EP4093535B1 - Verfahren zur herstellung einer stabilen kohlenwasserstoff-wasser-dispersion für die verbesserung der verbrennungsprozesse und einer leicht in mindestens zwei phasen trennbaren wasser-kohlenwasserstoff-dispersion im rahmen des reinigungsverfahrens von havarieorten - Google Patents

Verfahren zur herstellung einer stabilen kohlenwasserstoff-wasser-dispersion für die verbesserung der verbrennungsprozesse und einer leicht in mindestens zwei phasen trennbaren wasser-kohlenwasserstoff-dispersion im rahmen des reinigungsverfahrens von havarieorten Download PDF

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EP4093535B1
EP4093535B1 EP21703372.9A EP21703372A EP4093535B1 EP 4093535 B1 EP4093535 B1 EP 4093535B1 EP 21703372 A EP21703372 A EP 21703372A EP 4093535 B1 EP4093535 B1 EP 4093535B1
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EP
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water
hydrocarbon
uada
fine
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Sergej Nikolaeviz TUMAKOV
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    • F02M25/022—Adding fuel and water emulsion, water or steam
    • F02M25/0228—Adding fuel and water emulsion

Definitions

  • the present invention relates to a process for producing a stable hydrocarbon-water dispersion using thermocavitation and supercavitation.
  • the present invention relates to a process for producing a water-hydrocarbon dispersion which can be easily separated into at least two phases and subsequent phase separation.
  • WO 2019/161852 A2 discloses a process for producing a hydrocarbon-water fine dispersion with an emulsifier arranged between two pumps.
  • EP 3 184 164 A1 discloses a device between two pumps which uses cavitation effects to generate bubbles in water.
  • the object of the present invention is to provide a stable hydrocarbon-water dispersion, in particular a stable fuel-water dispersion, without the use of additives such as emulsifiers.
  • UADA versions There are two different UADA versions: with and without an integrated premixer.
  • the first version does not contain an integrated premixer for mixing the media.
  • the media are mixed directly in the premixer integrated in the pre-sound chamber of the UADA body.
  • the first embodiment is used in the present invention.
  • the patent RU2130503C1 , RU2462301C1 and the patent for the useful technical model RU134076U1 The technical description of the UADA body and the acoustic panel are in Figures 6 and 7 shown.
  • At least one premixing unit for producing a coarse dispersion from the at least one medium 1 and medium 2 is arranged upstream of the at least one unit for producing a hydrocarbon-water dispersion.
  • the coarse disperser consists of at least two supply lines for two different media, each with a heat exchanger, an adjustment device for the media ratio and a premixer.
  • the coarse dispersant is the precursor to the fine dispersant or ultrafine dispersant.
  • the plant based on the present method thus comprises, in the first aspect, a fine disperser consisting of a coarse disperser, a UADA module and a pump upstream of the UADA and a pump downstream of the UADA and separation-disperser consisting of a UADA module and a pump upstream of the UADA and a pump downstream of the UADA.
  • the plant based on the present method thus comprises, in a second aspect, a combination of an ultrafine disperser consisting of a heating device (heating cartridge with a screw-in heater) and UADA, the structure being as follows: heating device - first pump - first UADA - second pump. or consisting of a premixer (coarse disperser), a heating device (heating cartridge with a screw-in heater) and UADA, the structure being as follows: coarse disperser-heating device- first pump- first UADA- second pump.
  • the plant based on the present process thus comprises, in a third aspect, a combination of a coarse disperser, a fine disperser and a downstream ultrafine disperser.
  • Cavitation is the formation and implosive dissolution of vapor bubbles in liquids.
  • the UADA is used to produce a hydrocarbon-water dispersion using cavitation.
  • the principle of dispersion generation using the above-mentioned system is based on the fact that a mixture of at least two different media is pressed through special nozzles in a UADA.
  • the at least two different media are premixed with each other.
  • the further steps of producing a hydrocarbon-water dispersion using cavitation take place in at least one or two UADA modules.
  • a first UADA module supercavitation takes place, as an individual case of hydrodynamic cavitation, while in the other, second UADA module, thermal and supercavitation take place.
  • the two UADA modules are connected one after the other.
  • the type and intensity of the cavitation varies the size of the water droplets in the dispersion. Stronger cavitations result in a smaller diameter of the enclosed droplet.
  • the present process enables the production of a hydrocarbon-water dispersion with a droplet size in the range of 10 to 100 ⁇ m. The stability of the dispersion increases as the droplet diameter decreases.
  • the droplet size in the dispersion is regulated by varying degrees of cavitation.
  • the droplet size, phase distribution and morphology in turn influence the stability of the dispersion.
  • the cavitation is set, varied and controlled by varying the pressure behind the UADA.
  • the droplet size, phase division and morphology have an influence on the stability (quality) of the dispersion.
  • the cavitation is set, varied and controlled by varying the pressure behind the UADA.
  • the droplet size in the dispersion is regulated by varying degrees of cavitation. For the quality of the hydrocarbon-water dispersion produced with the above-mentioned system, it is important to set the optimal intensity of the cavitation.
  • the system described makes it possible to keep the water content and the process parameters pressure, temperature and throughput constant in order to ensure a consistent quality of the water-oil dispersion produced.
  • the developed process can be structured in two or three process engineering stages.
  • the first involves a technological implementation of coarse and fine dispersion.
  • the other technological solution for deeper dispersion consists of coarse, fine and ultra-dispersion.
  • a coarse dispersion can be provided from the pre-tempered medium 1 as a hydrocarbon-containing medium and the pre-tempered medium 2 as water by mixing medium 1 and medium 2 in at least one premixing unit (coarse disperser).
  • a pressure is set in front of the UADA module (pre-pressure) and a pressure behind the UADA.
  • the presonic velocity is a transverse deformation of flows through the formation of vortex ring flows.
  • the ultrasonic velocity occurs after the flows meet and the energy of the flows is concentrated in the limited volume.
  • the concentrated energy promotes the energy-mass exchange and accelerates the physico-chemical transformation.
  • the dispersion formed is discharged from the module through the drain.
  • vapor pressure of water must be reduced to below the operating pressure by means of hydrostatic pressure and temperature adjustment (vapor pressure curve) by increasing the speed (energy conversion/kinetic pressure component). This results from the vapor pressure curve for water as in Figure 1 shown.
  • the conditions for initiating thermal cavitation are created in a heating device with low pressure and elevated temperature.
  • the local heating in the heating device creates small vapor bubbles on the surface, which are dislodged by the flow and collapse again in the liquid due to a reduction in temperature.
  • This thermal cavitation catalyzes the hydrodynamic cavitation in the subsequent UADA and thus increases the mixing of the dispersion.
  • the process technology is designed in such a way that there is a negative pressure in the heating device.
  • the pressure is built up again and the pressure is reduced behind the UADA.
  • Ultrafine dispersion can be technologically realized either after coarse dispersion or after fine dispersion.
  • the cavitation process used in the described system in an ultrasonic acoustic flow unit is known from the patents RU2130503C1 , RU2462301C1 and the patent for the useful technical model RU134076U1 known and enables the production of a stable dispersion of fuel and water.
  • this UADA is expanded in combination with heat exchangers and pressure boosters, so that the stability of the hydrocarbon-water dispersion formed is significantly increased.
  • the heat exchangers installed in the system described allow a separately tempered hydrocarbon and water supply.
  • a moisture sensor can also be installed in the feed line of the mixing device (UADA) in order to continuously check and control the water content.
  • control or metering valves are installed in the hydrocarbon and water addition, which allow the mixing ratio to be changed.
  • the developed technology produces a long-term stable dispersion of water and hydrocarbons.
  • the long-term stability is significantly influenced by the droplet size.
  • a droplet size of less than 100 ⁇ m can achieve a stability of at least 1 year up to 7 years. This increases the stability of bunker oils, for example, which means that the use of additives is no longer necessary. There are fewer or no unwanted reactions in the storage or transport fuel tank and the flocculation of paraffins can be reduced or even suppressed.
  • the fine droplets in the dispersion allow the fuel to be burned more optimally, as they evaporate suddenly in the combustion chamber and the combustion of the fuel is more homogeneous due to the increase in surface area to volume. Fewer soot particles are produced during combustion. The efficiency of the combustion, in relation to the primary energy introduced, is increased, with the fuel being converted almost completely into energy.
  • the pollutants are reduced when the dispersion is burned compared to the pure fuel.
  • the combustion temperature is reduced, which in turn can minimize the emission of pollutants such as NO x .
  • liquid media with a viscosity of 1 mm 2 /s to 1,000 mm 2 /s, preferably from 100 mm 2 /s to 800 mm 2 /s, in particular from 300 mm 2 /s to 500 mm 2 /s can be processed.
  • Table 1 Media for the preparation of the hydrocarbon-water dispersion Media1 Media2 • Heavy oil • Drinking water • Diesel fuel • VE water • Heating oil • Sludge: Products from oil separators, waste oil, bilge water from ships
  • Medium 1 (as main medium) refers to the hydrocarbon-containing, oil-containing component, which corresponds to more than 60 wt% of the dispersion in combustion processes.
  • the proportion of medium 1 is less than 40 wt%.
  • Medium 2 (as the second medium) corresponds to the water-containing component, which in combustion processes represents less than 40 wt% of the dispersion.
  • the effective proportion of medium 2 in separation processes is over 60 wt%.
  • demineralized (deionized) water is used to produce the hydrocarbon-water dispersion.
  • normal tap water or so-called brackish water can also be used.
  • a premixing unit can be installed upstream of the fine disperser.
  • the at least one premixing unit comprises at least one heat exchanger for medium 1, at least one heat exchanger for medium 2 and at least one mixing apparatus for premixing medium 1 and medium 2.
  • the heat exchanger for adjusting the temperature and indirectly the viscosity of the hydrocarbon as medium 1 can be designed as a heat exchanger with a bypass.
  • Medium 1 and medium 2 are, as defined in claim 3, heated to temperatures between 30 and 90 °C, preferably between 40 and 80 °C, and introduced into the premixer. At least two different pre-heated media are thus mixed together in the coarse dispersion.
  • the prerequisite for the optimal production of the coarse dispersion is identical absolute feed pressures of the media.
  • devices for measuring the temperature and volume flow of the fuel in the fuel supply line can also be provided.
  • At least one filter for removing dirt particles from the medium 1 is provided on or in the supply line of medium 1 as a hydrocarbon-containing medium.
  • a pressure sensor is arranged upstream of the filter and a pressure sensor is arranged downstream of the filter to monitor the filter occupancy level.
  • At least one heat exchanger for adjusting the water temperature to the temperature of the oil-containing component is provided in or on the supply line for medium 2 as water, in particular demineralized and deionized water.
  • Devices e.g. sensors
  • for measuring the volume flow and the temperature of the water are preferably provided in front of and behind the heat exchanger in the water line.
  • the premixing device mentioned above is used to premix the components described above.
  • This mixing device is designed for media of different viscosities.
  • the water is mixed into the oil flow in laminar This coarse mixing optimizes the actual mixing process and protects the pump from the UADA, as a sudden change of hydrocarbon and water is prevented.
  • devices for measuring the temperature and pressure of the hydrocarbon-water coarse dispersion are provided downstream of the premixer.
  • the tempered mixture with the preset volume or percentage proportion then goes to the next stage for fine dispersion after coarse dispersion.
  • the stable hydrocarbon-water dispersion is prepared in the next step.
  • the at least one fine disperser comprises at least one first pump for a first pressure increase in the inlet of the coarse hydrocarbon-water dispersion; the at least one first ultrasonic acoustic flow unit (UADA) and at least one second pump.
  • UADA ultrasonic acoustic flow unit
  • the hydrocarbon-water coarse dispersion is, as covered in claim 5, brought to pressures of up to 2.5 MPa, preferably to pressures between 0.5 MPa and 2 MPa, particularly preferably between 1 MPa and 1.5 MPa, using a first pump before entering at least one first ultrasonic acoustic flow unit (UADA).
  • UADA ultrasonic acoustic flow unit
  • the pre-pressure built up before the first UADA can be, for example, between 0.6 and 2.5 MPa.
  • the pump used for this purpose can be designed for high-volume-flow refueling processes or for continuous low-volume-flow production processes, e.g. for volume flows between 5 m 3 /h and 100 m 3 /h, preferably between 10 m 3 /h and 80 m 3 /h, particularly preferably between 20 m 3 /h and 60 m 3 /h.
  • Typical volume flows can be e.g. 6 m 3 /h; 20 m 3 /h and 100 m 3 /h.
  • the plant based on the method has a device for measuring the water content in the hydrocarbon-water coarse dispersion arranged downstream of this first pump.
  • This device for measuring the moisture can be designed in the form of a bypass and enables If there are deviations from the desired water proportion, the water proportion can be readjusted, e.g. via a control valve in the water pipe.
  • the setting of the water content is preferably automated, which enables inline and more precise water dosing as well as control of the volume flow and temperature. These are prerequisites for a consistent quality of the dispersion to be produced. Furthermore, the amount of water in the fuel can be easily varied. The amount of water, the throughput of hydrocarbons, the temperature and the pressure in the cavitation area are important for consistent quality.
  • the water content in the dispersion can be variably adjusted and measured.
  • the water content is important for the later use and combustion properties and is in a range of 1 wt% to 40 wt%, preferably 5 to 30 wt%, particularly preferably 10-15 wt% (based on the total volume of the dispersion to be produced).
  • the device for measuring and adjusting the water content in the hydrocarbon-water coarse dispersion is followed downstream by further measuring devices (e.g. sensors) for temperature and pressure before entering the first ultrasonic acoustic flow unit (UADA).
  • further measuring devices e.g. sensors
  • UADA ultrasonic acoustic flow unit
  • the fine dispersion is produced in an ultrasonic acoustic flow unit (UADA) in which the cavitation is not actively introduced but is generated due to the flows in the UADA.
  • UADA ultrasonic acoustic flow unit
  • a pre-pressure between 0.6 and 2.5 MPa is set upstream of the UADA module (as described above) and approximately 0.06 MPa downstream of the UADA module.
  • the fine dispersion can be discharged from the system.
  • it is a two-stage process for producing the stable hydrocarbon-water dispersion by coarse dispersion (premixing to produce the mixture) and fine dispersion, whereby the recording of the process-technical regime of the ultrasonic acoustic flow units makes a significant contribution.
  • the fine dispersion can also be subsequently converted into ultrafine dispersion.
  • At least one unit for producing a stable hydrocarbon-water dispersion in the ultrafine disperser can be arranged downstream of the at least one unit for producing a stable hydrocarbon-water dispersion in the fine disperser, this unit comprising at least one second ultrasonic acoustic flow unit (UADA) for producing a stable hydrocarbon-water ultrafine dispersion by means of a combination of thermal and hydrodynamic cavitation.
  • UADA ultrasonic acoustic flow unit
  • the ultrafine disperser comprises at least one heating device for heating the fine dispersion flowing under negative pressure, (downstream) at least one pump for generating the negative pressure in the heating device and for increasing the pressure in the inlet of the heated hydrocarbon-water fine dispersion; (downstream) at least one second ultrasonic acoustic flow unit (UADA) and (downstream) at least one pump for adjusting the negative pressure, which leads to the adjustment, variation and control of the cavitation regime.
  • UADA ultrasonic acoustic flow unit
  • the at least one heating device preferably consists of at least one heating cartridge. It is also possible to use several heating cartridges that can be switched on in parallel.
  • the at least one heating cartridge consists of a heating jacket and a screw-in heating element.
  • the hydrocarbon-water fine dispersion is heated in the at least one heating device, in particular a heating cartridge, to up to 80 °C before entering the at least second ultrasonic acoustic flow unit (UADA).
  • UADA ultrasonic acoustic flow unit
  • thermal cavitation is combined with hydrodynamic cavitation to increase effectiveness and stability.
  • the conditions for initiating thermal cavitation are created in a low-pressure heating device.
  • the local heating in the heating device creates small vapor bubbles on the surface, which are released by the flow and collapse again in the liquid due to a drop in temperature.
  • This thermal cavitation increases the hydrodynamic cavitation in the subsequent UADA and thus supports the mixing of the dispersion.
  • the process application is designed in such a way that negative pressure prevails in the heating device.
  • the pressure is built up again in front of the UADA and the negative pressure is set behind the UADA.
  • thermo- and hydrodynamic cavitation creates ideal conditions for the production of stable and ultra-fine hydrocarbon-water dispersion.
  • At least one additional pump is provided downstream of the second UADA to control the cavitation regime.
  • this additional pump serves to convey the hydrocarbon-water dispersion formed to the discharge line and further to the measuring section and to the storage tanks.
  • This pump is also equipped with pump protection, which consists of a negative pressure sensor in front of the pump and an overpressure sensor behind it.
  • At least one filter is provided downstream of the at least one additional pump for conveying the hydrocarbon-water dispersion formed.
  • the filter is arranged in particular in front of the measuring section in order to filter out coarse particles and thus protect sensitive sensors in the measuring section.
  • Pressure sensors are installed in front of and behind the filter, which allow the differential pressure to be measured in order to detect any blockage of the filter at an early stage.
  • the measuring section mentioned serves to record the temperature, pressure and volume flow of the hydrocarbon-water dispersion formed.
  • a branch is provided behind the measuring section, which allows the dispersion to be guided in an inner circuit via the UADA modules during the start-up and shut-down process of the system.
  • a built-in control technology enables a smooth switchover from the inner recirculation to production.
  • the recirculation line is also equipped with a check valve, a pressure sensor and a volume flow monitor.
  • a stable hydrocarbon-water dispersion with a water droplet size of less than 10 ⁇ m can be produced with a water content of 1 to 50 wt%, preferably 5 to 30 wt%, particularly preferably 10 to 15 wt% (based on the total mass of the dispersion to be produced).
  • Ultrafine dispersion can be technologically realized either after coarse dispersion or after fine dispersion.
  • the separation disperser (unit constructed identically to the fine disperser, but either without or with a premixer - coarse disperser integrated in the UADA body) is followed by at least one separation tank for separating the water-hydrocarbon dispersion (separation dispersion), which can be easily separated into at least two phases, into hydrocarbon and water.
  • the proportion of medium 1 as a hydrocarbon-containing medium of the water-hydrocarbon separation dispersion is below 50 wt%.
  • the effective proportion of medium 2 as water in separation processes is over 50 wt%.
  • a separation dispersion with a desired water content of over 60 wt% is prepared.
  • the separation dispersion is stored for subsequent separation until at least two phases of the original media separate.
  • the phase formation occurs by coalescence of the hydrocarbon droplets. This creates aggregates of the hydrocarbon droplets. According to Stokes' equation, gravity forces the hydrocarbon aggregates to form a hydrocarbon phase. After separation, the separated media are recycled.
  • the optimal water content is above 60 wt%.
  • the resulting water-hydrocarbon dispersion is unstable.
  • the mobility of the separation system enables the accident medium, contaminated water, to be fed directly into the separation disperser to produce the water-hydrocarbon separation dispersion and then to phase separation. This allows the technology to be used as a separation process at the accident site.
  • An essential aspect of the plant based on the process is its modular design, which allows several combinations regarding plant and process implementation.
  • the fine disperser can be used individually.
  • Figure 2 shows the schematic representation of a dispersion system. The entire system is divided into three different areas: the coarse disperser, the fine disperser and the ultrafine disperser.
  • the main component of the system is the ultrasonic acoustic flow unit (UADA).
  • UADA ultrasonic acoustic flow unit
  • a UADA is always designed for a specific flow rate (6 m 3 /h; 20 m 3 /h and 100 m 3 /h).
  • the structure of the UADA module is in Figure 7
  • the module consists of inlet, pre-sound chamber, sound chamber, ultrasonic chamber and outlet.
  • the acoustic plate in Figure 8 shown, is located in the pre-sound chamber and is made up of the axial ring chamber and tangential vortex grooves.
  • In the sound chamber there are vortex tubes, which filled with conical vortex bodies. The vortex tubes open into the ultrasound chamber, which is connected to the drain.
  • filters are installed between the coarse and fine dispersers and after the ultrafine disperser.
  • Coarse dispersant In the area of coarse dispersant ( Figure 3 ) the system consists of at least two supply lines for two different media, each with a heat exchanger, an adjustment device for the media ratio and a pre-mixer.
  • the temperature of the media can be regulated via the system's control technology.
  • the media ratio is automatically set and monitored using control technology. This is transferred to the fine disperser area of the system.
  • the coarse disperser is the precursor to the fine disperser.
  • Fine dispersant The Fine dispersant area in Figure 4 consists of two pumps (primary pressure and vacuum pump), the UADA enclosed by these pumps and the associated control technology. The fine disperser is followed by the ultrafine disperser.
  • the ultrafine dispersant in Figure 5 shown, consists of a heating device, two pumps (primary pressure and vacuum pump) and the UADA enclosed by them.
  • heating device heating cartridge
  • the design of the heating device consists of a flow-through heating jacket with an integrated screw-in heating element.
  • the results are evaluated using an online viscometer via three measuring points after the coarse disperser, fine disperser and ultrafine disperser.
  • a branch is provided behind the measuring section, which allows the dispersion to be guided in an inner circuit over the UADA units during the start-up and shut-down process of the system.
  • the control enables a smooth switchover from the inner recirculation to production.
  • the dispersion system is used to mix at least two different pre-tempered media.
  • the first step involves rough physical pre-mixing.
  • the second step involves fine dispersion based on hydrodynamic and super cavitation.
  • the dispersion is thoroughly refined by combining thermo-, hydrodynamic and super-cavitation.
  • the system In the event of an accident on the water, the system is used to separate the media.
  • the facility as in Figure 6 shown, consists of two pumps (primary pressure and vacuum pump), the UADA enclosed by these pumps and the associated control technology.
  • the system is fed by a collection tank in which the damaged dispersion is located. Behind the system is the separation tank, which is connected to at least two tanks (e.g. oil and water tank) for at least two already separated media.
  • the quality control purity control then takes place in the tanks.
  • the separation system is used to separate the water-hydrocarbon mixture at accident sites and is constructed identically to the fine dispersion area.
  • the principle of dispersion generation is based on a mixture of fuel and water being pressed through special nozzles in a specially developed UADA (ultrasonic acoustic flow unit).
  • UADA ultrasonic acoustic flow unit
  • the resulting flow speeds promote the formation of cavitation.
  • the result is a very fine-droplet, stable dispersion that is flammable.
  • the UADA module can be manually shut off on the inlet side using manual shut-off valves and on the outlet side using manual shut-off valves.
  • the following safety shut-off valves are installed at the inlet, which automatically shut off the system in the event of a serious fault.
  • Safety valves are installed at the outlet, which separate the modules from the tank farm in the event of a serious fault.
  • the safety shut-off valves automatically separate the UADA module from the rest of the system in the event of an emergency stop, fire, power failure and unforeseen critical operating conditions.
  • the UADA module begins behind the fuel supply line in which the temperature and volume flow of the reactant are measured.
  • the continuing fuel line is equipped with a check valve that prevents backflow to the reactant storage.
  • a temperature sensor is also installed after the recirculation line to monitor the pour point and flash point.
  • a filter is then installed to keep dirt particles away from the system.
  • a pressure sensor is installed in front of and behind the filter to detect an excessive pressure drop. If this increases too high, the filter must be replaced or cleaned.
  • a heat exchanger with a bypass is then installed. This is intended to adjust the temperature in the inlet and bring it to the desired values (the current safety margins must be observed for the flash and ignition point temperatures). This adjusted temperature is continuously checked by the temperature sensor.
  • the oil stream is roughly premixed with the water component.
  • the desalinated (deionized) water is fed from the water treatment plant into the process via separate pipes.
  • the amount of water added is dosed using the control valve.
  • the volume flow and the temperature of the water are measured and recorded.
  • the water can be adjusted to the temperature of the hydrocarbon using the built-in heat exchanger.
  • a check valve is installed to prevent hydrocarbons from entering the water pipe.
  • the mixture temperature and the resulting pressure are measured behind the pre-mixer in order to detect any deviations in operating conditions.
  • the mixture then goes into the first pressure booster. Here the pressure is increased to up to 2.5 MPa.
  • the humidity is measured in a bypass behind the pump. If there are deviations from the desired water content, the control valve in the water line is used to make adjustments.
  • UADA ultrasonic acoustic flow unit
  • the temperature and pressure are measured and recorded.
  • the dispersion is produced in this UADA, and the pressure built up by the pressure increase drops completely.
  • the temperature and pressure are measured and recorded behind the UADA.
  • a heating cartridge with a temperature sensor is then installed in order to be able to build up subsequent thermal cavitation behind the UADA.
  • the second pressure increase is followed by the second pressure increase.
  • An additional function of the second pressure increase is the setting of the negative pressure behind the first UADA. This has a significant influence on the type, strength and form of cavitation in the first UADA.
  • the first UADA works optimally when the pressure behind it is set at 0.05 MPa.
  • the pump of the second pressure increase is equipped with a pressure sensor for monitoring the negative pressure before and a pressure sensor for monitoring the positive pressure after the UADA. This allows the system to be operated in a targeted manner at the required negative pressure and positive pressure.
  • the pressure sensors installed in this section of the line give an alarm before a critical negative or positive pressure occurs. This allows the control system to counteract this event.
  • This pump is also equipped with pump protection, which again consists of a pressure sensor for monitoring the negative pressure in front of the pump and a pressure sensor for monitoring the positive pressure behind the pump.
  • a filter is installed to ensure that no coarse particles get into the measuring section and thus protect the sensitive sensors.
  • Pressure sensors are installed in front of and behind the filter, which allow the differential pressure to be measured in order to detect any blockage of the filter at an early stage. The following data is recorded in the measuring section: the temperature, the pressure, the volume flow.
  • the control valve is installed for this purpose. This enables a smooth switchover from the inner recirculation to production.
  • the control valve is paired with a check valve to prevent mixing of faulty batches during recirculation from the product storage in the line and finished dispersion from the line.
  • the recirculation line is equipped with a check valve, a pressure sensor and a volume flow monitor.
  • Example 2 Process for preparing the dispersion

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Description

  • Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung einer stabilen Kohlenwasserstoff-Wasser-Dispersion unter Ausnutzung der Thermokavitation sowie Superkavitation.
  • Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung einer leicht in mindestens zwei Phasen trennbaren Wasser-Kohlenwasserstoff-Dispersion und anschließender Phasentrennung.
    • Beschreibung
  • Es ist bekannt, dass durch das Beifügen von Wasser in den Verbrennungsprozess in Heizöl und Dieselkraftstoff, die Verbrennungstemperatur sinken kann und dass es zu einer vollständigeren Verbrennung kommt. Das bedeutet, es entstehen weniger Stickoxide und es werden weniger Rußpartikel emittiert. Vergleichbares gilt für Ölbrenner. Es kommt hierbei jedoch entscheidend darauf an, dass der Dieselkraftstoff bzw. das Heizöl und das Wasser in einer möglichst homogenen Mischung verwendet werden. Für die Standstabilität ist die Größe der Wassertröpfchen in der Dispersion entscheidend.
  • Bei den Trennverfahren (Reinigungsverfahren), ist der Anteil des Wassers im Vergleich zur stabilen Kohlenwasserstoff-Wasser-Dispersion deutlich größer. Es führt dazu, dass eine leicht trennbare Dispersion entsteht. Diese physikalische Eigenschaft ist für das natürliche Ökosystem im Gegensatz zur Verwendung von Dispersionsmitteln vielversprechender. Verschiedene Vorrichtungen zur Erzeugung von derartigen Öl-Wasser-Emulsionen sind aus der Literatur bekannt. Beispielhaft sei auf die WO 2019/161852 A2 , EP 674941 B1 , DE 4137179 C2 oder DE 4139782 A1 hingewiesen, in welchen jeweils Vorrichtungen zum Vermischen von Öl und Wasser zu einer Emulsion beschrieben sind. WO 2019/161852 A2 offenbart dabei ein Verfahren zur Herstellung einer Kohlenwasserstoff-Wasser-Feindispersion mit einem zwischen zwei Pumpen angeordneten Emulsator. EP 3 184 164 A1 offenbart eine Einrichtung zwischen zwei Pumpen, welche Kavitationseffekte zur Blasenerzeugung in Wasser nutzt.
  • Die Problematik bei der Herstellung und Verwendung von Öl-Wasser-Emulsionen, insbesondere von Dieselkraftstoff-Wasser-Emulsionen, ist deren Stabilität. Ein Ansatz zur Stabilisierung der Emulsionen ist die Verwendung von Emulgatoren, welche die beiden heterogenen Phasen koppeln (sog. Emulsion). So beschreibt die WO 01/55282 ein Emulgatorsystem für Kraftstoff-Wasser-Emulsionen, welches Alkoxyale von Polyisobuten umfasst. Aus der WO 2011/042432 ist die Zugabe von Alkoholen, Peroxiden und Tensiden als Additive zur Herstellung von Mikroemulsionen im Verbrennungsmotoren bekannt.
  • Die Verwendung von Additiven zur Stabilisierung von Öl-Wasser-Emulsion führt jedoch häufig zu einer Verschlechterung der Eigenschaften der Emulsion, insbesondere zu einer Verschlechterung der Verbrennungseigenschaften und einer Erhöhung der Verbrennungskosten.
  • In der Industrie besteht großes Interesse an innovativen Lösungsansätzen zur Entwicklung eines kosteneffizienten Verfahrens zur Herstellung einer stabilen Kohlenwasserstoff-Wasser-Dispersion.
  • Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist die Bereitstellung einer stabilen Kohlenwasserstoff-Wasser-Dispersion, insbesondere einer stabilen Kraftstoff-Wasser-Dispersion, wobei auf die Verwendung von Additiven wie zum Beispiel Emulgatoren verzichtet wird.
  • Diese Aufgabe wird mit einem Verfahren mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst.
  • Es gibt zwei verschiedene UADA-Ausführungen: ohne und mit integriertem Vormischer. Die erste Ausführung enthält keinen integrierten Vormischer zur Vermengung der Medien. In der zweiten Ausführung werden die Medien direkt im in der Vorschallkamer integrierten Vormischer des UADA-Körpers miteinander vermischt.
  • In der vorliegenden Erfindung wird die erste Ausführung verwendet. Nähere Informationen zu den beiden Modifikation finden Sie im Patent RU 2130503 C1 , RU 2462301 C1 und dem Patent für das nützliche technische Modell RU 134076 U1 . Die technische Beschreibung des UADA-Körpers und der Akustikplatte sind in Figuren 6 und 7 dargestellt.
  • In einer Ausführungsform der auf dem vorliegenden Verfahren beruhenden Anlage ist stromaufwärts der mindestens einen Einheit zur Herstellung einer Kohlenwasserstoff-Wasser-Dispersion mindestens eine Vormischeinheit zur Herstellung einer Grobdispersion aus dem mindestens einem Medium 1 und Medium 2 vorgeschaltet.
  • Der Grob-Dispergator besteht aus mindestens zwei Zufuhrleitungen für zwei verschiedene Medien mit je einem Wärmeübertrager, einer Einstellapparatur für das Medienverhältnis und einem Vormischer.
  • Der Grob-Dispergator ist die Vorstufe vom Fein-Dispergator oder Ultrafein-Dispergator .
  • Das erfindungsgemäße Verfahren wird in einer auf dem vorliegenden Verfahren beruhenden Anlage zur Herstellung einer stabilen Kohlenwasserstoff-Wasser-Feindispersion oder einer Wasser-Kohlenwasserstoff-Trenndispersion (eine leicht in mindestens zwei Phasen trennbare Wasser-Kohlenwasserstoff-Dispersion, oder instabile Trenndispersion) durchgeführt,
    • wobei die Anlage mindestens eine Einheit zur Herstellung einer Kohlenwasserstoff-Wasser-Dispersion im Fein-Dispergator aus mindestens Medium 1 als einem kohlenwasserstoffhaltigen Medium und Medium 2 als Wasser (VE-Wasser) und diese Einheit mindestens einen Vormischer (Grob-Dispergator), mindestens eine erste Pumpe, für eine Druckerhöhung im Zulauf der Kohlenwasserstoff-Wasser-Mischung in das Ultraschall-Akustik-Durchfluss-Aggregat (UADA als ein Teil des Fein-Dispergators); mindestens ein Ultraschall-Akustik-Durchfluss-Aggregat (UADA) zur Herstellung einer Kohlenwasserstoff-Wasser-Feindispersion mittels hydrodynamischer Kavitation und mindestens eine zweite Pumpe zur Erzeugung eines Unterdrucks hinter dem UADA,
    • oder mindestens eine Einheit zur Herstellung einer instabilen Wasser-Kohlenwasserstoff-Trenndispersion aus mindestens Medium 1 als einem kohlenwasserstoffhaltigen Medium und Medium 2 als Wasser (VE-Wasser), wobei diese Einheit mindestens eine erste Pumpe, für eine Druckerhöhung im Zulauf Kohlenwasserstoff-Wasser-Mischung in das Ultraschall-Akustik-Durchfluss-Aggregat (UADA als ein Teil des Trenn-Dispergators); mindestens ein Ultraschall-Akustik-Durchfluss-Aggregat (UADA) zur Herstellung einer Kohlenwasserstoff-Wasser-Feindispersion mittels hydrodynamischer Kavitation, und mindestens eine zweite Pumpe zur Erzeugung eines Unterdrucks hinter dem UADA, umfasst.
  • Die auf dem vorliegenden Verfahren beruhende Anlage umfasst somit im ersten Aspekt einen Fein-Dispergator bestehend aus einem Grob-Dispergator, einem UADA-Modul und einer dem UADA vorgeschalteten Pumpe und einer dem UADA nachgeschalteten Pumpe
    und Trenn-Dispergator bestehend aus einem UADA-Modul und einer dem UADA vorgeschalteten Pumpe und einer dem UADA nachgeschalteten Pumpe.
  • In einer Ausführungsform umfasst eine auf dem vorliegenden Verfahren beruhende Anlage zur Herstellung einer stabilen Kohlenwasserstoff-Wasser-Ultrafeindispersion der Ultrafein-Dispergator stromabwärts mindestens eine Einheit zur Herstellung einer Ultrafeindispersion, aus mindestens Medium 1 als einem kohlenwasserstoffhaltigen Medium und Medium 2 als Wasser (VE-Wasser) und
    • eine Einheit mindestens eine Heizvorrichtung für die Initiierung der Thermokavitation, mindestens eine erste Pumpe, für eine Druckerhöhung im Zulauf der Feindispersion in das Ultraschall-Akustik-Durchfluss-Aggregat (UADA als ein Teil des Ultrafein-Dispergators); mindestens ein Ultraschall-Akustik-Durchfluss-Aggregat (UADA) zur Herstellung einer Kohlenwasserstoff-Wasser-Ultrafeindispersion mittels hydrodynamischer Kavitation und mindestens eine zweite Pumpe zur Erzeugung eines Unterdrucks hinter dem Ultrafein-UADA
      oder
    • eine Einheit mindestens einen Vormischer (Grob-Dispergator), mindestens eine Heizvorrichtung für die Initiierung der Thermokavitation, mindestens eine erste Pumpe, für eine Druckerhöhung im Zulauf der Feindispersion in das Ultraschall-Akustik-Durchfluss-Aggregat (UADA als ein Teil des Ultrafein-Dispergators); mindestens ein Ultraschall-Akustik-Durchfluss-Aggregat (UADA) zur Herstellung einer Kohlenwasserstoff-Wasser-Ultrafeindispersion mittels hydrodynamischer Kavitation und mindestens eine zweite Pumpe zur Erzeugung eines Unterdrucks hinter dem Ultrafein-UADA.
  • Die auf dem vorliegenden Verfahren beruhende Anlage umfasst somit in einem zweiten Aspekt eine Kombination aus einem Ultrafein-Dispergator bestehend aus einer Heizvorrichtung (Heizpatrone mit einem Einschraubheizkörper) und UADA, wobei der Aufbau wie folgt ist: Heizvorrichtung- erste Pumpe- erstes UADA- zweite Pumpe .
    oder bestehend aus einen Vormischer (Grob-Dispergator), einer Heizvorrichtung (Heizpatrone mit einem Einschraubheizkörper) und UADA, wobei der Aufbau wie folgt ist: Grob-Dispergator-Heizvorrichtung- erste Pumpe- erstes UADA- zweite Pumpe.
  • In einer Ausführungsform der auf dem vorliegenden Verfahren beruhenden Anlage ist stromaufwärts der mindestens einen Einheit zur Herstellung einer stabilen Kohlenwasserstoff-Wasser-Ultrafeindispersion aus mindestens Medium 1 als einem kohlenwasserstoffhaltigen Medium und Medium 2 als Wasser (VE-Wasser) und
    diese Einheit mindestens einen Vormischer (Grob-Dispergator), mindestens eine erste Pumpe, für eine Druckerhöhung im Zulauf Kohlenwasserstoff-Wasser-Mischung in das Ultraschall-Akustik-Durchfluss-Aggregat (UADA als ein Teil des Fein-Dispergators); mindestens ein Ultraschall-Akustik-Durchfluss-Aggregat (UADA) zur Herstellung einer Kohlenwasserstoff-Wasser-Feindispersion mittels hydrodynamischer Kavitation, mindestens eine Heizvorrichtung für die Initiierung der Thermokavitation, mindestens eine zweite Pumpe, für eine Druckerhöhung im Zulauf der Feindispersion in das Ultraschall-Akustik-Durchfluss-Aggregat (UADA als ein Teil des Ultrafein-Dispergators); mindestens ein zweites Ultraschall-Akustik-Durchfluss-Aggregat (UADA) zur Herstellung einer Kohlenwasserstoff-Wasser-Ultrafeindispersion mittels hydrodynamischer Kavitation und mindestens eine dritte Pumpe zur Erzeugung eines Unterdrucks hinter dem Ultrafein-UADA umfasst.
  • Die auf dem vorliegenden Verfahren beruhende Anlage umfasst somit in einem dritten Aspekt eine Kombination aus einem Grob-Dispergator, einem Fein-Dispergator und einem nachgeschalteten Ultrafein-Dispergator.
  • Die Basis des Verfahrens ist das Prinzip der Kavitation. Unter Kavitation ist die Bildung und Implosive Auflösung von Dampfblasen in Flüssigkeiten zu verstehen. Das UADA dient zur Herstellung einer Kohlenwasserstoff-Wasser-Dispersion mittels Kavitation.
  • Das Prinzip der Dispersionserzeugung unter Verwendung der oben genannten Anlage basiert darauf, dass ein Gemisch aus mindestens zwei verschiedenen Medien in einem UADA durch spezielle Düsen gepresst wird.
  • Die mindestens zwei verschiedenen Medien werden miteinander vorgemischt. Die weiteren Schritte der Herstellung einer Kohlenwasserstoff-Wasser-Dispersion mittels Kavitation erfolgen in mindestens einem oder auch zwei UADA-Modulen. In einem ersten UADA-Modul findet Superkavitation, als Einzelfall der hydrodynamischen Kavitation, im anderen zweiten UADA-Modul Thermo- und Superkavitation statt. Die beiden UADA-Module sind hintereinander angeschlossen.
  • Durch die Art und Intensität der Kavitation wird die Größe der Wassertropfen in der Dispersion variiert. Dabei bewirken stärkere Kavitationen einen geringeren Durchmesser des eingeschlossenen Tropfens. Das vorliegende Verfahren ermöglicht die Herstellung einer Kohlenwasserstoff-Wasser-Dispersion mit einer Tröpfchengröße im Bereich von 10 bis 100 µm. Die Stabilität der Dispersion erhöht sich mit sinkendem Tröpfchendurchmesser.
  • Für die Qualität der mit der oben genannten Anlage herzustellenden Kohlenwasserstoff-Wasser-Dispersion ist es wichtig, die optimale Intensität der Kavitation einzustellen. Durch unterschiedliche starke Kavitation wird die Tropfengröße in der Dispersion geregelt. Die Tropfengröße, Phasenverteilung und Morphologie hat wiederum einen Einfluss auf die Standstabilität der Dispersion. Durch die Variation des Druckes hinter dem UADA wird die Kavitation eingestellt, variiert und gesteuert.
  • Die Tropfengröße, Phasenteilung und Morphologie haben einen Einfluss auf die Standstabilität (Qualität) der Dispersion. Durch die Variation des Druckes hinter dem UADA wird die Kavitation eingestellt, variiert und gesteuert. Durch unterschiedliche starke Kavitation wird die Tropfengröße in der Dispersion geregelt. Für die Qualität der mit der oben genannten Anlage herzustellenden Kohlenwasserstoff-Wasser-Dispersion ist es wichtig, die optimale Intensität der Kavitation einzustellen.
  • Drei verschiedene Feinheitsstufen der Tröpfchen werden mit der beschriebenen Anlage erreicht:
    • Tröpfchendurchmesser in der Grobdispergierung größer als 1 mm
    • Tröpfchendurchmesser in der Feindispergierung kleiner als 1 mm und größer als 100 µm
    • Tröpfchendurchmesser in der Ultrafeindispergierung kleiner als100 µm
  • Die beschriebene Anlage ermöglicht es, den Wasseranteil und die Prozessparameter Druck, Temperatur und Durchsatz konstant zu halten, um eine gleichbleibende Qualität der hergestellten Wasser-Öl-Dispersion zu gewährleisten.
  • Das entwickelte Verfahren kann in zwei oder drei verfahrenstechnischen Stufen aufgebaut werden. Zum einen gehört eine technologische Realisierung aus Grob- und Feindispergierung. Die andere technologische Lösung für eine vertiefte Dispergierung besteht aus der Grob-, Fein- und Ultradispergierung.
  • Gemäß dem vorliegenden Verfahren kann vor dem Herstellen der Feindispersion eine Grobdispersion aus dem vortemperierten Medium 1 als kohlenwasserstoffhaltiges Medium und dem vortemperierten Medium 2 als Wasser durch Vermischen von Medium 1 und Medium 2 in mindestens einer Vormischeinheit (Grob-Dispergator) bereitgestellt werden.
  • Entsprechend Ansprüchen 1, 2 wird demnach erfindungsgemäss ein Verfahren zur Herstellung einer Kohlenwasserstoff-Wasser-Dispersion (Feindispersion), oder einer leicht in mindestens zwei Phasen trennbaren Wasser-Kohlenwasserstoff-Dispersion (Trenndispersion) bereitgestellt, wobei das Verfahren insbesondere in einer oben beschriebenen Anlage durchgeführt wird und die folgenden Schritte umfasst:
    • Herstellen einer Kohlenwasserstoff-Wasser-Feindispersion, oder einer Wasser-Kohlenwasserstoff-Trenndispersion in einem Ultraschall-Akustik-Durchflussaggregat (UADA), indem die Kavitation nicht aktiv eingebracht wird, sondern entsteht aufgrund der Strömungen im UADA .
  • Für die Einstellung, Variation und Steuerung der Kavitation bzw. Kavitationsregime wird ein Druck vor dem UADA-Modul (Vordruck) und ein Druck hinter dem UADA eingestellt.
  • Im UADA-Modul werden nacheinander drei Geschwindigkeitsbereiche der Strömung aufgebaut: Vorschall-, Schall- und Ultraschallgeschwindigkeit.
  • Die Vorschallgeschwindigkeit ist eine transversale Verformung von Strömen durch Bildung von Wirbel-Ring-Strömen.
  • Im Bereich der Schallgeschwindigkeit wird die resultierende Strömung so groß, dass eine Kavitation auftritt. Weiterhin werden langkettig verschlaufte Kohlenwasserstoffe thermomechanisch auseinandergerissen. Der Zustrom wird in radialer Richtung tangential beschleunigt, in welchem die Kammerströmungen aneinander geschert werden und sich so die relative Geschwindigkeit verdoppelt. Durch die hohe Geschwindigkeit entstehen die Dampfblasen und die verdrängten Wirbelströmungen gleichen sich untereinander aus. Dadurch bilden sich konstante, stabile und nach hydrodynamischen Eigenschaften getrennte Wirbel.
  • Dies führt zur akustischen Initiierung des Produktes, der sogenannten Ultraschallkavitation, was weiterhin zur Änderung des Aggregatzustandes und zur Aktivierung chemischer Verbindungen führt.
  • Die Ultraschall-Geschwindigkeit tritt nach dem Zusammentreffen der Strömungen auf und die Energie der Strömungen im begrenzten Volumen wird konzentriert. Mithilfe der konzentrierten Energie wird der Energie-Masseaustausch gefördert und die physikalisch-chemische-Umwandlung beschleunigt. Die gebildete Dispersion wird durch den Ablauf aus dem Modul abgeführt.
  • Stromabwärts, nach dem ersten UADA-Modul wird Unterdruck erzeugt.
  • Der Dampfdruck von Wasser muss mit dem Betriebsdruck mittels hydrostatischer Druck- und Temperatureinstellung (Dampfdruckkurve) durch Geschwindigkeitserhöhung (Energieumwandlung/ kinetischer Druckanteil) unterschritten werden. Dies ergibt sich aus der Dampfdruckkurve für Wasser wie in Figur 1 gezeigt.
  • Durch das Druckverhältnis zwischen dem Vordruck und dem Unterdruck im Fein-Dispergator, bzw. im Trenn-Dispergator wird die Art, Stärke und Form der Kavitation im UADA beeinflusst. Je stärker die Kavitation ausgeprägt ist, desto geringer ist der Durchmesser der Tröpfchen in der Dispersion,
    • wobei das Verhältnis des Vordruckes vor dem UADA des Fein-Dispergators und des Unterdruckes nach dem UADA des Fein-Dispergators bei mindestens 10 liegt.
  • In einer Ausführungsform des vorliegenden Verfahrens wird die Kohlenwasserstoff-Wasser-Feindispersion nach Verlassen des Fein-Dispergators in mindestens eine weitere Einheit zur Herstellung einer Ultrafeindispersion (Ultrafein-Dispergator) eingeführt, wobei diese Einheit mindestens ein weiteres Ultraschall-Akustik-Durchfluss-Aggregat (UADA) zur Herstellung einer Kohlenwasserstoff-Wasser-Ultrafeindispersion mittels Kombination aus der Thermo- und hydrodynamischer Kavitation umfasst,
    • wobei diese Einheit zur Verstärkung der Effektivität und Stabilität die hydrodynamische Kavitation mit der Thermokavitation kombiniert.
  • Die Bedingungen für die Initiierung der Thermokavitation werden in einer Heizvorrichtung mit niedrigem Druck und erhöhter Temperatur erzeugt. Durch die lokale Erwärmung in der Heizvorrichtung entstehen an der Oberfläche kleine Dampfblasen, die abgelöst durch die Strömung, in der Flüssigkeit durch eine Temperatursenkung wieder kollabieren. Diese Thermische Kavitation katalysiert die hydrodynamische Kavitation im nachfolgenden UADA und verstärkt somit die Durchmischung der Dispersion.
  • Der verfahrenstechnische Einsatz ist so aufgebaut, dass in der Heizvorrichtung Unterdruck herrscht. Für die Initiierung der Ultraschallkavitation im nachfolgenden UADA erfolgt ein erneuter Druckaufbau und hinter dem UADA Druckabbau.
  • Durch die Kombination der Thermo- und hydrodynamischer bzw. Super-Kavitation werden bessere Bedingungen zur Herstellung der ultrastabilen und ultrafeinen Dispersion geschaffen. Durch das Druckverhältnis zwischen dem Vordruck und dem Unterdruck im Ultrafein-Dispergator wird die Art, Stärke und Form der Kavitation im UADA beeinflusst. Je stärker die Kavitation ausgeprägt ist, desto geringer ist der Durchmesser der Tröpfchen in der Dispersion,
    • wobei das Verhältnis des Druckes vor dem UADA des Ultrafein-Dispergators (Vordruck) und des Druckes nach dem UADA des Ultrafein-Dispergators (Unterdruck) bei mindestens 12 liegt.
  • Die ultrafeine Dispergierung kann technologisch entweder nach der Grobdispergierung oder nach der Feindispergierung realisiert werden.
  • Das in der beschriebenen Anlage verwendete Kavitationsverfahren in einem Ultraschall-Akustik-Durchfluss-Aggregat (UADA) ist aus den Patenten RU 2130503 C1 , RU 2462301 C1 und dem Patent für das nützliche technische Modell RU 134076 U1 bekannt und ermöglicht die Herstellung einer standstabilen Dispersion aus Kraftstoff und Wasser. In der beschriebenen Anlage wird dieses UADA in Kombination mit Wärmeübertragern und Druckerhöhungsvorrichtungen erweitert, so dass die Stabilität der gebildeten Kohlenwasserstoff-Wasser-Dispersion wesentlich erhöht wird. Die in der beschriebenen Anlage installierten Wärmeübertrager erlauben eine separat temperierte Kohlenwasserstoff-und Wasserzufuhr. In die Zuführungsleitung der Mischeinrichtung (UADA) kann zusätzlich ein Feuchtigkeitssensor eingebaut werden, um den Wassergehalt kontinuierlich zu überprüfen und zu steuern. Hinzu kommen in die Kohlenwasserstoff- und Wasserzugabe Regel- oder Dosierventile, die eine Änderung des Mischungsverhältnisses erlauben.
  • Mit der entwickelten Technologie wird eine langzeitstabile Dispersion aus Wasser und Kohlenwasserstoff hergestellt. Die Langzeitstabilität wird wesentlich von der Tropfengröße beeinflusst. So kann durch eine Tropfengröße von kleiner 100 µm eine Standstabilität von mindestens 1 Jahr bis zu 7 Jahren erreicht werden. So wird z.B. die Standstabilität von Bunkerölen erhöht, wodurch auf den Einsatz von Additiven verzichtet werden kann. Es kommen weniger, bis keine ungewollten Reaktionen im Lager- oder Transportkraftstofftank vor und das Ausflocken von Paraffinen kann reduziert oder sogar unterdrückt werden.
  • Durch die feinen Tröpfchen in der Dispersion kann der Kraftstoff optimaler verbrannt werden, da diese in der Brennkammer schlagartig verdampfen und die Verbrennung des Brennstoffes durch Oberflächen-zu-Volumen-Vergrößerung homogener erfolgt. Es entstehen weniger Rußpartikel bei der Verbrennung. Der Wirkungsgrad der Verbrennung, bezogen auf die eingebrachte Primärenergie, wird erhöht, wobei der Kraftstoff fast vollständig energetisch umgesetzt wird.
  • Zudem erfolgt eine Dezimierung der Schadstoffe bei der Verbrennung der Dispersion gegenüber der Verbrennung des reinen Kraftstoffes. So wird bei einem Wasseranteil von mehr als 10 % die Verbrennungstemperatur reduziert, wodurch wiederum der Ausstoß an Schadstoffen wie NOx minimiert werden kann.
  • Die Entwicklung des vorliegenden additivfreien Verfahrens zur kosteneffizienten Beseitigung von Öl-Katastrophen mittels Herstellung der Trenndispersion leistet einen enormen Beitrag zum Natur- und Artenschutz. Ölverschmutzungen der Umwelt, besonders der Meere durch Rohöl oder Mineralölprodukte von havarierten Öltankern oder -Plattformen können mithilfe dieser Technologie und der dazugehörigen Anlage gereinigt und die separierten Kohlenwasserstoffe wiederverwertet werden.
    • Medien
  • Das vorliegende Verfahren erlaubt, die Vermischung mindestens zweier verschiedenartiger Medien. In der beschriebenen Anlage können flüssige Medien mit einer Viskosität von 1 mm2/s bis 1.000 mm2/s, bevorzugt von 100 mm2/s bis 800 mm2/s, insbesondere von 300 mm2/s bis 500 mm2/s verarbeitet werden .
  • Die verwendeten Medien sind in Tabelle 1 zusammengefasst. Tabelle 1: Medien zur Herstellung der Kohlenwasserstoff-Wasser-Dispersion
    Medium 1 Medium 2
    • Schweröl • Trinkwasser
    • Dieselkraftstoff • VE-Wasser
    • Heizöl
    • Schlämme:
    Produkte aus Ölabscheidern, Altöl, Bilgenwasser aus Schiffen
  • Medium 1 (als Hauptmedium) bezeichnet die kohlenwasserstoffhaltige, ölhaltige Komponente, die bei Verbrennungsprozessen über 60 wt% der Dispersion entspricht.
  • Bei der Anwendung des Verfahrens als Trennverfahren beträgt der Anteil von Medium 1 unter 40 wt%.
  • Medium 2 (als zweites Medium) entspricht der wasserhaltigen Komponente, die bei Verbrennungsprozessen unter 40 wt% der Dispersion entspricht. Der effektive Anteil von Medium 2 bei Trennverfahren beträgt über 60 wt%.
  • In einer Ausführungsform wird zur Herstellung der Kohlenwasserstoff-Wasser-Dispersion entsalztes (entionsiertes) Wasser verwendet. In einer anderen Ausführung kann auch normales Leitungswasser oder sogenanntes Brackwasser benutzt werden.
    • Vormischen / Grobdispergierung
  • Wie oben angeführt, kann dem Fein-Dispergator eine Vormischeinheit vorgelagert sein.
  • In einer Ausführungsform der beschriebenen Anlage umfasst die mindestens eine Vormischeinheit, mindestens einen Wärmeübertrager für Medium 1, mindestens einen Wärmeübertrager für Medium 2 und mindestens eine Mischapparatur zum Vormischen von Medium 1 und Medium 2. Die Wärmeübertrager zur Einstellung der Temperatur und indirekt der Viskosität des Kohlenwasserstoffs als Medium 1 kann als Wärmeübertrager mit Bypass ausgebildet sein.
  • Medium 1 und Medium 2 werden, wie in Anspruch 3 erfasst, auf Temperaturen zwischen 30 und 90 °C, bevorzugt zwischen 40 und 80 °C erwärmt und in den Vormischer eingeführt. Es werden somit mindestens zwei verschiedene vortemperierte Medien in der Grobdispergierung miteinander gemischt. Voraussetzung für die optimale Herstellung der Grobdispersion sind identische absolute Zulaufdrücke der Medien.
  • In der Zufuhrleitung für die kohlenwasserstoffhaltige Komponente, insbesondere für den Kraftstoff, können des Weiteren Vorrichtungen (z.B. Sensoren) zum Messen von Temperatur und Volumenstrom des Kraftstoffs in der Kraftstoffzuführungsleitung vorgesehen sein.
  • In einer weiteren Ausführungsform der auf dem Verfahren beruhenden Anlage ist an bzw. in der Zufuhrleitung von Medium 1 als einem kohlenwasserstoffhaltigen Medium mindestens ein Filter zur Entfernung von Schmutzpartikeln aus dem Medium 1 vorgesehen. Dem Filter ist für die Überwachung des Filterbelegungsgrades jeweils ein Drucksensor vorgelagert und ein Drucksensor nachgelagert.
  • Wie oben benannt, ist in oder an der Zufuhrleitung für Medium 2 als Wasser, insbesondere entsalztes und entionisiertes Wasser, mindestens ein Wärmeübertrager zur Anpassung der Wassertemperatur an die Temperatur der ölhaltigen Komponente vorgesehen. Vor und hinter dem Wärmeübertrager in der Wasserleitung sind bevorzugt Vorrichtungen (z.B. Sensoren) zum Messen des Volumenstroms und der Temperatur des Wassers vorgesehen.
  • Die oben bereits erwähnte Vormischapparatur dient der Vormischung der oben beschriebenen Komponenten. Diese Mischapparatur ist für Medien unterschiedlicher Viskosität ausgelegt. Hierbei wird das Wasser mit Hilfe eines statischen Mischers in den Ölstrom in laminaren Schichten eingebracht. Diese grobe Vermischung optimiert den eigentlichen Vermischungsprozess und schont die Pumpe vor dem UADA, da ein schlagartiger Wechsel von Kohlenwasserstoff und Wasser damit verhindert wird.
  • In einer weitergehenden Ausführungsform sind stromabwärts hinter dem Vormischer Vorrichtungen (z.B. Sensoren) zum Messen der Temperatur und des Drucks der Kohlenwasserstoff-Wasser-Grobdispersion vorgesehen.
  • Anschießend kommt das temperierte Gemisch mit dem voreingestellten Volumen- oder Prozent-Anteil nach der Grobdispergierung in die nächste Stufe zur Feindispergierung.
    • Feindisperqierunq
  • Nach der Herstellung der Grobdispersion wird im nachfolgenden Schritt die stabile Kohlenwasserstoff-Wasser-Dispersion hergestellt.
  • Wie oben angeführt, umfasst der mindestens eine Fein-Dispergator mindestens eine erste Pumpe für eine erste Druckerhöhung im Zulauf der Kohlenwasserstoff-Wasser-Grobdispersion; das mindestens eine erste Ultraschall-Akustik-Durchfluss-Aggregat (UADA) und mindestens eine zweite Pumpe.
  • Die Kohlenwasserstoff-Wasser-Grobdispersion wird, wie in Anspruch 5 erfasst, vor dem Eintritt in mindestens ein erstes Ultraschall-Akustik-Durchfluss-Aggregat (UADA) auf Drücke von bis zu 2,5 MPa, bevorzugt auf Drücke zwischen 0, MPa und 2 MPa, insbesondere bevorzugt zwischen 1 MPa und 1,5 MPa unter Verwendung einer ersten Pumpe gebracht. Der vor dem ersten UADA aufgebaute Vordruck kann z.B. zwischen 0,6 und 2,5 MPa liegen .
  • Die hierfür verwendete Pumpe kann für hochvolumenströmige Betankungsprozesse oder für kontinuierliche geringvolumenströmige Produktionsprozesse z.B. für Volumenströme zwischen 5 m3/h und 100 m3/h, bevorzugt zwischen 10 m3/h und 80 m3/h, insbesondere bevorzugt zwischen 20 m3/h und 60 m3/h ausgelegt sein. Typische Volumenströme können z.B. 6 m3/h; 20 m3/h und 100 m3/h sein.
  • In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform weist die auf dem Verfahren beruhende Anlage eine stromabwärts von dieser ersten Pumpe angeordnete Vorrichtung zum Messen des Wasseranteils in der Kohlenwasserstoff-Wasser-Grobdispersion auf. Diese Vorrichtung zum Messen der Feuchtigkeit kann in Form eines Bypasses ausgelegt sein, und ermöglicht bei Abweichungen vom gewünschten Wasseranteil eine Nachjustierung des Wasseranteils, z.B. über ein Regelventil aus der Wasserleitung.
  • Die Einstellung des Wasseranteils ist bevorzugt automatisiert, wodurch eine Inline- und genauere Wasserdosierung sowie eine Regelung des Volumenstromes und der Temperatur ermöglicht werden. Das sind Voraussetzungen für eine gleichbleibende Qualität der herzustellenden Dispersion. Weiterhin kann die Wassermenge im Brennstoff dadurch einfach variiert werden. Wichtig für die gleichbleibende Qualität sind die Wassermenge, Durchsatzmenge an Kohlenwasserstoff, die Temperatur und der Druck im Kavitationsbereich.
  • Zudem kann der Wasseranteil in der Dispersion variabel eingestellt und gemessen werden. Der Wasseranteil ist wichtig für die spätere Verwendung und Eigenschaften der Verbrennung und liegt in einem Bereich von 1 wt% bis 40 wt%, bevorzugt 5 bis 30 wt%, insbesondere bevorzugt bei 10-15 wt% (bezogen auf das Gesamtvolumen der herzustellenden Dispersion).
  • Der Vorrichtung zum Messen und Einstellen des Wasseranteils in der Kohlenwasserstoff-Wasser-Grobdispersion folgen stromabwärts weitere Messvorrichtungen (z.B. Sensoren) für Temperatur und Druck vor Eintritt in das erste Ultraschall-Akustik-Durchfluss-Aggregat (UADA).
  • Erfindungsgemäß wird die Feindispersion in einem Ultraschall-Akustik-Durchflussaggregat (UADA) hergestellt, indem die Kavitation nicht aktiv eingebracht wird, sondern aufgrund der Strömungen im UADA entsteht.
  • Für die Einstellung der Kavitationsregime wird vor dem UADA-Modul (wie oben beschrieben) ein Vordruck zwischen 0,6 und 2,5 MPa und hinter dem UADA-Modul circa 0,06 MPa eingestellt.
  • Die Druckeinstellung der Feindispergierung am Ultraschall-Akustik-Durchfluss-Aggregat in dem Fein-Dispergator sollte somit folgendes Druck-Verhältnis aufweisen: D r u c k v e r h ä ltnis Fein − Dispergierung = Vordruck vor UADA Unterdruck nach UADA ≥ 10
    Figure imgb0001
  • Hierdurch wird die Art, Stärke und Form der Kavitation im UADA beeinflusst. Je stärker die Kavitation ausgeprägt ist, desto geringer ist der Durchmesser der Tröpfchen in der Dispersion.
  • Nach der Feindispergierung kann eine weitere Überwachung und eventuelle Nachjustierung des Wasseranteiles, inline oder in Form eines Bypasses, erfolgen (analog zu dem oben beschriebenen).
  • Die Feindispersion kann aus der Anlage abgeführt werden. In diesem Fall handelt es sich vorliegend um ein zweistufiges Verfahren zur Herstellung der stabilen Kohlenwasserstoff-Wasser-Dispersion durch Grobdispergierung (Vormischen zur Herstellung des Gemisches) und Feindispergierung, wobei eine Erfassung der verfahrenstechnischen Regime der Ultraschall-Akustik-Durchfluss-Aggregate einen wesentlichen Beitrag liefert.
  • Alternativ kann die Feindispersion aber auch anschließend in die Ultrafeindispergierung überführt werden.
    • Ultrafeindispergierung
  • Wie oben bereits beschrieben, kann stromabwärts von der mindestens einen Einheit zur Herstellung einer stabilen Kohlenwasserstoff-Wasser-Dispersion im Fein-Dispergator mindestens eine Einheit zur Herstellung einer stabilen Kohlenwasserstoff-Wasser-Dispersion im Ultrafein-Dispergator angeordnet sein, wobei diese Einheit mindestens ein zweites Ultraschall-Akustik-Durchfluss-Aggregat (UADA) zur Herstellung einer stabilen Kohlenwasserstoff-Wasser-Ultrafeindispersion mittels Kombination aus Thermischer und hydrodynamischer Kavitation umfasst.
  • In einer Ausführungsform umfasst der Ultrafein-Dispergator mindestens eine Heizvorrichtung, zur Erwärmung der unter Unterdruck fließenden Feindispersion, (stromabwärts) mindestens eine Pumpe für die Erzeugung des Unterdruckes in der Heizvorrichtung und für eine Druckerhöhung im Zulauf der erwärmten Kohlenwasserstoff-Wasser-Feindispersion; (stromabwärts) mindestens ein zweites Ultraschall-Akustik-Durchfluss-Aggregat (UADA) und (stromabwärts) mindestens eine Pumpe zur Einstellung des Unterdruckes, was zur Einstellung, Variation und Steuerung der Kavitationsregime führt.
  • Entsprechend kann somit ein dreistufiges Verfahren zur Herstellung der ultrastabilen Kohlenwasserstoff-Wasser-Dispersion durch Grodispergierung, Feindispergierung sowie Ultrafeindispergierung bereitgestellt werden, wobei eine Erfassung der verfahrenstechnischen Regime der Ultraschall-Akustik-Durchfluss-Aggregate einen wesentlichen Beitrag liefern, wobei folgendes gilt:
    • das Verhältnis des Vordruckes vor dem UADA und des Untedruckes nach dem UADA im Fein-Dispergator liegt bei mindestens 10, gemäß D r u c k v e r h ä ltnis Fein − Dispergator = Vordruck vor UADA Unterdruck nach UADA ≥ 10
      Figure imgb0002
    • das Verhältnis des Vordruckes vor dem UADA und des Druckes nach dem UADA des Unterdruckes im Ultrafein-Dispergators liegt bei mindestens 12, gemäß D r u c k v e r h ä ltnis Ultrafein − Dispergator = Vordruck vor UADA Unterdruck nach UADA ≥ 12
      Figure imgb0003
  • Die mindestens eine Heizvorrichtung besteht bevorzugt aus mindestens einer Heizpatrone. Es ist auch möglich mehrere Heizpatronen zu verwenden, die parallel eingeschaltet werden können. Die mindestens eine Heizpatrone besteht aus Heizmantel und Einschraubheizkörper.
  • Die Kohlenwasserstoff-Wasser-Feindispersion wird in der mindestens einen Heizvorrichtung, insbesondere einer Heizpatrone, auf bis zu 80 °C vor Eintritt in das mindestens zweite Ultraschall-Akustik-Durchfluss-Aggregat (UADA) erwärmt.
  • Für die Herstellung der Ultrafeindispersion wird die Thermokavitation für die Verstärkung der Effektivität und Stabilität mit hydrodynamischer Kavitation kombiniert. Die Bedingungen für die Initiierung der Thermokavitation werden in einer Heizvorrichtung mit niedrigem Druck erzeugt. Durch die lokale Erwärmung in der Heizvorrichtung entstehen an der Oberfläche kleine Dampfblasen, die abgelöst durch die Strömung, in der Flüssigkeit durch eine Temperatursenkung wieder kollabieren. Diese Thermische Kavitation verstärkt die hydrodynamische Kavitation im nachfolgenden UADA und unterstützt somit die Durchmischung der Dispersion.
  • Der verfahrenstechnische Einsatz ist so aufgebaut, dass in der Heizvorrichtung Unterdruck herrscht. Für die Initiierung der Ultraschallkavitation im nachfolgenden UADA erfolgt ein erneuter Druckaufbau vor dem UADA und die Einstellung des Unterdruckes hinter dem UADA.
  • Durch den Synergismus der Wirkung der Thermo- und hydrodynamischen Kavitation werden ideale Bedingungen zur Herstellung der standstabilen und ultrafeinen Kohlenwasserstoff-Wasser-Dispersion geschaffen.
  • Wie bereits oben angedeutet, ist stromabwärts vom zweiten UADA mindestens eine weitere Pumpe für die Steuerung der Kavitationsregime vorgesehen. Gleichzeitig dient diese weitere Pumpe zur Förderung der gebildeten Kohlenwasserstoff-Wasser-Dispersion zur Abführleitung und weitergehend zur Messstrecke sowie zu den Lagertanks. Diese Pumpe ist auch mit einem Pumpenschutz ausgerüstet, der aus einem Unterdrucksensor vor und einem Überdrucksensor hinter der Pumpe besteht.
  • Des Weiteren ist stromabwärts von der mindestens einen zusätzlichen Pumpe zur Förderung der gebildeten Kohlenwasserstoff-Wasser-Dispersion mindestens ein Filter vorgesehen. Der Filter ist insbesondere vor der Messstrecke angeordnet, um grobe Partikel herauszufiltern und so sensible Sensoren in der Messstrecke zu schützen. Vor und hinter dem Filter sind Drucksensoren eingebaut, die es erlauben den Differenzdruck zu messen, um ein Verstopfen des Filters frühzeitig zu erkennen.
  • Die erwähnte Messtrecke dient der Erfassung von Temperatur, Druck und Volumenstrom der gebildeten Kohlenwasserstoff-Wasser-Dispersion.
  • Hinter der Messstrecke ist ein Abzweig vorgesehen, der es ermöglicht beim An- und Abfahrprozess der Anlage die Dispersion in einem inneren Kreis über die UADA-Module zu führen. Eine eingebaute Steuertechnik ermöglicht eine gleitende Umschaltung von der inneren Rezirkulation zur Produktion. Die Rezirkulationsleitung ist zudem mit einem Rückschlagventil, einem Drucksensor und einem Volumenstromwächter ausgerüstet.
  • Mit dem vorliegenden Verfahren kann eine stabile Kohlenwasserstoff-Wasser-Dispersion mit einer Wassertröpfchengröße von weniger als 10 µm bei einem Wasseranteil von 1 bis 50 wt%, bevorzugt 5 bis 30 wt%, insbesondere bevorzugt bei 10 bis 15 wt% (bezogen auf die Gesamtmasse der herzustellenden Dispersion) hergestellt werden.
  • Die ultrafeine Dispergierung kann technologisch entweder nach der Grobdispergierung oder nach der Feindispergierung realisiert werden.
    • Trennverfahren
  • In einem weiteren Aspekt der vorliegenden Erfindung, welcher in Anspruch 2 erfasst ist, ist dem Trenn-Dispergator (Einheit identisch wie der Fein-Dispergator aufgebaut, jedoch entweder ohne oder mit im UADA-Körper integriertem Vormischer - Grob-Dispergator) mindestens einen Separationstank zum Auftrennen der leicht in mindestens zwei Phasen trennbaren Wasser-Kohlenwasserstoff-Dispersion (Trenndispersion) in Kohlenwasserstoff und Wasser nachgeschaltet.
  • In diesem Fall wird eine Anlage zur Trennung einer Wasser-Kohlenstoffwasserstoff-Dispersion bereitgestellt, wobei die Anlage folgende Elemente umfasst:
    • mindestens eine Einheit zur Herstellung einer Wasser-Kohlenwasserstoff-Trenndispersion, wobei diese Einheit mindestens ein erstes Ultraschall-Akustik-Durchfluss-Aggregat zur Herstellung einer Wasser-Kohlenwasserstoff-Trenndispersion mittels hydrodynamischer Kavitation umfasst und
    • mindestens einen Separationstank zum Auftrennen der Wasser-Kohlenwasserstoff-Trenndispersion in Kohlenwasserstoff und Wasser.
  • Das in solch einer Anlage durchführbare Verfahren zur Trennung einer Wasser-Kohlenstoffwasserstoff-Dispersion umfasst die folgenden Schritte:
    • Bereitstellen von mindestens einer in mindestens zwei Phasen trennbaren Wasser-Kohlenwasserstoff-Mischung (Verschmutzung aus Havarieorten) und
    • Herstellen einer leicht in mindestens zwei Phasen trennbaren Wasser-Kohlenwasserstoff-Dispersion in mindestens einer Einheit zur Herstellung einer Wasser-Kohlenwasserstoff-Trenndispersion, wobei diese Einheit mindestens ein erstes Ultraschall-Akustik-Durchfluss-Aggregat (UADA) zur Herstellung einer Wasser-Kohlenwasserstoff-Trenndispersion mittels hydrodynamischer Kavitation umfasst und
    • Einleiten der gebildeten und leicht in mindestens zwei Phasen trennbaren Wasser-Kohlenwasserstoff-Dispersion in mindestens einen Separationstank zum Auftrennen der Wasser-Kohlenwasserstoff-Trenndispersion in Kohlenwasserstoff und Wasser.
  • Bei der Anwendung der Technologie als Trennverfahren beträgt der Anteil von Medium 1 als einem kohlenwasserstoffhaltigen Medium der Wasser-Kohlenwasserstoff-Trenndispersion unter 50 wt%. Der effektive Anteil von Medium 2 als Wasser bei Trennverfahren beträgt über 50 wt%.
  • Für die Initiierung der Phasentrennung wird eine Trenndispersion mit einem angestrebten Wasseranteil von über 60 wt% hergestellt.
  • Das einstufige Verfahren zur Reinigung umfasst demnach die Herstellung der Wasser-Kohlenwasserstoff-Trenndispersion durch Dispergierung im Trenn-Dispergator, am Ultraschall-Akustik-Durchfluss-Aggregat, wobei folgendes gilt:
    1. a) Festlegung der einstufigen Herstellung mit Druckeinstellung der Dispergierung am Ultraschall-Akustik-Durchfluss-Aggregat des Druck-Verhältnisses: D r u c k v e r h ä ltnis Dispergierung = Vordruck vor UADA Unterdruck nach UADA ≥ 12
      Figure imgb0004
  • Die Trenndispersion wird zur anschließenden Separierung gelagert, bis sich die mindestens zwei Phasen der Ursprungsmedien trennen. Die Phasenbildung erfolgt mittels Koaleszenz der Kohlenwasserstoff-Tröpfchen. Dadurch entstehen die Aggregate der Kohlenwasserstoff-Tröpfchen. Gemäß der Stokesschen Gleichung zwingt die Schwerkraft die Kohlenwasserstoff-Aggregate eine Kohlenwasserstoff-Phase zu bilden. Nach der Separierung werden die getrennten Medien wiederverwertet.
  • Bei der Verwendung der Technologie als Trennverfahren, speziell der Trenndispergierung, liegt der optimale Wasseranteil über 60 wt%. Die dadurch gebildete Wasser-Kohlenwasserstoff-Dispersion weist Instabilität auf.
  • Die Mobilität der Trennanlage ermöglicht das Havariemedium, verschmutztes Wasser, direkt in den Trenn-Dispergator zur Herstellung der Wasser-Kohlenwasserstoff-Trenndispersion und anschließend zur Phasentrennung zu führen. Diese erlaubt die Verwendung der Technologie als Trennverfahren am Havarieort.
  • Ein wesentlicher Aspekt der auf dem Verfahren beruhenden Anlage ist deren modularer Aufbau, der mehrere Kombinationen bezüglich Anlage und Verfahrensdurchführung ermöglicht.
  • Einzelmodule:
    • Grob-Dispergator,
    • Fein-Dispergator, bestehend aus einem Grob-Dispergator (Vormischer), einem UADA-Modul und jeweils vor- und nachgeschalteter Pumpe,
    • Ultrafein-Dispergator, bestehend aus Heizvorrichtung, erster Pumpe, UADA-Modul, zweiter Pumpe.
  • Insbesondere der Fein-Dispergator ist einzeln einsetzbar.
  • Kombination der Einzelmodule:
    • Fein-Dispergator;
    • Fein-Dispergator mit vorgeschaltetem Grob-Dispergator;
    • Fein-Dispergator mit nachgeschaltetem Ultrafein-Dispergator,
      wobei der Aufbau wie folgt ist: erste Pumpe- erstes UADA - Heizvorrichtung- zweite Pumpezweites UADA - dritte Pumpe; d.h. es kann bei einer Kombination von Fein-Dispergator und Ultrafein-Dispergator auf eine Pumpe nach dem ersten UADA verzichtet werden;
    • Fein-Dispergator - Separationstank.
  • Daraus ergeben sich folgende mögliche Verfahrensvarianten:
    • einstufiges Verfahren bei singulärer Verwendung von Fein-Dispergator;
    • einstufiges Verfahren aus Feindispergierung mit vorgeschalteter Grobdispergierung;
    • zweistufiges-Verfahren aus Feindispergierung und anschließender Feindispergierung;
    • einstufiges Trennverfahren mittels Trenndispergierung und anschließender Phasentrennung.
  • Die vorliegende Erfindung wird nachfolgend im Detail an einem Ausführungsbeispiel unter Bezugnahme auf die Figuren erläutert. Es zeigen:
    • Figur 1
    Dampfdruckkurve von Wasser
    Figur 2
    eine schematische Darstellung einer ersten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Dispersions-Anlage;
    Figur 3
    eine schematische Darstellung einer Ausführungsform eines Grob-Dispergators;
    Figur 4
    eine schematische Darstellung einer Ausführungsform eines Fein-Dispergators;
    Figur 5
    eine schematische Darstellung einer Ausführungsform eines Ultrafein-Dispergators;
    Figur 6
    eine schematische Darstellung einer Ausführungsform des erfindungsgemäßen Trenn- Dispergators;
    Figur 7
    eine detaillierte Darstellung eines erfindungsgemäß verwendeten Ultraschall-Akustik-Durchfluss-Aggregates; und
    Figur 8
    eine detaillierte Ansicht einer in dem Aggregat der Figur 7 verwendeten akustischen Platte.
    Anlage zur Herstellung einer stabilen Kohlenwasserstoff-Wasser-Dispersion
  • Figur 2 zeigt die schematische Darstellung einer Dispersionsanlage. Die Gesamtanlage unterteilt sich in drei verschiedene Bereiche: den Grob-Dispergator, den Fein-Dispergator und den Ultrafein-Dispergator.
  • Hauptbaustein der Anlage ist das Ultraschall-Akustik-Durchfluss-Aggregat (UADA).
  • Ein UADA ist immer für eine bestimmte Durchflussrate (6 m3/h; 20 m3/h und 100 m3/h) ausgelegt.
  • Der Aufbau des UADA-Moduls ist in Figur 7 dargestellt. Das Modul besteht aus Zulauf, Vorschallkammer, Schallkammer, Ultraschallkammer und Ablauf. Die Akustische Platte, in Figur 8 dargestellt, befindet sich in der Vorschallkammer und ist aus der axialen Ringkammer und tangentialen Wirbelrillen aufgebaut. In der Schallkammer befinden sich Wirbelrohre, die mit konischen Wirbelkörpern gefüllt sind. Die Wirbelrohre münden in der Ultraschallkammer, welche mit dem Ablauf verbunden ist.
  • Zum Schutz der Dispersionsanlage werden zwischen Grob- und Fein-Dispergator und nach dem Ultrafein-Dispergator Filter eingebaut.
  • Grob-Dispergator: Im Bereich Grob-Dispergator (Figur 3) besteht die Anlage aus mindestens zwei Zufuhrleitungen für zwei verschiedene Medien mit je einem Wärmeübertrager, einer Einstellapparatur für das Medienverhältnis und einem Vormischer. Die Temperatur der Medien ist über die Steuertechnik der Anlage regelbar.
  • Mit Hilfe der Regeltechnik wird das Medienverhältnis automatisiert eingestellt und überwacht. Diese wird in den Anlagenbereich Fein-Dispergator überführt. Der Grob-Dispergator ist die Vorstufe vom Fein-Dispergator.
  • Fein-Dispergator: Der Bereich Fein-Dispergator in Figur 4 besteht aus zwei Pumpen (Vordruck- und Unterdruckpumpe), dem von diesen Pumpen eingeschlossenen UADA und der dazugehörigen Steuertechnik. Nach dem Fein-Dispergator folgt der Ultrafein-Dispergator.
  • Ultrafein-Dispergator: Der Ultrafein-Dispergator, in Figur 5 dargestellt, besteht aus einer Heizvorrichtung, zwei Pumpen (Vordruck- und Unterdruckpumpe) und dem von diesen eingeschlossenen UADA.
  • Die Ausführung der Heizvorrichtung (Heizpatrone) besteht aus einem durchströmten Heizmantel mit integriertem Einschraubheizkörper.
  • Die Auswertung der Ergebnisse erfolgt mittels Onlineviskosimeter über drei Messstellen nach dem Grob-Dispergator, Fein-Dispergator und Ultrafein-Dispergator.
  • Rezirkulation: Hinter der Messstrecke ist ein Abzweig vorgesehen, der es ermöglicht beim An-und Abfahrprozess der Anlage die Dispersion in einem inneren Kreis über die UADA-Aggregate zu führen. Die Steuerung ermöglicht eine gleitende Umschaltung von der inneren Rezirkulation zur Produktion.
  • Die Dispersions-Anlage dient der Mischung von mindestens zwei unterschiedlichen vortemperierten Medien. Im ersten Schritt erfolgt die grobe physikalische Vormischung. Der zweite Schritt umfasst die Feindispergierung basierend auf der hydrodynamischen und Super-Kavitation. In Kombination von Thermo-, hydrodynamischer und Super-Kavitation wird die Dispersion im letzten Schritt tiefgreifend verfeinert.
    • Trennanlage zur Herstellung einer phasenbildenden Dispersion
  • Im Havariefall am Wasser wird die Anlage für die Trennung der Medien verwendet.
  • Die Anlage, wie in Figur 6 dargestellt, besteht aus zwei Pumpen (Vordruck- und Unterdruckpumpe), dem von diesen Pumpen eingeschlossenen UADA und der dazugehörigen Steuertechnik.
  • Die Anlage wird durch einen Sammeltank, in welchem sich die havarierte Dispersion befindet, gespeist. Hinter der Anlage befindet sich der Separationstank, welcher mit mindestens zwei Tanks (z.B. Öl- und Wassertank) für mindestens zwei bereits getrennte Medien angeschlossen ist. In den Tanks erfolgt anschließend die Qualitätskontrolle (Reinheitskontrolle).
  • Die Trennanlage dient der Separierung des Wasser-Kohlenwasserstoff-Gemsiches an Havarieorten und ist identisch zum Feindispergierungsbereich aufgebaut.
    • Ausführungsbeispiel 1
  • Das Prinzip der Dispersionserzeugung basiert darauf, dass ein Gemisch aus Kraftstoff und Wasser in einem dafür entwickelten UADA (Ultraschall-Akustik-Durchfluss-Aggregat) durch spezielle Düsen gepresst wird. Die dabei entstehenden Strömungsgeschwindigkeiten begünstigen die Entstehung von Kavitation. Es entsteht eine sehr feintröpfige, stabile Dispersion, welche brennbar ist.
  • Das UADA-Modul kann eingangsseitig durch Handabsperrarmaturen und ausgangsseitig durch Handabsperrarmaturen manuell abgesperrt werden. Zusätzlich sind am Eingang folgende Sicherheitsschließventile eingebaut, die bei einer gravierenden Störung die Anlage automatisch abriegeln. Am Ausgang sind Sicherheitsventile eingebaut, die bei einer gravierenden Störung die Module vom Tanklager trennen.
  • Die Sicherheitsabsperrventile trennen im Fall des NOT-Aus, Brand, Stromausfall und unvorhergesehenen kritischen Betriebszuständen automatisch das UADA-Modul von den restlichen Anlagenbereichen.
  • Das UADA-Modul beginnt hinter der Kraftstoffzuführungsleitung in der Temperatur und Volumenstrom des Eduktes gemessen werden. Die fortführende Kraftstoffleitung ist mit einer Rückschlagklappe versehen, die einen Rückfluss zum Eduktlager verhindert. Weiterhin ist nach der Rezirkulationsleitung ein Temperatursensor zur Überwachung des Stockpunktes und Flammpunktes eingebaut. Anschließend ist ein Filter installiert, um Schmutzpartikel von der Anlage fernzuhalten. Vor und hinter dem Filter ist je ein Drucksensor installiert, um einen zu großen Druckabfall detektieren zu können. Sollte dieser zu hoch ansteigen, muss der Filter gewechselt oder gereinigt werden. Anschießend ist ein Wärmeübertrager mit Bypass eingebaut. Dieser soll die Temperatur im Eingang anpassen und auf die gewünschten Werte bringen (bei den Flamm- und Zündpunkttemperaturen sind die aktuellen Sicherheitsaufschläge zu beachten). Diese angepasste Temperatur wird vom Temperaturgeber kontinuierlich überprüft.
  • Im nachfolgenden Vormischer wird der Ölstrom mit dem Wasseranteil grob vorgemischt.
  • Das entsalzte (entionisierte) Wasser wird aus der Wasseraufbereitung über separate Leitungen dem Prozess zugeführt. Mit dem Regelventil wird die Wasserzugabe dosiert. Der Volumenstrom und die Temperatur des Wassers werden gemessen und aufgezeichnet. Das Wasser kann mit dem eingebauten Wärmeübertrager an die Temperatur des Kohlenwasserstoffes angepasst werden. Zur Temperaturüberwachung gibt es hinter dem Wärmeübertrager einen weiteren Temperaturgeber. Bevor das Wasser zum Vormischer gelangt ist ein Rückschlagventil eingebaut, welches das Eindringen von Kohlenwasserstoff in die Wasserleitung verhindern soll.
  • Hinter dem Vormischer werden die Gemisch-Temperatur und der resultierende Druck gemessen, um abweichende Betriebszustände zu erkennen. Anschießend kommt die Mischung in die erste Druckerhöhung. Hier wird der Druck auf bis zu 2,5 MPa angehoben. Für eine genaue Überwachung des Wasseranteiles, wird hinter der Pumpe in einem Bypass die Feuchtigkeit gemessen. Bei Abweichungen vom gewollten Wasseranteil, wird über das Regelventil aus der Wasserleitung nachjustiert. Bevor die Mischung in das erste Ultraschall-Akustik-Durchfluss-Aggregat (UADA) kommt, werden die Temperatur und der Druck gemessen und aufgezeichnet. In diesem UADA wird die Dispersion hergestellt, dabei fällt der durch die Druckerhöhung aufgebaute Druck vollständig ab. Hinter dem UADA werden die Temperatur und der Druck gemessen und aufgezeichnet. Anschließend ist eine Heizpatrone mit einem Temperaturgeber eingebaut, um hinter dem UADA eine nachfolgende thermische Kavitation aufbauen zu können.
  • Danach folgt die zweite Druckerhöhung. Eine zusätzliche Funktion der zweiten Druckerhöhung ist die Einstellung des Unterdruckes hinter dem ersten UADA. Das hat einen signifikanten Einfluss auf die Art, Stärke und Form der Kavitation im ersten UADA. Optimal arbeitet das erste UADA, wenn der Druck dahinter bei 0,05 MPa eingestellt wird. Die Pumpe der zweiten Druckerhöhung ist mit einem Drucksensor für die Überwachung des Unterdruckes vor und einem Drucksensor für die Überwachung des Überdruckes hinter dem UADA ausgestattet. Das erlaubt es, die Anlage gezielt in dem erforderlichen Unterdruck und Überdruck zu fahren. Die in diesem Streckenabschnitt eingebauten Drucksensoren geben einen Alarm, bevor ein kritischer Unter- bzw. Überdruck entsteht. Somit kann die Steuerung diesem Ereignis entgegenwirken.
  • Im Anschluss folgt eine weitere Pumpe. Diese soll die entstandene Dispersion weiter über die Messstrecke zu den Lagertanks befördern. Diese Pumpe ist auch mit einem Pumpenschutz ausgerüstet, der wieder aus einem Drucksensor für die Überwachung des Unterdruckes vor und einem Drucksensor für die Überwachung des Überdruckes hinter der Pumpe besteht.
  • Bevor die Messstrecke folgt, ist ein Filter eingebaut, der sicherstellen soll, dass keine groben Partikel in die Messstrecke gelangen und somit die sensiblen Sensoren schützt. Vor und hinter dem Filter sind Drucksensoren eingebaut, die es erlauben den Differenzdruck zu messen, um ein Verstopfen des Filters frühzeitig zu erkennen. In der Messstrecke werden folgende Daten erfasst: die Temperatur, der Druck, der Volumenstrom.
  • Hinter der Messstrecke ist ein Abzweig, der es ermöglicht beim An- und Abfahrprozess die Dispersion im inneren Kreis über die UADA-Module zu fahren. Dazu ist das Regelventil eingebaut. Dieses ermöglicht eine gleitende Umschaltung von der inneren Rezirkulation zur Produktion. Das Regelventil ist mit einem Rückschlagventil gepaart, um ein Vermischen von Fehlchargen bei Rezirkulation aus dem Produktlager aus der Leitung und fertiger Dispersion aus der Leitung zu unterbinden.
  • Die Rezirkulationsleitung ist mit einem Rückschlagventil, einem Drucksensor und einem Volumenstromwächter ausgerüstet.
    • Ausführungsbeispiel 2: Verfahren zur Herstellung der Dispersion
    • Beispiel 1: Lagertank, Grob-Dispergator, Fein-Dispergator, Produkttank
    • Beispiel 2: Lagertank, Grob-Dispergator, Fein-Dispergator, Ultrafein-Dispergator, Produkttank Ausführungsbeipiel 3: Trennverfahren
    • Beispiel 3: Sammeltank, Fein-Dispergator, Öltank und Wassertank.
    Berechnungsbeispiele
  • Dem Berechnungsbeispiel wurden folgende Daten zugrunde gelegt:
    • Produktionszeit = 5 h
      • Medium 1:
        • Ölvorrat 45 m3
        • Bunkeröl IFO 180 - 3,5 %
        • Viskosität 180 mm2/s (DIN EN ISO 3104)
        • Flammpunkt 60 °C
      • Medium 2: Wasservorrat 10 % = 5 m3
    • Dispergierungstemperatur T = 50 °C
    • Druckeinstellung am Fein-Dispergator / Ultrafein-Dispergator:
      • VordruckMinimum = 6 bar (variabel)
      • Unterdruck = 0,5 bar (konstant) D r u c k v e r h ä ltnis = Vordruck vor UADA Unterdruck nach UADA ≥ 12
        Figure imgb0005
      • Druckverhältnis = 12
    • Herstellung von 50 m3 einer 10 % igen wasserhaltigen Dispersion
    • Temperierung Medium 1 und Medium 2 auf Dispergierungstemperatur
    • Einstellung der Durchflussmenge je Medium: Medium 1, Medium 2
    • Einstellung der Durchflussmenge Dispersion 10 m3/h
    • Grob-Mischung mit Temperatur- und Volumenstromkontrolle
    • Feindispergierung mit Druckeinstellung und Temperaturkontrolle, Wassergehaltskontrolle und Nachjustierung (automatisiert)
    • Ultrafeindispergierung mit Druck und Temperatureinstellung in der Heizvorrichtung mit Temperaturkontrolle (automatisiert)
    • Qualitätskontrolle mittels Viskosität
    • Lagerung des temperierten Produktes
    Prognostiziertes Produkt:
  • Drei verschiedene Feinheitsstufen der Tröpfchen werden mit der Anlage erreicht:
    • Tröpfchendurchmesser in der Grobdispergierung größer als 1 mm
    • Tröpfchendurchmesser in der Feindispergierung kleiner als 1 mm und größer als 100 µm
    • Tröpfchendurchmesser in der Ultrafeindispergierung kleiner als100 µm
  • Prognostizierte Stabilität der Ultrafeindispergierung 5-7 Jahre.
    • Nomenklatur
  • Begriff Bedeutung
    Dispergator Anlagenbereich
    Dispergierung Verfahrensbereich
    Dispersion Feinste Verteilung eines Stoffes in einem anderen
    Dispersionsanlage verfahrenstechnische Anlage zur Herstellung der Dispersion, besteht aus mehreren Anlagenbereichen
    Feindispersion Dispersion nach der Fein-Dispergierungdispergierung
    Grobdispersion Dispersion nach der Grob-Dispergierungdispergierung
    Kavitation Bildung und Auflösung dampfgefüllter Flüssigkeiten
    Kohlenwasserstoff-Wasser-Dispersion über 50 wt% Kohlenwasserstoffanteil
    Medium 1 ölhaltige Komponente
    Medium 2 wasserhaltige Komponente
    Öltank Tank, in welchem reines Öl gelagert wird
    Sammeltank Tank, in welchem verschmutztes Medium gelagert wird
    Trennanlage Anlage für die Realisierung des Trennverfahrens für die Separierung des Wasser-Kohlenwasserstoff-Gemsiches
    Trenndispersion Dispersion nach der Trenndispergierung
    Ultrafeindispersion Dispersion nach der Ultrafein-Dispergierungdispergierung
    Ultraschall-Akustik-Durchfluss-Aggregat (UADA) Modul zur Erzeugung der Kavitation
    Unterdruck Druck nach dem Ultraschall-Akustik-Durchfluss-Aggregat
    Vordruck Druck vor dem Ultraschall-Akustik-Durchfluss-Aggregat
    Wasser-Kohlenwasserstoff-Dispersion Dispergierung von Medium 1 und Medium 2, über 50 wt% Wasseranteil
    Wassertank Tank, in welchem reines Wasser gelagert wird
    wt% Massenprozent

Claims (9)

  1. Verfahren zur Herstellung einer stabilen Kohlenwasserstoff-Wasser-Feindispersion mit einem Anteil an Kohlenwasserstoff von über 50wt% umfassend die folgenden Schritte:
    - Herstellen einer stabilen Kohlenwasserstoff-Wasser-Feindispersion mit einem Tröpfchendurchmesser von 100 µm bis 1 mm in mindestens einer Einheit zur Herstellung einer Kohlenwasserstoff-Wasser-Feindispersion aus mindestens Medium 1 als einem Kohlenwasserstoffhaltigen Medium und Medium 2 als Wasser, wobei diese Einheit einen Fein-Dispergator bestehend aus mindestens einer ersten Pumpe (Pumpe 01) für eine erste Druckerhöhung in einem Zulauf einer Kohlenwasserstoff-Wasser-Grobdispersion aus einer Vormischeinheit als Teil eines Grob-Dispergators, mindestens einem Ultraschall-Akustik-Durchfluss-Aggregat (UADA- 01) zur Herstellung einer Kohlenwasserstoff-Wasser-Feindispersion mittels hydrodynamischer Kavitation, und mindestens einer zweiten Pumpe (Pumpe 02) zur Erzeugung eines Unterdrucks im Ablauf der gebildeten Kohlenwasserstoff-Wasser-Feindispersion umfasst,
    - wobei die Grobdispersion aus dem Medium 1 und Medium 2 durch Vermischen von Medium 1 und Medium 2 in der mindestens einen Vormischeinheit im Grob-Dispergator bereitgestellt wird, und
    - wobei das Verhältnis des Druckes vor dem Ultraschall-Akustik-Durchfluss-Aggregat (UADA), d.h. des Vordrucks, des Fein-Dispergators und des Druckes nach dem Ultraschall-Akustik-Durchfluss-Aggregat (UADA), d.h. des Unterdrucks, des Fein-Dispergators bei mindestens 10 liegt.
  2. Verfahren zur Herstellung einer instabilen Wasser-Kohlenwasserstoff-Trenndispersion mit einem Wasseranteil von über 50wt% umfassend die folgenden Schritte:
    - Herstellen einer instabilen in mindestens zwei Phasen trennbaren Wasser-Kohlenwasserstoff-Trenndispersion in einer Einheit zur Herstellung einer Wasser-Kohlenwasserstoff-Trenndispersion aus mindestens Medium 1 als einem Kohlenwasserstoffhaltigen Medium und Medium 2 als Wasser, wobei diese Einheit einen Trenn-Dispergator bestehend aus mindestens einer ersten Pumpe (Pumpe 01) für eine erste Druckerhöhung in einem Zulauf einer Wasser-KohlenwasserstoffMischung, mindestens einer Ultraschall-Akustik-Durchfluss-Aggregat (UADA 01) zur Herstellung einer Wasser-Kohlenwasserstoff-Trenndispersion mittels hydrodynamischer Kavitation, und mindestens einer zweiten Pumpe (Pumpe 02) zur Erzeugung eines Unterdrucks im Ablauf der gebildeten Wasser-Kohlenwasserstoff-Trenndispersion umfasst,
    - wobei dem Trenn-Dispergator ein Separationstank zum Auftrennen der Wasser-Kohlenwasserstoff-Trenndispersion in Kohlenwasserstoff und Wasser nachgeschaltet ist,
    - wobei die mindestens eine in mindestens zwei Phasen trennbare Wasser-Kohlenwasserstoff-Mischung aus Medium 1 und Medium 2 bereitgestellt wird; und
    - wobei das Verhältnis des Druckes vor dem Ultraschall-Akustik-Durchfluss-Aggregat (UADA), d.h. des Vordrucks, des Trenn-Dispergators und des Druckes nach dem Ultraschall-Akustik-Durchfluss-Aggregat (UADA), d.h. des Unterdrucks, des Trenn-Dispergators bei mindestens 10 liegt.
  3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Medium 1 und das Medium 2 mit Temperaturen zwischen 30 und 90 °C, bevorzugt zwischen 40 und 80 °C in einen Vormischer der Vormischeinheit eingeführt werden.
  4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1-3, dadurch gekennzeichnet, dass das verwendete Medium 1 eine Viskosität von 1 mm2/s bis 1.000 mm2/s, bevorzugt von 100 mm2/s bis 800 mm2/s, insbesondere von 300 mm2/s bis 500 mm2/s aufweist.
  5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1-4, dadurch gekennzeichnet, dass die Kohlenwasserstoff-Wasser-Grobdispersion oder die Wasser-KohlenwasserstoffMischung vor dem Eintritt in das Ultraschall-Akustik-Durchfluss-Aggregat (UADA) auf Drücke von 0,5 MPa bis zu 2,5 Mpa, bevorzugt auf Drücke zwischen 0,6 Mpa und 2 Mpa, insbesondere bevorzugt zwischen 1 Mpa und 1,5 Mpa unter Verwendung der ersten Pumpe der Fein- oder Trenn-Dispergator-Einheit gebracht werden, und nach dem Austritt aus dem Ultraschall-Akustik-Durchfluss-Aggregat (UADA) auf Drücke von 0,02 Mpa bis zu 0,1 Mpa, bevorzugt auf Druck vom 0,06 Mpa unter Verwendung der zweiten Pumpe der Fein- oder Trenn-Dispergator-Einheit gebracht werden.
  6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1, 3-5, dadurch gekennzeichnet, dass die Kohlenwasserstoff-Wasser-Feindispersion nach Verlassen des Ultraschall-Akustik-Durchfluss-Aggregats (UADA) der Fein-Dispergator-Einheit in mindestens eine Ultrafein-Dispergator-Einheit zur Herstellung einer Ultrafein-Dispersion mit einem Tröpchendurchmesser von kleiner 100 µm eingeführt wird,
    - wobei diese Ultrafein-Dispergator-Einheit mindestens eine Heizvorrichtung für Initiierung der Thermokavitation durch Erwärmen der unter Unterdruck fliesenden Dispersion aus der Fein-Dispergator-Einheit, mindestens eine Pumpe (Pumpe 02) für eine Druckerhöhung in einem Zulauf der erwärmten Kohlenwasserstoff-Wasser-Dispersion; mindestens ein zweites Ultraschall-Akustik-Durchfluss-Aggregat (UADA - 02) und mindestens eine weitere Pumpe (Pumpe 03) zur Erzeugung eines Unterdrucks im Ablauf der gebildeten Kohlenwasserstoff-Wasser-Dispersion für den Aufbau der Kavitationsregime im UADA umfasst,
    - wobei das Verhältnis des Druckes vor dem Ultraschall-Akustik-Durchfluss-Aggregat (UADA) des Ultrafein-Dispergators, d.h. des Vordrucks, und des Druckes nach dem Ultraschall-Akustik-Durchfluss-Aggregat (UADA) des Ultrafein-Dispergators, d.h. des Unterdrucks, bei mindestens 12 liegt.
  7. Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Kohlenwasserstoff-Wasser-Feindispersion, hergestellt im Fein-Dispergator nach Verlassen der Fein-Dispergators zunächst in mindestens einer Heizvorrichtung, insbesondere einer Heizpatrone, auf bis zu 80 °C vor Eintritt in das mindestens zweite Ultraschall-Akustik-Durchfluss-Aggregat (UADA) erwärmt wird.
  8. Verfahren nach Anspruch 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Effekte der hydrodynamischen Kavitation, bzw. Superkavitation mittels vorgeschalteter ThermoKavitation verstärkt werden.
  9. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die im Trenn-Dispergator gebildete Wasser-Kohlenwasserstoff-Trenndispersion in mindestens einen Separationstank zum Auftrennen der Kohlenwasserstoff-Wasser-Dispersion in Kohlenwasserstoff und Wasser eingeleitet wird.
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