

Zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens mit der beschriebenen Vorrichtung wird der Trog 7 mit der als Filtergut in Betracht kommenden paraffinhaltigen Öllösung, die zweckmäßig aus tiefen Temperaturen, etwa von -10 bis -25°, gebracht worden ist, durch die Zufuhrrohrleitung 8 gefüllt. Diese Öllösung ist in der Regel aus einem als Ausgangsstoff verfügbaren, festes Paraffin enthaltendem Öl durch Verdünnung desselben mit einem paraffinfällenden Lösungsmittel, etwa einem Aceton-Benzol-Gemisch, hergestellt.

Die Drehtrommel wird in der Richtung des Pfeiles P in Umdrehung versetzt, und die sämtlichen Zellen 4 mit Ausnahme derjenigen, welche jeweils der Abnahmewalze 9 anliegen, werden durch die Rohre 5 und den Steuerkopf 6 unter einen geeigneten Unterdruck gesetzt, der auch für die verschiedenen Umfangspartien je nach Bedarf unterschiedlich stark sein kann. Gleichzeitig wird durch die Rohre 11 und die Düsen 12 Waschlösung zugeführt, die von derselben Stoffart wie die zur Verdünnung des Ausgangsöles benutzte Lösung, also ebenfalls ein Aceton-Benzol-Gemisch oder auch eine andere geeignete Flüssigkeit sein kann, die jedenfalls dazu geeignet ist, aus einem ölhaltigen Paraffinkuchen die Ölanteile zu lösen und die Paraffinanteile zu fällen. Erfindungsgemäß wird nun die Umdrehungsgeschwindigkeit der Drehtrommel so groß genommen, dass der Paraffinfilterkuchen 14, welcher sich beim Durchgang der Trommelfilterfläche durch den Trog 7 auf ihr ablagert, sehr dünn ist, etwa nur

0,5 bis 4 mm Stärke besitzt. Dieser sehr dünne Paraffinfilterkuchen wird von der durch die Düsen 12 aufgesprühten Waschlösung, die unter der Wirkung des in den Zellen 4 herrschenden Unterdrucks in und durch den Kuchen gesaugt wird, mit Leichtigkeit durchdrungen, so dass bei sparsamer Ausnutzung an zugeführter Waschlösung ein durchgreifender Wascheffekt erzielt wird, der sich in einer hohen Reinheit, d.h. hochgradigen Ölfreiheit, des erhaltenen Paraffin zeigt. Auf dem Wege der Trommelfilterfläche von der letzten Waschungsstelle bis zu der Abnahmewalze 9 wird der gewaschene Filterkuchen getrocknet. Es wird nun beim Anlangen des Kuchens an der Abnahmewalze 9 in den unter ihr vorbeiziehenden Zellen 4 Atmosphärendruck oder sogar ein leichter Überdruck hergestellt und dabei der Paraffinfilterkuchen von der Filtertuchfläche der trommel an die Walze 9 gedrückt und zum Festhaften gebracht; dieses Festhaften an der Abnahmewalze wird erleichtert, wenn auf derselben erfindungsgemäß ständig eine dünne Paraffinschicht 15 gehalten wird. Die erzielte Ölfreiheit und Trockenheit des Paraffinfilterkuchens 14 auf der Drehtrommel und seine sehr geringe Schichtstärke erleichtern hierbei sein glattes Abdrücken und Entfernen von der Filtertuchoberfläche, die vollständig sauber für die erneute Filtrierung weiterzieht. Wenn die Abnahmewalze 9, wie im Zeichnungsbeispiel vorgesehen, am Umfang mit Sieblöchern besetzt ist, so wird die Paraffinmasse durch diese Löcher in den Innenraum der Walze hineingedrückt und bildet darin ein Haufwerk 16 von Brocken oder Spänen, die durch das Innere der Walze nach außen weg befördert werden. Hierzu können besondere Fördervorrichtungen, etwa Schaufelwellen oder dgl., dienen, die in der Zeichnung weggelassen sind. Die Aufrechterhaltung einer regelmäßigen dünnen Paraffinschicht 15 auf der Außenfläche der Abnahmewalze 9, wie auch das Entfernen der von ihr aufgenommenen Paraffinschicht, wenn eine nicht durchlochte Walze Verwendung findet, kann durch besondere (nicht mit gezeichnete) Schabevorrichtungen oder dgl. bekannter Bauart gesichert werden.

Beispiel 1

Ein aus Reitbrocker-Rohöl erhaltenes Schmierölraffinat, das ein spezifisches Gewicht von 0,92 und einen Paraffingehalt von etwa 6 Gew.% hatte, wurde mit einer Aceton-Benzol-Toluol-Lösung im Verhältnis 1 : 4 versetzt, das Gemisch auf -25° gekühlt und bei dieser Temperatur mittels eines Drehtrommelfilters der beschriebenen Bauart abfiltriert. Die Drehzahl der Trommel betrug 60 Umläufe stündlich, der Tauchungsumfang der Trommel in dem Aufgabetrog machte etwa 1/4 des Umkreises aus, und der unter diesen Bedingungen erhaltene Paraffinfilterkuchen war etwa 0,5 bis 1 mm dick. Dieser Kuchen wurde mit einer Aceton-Benzol-Toluol-Lösung der gleichen Art wie oben von -25° im Mengenverhältnis von 1,2 kg Lösung auf 1 kg des durchgesetzten paraffinhaltigen unverdünnten Ausgangsöls ausgewaschen. Unter diesen Bedingungen wurde bei einer Filterdurchsatzleistung von stündlich 120 kg paraffinhaltigen Ausgangsöls je m(exp)2 Filterfläche ein Paraffin mit einem Gehalt von nur 2% Öl erhalten.

Im Vergleich sei erwähnt, dass ein gleichartiges Drehtrommelfilter, welches zur Verarbeitung eines gleichen Ausgangsgutes in der bisher üblichen Weise unter Abblasen des Paraffinkuchens, der deswegen durch bedeutend langsamere Drehgeschwindigkeit und wesentlich größeren Tauchungsumfang erheblich dicker gehalten werden musste, betrieben wurde, ein Paraffin mit 16% Ölgehalt bei einer Durchsatzleistung von stündlich nur 40 kg paraffinhaltigen Ausgangsöls je m(exp)2 Filterfläche ergab.

Beispiel 2

Ein aus Nienhagener-Rohöl erhaltenes Schmierölraffinat mit einem spezifischen Gewicht von 0,90 und einem Paraffingehalt von 19% wurde in derselben Weise wie vorbeschrieben verdünnt und mit demselben Drehtrommelfilter ebenfalls bei einer Drehzahl desselben von 60 Umläufen stündlich filtriert. Der Paraffinkuchen auf dem Filter ergab sich zu etwa 3 mm Dicke und wurde mit demselben Lösungsmittelgemisch, wie oben angegeben, im Mengenverhältnis von 1,6 kg Lösung auf 1 kg paraffinhaltigen Ausgangsöls gewaschen. Hierbei betrug die Filterleistung 160 kg Öl stündlich je m(exp)2 Filterfläche, und das anfallende Paraffin hatte einen Ölgehalt von nur 2,5%.

Ein Vergleichsversuch, der für dasselbe Ausgangsgut mit einem anderen Filter in der bisher üblichen Weise, d.h. wie im vorigem Beispiel, letzter Absatz, beschrieben, unter Abblasen des Filterkuchens durchgeführt wurde, lieferte bei einer Durchsatzleistung von nur 50 kg Ausgangsöl stündlich je m(exp)2 Filterfläche ein Paraffin mit 14% Ölgehalt.

Claims (3)

Die beiden zuerst angegebenen Patentansprüche wurden gestrichen. Neue Patentansprüche (aus PA 733773/50) siehe Seite 11. Neue Patentansprüche aus PA 733773/50:

1. Verfahren zur kontinuierlichen Abtrennung von Paraffin mit sehr niedrigerem Ölgehalt aus paraffinhaltigen Ölen oder Öllösungen mittels eines Drehtrommel-Zellenfilters, dessen unterer Trommelteil in die zu filtrierende Ausgangslösung eintaucht, dadurch gekennzeichnet, dass der Paraffinfilterkuchen, der auf dem offenen Trommelteil durch eine aufgesprühte Waschlösung gewaschen wird, durch schnellen Umlauf der Trommel sehr dünn (z.B. etwa 0,5 bis 4 mm dick) gehalten und von ihr durch eine sich drehende Abnahmewalze, deren Umfangfläche zweckmäßig mit Durchtrittslöchern versehen und deren Achse parallel der Drehtrommelachse ist, entfernt wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass auf der Abnahmewalze ständig ein dünner Paraffinkuchen gehalten wird.

3. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Abnahmewalze mit ihrer Umfangsfläche in sehr geringem Abstand, höchstens wenige mm, von der Drehtrommeloberfläche entfernt steht.