CH478221A

CH478221A - Verfahren zum Ausscheiden von Wachs aus Mineralölen durch Flotation

Info

Publication number: CH478221A
Application number: CH235865A
Authority: CH
Inventors: Albert Tritsmans Paul
Original assignee: Belge Petroles Sa
Priority date: 1964-08-21
Filing date: 1965-02-19
Publication date: 1969-09-15
Also published as: US3338816A; NL143981B; DK111629B; NO115406B; DK111629C; FR1424938A; GB1022429A; BE652105A; DE1545346A1; NL6502143A

Description


  Verfahren zum Ausscheiden von Wachs aus     Mineralölen    durch Flotation    Es ist bekannt, wachsartige     Kohlenwasserstoffe    aus  Ölen durch Kühlung in Gegenwart von Lösungsmitteln  und Ausscheidung des festen Wachses durch     Filtrierung     auszuscheiden. Es ist ebenfalls schon vorgeschlagen  worden, die wachsartigen     Kohlenwasserstoffe    durch  Flotation auszuscheiden. Bei diesem Verfahren werden  Gasblasen aufwärts durch das gekühlte Öl geleitet, so  dass das Wachs als Schaum an der Oberfläche des Öles  ausgeschieden wird. Dieses Verfahren hat den Vorteil,  dass keine     Filtrierung    oder     Zentrifugierung    benötigt wird,  und es ist seinem Wesen nach sehr einfach.

   Soweit  jedoch bekannt ist, ist dieses Verfahren nie in grösserem  Umfang entwickelt worden. Ein möglicher Grund für  diese Tatsache     ist,    dass die für eine zufriedenstellende  Flotation erforderlichen Bedingungen, welche eine  Wechselwirkung dreier Phasen, nämlich der flüssigen  Ölphase, der festen Wachsphase und der Gasphase vor  aussetzen, extrem kritisch sind und dass verschiedene  Öle deutlich verschiedene Resultate ergeben können.  Die Schwierigkeit ist tatsächlich, wie sich in Anbetracht  früherer Versuche zur Verbesserung dieses Verfahrens,  von welchen mehrere     zusätzliche    Komponenten, wie  z. B. Lösungsmittel, oberflächenaktive Mittel voraus  setzen, ergibt, die die notwendigen physikalischen Be  dingungen für eine gute Flotation zu schaffen.  



  Es wurde nun gefunden, dass das Verfahren ohne  Bedarf an zusätzlichen Komponenten durchgeführt wer  den kann, wenn der Ausgangsstoff wenigstens einen  Teil an     gekracktem    Material enthält und wenn die Vis  kosität des Ausgangsstoffes eine     gewisse    Grösse nicht  übersteigt.  



  Das erfindungsgemässe Verfahren zum Aus  scheiden von Wachs aus     Mineralölen    durch Flotation,  bei welchem Gas aufwärts durch das Öl, welches auf  eine Temperatur unterhalb seines Trübungspunktes ge  kühlt ist, geleitet wird, ist dadurch gekennzeichnet, dass  das zu     behandelnde    Öl mindestens zum Teil aus     ge-          kracktem    Mineralöl besteht, und dass das Öl bei der  Ausscheidungstemperatur eine Viskosität von nicht mehr  als 20     Centistokes    aufweist.

      Ohne sich auf irgendeine Theorie zu stützen, wird  angenommen, dass das     gekrackte    Material Verbindun  gen enthalten könnte, welche einen starken Einfluss auf  die physikalischen Bedingungen haben und eine rasche  Vereinigung der gasförmigen und der festen Phase er  möglichen. Wie auch die Theorie sein mag, wurde ge  funden, dass sogar ganz kleine Mengen an     gekracktem     Material eine deutliche Wirkung zeitigen und dass die  Erhöhung der Mengen an     gekracktem    Mineralöl nicht  zu :einer übermässigen Steigerung der Wirkung oder zu  anderen Komplikationen führt.

   Der Anteil an     gekrack-          tem    Material kann zwischen 0,5-100     Vol%,    vorzugs  weise zwischen 2-90     Vol/'0,    betragen.  



  Das     gekrackte    Material kann von einer thermischen  oder einer katalytischen     Krackung    stammen,     und    es kann  irgendeinen geeigneten Siedebereich in den Grenzen  des Bereiches der Fraktionen, welche behandelt wer  den können, aufweisen. Bevorzugt sind diejenigen Mine  ralöle, welche beim katalytischen     Kracken    von Gasölen  oder wachshaltigen Destillaten zur Gewinnung von  Benzin erhalten werden oder Fraktionen daraus, welche  im Siedebereich des Kerosins sieden.  



  Die Wichtigkeit der Viskosität bei diesem Verfah  ren wurde bereits früher erwähnt, und ein entsprechen  der Vorschlag lautet dahin, dass die Viskosität 50     Centi-          poises    bei der Arbeitstemperatur nicht übersteigen und  vorzugsweise 25-50     Centipoises    betragen soll. Es wurde  nun gefunden, dass diese früher vorgeschlagenen Gren  zen nicht genügend genau sind und dass die Viskosität  bei der Arbeitstemperatur, wie gesagt, ein Maximum  von 20     Centistokes        nicht        überschreiten    soll. Der An"  teil an     gekracktem    Material im Öl hat nur eine geringe  Wirkung auf das zulässige Maximum der Viskosität.

    Öle, welche zu 100 % aus     gekracktem    Material be  stehen, können eine Viskosität bis zu höchstens 20     Centi-          stokes    aufweisen und, wenn der Prozentsatz     an        gekrack-          tem    Material niedrig ist, kann die Viskosität auf 15       Centistokes    abnehmen. Nötigenfalls kann ein Ausgangs  stoff, welcher eine zu hohe Viskosität aufweist, mit  einem niedriger siedenden Material, vorzugsweise einem      solchen, welches im Siedebereich des Kerosins siedet,  verdünnt werden.

   Zu diesem Zwecke kann eine in di  rekter Destillation gewonnene oder     gekrackte    Petroleum  fraktion verwendet werden, und es wurde festgestellt,  dass es dann nicht notwendig ist, Verdünnungsmittel  wie die früher vorgeschlagenen konventionellen Lösungs  mittel, welche bei der     Entwachsung    durch Filtration  verwendet werden, zu gebrauchen.  



  Wachsartige     Kohlenwasserstoffe    können in Ölen,  welche im Siedebereich des Kerosins, von Gasölen und  Wachsdestillationen, d. h. etwa im Bereich von<B>150</B> bis       650     C, sieden, Schwierigkeiten bereiten, und das Ver  fahren kann bei Verwendung irgendeines dieser Aus  gangsstoffe     eingesetzt    werden, wobei bei Verwendung  schwererer     Ausgangsstoffe    natürlich um so mehr Verdün  nungsmittel benötigt wird, je höher die Viskosität ist,  damit sie auf den erforderlichen Grad heruntergedrückt  wird. Es wurde auch festgestellt, dass die Gegenwart  von Asphalt oder anderen Materialien, welche den  Tropfpunkt herabsetzen, schädlich ist, und zwar selbst  dann, wenn es sich nur um ganz geringe Mengen han  delt.

   Die Gegenwart solcher Materialien soll deshalb  vermieden werden. Der Trübungspunkt der Öle, welche  behandelt werden, kann in einem recht weiten Bereich  variieren, und dementsprechend kann die     Flotations-          temperatur    geändert werden. Zweckmässig arbeitet man  jedoch bei Temperaturen zwischen -17,8 und 26  C,  vorzugsweise zwischen -6,7 und 4,5  C. Der Trübungs  punkt des entwachsten Öles wird bei zweckmässiger  Durchführung des Verfahrens im wesentlichen gleich  der im Verfahren angewendeten Temperatur sein.  



  Die Menge des verwendeten Gases ist nicht von  ausschlaggebender Bedeutung, und es wurden zufrieden  stellende Resultate erzielt bei einem Verhältnis des Gas  volumens bei Normalbedingungen zum     ölausgangsstoff     von nur 0,2. Dabei traten keine Anzeichen dafür auf,  dass dies der unterste Grenzwert sei. Höher liegende  Verhältnisse sind nicht schädlich, sondern sind sogar  vorteilhaft. Ein geeigneter Bereich dieses     Volumen-          Verhältnisses    reicht von 0,1-10. Es kann irgendein  geeignetes Gas verwendet werden, z. B. Stickstoff oder  Gase, welche reich an Stickstoff sind, wie z. B.

   Ver  brennungsgase, Wasserstoff oder normalerweise gasför  mige     Kohlenwasserstoffe.    Luft ist allenfalls auch ge  eignet, doch kann dessen Verwendung in ökonomischer  Hinsicht     infolge    der Notwendigkeit von     Sicherheits-          vorkehren    im Hinblick auf Feuersgefahr begrenzt sein.  



  Das Gas wird zweckmässig in Form von Gasblasen  durch das Öl von unten nach oben in das     Flotations-          bad    strömen gelassen, gegebenenfalls unter Verwendung  eines Verteilers oder     Dispergators.    Es wurde jedoch  festgestellt, dass das Gas ganz einfach und wirksam  durch     Strahlwirkung    in den Saugstutzen der Pumpe,  welche das Öl in das Bad fördert, eingeführt werden  kann. In diesem Falle soll jedoch der Druck an der  Austrittsstelle der Pumpe nicht unter einer bestimmten  Grenze liegen, damit sich wenigstens ein Teil des  Gases im Öl löst.

   Geeignete Drucke liegen im Bereich  von 2-10     kg/cm .     
EMI0002.0021     
  
    Viskosität <SEP> des <SEP> Öls, <SEP> es <SEP> 50 <SEP> 20 <SEP> 15 <SEP> 10
<tb>  Ausbeute <SEP> an <SEP> Wachs <SEP> - <SEP> 15 <SEP> 20 <SEP> 20
<tb>  Ausbeute <SEP> an <SEP> entwachstem <SEP> Öl <SEP> - <SEP> 85 <SEP> 80 <SEP> 80
<tb>  Eigenschaften <SEP> des <SEP> entwachsten <SEP> Öls:

  
<tb>  Trübungspunkt, <SEP>   <SEP> C <SEP> 25,5 <SEP> 4,4 <SEP> -1,l <SEP> -1,1
<tb>  Verflüssigungspunkt, <SEP> <B>1</B> <SEP> C <SEP> 21,1 <SEP> 1,7 <SEP> -3,9 <SEP> -3,9       Die     Einfliessgeschwindigkeit    des Öles in die     Flota-          tionszone    und die Abzugsgeschwindigkeit des     ent-          wachsten    Öles aus derselben werden zweckmässig so  eingestellt, dass sich eine geeignete     Verweilzeit    in der       Flotationszone    ergibt. Dies kann durch einen Versuch  leicht bestimmt werden. In der Praxis wurden Verweil  zeiten von mindestens 7 Stunden als geeignet befunden.  



  Das Kühlen des Öles auf eine Temperatur unter  halb des Trübungspunktes wird vorzugsweise so durch  geführt, dass der aus dem Bad abgezogene Ölstrom  gekühlt und zurückgeleitet wird. Diese Methode ist im       schweizerischen    Patent Nr. 478 222 beschrieben. In die  sem Patent ist auch eine Vorrichtung zur Durchführung  dieses     Verfahrens.    näher     beschrieben.     



  Mittels des vorliegenden Verfahrens kann man     ent-          wachstes    Öl eines erniedrigten     Trübungs-    und Verflüssi  gungspunktes sowie Wachs gewinnen. Das in Form eines  Schaumes an der Oberfläche der     Flotationszone    sich  sammelnde Wachs kann erhebliche Mengen an mit  gerissenem Öl enthalten. Beim Stehenlassen trennt sich  ein Grossteil dieses Öles vom Wachs ab und weitere  Ölreste können nach bekannten Methoden vom Wachs  getrennt werden, so dass Wachse, welche in ihrer Qualität  Wachsen, die beispielsweise durch Filtration in Gegen  wart von Lösungsmitteln gewonnen werden, gleichwertig  sind, erhalten werden. Wenn das Wachs nicht für ganz  spezielle Zwecke     benötigt    wird, kann es z.

   B. als Aus  gangsstoff hoher Qualität für katalytische     Krackung    ver  wendet werden.  



  <I>Beispiel 1</I>  Wirkung verschiedener     Viskositäten    auf die Leichtig  keit der Entfernung von Wachs durch Flotation.  



  Der     benützte        Ausgangsstoff    hatte folgende Prüfungs  daten:  Herkunft:  aus einem katalytischen     Krackprozess     gewonnenes Ö1  Siedebereich: 320-370  C  Trübungspunkt: 25,5  C       Verflüssigungspunkt:    21,1' C  Viskosität bei 0  C: 50 es.  



  Es wurden Versuche durchgeführt, bei welchen  dieses Öl allein bzw. verdünnt mit     Straight-run-Kerosin     von 170-230  C     ASTM    Siedebereich, um Öle mit einer  Viskosität bei 0  C von 20, 15 und 10 es zu erhalten,  verwendet wurde.  



  Die Bedingungen für die Flotation waren:  
EMI0002.0045     
  
    Temperatur <SEP> des <SEP> Öls <SEP> 0  <SEP> C
<tb>  Öl-Zusatzrate <SEP> 5 <SEP> Liter <SEP> pro <SEP> Stunde
<tb>  Gas-Züsatzratie <SEP> 50 <SEP> Liter <SEP> pro <SEP> Stunde
<tb>  Menge <SEP> des <SEP> zurückgeleiteten <SEP> Öls <SEP> 250 <SEP> Liter <SEP> pro <SEP> Stunde
<tb>  Verweilzeit <SEP> 10 <SEP> Stunden.       Das verwendete Gas war Luft, welche in den An  saugstutzen der     Ölspeisepumpe    eingestrahlt wurde.  



  Die erhaltenen Resultate waren folgende:      Wie ersichtlich ist, wurden zufriedenstellende Resul  tate nur bei     Viskositäten    von 15 und 10 es erzielt, und  es besteht eine markante Änderung in den Resultaten,    wenn die Viskosität im kleinen Bereich von 20-15 es  geändert wird.    <I>Beispiel 2</I>    Vergleich der Wirkung verschiedener Mengen kata  lytisch     gekrackter    Mineralöle auf die Leichtigkeit der  Entfernung von Wachs durch Flotation.  



  Es wurden vier Gemische von Gasöl und Kerosin  hergestellt, um vier Ausgangsstoffe zu erhalten, welche    bei 0  C eine Viskosität von weniger als 15     cs    und  einem     ASTM    Siedebereich von 160-370  C hatten.  Diese Gemische hatten folgende Zusammensetzung und  Eigenschaften:

    
EMI0003.0005     
  
    Gemisch <SEP> 1 <SEP> 2 <SEP> 3 <SEP> 4
<tb>  Durch <SEP> direkte <SEP> Destillation <SEP> gewonnenes
<tb>  Material, <SEP> VolA <SEP> <B>100 <SEP> 9'6</B> <SEP> 30 <SEP> 0
<tb>  Katalytisch <SEP> gekracktes <SEP> Material, <SEP> VolA <SEP> 0 <SEP> 4 <SEP> 70 <SEP> 100
<tb>  Trübungspunkt, <SEP>   <SEP> C <SEP> 12,2 <SEP> 12,3 <SEP> 16,6 <SEP> 16,6
<tb>  Verflüssigungspunkt, <SEP>   <SEP> C <SEP> 10,0 <SEP> 10,0 <SEP> 15,5 <SEP> 10,0
<tb>  Viskosität <SEP> bei <SEP> 0  <SEP> C, <SEP> cs <SEP> 14 <SEP> 14 <SEP> 13 <SEP> 12
<tb>  Schwefel, <SEP> Gew.% <SEP> 1,4 <SEP> 1,4 <SEP> 1,6 <SEP> 1,7       Das katalytisch     gekrackte    Material, welches ver  wendet wurde, war ein aus einem katalytischen     Krack-          prozess    gewonnenes Fahrradöl,

   welches einen     ASTM     Siedebereich von 320-370  C, einen Trübungspunkt  von 25,5  C, einen Verflüssigungspunkt von 21,1  C  und bei 0  C eine Viskosität von 50     cs    hatte. Im  Falle des Gemisches 4 war das als Verdünnungsmittel  verwendete Kerosin eine katalytisch     gekrackte    Fraktion,  welche als Rückstand aus der     Benzin-Trennsäule    einer  katalytisch arbeitenden     Krackanlage    gewonnen wurde  und welche einen     ASTM    Siedebereich von 140 bis  220  C hatte.    Das in direkter Destillation gewonnene Material  wurde durch Destillation eines     Kuweit-Rohöles    erhalten.  



  Die Flotation wurde unter folgenden Bedingungen       durchgeführt:     
EMI0003.0017     
  
    Temperatur <SEP> des <SEP> Öls <SEP> -1,l  <SEP> C
<tb>  Öl-Zusatzrate <SEP> 10 <SEP> n3/h
<tb>  Gaszusatzrate <SEP> 5 <SEP> Nm3/h
<tb>  Menge <SEP> des <SEP> zurückgeleiteten <SEP> Öls <SEP> 200 <SEP> m3/h
<tb>  Verweilzeit <SEP> 40 <SEP> Std.       Das benützte Gas war ein Verbrennungsgas, welches  in den Ansaugstutzen der     Öl-Speisepumpe    injiziert  wurde.

      Die erhaltenen Resultate waren:  
EMI0003.0019     
  
    Gemisch <SEP> 1 <SEP> 2 <SEP> 3 <SEP> 4
<tb>  Ausbeute <SEP> an <SEP> Wachs <SEP> 15 <SEP> 20 <SEP> 20 <SEP> 20
<tb>  Ausbeute <SEP> an <SEP> entwachstem <SEP> Öl <SEP> 85 <SEP> 80 <SEP> 80 <SEP> 80
<tb>  Eigenschaften <SEP> des <SEP> entwachsten <SEP> Öls:

  
<tb>  Trübungspunkt, <SEP>   <SEP> C <SEP> 6,6 <SEP> -1,1 <SEP> <B>1,1</B> <SEP> -1,1
<tb>  Verflüssigungspunkt, <SEP>   <SEP> C <SEP> 1,6 <SEP> -3,8 <SEP> -1,1 <SEP> -6,6       Wie aus dieser Aufstellung zu ersehen ist, wurden  mit den Gemischen 2, 3 und 4, welche 4 % oder mehr       gekracktes    Material enthielten, auffallend bessere Resul  tate erzielt,     und    es wurden Öle enthalten,     bei    welchen  der Trübungspunkt von 10  C oder mehr auf -1,1  C  gesenkt war, wobei letztere im wesentlichen die Tem  peratur war, auf welche das Öl abgekühlt wurde. Beim  Gemisch 1 konnte der Trübungspunkt nur auf 6,6  C  gesenkt werden.  



  Dieser Versuch zeigt ferner, dass alle behandelten  Gemische eine merkliche Menge Schwefel enthielten,  jedoch keine wahrnehmbare Wirkung auf die Resultate  hatte.

Claims

PATENTANSPRUCH Verfahren zum Ausscheiden von Wachs aus Mine ralölen durch Flotation, bei welchem Gas aufwärts durch das Öl, welches auf eine Temperatur unterhalb seines Trübungspunktes gekühlt ist, geleitet wird, dadurch ge kennzeichnet, dass das zu behandelnde Öl, das min destens zum Teil aus gekracktem Mineralöl besteht, bei der Ausscheidungstemperatur eine Viskosität von nicht mehr als 20 Centistoke aufweist. UNTERANSPRÜCHE 1. Verfahren nach Patentanspruch, dadurch gekenn zeichnet, dass der Anteil an gekracktem Mineralöl zwi schen 0,5 und 100 Vol%, vorzugsweise zwischen 2 und 90 Vol%, beträgt. 2.

Verfahren nach Patentanspruch oder Unteran spruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass als gekracktes Mineralöl das Erzeugnis eines katalytischen Krack- prozesses verwendet wird. 3. Verfahren nach Patentanspruch und Unteran spruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass das zu behan delnde Öl eine maximale Viskosität von 20 Centistokes aufweist, wenn es aus 100 % gekracktem Mineralöl besteht, und eine Viskosität von 15 Centistokes auf weist, wenn es 2 % gekracktes Mineralöl enthält. 4.

Verfahren nach Patentanspruch, dadurch gekenn zeichnet, dass ein Öl eingesetzt wird, welches zwischen 150 und 650 C siedet. 5. Verfahren nach Patentanspruch und Unteran spruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Entwachsung bei einer Temperatur zwischen -17,8 und 26,6 C vor genommen wird. 6. Verfahren nach Patentanspruch, dadurch gekenn zeichnet, dass das Gas in bezug auf das Öl in einem Vol-Verhältnis von 0,1-10 zugeführt wird. 7. Verfahren nach Patentanspruch und Unteran spruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass das Gas in den Ansaugstutzen der öl-Speisepumpe injiziert wird, wo bei der Ausgangsdruck dieser Pumpe zwischen 2 und 10 kg/cmz gehalten wird.

Anmerkung <I>des</I> Eidg. <I>Amtes für geistiges Eigentum:</I> Sollten Teile der Beschreibung mit der im Patentanspruch gegebenen Definition der Erfindung nicht in Einklang stehen, so sei daran erinnert, dass gemäss Art. 51 des Patentgesetzes der Patentanspruch für den sachlichen Geltungs bereich des Patentes massgebend ist.