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Verfahren zur Herstellung von Schmierölen durch Lösungsmittelextraktion
Zusammenfassung: Mehrstufiges Lösungsmittelextraktionsverfahren zur Herstellung
von Schmierölprodukten, wobei die Selektivität des Lösungsmittels in wenigstens
einer der Extraktionsstufen aufrechterhalten wird, die zur Gewinnung eines Raffinatschmierölproduktes
geeignet ist, das ein Äquivalent eines leichten neutralen V. I.-Wertes (Viskositätsindex)
von wenigstens etwa 120 V.I. nach Entparaffinierung aufweist und die Extraktion
in einer Verfahrens umgebung ausführt, die im wesentlichen die Lösungsmitteldosierung,
die zur Herstellung eines Ölproduktes mit einem hohen V. I.-Wert
in
Verbindung mit einem Ölprodukt von niedrigerem V.I.-Wert erforderlich ist, verringert
und häufig die Ausbeute an den erwünßchten ölprodukten steigert.
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Die Erfindung bezieht sich auf die Herstellung von Schmierölem durch
Lösungsmittelextraktion.
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Lösungsmittel, die in technischen Arbeitsgängen verwendet wurden,
umfassen Furfurol, Phenol, Kresylsäure, Nitrobenzol, Dichloräthyläther, Schwefeldioxyd
u.a..
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Gewünschtenfalls können diese Lösungsmittel in Gegenwart von Verdünnungsmitteln,
z.B. Benzol, Schwefelkohlenstoff, Xthern und Tetrachlorkohlenstoff, verwendet werden.
Im allgemainen erhöhen die Verdtinnungsmittel die Löslichkeit von sämtlichen der
Kohlenwasserstoffe. Die Anwendung von Verdünnungsmitteln kann Jedoch die Lösungsmittelselektivität
herabsetzen, wobei letztere als die Fähigkeit definiert ist, zwischen aromatischen
Verbindungen mit einem hohen Verhältnis von Kohlenstoff zu Wasserstoff und paraffinischen
Materialien mit einem niedrigen Verhältnis von Kohlenstoff zu Wasserstoff zu unterscheiden.
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Furfurol ist ein typisches Beispiel eines geeigneten Lösungsmittelextraktionsm@tels.
Seine Mischbarkeitseigenscharten und physikalischen Eigenschaften erlauben dessen
Verwendung sowohl mit hoch aromatischen als auch mit hoch paraffinischen Ölen von
breitem Siedebereich. Dieseltreibstoffe
und leichte und sohwere
Schmierölmassen werden mit Furfurol raffiniert. Für Schmieröle wurde es bei der
bisherigen Technik bei erhöhten Temperaturen im Bereich von etwa 48,9 bis 1430C
(120 bis 2900F) und in Mengen von 1 bis 4 Volumina Furfurol auf 1 Volumen Öl verwendet.
Furfurol weist eine gute Selektivität bei erhöhten Temperaturen auf (etwa 79 bis
1210C - 175 bis 2500F); dieses Verhalten führt zu den Vorteilen einer verringerten
Viskosität und eines hohen Temperaturgrädienten und ermöglicht eineWirkung auf wachsartige
Massen. Bei einer typischen Furfurollösungsmittelextraktionsanlage für Schmieröle
wird die rohe Beschickung oder Destillatfraktion bei einer Temperatur von etwa 43
bis 1210C (110 bis 2500F) und in Abhängigkeit von der Natur des Öles unterhalb oder
etwa in der Mitte des Extraktionsturmes eingeführt. Furfurol wird in das obere Ende
oder in den oberen Teil des Turms bei einer Temperatur eingeführt, de innerhalb
des Bereichs von etwa 65 bis 143°C (150 bis 2900F) gewählt ist. Der im Kreislauf
geführte Extrakt kann in den unteren Abschnitt des Turmes als Rückfluß eingeführt
werden. In ähnlicher Weise wird ein innerer Rückfluß in dem Turm durch den Temperaturgradienten
bewirkt, der durch die Einführung des Ldaungsmittels bei einer erhöhten Temperatur
und durch dazwischenliegende Kühlsysteme hervorgerufen wird. Das Furfurollösungsmittel
wird aus den Raffinat und Extraktphasenströmen oder -schichten in geeigneter Destillations-und
Abstreif- oder Entfernungsanlage gewonnen. Das entfernte und gewonnene Lösungsmittel
wird dann ftir die Verwendung bei dem vorstehend beaohriebenen Verfahren im Kreislauf
zurückgeführt.
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Die fertigen Sohmiergrundöle werden im allgemeinen in die folgenden
drei breiten Qualitätsklassifizierungen eingeteilt: Viskositätsbereich Siedebereich
Saybolt-Sekunden Universal °C (°F) Leichtneutral- 100-250 bei 37,80C (1000F) 343-
(650-produkte 482 900) Schwerneutral- 350-700 bei 37,8°C (100°F) 454- (850-produkte
538 1000)# Bright Stocks 110-200 bei 98,9°C (210°F)>510 (>950) (hochviskoses
Schmieröl) Die leichten und schweren Neutralprodikte werden normalerweise aus Vakuumtumdestillaten
mit benachbarten Siedebereichen hergestellt, die mit Lösungsmittel extrahiert und
entparaffiniert werden. Das Bright Stock - Material wird aus dem Vakuumturmrückstand
gewonnen, der nach dem Abdampfen der leichten und schweren Neutraldestillate zurückbleibt.
Der Rückstand wird zunächst von Asphalt befreit und das von Asphalt befreite Öl
wird dann einer Lösungsmittelextraktion unterworfen und entparaffiniert.
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Es wurde gefunden, daß diese drei Qualitäten von unraffinierten Augangsmassen
aus irgendeinem gegebenen Schmieröl rohprodukt beachtlich unterschiedliche Raffiniererfordernisse
aufweisen, um normale Qualitätswerte , gemessen durch den Viskositätsindex, zu erreichen.
Die schwereren höher siedenden Massen aus einem Rohmatsrial sind schwiehier auf
einen gegebenen Viskositätsindexwert zu raffinieren als eine benachbarte niedriger
siedende Fraktion.
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Unter den hier beschriebenen Bedingungen variieren daher Produkte
mit einem "hohen" Viskositätsindex aus einem gegebenen Rohprodukt mit Bezug auf
den Viskositätsgrad wie folgt Produkt mit einem hohen Viskositätaindex Leichtneutralprodukt
120+ Sohwerneutralprodukt 115+ Bright Stock 110+ (hochviskoses Schmieröl) Diese
numerischen V.I.-Werte stellen somit äquivalente Extraktionsbedingungen für die
verschiedenen Viskositätsgrade der Produkte dar. Die V.I.-Bewertung von Schmierölprodukten
kann dann allgemein in Ausdrücken von irgendeinem dieser Viskositätsgrade entsprechend
dieser Beziehung beschrieben werden.
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Rohe Schmieröle werden von dem Bureau of Mines in drei Klassen entsprechend
der vorherrschenden Zusammensetzung ihrer 385,6 bis 420°C (736 bis 7880F) - Fraktion
als paraffinische intermediäre oder mittlere und naphthenische Produkt klassifiziert.
Paraffinische Rohprodukte, z.B. Pennsylvania- oder High Pour Libyan-Rohrprodukte,
enthalten beträchtliche Mengen an Wachs, während einige naphthenische Rohprodukte,
z.B. Küstenrohprodukte (coastal crudes) kein Wachs enthalten. Mittlere oderntermediäre;
Rohprodukte, z.B. Mid-Continent, Kuwait oder East Texas, enthalten variierende Mengen
an Wachs. Es ist somit erersichtlich, daß die Quelle fUr das Rohmaterial bei der
Herstellung
von Schmiermitteln von Spitzenqualität besonders wichtig
ist, da verschiedene Schmierwirkleisungen Öle von verschiedener chemischer Zusammensetzung
und verschiedenen Eigenschaften erfordern.
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Die Ergebnisse eines verhältnismäßig breiten Literaturstudiums zeigen,
daß in vielen rohen Schmierölfraktionen Schmierölkomponenten mit verhältnismäßig
hohen V.I.-Werten und solche mit oberhalb etwa 120 V.I. vorhanden sind. Die Gewinnung
dieser Komponenten mit hohen V.I.-Werten in einer stabilen Ölfraktion war Gegenstand
von umfangreichen Untersuchungen. Bei Überprüfung der bisherigen Technik und von
Literaturverfahren zur uewlnnung von Schmierölbestandteilen mit hohen V.I.-Werten
wurde festgestellt, daß die verwendeten Arbeitsweisen allgemein als fremd anmutende
Extraktions- und Destillationsschemen angesehen werden, die von geringem oder keinem
technischen Interesse insbesondere aufgrund der damit verbundenen Kosten sind.
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Es wurde gezeigt, daß ein 125 V.I.-Öl aus einem entparaffinierten
Pennsylvania-Leichtneutralmaterial durch erschöpfendes Auslaugen mit Aceton erhalten
werden kann. Diese Arbeitsweise und das verwendete Lösungsmittel werden für eine
technische Anwendung als nicht annehmbar angesehen. Es wurde auch gefunden, daß
verhältnismäßig hohe Ausbeuten an nicht aromatischen Ölen, die das Äquivalent ohne
Leichtneutralproduktes mit einem V,I.-Wert von 109 bis 121 aufweisen, aus paraffinischen
Fertigschmierölen
mittels Kieselsäuregeladsorption abgetrennt werden
können. Bei dem dabei angewendeten Trennschema werden außerordentlich hohe Verhältnisse
von Kieselsäure zu Öl angewendet, und dieses Trennschema zeigte eine geringe technische
Leistungsfähigkeit.
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Grundsätzlich sind sämtliche Extraktionsverfahren ähnlich. Jedes
umfaßt Anlagen für die Berührung des Öls mit einem selektiven Lösungsmittel, das
durch Extraktion eine oder mehrere Arten der Ölbestandteile von anderen Arten der
Ölbestandteile abtrennt, und Anlagen zur Abtrennung des Lösungsmittels aus den Extrakt-
und Raffinat strömen, de so erhalten wurden. Das Lösungsmittel muß im wesentlichen
in Jedem Kreislauf des Systems gewonnen werden. Da große Mengen Lösungsmittel im
Kreislauf geführt werden, sind die Anforderungen bezüglich Wärmeenergie hoch und
wenn nicht in außerordentlich wirksamer Weise angewendet, stellen diese eine der
Hauptbetriebsunkosten dar. Die geeignete Extraktionsanlage ist verhältsnismäßig
einfach; Jedoch sind die LösungsmittelrUckgewinnungsanlagen notwendigerweise komplex
und daher teuer und demgemäß trägt Jegliches Mittel, durch welches diese Kosten
verringert oder die Anlagen vereinfacht werden können, weitgehend zu einer Steigerung
des technischen Interesses für dieses Verfahren bei.
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Im allgemeinen betrifft die Erfindung ein Verfahren zur Gewinnung
eines Schmierölproduktes mit hohem V..-Wert aus rinrm Rohschmieröl unter Ausschluß
von unerwünschten
Bestandteilen nach einem LUsungsmittelextraktonsverfahren
in einer Umgebung, wobei die Lösungsmittelselekti vitt betont und die Ausbeuten
an gleichzeitig damit gewonnenem Schmierölprodukt von geringerem V.I.-Wert erhöht
und verbessert werden. Die Erfindung betrifft somit insbesondere ein Verfahren und
eine Kombination von Verfahrensstufen für die Herstellung von Schmierölprodukten
mit wenigstens zwei verschiedenen V.I.-Niveaus, wovon das eine das Äquivalent eines
V.I.-Niveaus eines leichtneutralmaterials nach Entparaffinierung von wenigstens
etwa 120 V.I. oder das Äquivalent eines Schwerneutralmaterial-V.I.-Niveaus nach
Entparaffinierung von wenigstens 115 aufweist und das andere ein niedrigeres V.I.-Niveau,
Jedoch oberhalb 90 V.I.,nach Entparaffinierung besitzt. (Natürlich ist der V.I.-Wert
oder das V.I.-Niveau umso niedriger, Je höher die Viskosität ist.) Bei einer Ausführungsform
gemäß der Erfindung wird eine Rohschmierölfraktion einer oberhalb etwa 288°C (5500F)
siedenden Kohlenwasserstoffbeschiekungsmasse im Gegenstrom mit einem Lösungsmittel,
beispielsweise Furfurol, in einer ersten Extraktionskolonne, die eine Mehrzahl von
getrennten und aufeinanderfolgend angeordneten Extraktionsstufen aufweist, unter
Bedingungen von Temperatur und Lösungsmittelkonzentration, um die Lösungsmittelselektivität
zu verbessern tind die Gewinnung hieraus einer primären Schmierölraffinatfraktion
zu erlauben, die nach Entparaffinierung ein Schmierölprodukt von wenigatens 90 V.I.
und vorzugsweise wenigstens etwa 95 V.10 ergibt, in Berührung gebracht. Die so aus
dem ersten
Extraktor abgetrennte primäre Raffinatfraktion wird
vor der Entparaffinierung teilweise oder insgesamt einem zweiten Extraktor zugeleitet,
der eine Mehrzahl von aufeinanderfolgend angeordneten getrennten Extraktonsstufen
umfaßt. In dem zweiten Extraktor werden die Selektivitätsbedingungen des Furfurollösungsmittels
über dasJenige Ausmaß hinaus, das zuvor als wirtschaftlich angesehen wurde, aufrechterhalten,
indem man Lösungsmittel : Öl - Verhältnisse von wenigstens 7 s 1 und vorzugsweise
so hoch wie möglich und in der Größenordnung von etwa 10 s 1 anwendet, und somit
aus der primären Raffinatphase eine sekundäre Raffinatschmierölproduktphase gewinnt,
die gegenüber Oxydation und Licht stabil ist, wobei nach Entparaffinierung ein Schmierölprodukt
mit dem Äquivalent eines V.I.-Niveaus eines Leichtneutralmaterials vor wenigstens
115 und vorzugsweise einer Höhe von etwa 125 V.I. erhalten wird. Bei der vorstehend
beschriebenen Kombination, bei welcher ein prljiäres Raffinat mit einem verhältnismäßig
hohen V.I.-Wert von wenigstens 90 V.I. weiterhin einer sehr selektiven Lösungsmittelextraktionsbehandlung
unter solchen Bedingungen eines hohen Lösungsmittel t Öl - Verhältnisses unterworfen
wird, wurde gefunden, daß die Gesamtlösungsmitteldosierungserfordernisse des Verfahrens
auf einem gewünschten Minimum gehalten werden können und auf Volumenbasis wesentlich
herabgesetzt werden können gegenüber denJenigen, die für die Erzeugung eines gewünschen
Öls von höchstem V.I.-Wert, beispielsweise in einer einzigen Extraktorkolonne, erforderlich
sind. Es ist somit ersichtlich, daß die vorstehend beschriebene Extraktionsreihenfolge
gemäß der Erfindung signifikant
von der bekanten bisherigen Technik
weicht, indem Löaungsmitteldosierungen wenigstens in einer Stufe angewendet werden,
die weit über der bisher angewendeten liegen und im allgemeinen oberhalb etwa 8
t 1 mit Bezug auf die zu behandelnde Ölphase liegen, um dadurch die Selektivität
des Furfurollösungsmittels auf ein Maximum zu bringen. Eine zweite Phase gemäß der
Erfindung betrifft die in der zweiten Extraktphase des Verfahrens erteilte Behandlung,
so daß das Verfahren in einer wirtschaftlich attraktiven Weise für die technische
Anwendung vervollkommnet wird. In dieter Hinsicht wird die sekundäre Extraktionsfraktion
(wobei ein Antilösungsmittel, beispielsweise Wasser, zugegeben werden kann), auf
eine Temperatur gekühlt, d4 @@@ die Freigabe einer ölreichen Phase mit gewünschtem
V.I.-Wert nach Entparaffinierung aus dem Lösungsmittel geeignet ist. Die Ölphase
kann durch Dekantieren so abgetrennt werden, um aus diesem zweiten Extrakt die gewünschte
erste bleiche Phase oder Fraktion zu gewinnen, die zum Gebrauch oder Mischen mit
wenigstens einem Teil der ersten Raffinatphase aus einer konzentrierten Lösungsmittelfraktion
oder Lösungsmittel-reichen Phase geeignet ist. Es wurde gefunden, daß diese Dekantierte
erste ölreiche Phase eine Zusammeneetzung aufweist, die zur Verwendung als solche
geeignetist oder zum Mischen mit dem ersten Rarfinatproaukt verwendet werden kann,
das aus dem ersten Extraktor erhalten und zur Gewinnung des Schmieröls von niederem
V.I. oberhalb etwa 90 verwendet wird, wobei auf diese Weise zu einer Verbesserung
der Gesamtausbeute der aus der Kohlenwasserstoffbeschickung
erhaltenen
produkte beigetragen wird. Die aus dem zweiten Extrakt erhaltene ßekantierte lösungsmittelreiche
Phase wird zurückgewomlen und die Gesamtmenge oder ein Teil davon wird unmittelbar
nach Einstellen von deren Temperatur zur Verwendung in dem ersten Extraktor des
Verfahrens entweder allein oder in Verbindung mit einer bestimmten Menge an frischem
Ergänzungsfurfurol geleitet. Es wird Jedoch in Betracht gezogen, einen Teil dieser
dekantierten lösungsmittelreichen Phase abzunehmen und zu reinigen, indem man sie
zu einem Lösungsmittelgewinnungssystem leitet, worin eine an aromatischen Verbindungen
reiche Ölphase aus der Lösungsmittelphase und ein gereinigtes Lösungmittel gewonnen
werden, wobei letzteres vollstaddig oder teilweise dem ersten oder zweiten Extraktor
wunschgemäß im Kreislauf zurückgetUlirt werden kann. Wenn andererstits die Gesamtmenge
der dekantierten lösungsmittelreichen Phase dem ersten Extraktor zugeleitet wird,
wird dann die erste Extraktphase in einem geeigneten Läsungsmittelgewinnungssystem
zur Gewinnung--einer gereinigten Lösungsmittelreichen Phase aus einer an aromatischen
Verbindungan reichen Ölphase behandelt. Bei der vorstehend beschriebenen Anordnung
des Verfahrens gemaß der Erfindung ist insbesondere zu beachten, daß ein signifikanter
Teil des vorstehend beschriebenen Verfahrens insbesondere auf die Verbesserung der
Gesamtwirtschaftlichkeit des Verfahrens durch Verminderung des erforderlichen Idaungsmittelvolumens
und der erforderlichen Lösungsmittelrückgewinnungs-Stufen auf ein Minimum sowie
durch Ausnutzung der verbesserten
Selektivität der lösungsmittelreichen
zweiten Extraktphase in vorteilhafter Weise fürdie Gewinnung von nicht nur der von
dem ersten Extraktor verlangten Lösungsmittelmenge sondern auch für die Gewinnung
von solchen Ölbestandteilen aus dem zweiten Extrakt, die zu.' Mischen mit einem
Ölprodukt, das aus der ersten Raffinatphase erhalten wurde, geeignet ist, gerichtet
ist.
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Es ist somtt ersichtlich, daß durch das Verfahren und die Kombination
von Verfahrensstufen gemäß der Erfindung signifikante wirtschaftliche Vorteile und
ete signifikante Lösungsmittelselektivität verwirklicht werden. In Verbindung mit
der Steigerung der Selektivität des Furfurollösungsmittels auf ein Maximum ermöglicht
die Erfindung die Gewinnung von Bestandteilen aus den Rohölquellen, die zu ungewöhnlich
hohen V.I.-Warten beitragen, in einer Weise, die bisher nicht als wirtschaftlich
attraktiv verwirklicht werden konnte.
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Somit ist das besondere Verfahren zur Ausführung und die Kombination
von Behandlungsstufen so gewählt, um eine Lösungsmittelselektivität und wirtschaftliche
Vorteile zu verwirklichen, die lediglich durch die hier beschriebene besondere Verfahrenskombination
ermöglicht werden, uidfür die technische Anwendung sehr geeignet sind.
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In der Zeichnung ist in schematischer Darstellung eine Anordnung
der Verfahrensatufen für die-praktische Ausführung des Verfahrens gemäß der Erfindung
zur Herstellung eines Schmierölproduktes von hohem V.I.-Wert, eines Schmierölproduktes
mit mittlerem V.I.-Wert und eines an aromatischen Verbindungen reichen Ölproduktes,
wie hier beschrieben, dargestellt.
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Mit Bezug auf die Zeichnung ist beispielsweise eine Anordnung von
Verfahrensstufen für die Herstellung von Schmierölfraktionen aus einem Kohlenwasserstoffbeschickungsmaterial,
beispielsweise eines Schmieröls, das eine aus einem Kuwait-Beschickungsöl erhaltene
Destillatfraktion enthäftvorgesehen, Bei der in der Zeichnung dargestellten Anordnung
wird eine Destillatfraktion von 120 SSU bei etwa 54,40c (1300F) eines Kuwait-Rohmaterials
durch eine Leitung 2 in einen ersten Extraktor 4 eingebracht. Der Extraktor 4 ist
mit wenigstens fünf Berührungsstufen für die Berührung mit Furfurol ausgestattet,
das an einem oberen Teil des Extraktors 4 durch eine Leitung 6 eingeführt wird.
Bei Betrieb des Extraktors 4 wird Furfurol in den oberen Teil des Extraktors für
einen Gegenstrom darin mit der in den unteren Teil des Extraktors eingeführten Destillatbeschickung
unter solchen Bedingungen eingeführt, um darin eine Temperatur innerhalb des Bereichs
von etwa 51,7 bis etwa 98,9°C (125 bis 2100F) und vorzugsweise in der Größenordnung
von etwa 87»% (1900F) aufrechtzuerhalten. Aus dem Bodenteil des Extraktors 4 wird
durch eine Leitung 8 eine Extraktphase abgezogen.Eine Raffinatphase, die ein piaffinreiches
Schmierölprodukt von gewünschtem mittlerem V.I.-Wert nach Entparaffinieren umfaßt,
wird aus dem oberen Endteil des Extraktors 4 durch eine Leitung 10 abgezogen. Ein
Teil der ersten oder primären
Raffinatphase in Leitung 10 wird
durch eine Leitung 12 zu einem Entparaffinierungsabschnitt 14 geführt. Der verbleibende
Teil des primären Raffinats in Leitung 10 wird einem zweiten Extraktor 16 zugeleltet,
der 7 Extraktionsstufen umfaßt. Im Extraktor 16 werden die Lösungsmittelextraktionsbedingungen
ausreichend intensiv oder streng durch Anwendung eines großen Überschusses von Furfurol
aufrechterhalten, um aus dem primären Raffinatprodukt eine ausreichende Menge der
einen niederen V.I.-Wert erzeugenden Bestandteile des primären Raffinats, das Paraffine
in Verbindung mit hochsiedenden polycyclischen aromatischen Verbindungen enthält,
die in dem herzustellenden Schmierölprodukt von hohem V.I.-Wert nicht erwünscht
sind, zu entfernen.
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Es wird in Betracht gezogen, im Extraktor 16 einen großen Überschuß
von etwa 800 bis 1500 ffi Furfurol anzuwenden, um die gewünschte Extraktionsintensität
bei einer möglichst niedrig gehaltenen Temperatur innerhalb des Bereichs von 79,2
bis etwa 121,10C (175 bis etwa 2500F) zu bewirken.
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Eine Temperatur oberhalb etwa 107,2°C (2250F) wird als übermäßig hohe
Temperatur füvbiie Behandlung von leichten Neutralprodukten angesehen. Bei der besonderen
Anordnung gemäß der Zeichnung wird eine ausreichende Menge an Furfurollösungsmittel
in den oberen Teil des Extraktors 16 durch eine Leitung 18 für einen Gegenstrom
darin mit dem durch die Leitung 10 in den Extraktor eingeführten primären Raffinat
eingebracht. Die Raffinatphase des Extraktors 16, die das sekundäre Raffinat umfaßt,
wird aus dem oberen Teil des Extraktors 16 durch eine Leitung 20 entfernt. Dieses
sekundäre Raffinat wird nach Abstreifen oder Entfernen von Lösungsmittel hiervon
einer Entparaffinierungszohe 22 zugeführt,
die bei einer ausreichend
niedrigen Entparaffinierungstemperatur, beispielsweise vonXetwa -28,9°C (-200F),
bei einer spezifischen Ausführungsform gehalten ist. Wachs oder Paraffin wird aus
derEntparafftiierungszone 22 durch eine Leitung 24 erhalten und ein entparaffiniertes
Öl mit einem V.I.-Wert von etwa 123 wird durch eine Leitung 26 erhalten. Die aus
dem Extraktor 16 erhaltene sekundäre Extraktphase wird aus dessen Bodenteil durch
eine Leitung 28 entfernt und einer Kühlzone 30 und durch eine Leitung 32 einer Trennzone
34 zugeführt. Die Trennzone 34 ist bei einer Temperatur von etwa 37,80C (100°F)
gehalten, um somit eine paraffinreiche Ölphase, die von einr an aromatischen Verbindungen
reichen Extraktphase abgetrennt ist, zu gewinnen. Die paraffinreiche Ölphase oder
Raffinatphase, die so abgetrennt wurde, wird aus der Trenneinrichtung 34 durch eine
Leitung 36 entfernt und einer Entparaffinierungszone 14 entweder allein oder in
Verbindung mit dem Anteil des primären Raffinats in Leitung 12, der der Entparaffinierungszone
zugeführt wird, zugeleitet. Bei einer spezifischen Ausführungsform wird die Entparaffinierungszone
14 bei etwa - 17,8°C (0°F) gehalten, um das Wachs aus dem Ölprodukt zu gewinnen.
Bei dieser besonderen Ausführungsform wird ein Ölprodukt mit einem V.I.-Wert von
etwa 95 aus der Entparaffinierungszone 14 durch eine Leitung 38 erhalten, und das
Wachsprodukt wird hieraus durch eine Leitung 40 entfernt. Die an aromatischen Verbindungen
reiche Extraktphase, die in der Trennzone 34 gebildet wurde, wird aus d¢eaGnterem
Teil durch eine Leitung 42 entfernt. Der an aromatischen Verbindungen reiche Extrakt
in der Leitung 42 kann mit der Extraktphase in Leitung 8 vereinigt werden
oder
er kann getrennt behandelt werden, um Lösungsmittel aus dem aromatischen Produktzu
gewinnen. Bei der dargestellten besonderen Anordnung wird die gemischte Extraktphase
durch eine Leitung 44 einem Furfurol oder Lösungsmittelabstreifer 46 zugeleitet.
Das Lösungsmittel wird aus dem oberen Teil des Abstreifers 46 durch eine Leitung
48 gewonnen und eine an aromatischen Verbindungen reiche Ölphase wird aus dem unteren
Teil des Abstreifers 46 durch eine Leitung 50 gewonnen. Bei der in der Zeichnung
targestellten und vorstehend beschriebenen Anordnung ist es ersichtlich, daß die
Gesamtmenge oder ein Teil der primären Raffinatphase in Leitung 10 dem zweiten Extraktor
16 zugeführt werden kann und die hier zugeführte Menge kann wenigstens teilweise
von den Volumina der erwünschten hohen und mittleren Schmierölprodukte von dem einzelnen
Raffinierer abhängen. Es ist auch erslchtllch, daß ein Fufurolabstrelfer in den
Leitungen 20 und 12 vor dem Zufuhren des Ölprodukts zu der Entparaffinierungsstufe
notwendig ist und derartige Furfurolabstreifer, die in der Technik bekannt sind,
werden gemäß der Erfindung zur Rückgewinnung von Lösungsmittel aus dem gewünschten
Ölr produkt verwendet. Das vorstehend beschriebene besondere Behandlungsschema weicht
von der bisher bekannten Technik insbesondere im Hinblick auf den Vorschlag ab,
den zweiten (sekundären) Extraktor unter derartig intensiven Bedingungen einer Extraktionsschärfe
in Betrieb zu halten, um eine Gewinnung einer sekundären Raffinatphase zu ermöglichen,
die nach Entparaffinierungiein Schmierölprodukt en ergibt, das ein/gewUnschten Fließpunkt
bei etwa -17,8°C (0°F) und einen hhhen V.I.-Wert vnn wenigstens 120 V.I. aufweist.
Diese
Arbeitsweise zur Betriebnahme des zweiten Extraktors unter derartig intensiven Bedingungen
bezUglich Strenge und hohen Konzentrationen von Furfurol in Kombination mit der
Gewinnung eines Ölprodukts aus dem Sekundärextrakt von einer Zusammensetzung, die
für die Vereinigung mit dem Öl in dem primären Raffinatanteil geeignet ist, und
zur Herstellung eines mittleren Schmieröls von etwa 95 V.I. und mit einem Fließpunkt
von -6,670C (200F) stellt eine signifikante Abweichung von der bisherigen Technik
dar.
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Die Erfindung wird nachstehend anhand von Beispielen näher erläutert.
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Beispiel 1 Destillate von einem rohen und entparaffinierten Libyan
- Material (HPL) mit einem hohen Fließpunkt, 114 SSU bei etwa 54,4°C (1300F) (High
Pour Libyan (HPL) 114 SSU bei 1300F) wurden bei hohen Furfuroldosierungen und Extraktbnswirksamkeiten
mit Furfurol extrahiert, um das Produktionsausmaß für Öle von hohem Viskositätsindex
durch Auswahl des Rohöls unter Anwendung einer gebräuchlichen LUsungsmittelextraktionsanlage
zu bestimmen. Bei diesem Beispiel wurden 7 Stufen der Extraktion bei 93,30C (2000F)
und bei einer Furfuroldosierung von 1000 % ausgeführt. Die Extraktion unter diesen
Bedingungen ergab ein Öl nach Entparaff:inierung von 125 V.I.. Bei Ausführung einer
ähnlichen Lösungsmittelbehandlung unter Anwendung einer Dosierung von
500
% wurde ein Ölprodukt von 113 V.I. erhalten. Die erhaltene Ausbeute variierte von
2,6 bis 2,9 Vol.-%, bezogen auf das Rohöl, bei dem 125 V.I.-Öl und von 4,1 bis 4,6
Vol.-% bei dem 113 V.I.-Öl.
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Beispiel 2 In der nachstehenden Tabelle I sind die Ergebnisse der
Lösungsmittelextraktion mit Furfurol bei hohen Furfuroldosierungen von wenigstens
10 : 1 unter Anwendung der in Beispiel 1 beschriebenen Arbeitsweise für andere Beschickungsmassen,
wie in der Tabelle angegeben, aufgeführt. Es ist zu beachten, daß die hohen Lösungsmitteldosierungen
V.I.-Öle von wenigstens 120 ohne Rücksicht auf uas verwendete Rohöl ergeben.
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Tabelle I "125 V.I.?? Leichtneutralschmieröle aus verschiedenen Rohölen
durch intensive Furfurolextraktion Ausgangsrohmaterial libyan mit Beaumont hohem
Fließ- Kuwait MCS punkt Behandlungsbedingungen Furfuroldosierung, Vol.-% 1000 1000
1000 Temperatur,°C (°F) 93,3 (200) 79,5 (175) 104,4(220) Extraktionsstufen 7 5 5
Beschickungsviskosität SUS/ 92,6 114 115 54,4°C (130°F) Ausbeuten, Vol.-% Bei Furfurolextraktion
49 31 30 Bei Entparaffinierung 60 76 76 Fertigöl, bezogen auf Rohöl 2,9 2,1 1,6
Fortsetzung
von Tabelle I Ausgangsrohmaterial Libyan mit Beaumont hohem Fließ- Kuwait MCS punkt
Eigenschaften. Fertigöl Dichte, API-Grade 35,0 36,0 35,1 Fließpunkt, °C (°F) -6,67
(20) -3,89 (25) -6,67(20) Viskosität, SUS/37,8°C(100°F) 156 139 199 SUS/98,9°C(210°F)
45,0 43,7 48,2 Viskositätsindex 125 126 122 Flammpunkt, °C (°F) 240,5(465) 238(460)
24)(470) Lichtstabilität+ gut gut gut Probe in klarer 118 cm) (4 oz.) Flasche am
Fensterbrett während 3 Monaten.
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Beispiel 3 In der nachstehenden Tabelle II sind die Ergebnisse aufgeführt,
zur bei Herstellung eines 123 V.I.-Leichtneutralprodukts durch intensive Lösungsmittelextraktion
eines 114 SSU bei 54,4°C (130°F) - Kuwait-Destillats bei dem vorstehend beschriebenen
Zwei-Extraktorverfahren erhalten wurden. Aus der nachstehenden Tabelle II fst ersichtlich,
daß das Raffinat aus dem Extraktor Nr. 1 als Beschickung für den Extraktor Nr. 2
verwendet wurde. Es ist ferner ersichtlich, daß durch das Ausführen der Lösungsmittelextraktion
in dem System mit zwei Extraktoren, wie vorstehend beschrieben, beachtliche wirtschaftliche
Vorteile bezüglich der Menge an erforderlichem Lösungsmittel verwirklicht werden
können, da die Volumenmenge Raffinat, die dem zweiten Extraktor zugeführt wird,
in welchem die hohe Lösungsmitteldosierung zur-Anwendung gelangt, weseentlich geringer
ist als wenn die gleiche Lösungsmitteldosierung in einem System mit nur einem einzigen
Extraktor,beispielsweise wie in Tabelle I, ausgeführt wird.
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Tabelle II 123 V.I. leichtes Neutralprodukt aus einem 114 SSU bei
54,4°C (130°F) Kuwait Destillat durch intensive Furf#rolextraktion Extraktor Nr.
1 Extraktor Nr. 2 Extrakt Nr. 2 Trennung Roheschickung destil- (A) Extrakt Entpa-
(A) (B) Ent- (B) Entlat paraffin- raffi- paraffin- Extrakt paraffi paraffin- Extrakt
paraffihaltiges niertes haltiges nier- haltiges nier-Raffinat Öl Raffinat tes Öl
Raffinat tes Öl ehandlungsbedingungen Furfurol, Vol.-% - 140 - 1000 - - -Temperatur,°C
(°F) - 87,8(190) - 93,3(200) - 37,8(100) -Extraktionsstufen - 5 - 7 - 1 -Entparaffinierungstemperatur,°C
(oF) - - -17,8(0) - -28,9(-20) - -17,8(0) nsbeuten, Vol.-% Bei Furfurolextraktion
- 61,0 39,0 - 49,0 51,0 - 64,4 35,6 -Bei Entparaffinierung - - - 85,6 - - 68,0 -
- 86,8 Fertigöl bei Destilla- 100 - - 52,2 - - 20,3 - - 17,4 tion genschaften Dichte,
API-Grade 23,0 30,8 12,2 29,1 36,6 25,6 34,9 30,2 17,9 28,8 Fließpunkt,°C(°F) 32,2(90)
- - -3,89(25) - - -15,0(+5) - - -6,67(20) Viskosität,SSU/37,8°C - - 763 199 - 198
148 - - 198 (100°F) SSU/54,4°C 114 89,8 - - 73,3 - - 88,7 - -(130°F) SSU/98,9°C
- - 59,1 46,3 - 45,4 44,4 - - 46,0 (210°F) Viskositätsindex - - - 98 - 83 123 -
- 94 Flammpunkt, °C(°F) 238(460) - - 229,5(445) - - 238(460) - - 224(435)
Beispiel
4 In der nachstehenden Tabelle III sind die Ergebnisse aufgeführt, die bei Herstellung
eines 118 V.I.-Schwerneutralprodukts aus einem Kuwait-Destillat mit 453 SSU bei
54,4°C (130°F) durch intensive Lösungsmittelextraktion mit Furfurol erhalten wurden.
Die Werte in der nachstehenden Tabelle sind in ähnlicher Weise wie diejenigen in
Tabelle II für Vergleichszwecke angeordnet. So wird in diesem Beispiel gezeigt,
daß das System mit zwei Extraktoren zur Herstellung von zwei verschiedenen V.I.-Schmierölprodukten
von 94 und 118 V.I. fähig ist, und daß das aus dem zweiten Extrakt abgetrennte entparaffinierte
Öl einen V.I.-Wert von 93 aufweist, wobei dieses Öl zum Mischen mit dem aus dem
ersten Extraktor erhaltenen + V.I.-ProduRt geeignet ist, und anstelle desselben
verwendet werden kann. Das Verfahren und die Kombination von Verfahrenssturen gemäß
der Erfindung ermöglichen somit die Herstellung mn zwei verschiedenen V.I.-Schmierölprodukten,
indem die Gesamtmenge oder ein Anteil des ersten Raffinats dem zweiten Extraktor
so zugeführt wird, daß ein Schmierölprodukt von hohem V.I.-Wert aus dem zweiten
Raffinat gewonnen werden kann und ein Schmierölprodukt von niedrigerem V.I.-Wert
aus dem ersten Raffinat oder dem zweiten Extrakt oder aus beidem abgetrennt werden
kann.
-
Tabelle III 118 V.I. schweres Neutralprodukt aus einem 435 SSU bei
54,4°C (130°F) Kuwait Destillat durch intensive Furfurolextraktion Extraktor Nr.
1 Extraktor Nr. 2 Extrakt Nr. 2 Trennung Roh-Beschickung destil- (A) Extrakt Entpa-
(A) (B) Ent- (B) Entlat paraffin- raffi- paraffin- Extrakt paraffi-paraffin- Extrakt
paraffihaltiges niertes haltiges niertes haltiges niertes Raffinat Öl Raffinat Öl
Raffinat Öl Behandlungsbedingungen Furfurol, Vol.-% - 250 - 1000 - - -Temperatur,°C
(°F) - 98,9(210) - 121,1(250) - 65,6(150) -Extraktionsstufen - 5 - 5 - 1 -Entparaffinierungstemperatur,°C
(°F) - - -17,8(0) - -28,9(-20) - 0 Ausbeuten, Vol.-% Bei Furfurolextraktion 100
52,0 48,0 - 30,8 69,2 - 65,6 34,4 -Bei Entparaffinierung - - - 82,1 - - 65,4 - -
84,0 Fertigö# bei Destilla- 100 - - 42,7 - - 10,5 - - 19,8 tion Eigenschaften Dichte,
API-Grade 19,5 28,4 10,9 26,5 34,6 25,8 32,4 28,9 20,2 27,2 Fließpunkt,°C(°F) >46,1(>115)
- - -9,44(15) - - -17,8(0) - - -6,67(20) Viskosität,#SU/37,8°C (100°F) - - - 606
- - 415 - - 596 SSU/54,4°C (130°F) 453 - 1500 - - 229 - - - -SSU/98,9°C (210°F)
84,6 62,0 144 68,1 57,7 64,0 62,9 62,6 - 67,7 Viskositätsindex - - - 94 - - 118
- - 93+ Flammpunkt,°C(°F) 277(530) - - 268,5(515) - - - - - -