DE2235454A1

DE2235454A1 - Extraktionsverfahren

Info

Publication number: DE2235454A1
Application number: DE2235454A
Authority: DE
Inventors: Charles C Hong; John M Macdonald
Original assignee: Exxon Research and Engineering Co
Current assignee: ExxonMobil Technology and Engineering Co
Priority date: 1972-03-15
Filing date: 1972-07-20
Publication date: 1973-09-20
Also published as: DE2235454C2; JPS568079B2; JPS493906A; US3843515A; CA978125A; FR2175722A1; IT963440B; FR2175722B1

Description

Ext r akti onsirer f ahr en

Die Erfindung "betrifft ein verbessertes Verfahren zur Lösungsmittelextraktion einer aromatische Bestandteile enthaltenden Erdölfraktion. Im "besonderen bezieht sich das Verfahren auf die Verwendung eines Lösungsmittels ₉ das !"-Methyl-2-Fyrrolidon und Wasser enthält, um mindestens einen Seil der aromatischen Bestandteile aus einem Schmierölmaterial au·entfernen, im einzeinen handelt es sich bei dem erfindungsgemäßen Verfahren dar/um," das Lösungsmittel mit dem Schmierölmaterial in ein®m gegenläufigen. Extraktionsvorgang in .Berührung zu bringen.

Es ist bereits bekannt, daß man die Lösungsmittelextraktion einsetzen kann, um aromatische Bestandteile aus einem Schulerölma-terial abzutrennen, das aromatische und gesättigt© Kohlenwasserstoffe enthält, um die Oxydäti ons eigenschaften,, die IfaVbe_w#den Viskositätsindex (V.l.) des Öls zu verbessern» Bei einem typischen

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Flüssigkeitsextraktionsverfahren hängt der Grad der Trennung der Aromatenvon dem Beschickungsmaterial neben dem Gharakteristika des Lösungsmittels selbst von verschiedenen Faktoren ab, wie beispielsweise der kritischen Lösungstemperatur der Mischung der Bestandteile und der Anzahl der theoretischen oder wirklichen Böden. Die kritische Lösungstemperatur wird in "Chemical Engineer's Handbook", McGraw-Hill, 4. Ausgabe, Seiten 14 bis 44, 1963, als diejenige Temperatur definiert, oberhalb welcher zwei relativ unmischbare Flüssigkeiten vollständig miteinander mischbar werden. Die Mischbarkeit des Extraktes und der Baffinatphasen steht in direkter Beziehung zur kritischen Lösungstemperatur. Bei den meisten Systemaosteigt die wechselseitige Löslichkeit ζweierpeilweise löslicher Phasen, wenn man sich der kritischen Lösungstemperatur nähert. Oberhalb der kritischen Lösungstemperatur werden die beiden Phasen vollständig miteinander mischbar und eine Trennung ist nicht möglich. Im allgemeinen jedoch, wenn man bei Temperaturen unterhalb der kritischen Lösungstemperatür im Bereich einer teilweisen Mischbarkeit arbeitet, steigt, wenn die Temperatur erhöht wird, der Betrag des in der Extraktphase gelösten Öles und des in der Raffinatphase gelösten Lösungsmittels ebenfalls an. Die Bedeutung der Temperatur wird auch durch die Tatsache deutlich, daß die Kraft des Lösungsmittels sich immer mit einem Ansteigen der Temperatur erhöht, bis eine vollständige Mischbarkeit erreicht ist, während jedoch die Trennschärfe rapide abnimmt, wenn man sich dem Mischbarkeitsbereich nähert. Ss ist bezeichnenderweise festzustellen, daß, wenn man die kritifc Lösungstemperatur eines besonderen Lösungsmittels mit einem Schmieröldestillat durch die Hinzufügung von Wasser anhebt, es

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möglich, wird, die Raffinat ausbeute "bei der vorgegebenen Extraktionstemperatur wegen einer gesteigerten Lösungsmitteltrennschärfe anzuheben und das Absetzen der beiden Phasen bei einer höheren Extrakti ons temperatur wegen der gesteigerten Grenzflächenspannung zu verbessern. ' ■

Ein weiterer Faktor,von welchem die (Trennung der aromatischen Bestandteile aus einem Schmierölmaterial abhängt, ist das Behandlungs- oder Lösungsmittel/Ölverhältnis. Die geringste Henge an Lösungsmittel, die für die Extraktion eingesetzt !-/erden kann, hängt von der Löslichkeit des Lösungsmittels im öl ab,, während die maximale Henge von der Löslichkeit des Öles im Lösungsmittel abhängt, da sonst die Trennung in zx^ei Phasen unmöglich sein würde. Dazu ist noch zu bemerken,, daß das Lösungsmittel/Ölverhältnis mit der Extraktionstemperatur in Beziehung steht»

Typische herkömmliche Extraktionsverfahren verwenden Phenol und/ oder Phenol-Wasser-Lösungsmittelsysteme. Bei einem derartigen Verfahren wird das Beschickungsmaterial in eine Extraktionssäule eingebracht, worin das Beschickungsmaterial mit Phenol in Berührung gebracht wird. Das Phenol wird am Kopf der Kolonne eingeführt und darin im Gegenstrom mit dem aufsteigenden Beschickungematerial zusammengebracht. Gleichzeitig wird phenolhaltiges Wasser am fuss·der Säule eingebracht. Der Hauptzweck dieses Verfahrens ist es, den Wirkungsgrad einer Phenol-Wasser-Lösungsmittelextraktion zu verbessern. Dieses wird erreicht, indem man einen, internen Eückstrom in der Hähe des ]fusses der Säule erzeugt und dadurch die Trennungsschärfe des Lösungsmittels an diesem Punkt erhöht.

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Es sind auch andere Lösungsmittel bei bekannten Verfahren eingesetzt worden, einschließlich N-Methyl-2-Pyrrolidon alleine oder in Verbindung mit Wasser. Typisch für die Verfahren, die die letzteren Lösungsmittel verwenden, ist eines, das den Einsatz von gamma-Butyrolactam/Wasser-Lösungsmittelsystemen beschreibt und zwei bevorzugte Ausführungsformen des Verfahrens näher definiert. Die erste Ausführungsform beinhaltet ein Vormischen des Lactam- und Wasserlösungsmittelsystems vor dem in Berührung bringen mit dem Kohlenwasserstoffbeschickungsmaterial, während die zweite Ausführungsform das Hinzufügen von Wasser zu der Lactam-Kohlenwasserstoffmischung beinhaltet.

Die herkömmlichen Verfahren, wie sie oben beschrieben worden sind, leiden im allgemeinen unter verschiedenen wirtschaftlichen Nachteilen, wie beispielsweise der Notwendigkeit starker Lösungamittelbehandlungen und einer niedrigen Gesamtausbeute.

Gemäß der Erfindung wird nun das Kohlenwasserstoffbeschickungsmaterial mit einem Lösungsmittel, das N-Methyl-2-Pyrrolidon (nachfolgend mit NMP !!zeichnet) und Wasser enthält, in einer Extraktionszone in Berührung gebracht. Das Verfahren wird vorzugsweise in einem Gegenstromextraktionsvorgang durchgeführt, wobei das NMP und Wasser getrennt in die Extraktionszone eingeführt werden. Die Zuführungspunkte sind so angeordnet, daß im wesentlichen ein Mischen des Wassers und des NMP miteinander vermieden wird, bevor das NMP das Kohlenwasserstoffbeschickungsmaterial berührt. Nach einer Ausführungsform der Erfindung wird das Vermischen von Wasser und NMP verhindert, indem man das Wasser an einem Punkt in die Extraktionszone einleitet, der

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unter demjenigen des NMP und entweder oberhalb oder unterhalb des Einführungspunktes des Beschickungsmaterials liegt. Es bilden sich das Extrakt und die Raffinatphasen, wobei die Lösungsmittel von dem Extrakt und den Raffinatphasen und ein verbessertes Kohlenwasserstofföl von. der Raffinatphase zurückgewonnen werden. Es wurde herausgefunden, daß, wenn man in dieser Weise arbeitet, erhebliche Verbesserungen des Extraktionswirkungsgrades im Verhältnis zu einem Vormischen des Wassers und des E-Methyl-2-PyrroDidon erreicht werden.

Die Verhinderung einer wesentlichen Vermischung des NMP und Wasser bedeutet·, dafiT weniger als etwa o,5 LV% Wasser (bezogen auf das'G-esamt-NMP, das in die Extraktions ζ one eingeführt wurde), vorzugsweise weniger als etwa o,1 LV%, HpO sich mit dem HMP vermischen, bevor das letztere mit dem Öl in Berührung kommt. Dazu ist noch zu bemerken, daß jedes beliebige herkömmliche trennverfahren eingesetzt werden kann, wie beispielsweise
eine Destillation, um das Lösungsmittel von dem Extrakt und den .Raffinatphasen zurückzugewinnen. Das Lösungsmittel kann durch die Extraktionszone im.Kreislauf geführt werden, wenn dieses wünschenswert erscheint. Das am stärksten bevorzugte Lösungsmittelsystem besteht aus B-Methyl-SPyrrolidon in Verbindung mit etwa o,5 bis etwa Jo Gew.-% Wasser, bezogen auf das gesamte Lösungsmittel.

Das hier beschriebene Verfahren ist bestimmt, die stärker polaren Bestandteile aus einer Beschickung, die aus einer Mischung von Kohlenwasserstoffen besteht,.abzutrennen. Im besonderen sollen

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durch das Verfahren die stärker aromatischen Bestandteile einer Beschickung, die eine Mischung dieser Bestandteile mit nichtaromatischen oder paraffinischen und naphthenischen Kohlenwasserstoffen darstellt, abgetrennt werden. Im einzelnen bestehen solche Beschickungen aus Erdoldestillatfraktionen oder Schmierölrückständen (helles Material). Im allgemeinen haben die Destillatfraktionen einen Siedepunkt in dem breiten Bereich von etwa 2o4°C bis etwa 64-9⁰C Bei den bevorzugten Destillatfraktionen handelt es sich um Schmierölfraktionen, deren Siedepunkt in dem Bereich von 26o°C bis 593°C liegt und die zwischen 5 und ?o% polare, aromatische Bestandteile aufweisen, einschließlich Benzol, Naphthalinen, Anthracenen und Phenanthrenen, sowie aromatische Bestandteile im Bereich von 15 bis 5o Kohlenstoffen im Molekül. Die Schmierölrückstände besitzen im allgemeinen einen Siedepunkt oberhalb 427°C Diese Fraktionen und Schmierölrückstände können aus den verschiedensten Quellen stammen, so wie man beispielsweise die paraffinischen Rohöle aus Aramco, Kuwait, dem Panhandle, Nord-Louisiana, West-Canada usw. erhält.

Um den erforderlichen Kontakt zu schaffer^kann ein typisches herkömmliches Lösungsmittelextraktionsverfahren eingesetzt werden, In einem derartigen System wird die Beschickung mit dem Lösungsmittel innerhalb einer Reaktionszone in Berührung gebracht, die aus einer beliebigen Anordnung bestehen kann, um ein gründliches Mischen zu erreichen. Wie bereits ausgeführt, wird eine gegenläufige Extraktion bevorzugt. Nach einer Ausführung des Verfahrens wird Wasser kontinuierlich in der Nähe des IHisses des Gegenstromextraktors injiziert und kommt in gegenläufigen Kontakt mit dem NMP. Letzteres wird in der Nahe des

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Kopfes des Extraktors zugeführt, wodurch eine Extraktphase und eine Raffinatphase gebildet werden. Wie weiter oben ausgeführt, kann das Wasser entweder oberhalb oder unterhalb des Zuführungspunktes für das Beschickungsmaterial in den Extraktor eingeführt werden. Kach dem Absetzen werden die beiden Phasen getrennt und die Lösungsmittel zurückgewonnen, wobei ein beliebiges herkömmliches Trennverfahren, wie beispielsweise eine Destillation, eingesetzt werden kann. Das Lösungsmittel kann von den beiden Phasen zurückgewonnen und im Kreislauf geführt werden.

Das Extrakfcionsverfahren wird bei einer solchen Temperatur durchgeführt, daß im wesentlichen sowohl die Beschickung als auch das Lösungsmittel in einer flüssigen Phase vorliegen. Außerdem werden die Bedingungen so gewählt, daß die Beschickung und die Lösungsmittel-Wassermischung teilweise miteinander mischbar sind.

Es soll noch angeführt werden, daß die Extraktionstemperatur durch die Siedepunkte der Bestandteile und außerdem durch die kritische Lösungstemperatur der Beschickung und der Lösungsmittel-Wassermischung begrenzt ist. Im besonderen wurde herausgefunden, daß gewisse Temperaturen innerhalb des vorgegebenen Bereiches wirtschaftlich vorteilhafter sind. als. andere. Im einzelnen liegen die Extraktionstemperaturbereiche für die verschiedenen Lösungsmittel-Wassermischungen,,die erfindungsgemäß verwendet werden, von etwa 38⁰O bis etwa 118⁰O. Dabei ist noch anzuführen, daß die Temperaturbereiche, in denen man arbeitet, für verschiedene Lösungsmittel-Wassermischungen unterschiedlich sind. £"ür die folgenden Lösungsmittel-Wassermischungen sind die TemiJeraturbereiche, bei denen-man arbeitet, wie folgt ;

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	Tabelle	I	Kritische Lo- Temperatupbe- sungsteigpera- reich in Φ für tür (⁰O) die Mtraktion .	38 - 94 65 -118
			65 - 232 94 - 26o

Wasser, %	Temperaturbereiche für die Lösungsmittel extraktion mit wässrip;em^; li-Möthyl-2-P.vrrolidört
0.5 - 2o 0.5 - 2o	SAE-tyialität des ÖlsCD
1o 30

(i) Vest-Ganada-Paraffindestillate.

Die erfindungsgemäß verwendete Lösungsmittelmenge kann in einem' weitenlereich schwanken. Sie ist begrenzt,· bei einer beliebigen, vorgegebenen Extraktionstemperatur.durch die Löslichkeit des Lösungsmittelsystems im Öl einerseits und durch die Löslichkeit des Öls in dem Lösungsmittelsystem andererseits,und außerdem durch Wirtschaftlichkeitserwägungen. Im einzelnen wird bevorzugt ,»dass die gesamte eingesetzte Lösungsmittelmenge, nämlich WW und Wässer, wie durch das Behandlungs- oder Lösuhgsmittel-Ölverhälthis dargestellt, zwischen 5o % und I000 % liegt.

Im Zusammenhang mit der vorliegenden' Erfindung ist herauszustellen, daß außer sehr hohen Drucken der Drückeinfluss auf das Flüssigkeits-FlüssigkeitsgleichgewiCht gering ist. Nach der Erfindung wird jedoch davon ausgegangen', daß der Betriebsdruck ausreichend hoch ist, um ein im wesentlichen kondensiertes System aufrechtzuerhalten, d.h., daß er oberhalb des DalEpidrucices der Lösungen liegt.

Zusammenfassend kann gesagt werden, daß herausgefunden wurde,¹ daß der Einsatz von ΜΉ? und Wasser in einem im Gegeiistrom verlaufenden Exti'aktionsverfahren,¹ bei welchem das M# und Wasser

getrennt in der hier beschriebenen Weise in den Extraktor eingeführt werden', gegenüber den herkömmlichen Verfahren, bei welchen das IiMP und Wasser vorgemischt.werden, große wirtschaftliche Vorteile erbringt.

Das beigefügte Diagramm vergleicht den Extraktionswirkungsgrad bei einer "Vormischung des Wassers und des NMP gegenüber einer getrennten Wasserzuführung, gemessen an dem Behandlungswirkungsgrad und der Produktausbeute.

Die Erfindung soll anhand einer bevorzugten Ausführungsform und einzelnen Ausführungsbeispielen im folgenden näher erläutert werden. Bei einer bevorzugten Ausführungsform wird OTDP als Auswahllösungsmittel zusammen mit zwischen o,5 Gew.-% und 2o Gew.-% Wasser, bezogen auf das gesamte Lösungsmittel, eingesetzt, um die kritische Lösungstemperatur in einem Bereich zwischen 1o°C und 284-⁰G anzuheben.

Innerhalb der Ejctraktions einheit liegen die eingesetzten Temperaturen für die infrage kommenden Lösungsmittel-Wassermischungen zwischen 38⁰G und 118⁰G. Unter diesen Bedingungen hängt die durchgesetzte Anzahl von 1/Std. der Lösungsmittel-Wassermischung und des Beschickungsstromes von dem Rahmen, in welchem der Betrieb durchgeführt wird (d.h. kommerzieller Betrieb oder Versuchsdurchführung), und der speziellen Größe der eingesetzten 'Einheit ab. Das eingesetzte Lösungsmittel-Ölverhältnis liegt jedoch zwischen 5o% und 1ooo%, und es können von 1 bis 2o Böden verwendet werden.

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Der Beschickungsstrom besteht entweder aus Schmierölfraktionen mit einem Siedepunkt zwischen 26o°C und 593°C und einem Gehalt zwischen 5 % und 7°% Aromaten, die 15 "bis 5° Kohlenstoffatome im Molekül aufweisen,oder einem Schmierölrückstand, dessen Siedepunkt im allgemeinen bei etwa 48o°C liegt. Die beiden unmischbaren Phasen, die gebildet werden, können getrennt werden, während das Lösungsmittel in jeder Phase auf eine herkömmliche Weise, beispielsweise Destillation, wiedergewonnen werden kann.

Die bevorzugte Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens soll anhand der nachfolgenden Beispiele näher erläutert werden:

Beispiel 1

Dieses Beispiel erläutert das Verfahren, das verwendet wird, um die Trennschärfe und die Lösungsmittelkraft der hier beschriebenen ΝΙΊΡ-Wassermischungen zu bestimmen. 3o ml eines wachsigen "Ιο-grade Western Canadian-Destillats" mit einem unterschiedlichen Gehalt an gesättigten und aromatischen Kohlenwasserstoffen wurden mit 3oml des Lösungsmittels zusammen mit verschiedenen Wassermengen in einem Extraktor veimischt, und zwar bei atmosphärischem Druck und einer Temperatur, die etwa 38⁰C bis 65°G unterhalb der kritischen Lösungstemperatur des jeweiligen Lösungsmittel-Wasserverhältnisses und des Destillats liegt. Nachdem sich die Mischungen abgesetzt hatten, wurden das Raffinat und die Extraktphasen voneinander getrennt und die jeweiligen Zusammensetzungen bestimmt. Der Brechungsindex des Öls einer jeden Phase wurde bestimmt, ebenso wie der entwachste (Stockpunkt -18 G)" Viskositätsindex des Raffinatöls. Ein ternäres Diagramm für das Lösungs-

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inittel-ölsystem wurde auf diese Weise von diesen Daten aufgezeichnet, und zwar entsprechend der Methode von Hunt er und Hash, Ind. & Eng. Chem., 27,- Seite 836 (1935). Die Bäten sind in Tabelle II zusammengefasst.

■ Tabelle, ϊί

(a) Ergebnisse unter Verwendung von H-Kethyl-2-Pyrrölidon mit einem Gehalt von 5 Gew.-%Wässer bei einer Extractionstemperatur von 6o°0

- Baüiinatphase - ' ..- - -.-. Extrafctphaä'e-. - ..., .-. ----

Brechungs- entwach- LÖsungs- Brechungs- . Lösungsmittel

index des ster Tis- mittel index des |Gew.-%)

üls bei 6o°G kositäts- (Gew.-%} ' Öls bei index des 6o°G

Öls

1	.4586	92	.0	7.0	1.495α	97	.3
1	.464ο	83	.0	8.6	1.5628	95
1	.47ο8	71	.6	8.8	1.57Τ8	92	.0
1	.4848	54	• 3	11.6	1.57So	85	.5

(b) Ergebnisse unter "Verwendung von wässrigem K-Möthyl-2- . . Pyrrolidon mit einem Gehalt von 1o Gew.■-% Wasser bei einer Extractions temperatur von 6o°G

1.4590	91.3	5-3	1.5150	98.9
1.466Ό	79.6 ■	6.0	1^5595	96 ;4
1.4734	68.8	8.1	1.5948	95.2
I.490I	47^5 "	8^4	1.5928	9o^;.7

Euter Verwendung der Beziehungen zwischen dem Betrieb einer ha.-lage für gegonströmige Extraktion und dem ternären ihasendiägramm

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BAD ORiQiSMAL

für eine Lösungsmittel-Ölmischung (aufgestellt unter Vergleich. der Daten der entsprechenden Wa?ksanlage mit den entsprechenden ternären Diagrammen für verschiedene Lösungsmittel-Ölkombinationen) wurde herausgefunden, daß die kontinuierliche,gegenläufige Extraktion eines "1o-grade Destillates" mit N-Methyl-2-Pyrrolidon, das 5 Gew.-% Wasser enthält und somit eine kritische Lösungstemperatur von 115⁰O hat, eine 77 Vol.-%ige Ausbeute wachsigen Raffinatöls mit einem Viskositätsindex von 9o bei einer 2oo Vol.-%igen Behandlung in sechs theoretischen Extraktionsböden ergibt. Wässriges N-Methyl-2-Pyrrolidon mit einem Gehalt an Wasser von . 1o Gew.-% und einer kritischen Lösungstemperatur von 14-3⁰C ergibt eine 84- Vol.-%ige Ausbeute eines wachsigen Saffinatöls mit einem Viskositätsindex von 9o bei einer 3oo Vol.-%igen Behandlung in vier theoretischen Extraktionsböden.

Man kann diese Ergebnisse mit denjenigen vergleichen, die man erhält, wenn man Phenol verwendet, um das gleiche Destillat bei 60⁰C bei inbtwa der gleichen theoretischen Bodenzahl extrahiert. In diesem Fall erhält man eine Ausbeutevon lediglich 68Vo1.-% eines wachsigen Produktes mit einem Viskositätsindex von 9o bei einer Behandlung von 115 Vol.-%.

Beispiel 2

Um die verbesserte Ausbeute, die man mit dem erfindungsgemäßen Lösungsmittel erhält,weiter zu illustrieren, wurde die Extraktion eines"5o-grade Western Canadian-Schmieröldestillats"mit wässrigem N-Methyl-2-Pyrrolidon mit einem 5 Gew.-%igen Gehalt an Wasser bei einer Extraktionstemperatur von 82⁰C in der gleichen experimentellen Weise wie in Beispiel .1 untersucht. Die sich für das ternäre Diagramm ergebenden Daten sind in Tabelle III zusammengefasst. .../13

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	Tabelle	Lösungs mittel (Gew.-%)	III	Extraktphase	Lösungsmittel (Gew.-%)
	Raffinatphase	6.3 ' 8.9 9.ο 11.3		Brechungs index des Öls bei 6o°C	98.5 92.9. 9o.2 87-2
Brechungs index des Öls bei 6o°	entwach ster Vis- C kositäts- index des öls(-3,9 _Λ Stockpunkt)	1.5008 1.56o4 1.5756 1.5928
1.4665 1.4755 1.4838 1.4939	93-3 79.2 67.8 56.1

Auf diese Weise ergibt die gegenläufige Extraktion eines "30-grade Destillates" mit wässrigem lT-Methyl-2-Pyrrolidon, das einen Gehalt von'5 Gew.-% Wasser aufweist und eine kritische Lösungstemperatur von 132 0 besitzt, eine 77 Vol.-%ige Ausbeute eines wachsigen Raffinatöles mit einem Viskositätsindex von 9o bei einer 2oo Vol.-%igen Behandlung in vier theoretischen Böden. Diese Ergebnisse können verglichen werden mit denjenigen, die man erhält, wenn man Phenol einsetzt, um das gleiche Destillat bei 82⁰C in etwa der gleichen Anzahl von theoretischen Böden zu extrahieren. In diesem Pail wird eine Ausbeute von nur 94 Vol.-% eines wachsigen Produktes mit einem Viskositätsindex von 9o bei einer Behandlung von 145 Vol.-% erhalten. /

Beispiel 3

Um die Vorteile der Verwendung vonii-Methyl-2-Pyrrolidon in Verbindung mit Wasser weiter zu erläutern, wurde ein entwachstes "3o-grade Western Canadian-Schmieröldestillat" in Querströmungsweise bei 82⁰C mit wässrigem N-Methyl-2-Pyrrolidon mit einem Gehalt von 5 Gew.-% Wasser extrahiert. Es wurde herausgefunden,daß etwa sechs QuerStrömungsbehandlungen von jeweils I00 Vol.-%, -be-

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- ¹VIf -

zogen auf die Beschickungsmenge, erforderlich waren, um den Viskos'itätsindex bei einer Ausbeute von 66 Vol.-% auf 9o anzuheben. Unter Verwendung der aufgestellten Beziehungen zwischen Gegenstrom-und Querstrom-Extraktionen betrug die erforderliche Gegenströmungsbehandlung J2o Vol.-% bei einer 73 Vol.-%igen Ausbeute. Venn das Wasser in der Nähe des Fusses des Extraktors injiziert wird anstatt es mit N-Methyl-2-Py.rrolidon vorzumischen, wird die Gegenströmungsbehandlung auf 18o Vol.-% bei der gleichen Ausbeute von 73 Vol.-% reduziert.

Diese Ergebnisse sind wesentlich vorteilhafter, verglichen mit denjenigen, die man mit einem anhydrierten Phenol oder mit Phenol in Verbindung mit Wasser erhält. Anhydriertes Phenol erfordert bei 71⁰G etwa drei Querströmungsbehandlungen mit jeweils loo VoI*-%, bezogen auf die Beschickungsmenge, bei einer Ausbeute von 46VoI.-%, die einer 145 Vol.-%ig en Behandlung und 54 % Ausbeute bei der Gegenstromextraktion entspricht. Phenol in Verbindung mit 5 Gew.-% Wasser bei 82 G erfordert inletwa 5 Querströmungsbehandlungen von jeweils I00 Vol.-% mit einer Ausbeute von 56 Vol.-%. Das entspricht einer 250 Vol.-%igen Behandlung und einer- 64 Vol.-%igen Ausbeute, wenn Wasser in der Gegenstromextraktion vorgemischt wird. Wenn das Wasser in der Nähe des Fusses des Extraktors injiziert wird, erniedrigt sich die Gegenströmungsbehandlung auf 150 YqL-% bei der gleichen Ausbeute von 64 Vol.-%.

Beispiel 4

Die vorangehenden Beispiele haben die Wirtschaftlichkeit von NNP und NMP/Wasser als Lösungsmittel im Verhältnis zu Phenol

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yfi"

und PJienol/Wasser als- Ebctraktionslösungsmittel für Schmieröle gezeigt. Verschiedene ExperiBnte wurden in einer Versuchsanlage, die aus einem kontinuierlichen Extraktor bestand,mit einem 6ooH-Destillat eines leichten arabischen Rohöls durchgeführt. Es wurde überraschenderweise herausgefunden, daß eine erheblich höhere Ausbeute des gewünschten Produktes bei einer be-, stimmten Wassermenge in dem EMP erreicht wurde, wenn man das Wasser unterhalb des IMP-Zuführungspunktes injiziert yals wenn das Wasser mit dem IMP vormischt. Überraschenderweise wurde auch die Lösungsmittelbehandlung stark reduziert. Die Daten sind in der Tabelle IV zusammengefasst.

Tabelle IV

Leichtes arabisches öooU-Destillat-Raffinatöl 93 VI, kontinuierliche Gegenstromextraktion

Vorgemischtes Wasser

Injiziertes Wasser

Wassergehalt des NiIP (Total)	Öl- Ausbeu te LV% 1	Lösungs mittelbe handlung IN% der Beschik- kung;	Ölaus beute lN°/o	Lösungsmit telbehandlung LV^ der Be schickung
O	58	1o4	58	1o4
2	63	143	63-5	12o
3	64.5	198	-	-
4	-	-	67-5	14o
5	66	24o	—	—

Die Daten sind in der Figur graphisch dargestellt, wobei deut-

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lieh, wird, daß die Wasserinjektion gegenüber einer Vormischung des Wassers bei dem Einsatz von NMP beträchtliche Ausbeute- und Behandlungsvorteile besitzt.

Beispiel 3

Unter Einsatz des Gegenströmungsextraktors und der gleichen üchmierölbeschickung wie in Beispiel 4· wurden Daten ermittelt, und zwar für Phenol/Wasser und NMP/Wasser, unter der Bedingung, daß (a) das Lösungsmittel und das Wasser vorgemischt wurden und (b) das Wasser unterhalb des Zuführungspunktes des Lösungsmittels injiziert wurde. Die Daten sind in Tabelle V zusammengestellt. Aus dieser Tabelle wird deutlich, daß (a) unter äquivalenten Bedingungen die EMP-Wassermischungen erheblich bessere Extraktionslösungsmittel darstellen als Phenol-Wassermischungen,(b) die Wasserinjektion die Wirtschaftlichkeit des Phenol-Wassersystems nicht wesentlich verbessert und (c) die Wasserinjektion die Wirtschaftlichkeit des EMP-Wassersystems beträchtlich erhöht.

Tabelle V

Leichtes arabisches 6ooN-Destillat~-Haffinatöl 93 Vl* kontinuierliche Gegenstromextraktion

Helative Eaffinat-Hersteilung Lösungsmittel-System (gleiche Gesamt-Lösungsmittel-

Phenol/vorgemischtes Wasser —-

Phenol/injiziertes Wasser 1o5

ΗΓΊΡ/vorgemischtes Wasser 1o3

NMP/injiziertes Wasser 112

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Claims

Patentansprüche

Gegenstromextraktionsverfahren zur Verbesserung eines KohlenwasserstoffÖls, indem man das Öl in eine Extraktionszone mit einem Lösungsmittel zusammenführt, das N-Methyl-2-Pyrrolidon und Wasser enthält und eine Lösungsmittel-Ölmischung bildet, dadurch gekennzeichnet, daß das Wasser und das N-Methyl-2-Pyrrolidon voneinander getrennt in die Extraktionsäßone eingeführt werden, wobei eine Mischung des Wassers mit dem N-Methy-2-Pyrrolidon im wesentlichen verhindert wird, bevor das N-Methyl-2-Pyrrolidon mit dem Öl in Berührung kommt.

Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Wasser unterhalb des Beschickungspunktes für das. N-Methyl-2-Pyrrolidon zugeführt wird.

Verfahren nach den Ansprüchen 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Wassergehalt des Lösungsmittels im Bereich von etwa o,5 bis 3o Gew.-% liegt, bezogen auf das gesamte Lösungsmittel.

Verfahren nach den Ansprüchen 1 bis 5» dadurch gekennzeichnet, daß die Lösungsmittelmischung eine kritische Temperatur von mindestens 93°C besitzt.

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ytl

Verfahren nach den Ansprüchen 1 bis 4, dadurch
gekennzeichnet, daß das Lösungsmittel und das
Öl in einem Lösungsmittel/Ölverhältnis zwischen
etwa 5o % und 1ooo % miteinander vermischt werden.

6. Verfahren nach den Ansprüchen 1 bis 5ι dadurch gekennzeichnet, daß weniger als etwa 5 LV% Wasser,
bezogen auf das gesamte, in die Extraktionszone eingeführte N-Methyl-2ä?yrrolidon, mit dem N-Methyl-2-Pyrrolidon vermischt werden, bevor das N-Methyl-2-Pyrrolidon mit dem öl in Berührung kommt.

7· Verfahren nach den Ansprüchen Λ bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Extraktionstemperatur im Bereich zwischen etwa 38 und 118⁰C liegt.

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