DD234437A1

DD234437A1 - Verfahren zur zweistufigen entparaffinierung von mineraloelen und kohlenwasserstoffgemischen

Info

Publication number: DD234437A1
Application number: DD27301485A
Authority: DD
Inventors: Bernd Albrecht; Hans-Ulrich Spiegel; Hans-Juergen Kalb; Gerd Misselwitz; Josef Turek
Original assignee: Zeitz Hydrierwerk
Priority date: 1985-02-04
Filing date: 1985-02-04
Publication date: 1986-04-02

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur zweistufigen Entparaffinierung von Mineraloelen und Kohlenwasserstoffgemischen in Kristallisatoren mit Hilfe selektiver Loesungsmittel und durch eine zweistufige Filtration. Ziel der Erfindung ist die Entwicklung eines Verfahrens zur zweistufigen Entparaffinierung von insbesondere Schmieroelkomponenten, das sich durch geringe Energiekosten und damit eine hohe Wirtschaftlichkeit auszeichnet. Das erfindungsgemaesse Verfahren ist dadurch charakterisiert, dass das Einsatzprodukt vor und/oder waehrend der Regenerativkuehlung durch Filtrat aus der 1. Filtrationsstufe zunaechst mit Loesungsmittel und dann mit Filtrat aus der 2. Filtrationsstufe verduennt, die entstandene Paraffin-Oel-Loesungsmittel-Suspension in Kristallisatoren auf eine Zwischentemperatur abgekuehlt, danach durch ein verdampfendes Kaeltemittel auf eine Endtemperatur tiefgekuehlt und der Paraffingatsch in einer zweistufigen Filtration jeweils vom Filtrat abgetrennt wird, wobei das Filtrat der 2. Stufe als letzte partielle Verduennung fuer das Einsatzprodukt waehrend der Regenerativkuehlung verwendet wird.

Description

Ziel der Erfindung

Ziel der Erfindung ist die Entwicklung eines Verfahrens zur zweistufigen Entparaffinierung von Mineralölen und <ohlenwasserstoffgemischen, insbesondere Schmierölkomponenten, das sich durch geringe Energiekosten auszeichnet und . damit eine hohe Wirtschaftlichkeit aufweist.

Darlegung des Wesens der Erfindung

Aufgabe der Erfindung ist es,.durch eine geeignete technologische Prozeßführung bei der Verdünnung und Abkühlung des Einsatzproduktes in Kristallisatoren die zur Entparaffinierung, insbesondere zur Paraffinkristallisation erforderliche Lösungsmittelmenge zu reduzieren.

Erfindungsgemäß ist das Verfahren zur zweistufigen Entparaffinierung von Mineralölen und Kohlenwasserstoffgemischen, das auf der Verdünnung des Einsatzproduktes mit Lösungsmittel und Abkühlung des Einsatzprodukt-Lösungsmittel-Gemisches in Kristallisatoren durch Filtrat in der Regenerativkühlung und anschließend durch Kältemittel in der Tiefkühlung, Trennung des Paraffingatsches vom Filtrat durch zweistufige Filtration, Zuführung des Filtrates der 1. Filtrationsstufe (Filtrat I) zur Regenerativkühlung und Rückführung des Filtrates der 2. Filtrationsstufe (Filtrat II) in den Entparaffinierungsprozeß sowie destillativen Abtrennung des Lösungsmittels vom entparaffinierten Öl und Paraffingatsch basiert, im wesentlichen dadurch charakterisiert, daß das Einsatzprodukt vor und/oder während der Regenerativkühlung zunächst mit Lösungsmittel und danach im weiteren Verlauf der Regenerativkühlung mit Filtrat Il verdünnt wird.

Bei der Ausführung des Verfahrens ist es vorteilhaft, daß das Einsatzprodukt in hintereinandergeschalteten Regenerativkristallisatoren durch im Gegenstrom geführtes Filtrat I gekühlt, dabei vor und/oder während der Regenerativkühlung an 1 bis 4 verschiedenen Stellen zunächst mit insgesamt 0,6 bis 3,6 Masseteilen Lösungsmittel und anschließend an 1 bis 2 Stellen dieses Abkühlprozesses mit 0,6 bis 1,4 Masseteilen Filtrat II, jeweils bezogen auf 1 Masseteil Einsatzprodukt verdünnt, wobei die partielle Verdünnung mit Filtrat Il vor dem letzten und/oder den beiden letzten Regenerativkristallisatoren erfolgt, und die entstandene Paraffin-Öl-Lösungsmittel-Suspension auf eine Zwischentemperatur von 10 bis -5^CC gekühlt, danach diese Suspension in Kristallisatoren durch ein verdampfendes Käl|emittel auf eine Endtemperatur von —15 bis -35⁰C tiefgekühlt und dann einer ersten Filtrationsstufe bei einer Filterwäsche mit 0,2 bis 0,5 Masseteilen Lösungsmittel bezogen auf 1 Masseteil Einsatzprodukt zugeführt wird, wo der Paraffingatsch I vom Filtrat I abgetrennt, anschließend der Paraffingatsch I mit 0,2 bis 0,8 Masseteilen Lösungsmittel bezogen auf 1 Masseteil Einsatzprodukt angemaischt und einer zweiten Filtrationsstufe zugeführt wird, wo bei einer Filterwäsche mit 0,1 bis 0,4 Masseteilen Lösungsmittel bezogen auf 1 Masseteil Einsatzprodukt der Paraffingatsch Il vom Filtrat Il abgetrennt, danach das Filtrat Il als Verdünnung dem Kristallisationsprozeß während der Regenerativkühlung zugegeben und in bekannter Weise destillativ aus dem Filtrat I das entparaffinierte Öl sowie aus der Paraffingatschlösung Il der Paraffingatsch gewonnen wird. Es wurde gefunden, daß die für den Kristallisationsprozeß erforderliche Lösungsmittelmenge durch die Zugabe von Filtrat Il reduziert werden kann, wenn Filtrat Il in der erfindungsgemäß beschriebenen Weise dem Einsatzprodukt-Lösungsmittel-Gemisch zugegeben wird. Der Einsatz des Filtrates Il erfolgt dadurch gezielt zur günstigen Beeinflussung des Kristallisationsverlaufes bei gleichzeitiger Einsparung von Lösungsmittel.

Überraschenderweise zeigte sich, daß der bei dem erfindungsgemäßen Verfahren auftretende Verlauf der Abkühlgeschwindigkeit über die einzelnen Kristallisatoren, insbesondere am Beginn der Paraffinausscheidung günstiger ist als bei den bekannten Verfahren des Standes der Technik. Obwohl die Gesamtverdünnung bei dem erfindungsgemäßen Verfahren geringer wird, ergeben sich annähernd die gleichen Produktausbeuten und -qualitäten wie bei den bekannten Verfahren. Da die reduzierte Gesamtverdünnung, verursacht durch den Einsatz einer geringeren Lösungsmittelmenge beim Kristallisationsprozeß, einen geringeren Lösungsmittelanteil im Filtrat I bewirkt, kommt es zur Absenkung des Energieverbrauches in der Stufe der destillativen Abtrennung des Lösungsmittels vom entparaffinierten Öl. Das erfindungsgemäße Verfahren hat gegenüber den bekannten zweistufigen Entparaffinierungsverfahren folgende Vorteile:

— Reduzierung der zur Kristallisation erforderlichen Lösungsmittelmenge,

— Verbesserung des Verlaufes der Abkühlgeschwindigkeit über die Kristallisatorkaskade, insbesondere am Beginn der Paraffinausscheidung,

— Einsparung von Wärmeenergie bei der destillativen Abtrennung des Lösungsmittels, damit Senkung der Energiekosten und Verbesserung der Wirtschaftlichkeit des Entparaffinierungsverfahrens.

Ausführungsbeispiel

Die Erfindung soll nachstehend an einem Ausführungsbeispiel näher erläutert werden.

Zur Herstellung einer Schmierölkomponente wird ein hydriertes Vakuumdestillat entparaffiniert. Dieses Destillat hat folgende Kennwerte:

Dichte bei 20 ⁰C =877 kg/m³

Viskosität bei 100⁰C =7,7mm²/s

Stockpunkt = 4O⁰C

Flammpunkt =244 ⁰C

Das Destillat wird erfindungsgemäß in 7 hintereinander geschalteten Schaberkristallisatoren entparaffiniert, wobei die ersten 5 Kristallisatoren durch im Gegenstrom geführtes Filtrat I und die letzten 2 Kristallisatoren durch verdampfendes Ammoniak gekühlt werden.

Das technologische Schema ist in Figur 1 abgebildet. Als selektives Lösungsmittel wird ein Gemisch aus Methylethylketon und Toluen im Verhältnis 1:1 verwendet. Folgende Parameter werden eingestellt:

I.Verdünnung Zugabe: Eintritt 1.Kristallisator

Menge: 0,5 Masseteile Lösungsmittel 2. Verdünnung Zugabe: Eintritt 2. Kristallisator

Menge: 0,5 Masseteile Lösungsmittel

Daraus ergeben sich insgesamt 1,0 Masseteile Lösungsmittel

3.Verdünnung Zugabe: Eintritt 4. Kristallisator

Menge: 1,0 Masseteile Filtrat Il

(jeweils bezogen auf 1 Masseteil Einsatzöl)

Die entstehende Paraffin-Öl-Lösungsmittel-Suspension wird am Austritt des 5. Kristallisators auf eine Zwischentemperatur von 3°C abgekühlt. Das regenerativ kühlende Filtrat I tritt mit einer Temperatur von -2O⁰C ein. Die Kühlung der Suspension bis auf eine Endtemperatur von —21⁰C erfolgt in zwei Kristallisatoren durch verdampfendes Ammoniak (Verdampfungstemperatur = —40⁰C). In Figur 2 ist der Temperaturverlauf über den Strömungsweg durch die Kristallisatorkaskade aufgetragen. Der Verlauf der Abkühlungsgeschwindigkeit über die einzelnen Kristallisatoren ist in Figur 3 dargestellt. Die Suspension wird dann einer ersten Filtrationsstufe zugeführt, wo bei einer Filterwäsche mit 0,3 Masseteilen Lösungsmittel bezogen auf 1 Masseteil Einsatzöl der Paraffingatsch I vom Filtrat I abgetrennt, anschließend dieser mit 0,5 Masseteilen Lösungsmittel angemaischt und einer zweiten Filtrationsstufe zugeführt wird, wo bei einer Filterwäsche mit 0,2 Masseteilen Lösungsmittel der Paraffingatsch Il vom Filtrat Il abgetrennt wird. Das Filtrat Il wird als 3. Verdünnung eingesetzt. Filtrat I und Paraffingatschlösung Il werden destillativ aufgearbeitet. Folgende Produkte fallen an:

entparaffiniertesÖi: Ausbeute = 77,0 Ma.-%, Stockpunkt -13 °C,

Paraffingatsch: Ausbeute = 23,0 Ma.-%, Ölgehalt = 25 Ma.-%.

Die für das gesamte Entparaffinierungsverfahren aufgewendete Lösungsmittelmenge beträgt 2,0 Masseteile bezogen auf 1 Masseteil Einsatzöl.

Dem erfindungsgemäßen Verfahren gemäß Ausführungsbeispiel werden die Ergebnisse der Entparaffinierung nach dem aus dem Stand der Technik bekannten konventionellen Verfahren mit zweistufiger Filtration gegenübergestellt.

Das Destillat gemäß Ausführungsbeispiei wurde mit dem gleichen Lösungsmittel in der gleichen Schaberkristallisatorkaskade entparaffiniert.

Folgende Parameter werden eingestellt:

1.Verdünnung Zugabe: Eintritt 1. Kristallisator

Menge: 0,5 Masseteile Lösungsmittel 2.Verdünnung Zugabe: Eintritt 2. Kristallisator

Menge: 0,5 Masseteile Lösungsmittel 3.Verdünnung Zugabe: Eintritt 4. Kristallisator

Menge: 0,8 Masseteile Lösungsmittel

Daraus ergeben sich insgesamt 1,8 Masseteile Lösungsmittel

4. Verdünnung Zugabe: Eintrit 6. Kristallisator

Menge: 1,0 Masseteile Filtrat Il

(jeweils bezogen auf 1 Masseteii Einsatzöl)

Die entstehende Paraffin-Öl-Lösungsmittel-Suspension trat mit -2⁰C aus dem 5. Kristallisator und mit —22⁰C aus dem 7. Kristallisator aus.

Der Temperaturverlauf ist in Figur 2 und der Verlauf der Abkühlungsgeschwindigkeit in Figur 3 dargestellt. Die Suspension gelangte in die erste Filtrationsstufe, wo bei einer Filterwäsche mit 0,2 Masseteilen Lösungsmittel bezogen auf 1 Masseteil Einsatzöl die Trennung in Paraffingatsch I und Filtrat I erfolgte. Der Paraffingatsch I wurde dann mit 0,5 Masseteilen Lösungsmittel angemaischt und der zweiten Filtrationsstufe zugeführt, wo bei einer Filterwäsche mit 0,2 Masseteilen Lösungsmittel das Filtrat Il vom Paraffingatsch Il abgetrennt wurde.

Nach der destillativen Abtrennung des Lösungsmittels fielen alsentparafffiniertesÖI und Paraffingatsch in Menge und Qualität annähernd die gleichen Produkte wie im Ausführungsbeispiel an. Die für das gesamte Entparaffinierungsverfahren aufgewendete Lösungsmittelmenge betrug 2,7 Masseteile bezogen auf 1 Masseteil Einsatzöl. Damit wird durch das erfindungsgemäße Verfahren gemäß Ausführungsbeispiel gegenüber dem konventionellen Verfahren eine Lösungsmittelmenge von ca. 26% eingespart.

Claims

Erfindungsanspruch:

1. Verfahren zur zweistufigen Entparaffinierung von Mineralölen und Kohlenwasserstoffgemischen durch Verdünnung des Einsatzproduktes mit Lösungsmittel und Abkühlung des Einsatzprodukt-Lösungsmittel-Gemisches in Kristallisatoren durch Fi Itrat in der Regenerativkühlung und anschließend durch Kältemittel in der Tiefkühlung, Trennung des Paraffingatsches vom Fiitrat durch zweistufige Filtration, Zuführung des Filtrates der 1. Filtrationsstufe (FiItrat I) zur Regenerativkühlung und Rückführung des Filtrates der 2. Filtrationsstufe (Fiitrat II) in den Entparaffinierungsprozeß sowie destillative Abtrennung des Lösungsmittels vom entparaffinierten Öl und Paraffingatsch, gekennzeichnet dadurch, daß das Einsatzprodukt vor und/oder während der Regenerativkühlung zunächst mit Lösungsmittel und danach im weiteren Verlauf der Regenerativkühlung mit Fiitrat Il verdünnt wird.

2. Verfahren nach Punkt 1, gekennzeichnet dadurch, daß das Einsatzprodukt in hintereinandergeschalteten Regenerativkristallisatoren durch im Gegenstrom geführtes Fiitrat I gekühlt, dabei vor und/oder während der Regenerativkühlung an 1 bis 4 verschiedenen Stellen zunächst mit insgesamt 0,6 bis 3,6 Masseteilen Lösungsmittel und anschließend an 1 bis 2 Stellen dieses Abkühlprozesses mit 0,6 bis 1,4 Masseteilen Fiitrat Il jeweils bezogen auf 1 Masseteil Einsatzprodukt verdünnt, wobei die partielle Verdünnung mit Fiitrat Il vor dem letzten und/oder den letzten beiden Regenerativkristallisatoren erfolgt, und die entstandene Paraffin-Öl-Lösungsmittel-Suspension auf eine Zwischentemperatur von 10 bis —5°C gekühlt, danach diese Suspension in Kristallisatoren durch ein verdampfendes Kältemittel auf eine Endtemperatur von —15 bis -35⁰C tiefgekühlt und dann einer ersten Filtrationsstufe bei einer Filterwäsche mit 0,2 bis 0,5 Masseteilen Lösungsmittel bezogen auf 1 Masseteil Einsatzprodukt zugeführt wird, wo der Paraffingatsch I vom Fiitrat I abgetrennt, anschließend der Paraffingatsch I mit 0,2 bis 0,8 Masseteilen Lösungsmittel bezogen auf 1 Masseteil Einsatzprodukt angemaischt und einer zweiten Filtrationsstufe zugeführt wird, wo bei einer Filterwäsche mit 0,1 bis 0,4 Masseteilen Lösungsmittel bezogen auf 1 Masseteil Einsatzprodukt der Paraffingatsch Il vom Fiitrat Il abgetrennt, danach das Fiitrat Il als Verdünnung derruKristallisationsprozeß während der Regenerativkühlung zugegeben und in bekannter Weise destillativ aus dem Fiitrat I das entparaffinierte Öl sowie aus der Paraffingatschlösung Il der Paraffingatsch gewonnen wird.

Hierzu

3 Seiten Zeichnungen .

Anwendungsgebiet der Erfindung

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur zweistufigen Entparaffinierung von Mineralölen und Kohlenwasserstoffgemischen, insbesondere Schmierölen in Kristallisatoren mit Hilfe selektiver Lösungsmittel und durch eine zweistufige Filtration.

Charakteristik der bekannten technischen Lösungen

Es ist bekannt. Schmierölkomponenten zur Absenkung ihres Stockpunktes zu entparaffinieren. Bei den klassischen Verfahren, die mit Hilfe selektiver Lösungsmittel arbeiten, wird das Einsatzöl an verschiedenen Stellen des Kristallisationsprozesses mit Lösungsmittel verdünnt, gleichzeitig wird die entstehende Suspension, bestehend aus Lösungsmittel, Öl und Paraffinkristallen, abgekühlt. Als selektive Lösungsmittel kommen häufig Gemische aus zwei Komponenten, wie Aceton/Toluen, Methylethylketon/Toluen oder Methylethylketon/Methylisobutylketon zum Einsatz. Als Kristallisatoren werden meist Schaberkristallisatoren eingesetzt.

Die Kühlung der Suspension erfolgt zunächst durch kaltes Fiitrat der ersten Filtrationsstufe (Fiitrat I) im Gegenstrom und danach die Tiefkühlung durch ein verdampfendes Kältemittel, beispielsweise Ammoniak. Die Verdünnung des Einsatzproduktes wird während der Kühlung an verschiedenen Stellen des Abkühlprozesses vorgenommen. Sie dient hauptsächlich der Absenkung der Viskosität des Paraffin-Öl-Lösungsmittel-Gemisches während des Abkühl- und Kristallisationsprozesses. Üblich sind zwei bis sechs Verdünnungen. Die Paraffinkristalle werden in einer mehrstufigen, meist zwei-bis vierstufigen Filtration abgetrennt. In der ersten Stufe fällt als Fiitrat I das Lösungsmittel-Öl-Gemisch an, das zur Abtrennung des entparaffinierten Schmieröles destillativ aufgearbeitet wird. Der Paraffingatsch der ersten Stufe wird beim zweistufigen Verfahren nochmals mit Lösungsmittel angemaischt und der zweiten Filtrationsstufe zugeführt.

In der zweiten Filtrationsstufe fällt ein Maischfiltrat (Fiitrat II) und ein ölärmerer, lösungsmittelhaltiger Paraffingatsch an, der destillativ aufgearbeitet wird. Dabei entsteht ein Paraffingatsch, der noch Ölmengen von 20 bis 40 Ma.-% enthält. Beim klassischen Verfahren wird das Einsatzprodukt bzw. die Einsatzprodukt-Lösungsmittel-Mischung während der Regenerativkühlung durch das Fiitrat I mit Lösungsmittel und während der Tiefkühlung durch das Kältemittel mit Fiitrat Il verdünnt.

Nach BRASCHNIKOW ist bekannt, das technologische Regime der Entparaffinierung mit einer zweistufigen Filtration derart zu gestalten, daß das Einsatzöl vor der Regenerativkristallisation mit Lösungsmittel und die Paraffin-Öl-Lösungsmittel-Mischung beim Durchströmen der Ammoniak-Kristallisatoren mit Fiitrat Il verdünnt werden.

Es ist nach SEQUElRA u.a. weiterhin bekannt, vor der Regenerativkristallisation mit einer Lösungsmittelmenge, während der Regenerativkristallisation mit zwei Mengenströmen, vor und während der Tiefkühlung in den Ammoniakkristallisatoren mit je einem Mengenstrom, wobei diese Mengenströme aus einem Gemisch aus Lösungsmittel und Fiitrat Il bestehen, sowie nach der Tiefkühlung mit einer Fiitrat Il-Menge zu verdünnen. Das Prinzip dieses Verfahrens ist eine Verdünnung des Einsatzproduktes mit Lösungsmittel-Filtrat Il-Gemischen unterschiedlicher Zusammensetzung und Temperaturen. In DE-OS 2827494 wird beschrieben, zu entparaffinierende Schmierölkomponenten vor und während der Regenerativkristallisation sowie vor der Tiefkühlung jeweils mit Lösungsmittel zu verdünnen und die gekühlte Suspension in einer ersten Filtrationsstufe in Fiitrat I und Paraffingatsch I zu trennen. Der Paraffingatsch I wird mit Lösungsmittel angemaischt und in einer zweiten Filtrationsstufe in Fiitrat Il und lösungsmittelhaltigen Paraffingatsch Il getrennt. Das Fiitrat Il wird vollständig der gekühlten Suspension hinter den Ammoniakkristallisatoren, also vor der ersten Filtrationsstufe zugegeben.

Wie auch andere bekannte Verfahren hat dieses Entparaffinierungsverfahren den Nachteil, daß sowohl für die Verdünnung des Einsatzproduktes während der Regenerativkühlung als auch während der Tiefkühlung viel Lösungsmittel eingesetzt wird, obwohl die Verdünnung der Suspension während der Tiefkühlung keine entscheidende Viskositätsabsenkung mehr bewirkt und den Kristallisationsprozeß nur noch unwesentlich beeinflußt. Die Verdünnung während und nach der Tiefkühlung erhöht aber entscheidend den Lösungsmittelanteil der Suspension und damit die Energiekosten bei der destillativen Abtrennung des Lösungsmittels vom entparaffinierten Öl.