DE3124781A1

DE3124781A1 - "verfahren zur loesungsmittelraffinierung eines schmieroeleinsatzmaterials auf mineraloelbasis

Info

Publication number: DE3124781A1
Application number: DE19813124781
Authority: DE
Inventors: Robert Allan 77627 Nederland Texas Woddle
Original assignee: Texaco Development Corp
Current assignee: Texaco Development Corp
Priority date: 1980-07-17
Filing date: 1981-06-24
Publication date: 1982-06-03
Also published as: BR8104314A; ES8300840A1; GB2081297B; ES503748A0; AU540601B2; JPS5734190A; CA1164390A; YU177481A; MX7266E; BE889650A; US4325818A; YU41255B; IT8122865A0; NL8103341A; FR2486958A1; GB2081297A; AU7146581A; IT1138032B; FR2486958B1

Description

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β ύ α ο

Müller, Schupfner & Gauger ° -S¹ ' Karlstraße

Patentanwälte 2110 Buchholz/Nordh .

23. 3uni 1981

T-020 81 DE

D 76,4-38-F (RK)

TEXACO DEVELOPMENT CORPORATION

2000 Westchester Avenue White Plains, N. Y. 10650

U. S. A.

VERFAHREN ZUR LÖSUNGSMITTELRAFFINIERUNG EINES SCHMIERÖLEINSATZMATERIALS AUF MINERALÖLBASIS

T-Ü20 81 DE

D 76,4-38-F (RK)

Die Erfindung bezieht auf ein verbessertes Verfahren zur Lösungsmittelraffinierung einer Schmierölfraktion auf Mineralölbasis, die aromatische und nichtaromatische Bestandteile enthält, insbesondere ein Verfahren zur Steigerung der Raffinatölausbeute bei einem solchen Verfahren unter Einsatz von N-Methyl-2-pyrrolidon als Lösungsmittel.

Es ist bekannt, daß aromatische und ungesättigte Kohlen- . Wasserstoffe, die in auf Mineralöl basierenden Schmieröleinsatzmaterialien enthalten sind, von den höhergesättigten Kohlenwasserstoffbestandteilen durch Anwendung ver- ' schiedener Verfahren trennbar sind, wobei eine Lösungsmittelextraktion der aromatischen und ungesättigten Koh- . lenwasserstoffe erfolgt. Die Extraktion unerwünschter Bestandteile aus Schmieröleinsatzma/terialien unter Einsatz' von N-Methyl-2-pyrrolidon als Lösungsmittel hat in den vergangenen Oahren erheblich an Bedeutung gewonnen'. Die Abtrennung von Aromaten und anderen unerwünschten Bestandteilen aus Schmieröleinsatzmaterialien durch Aufbereitung mit N-Methyl-2-pyrrolidon verbessert . den Viskositätsindex, die Farbe, die Oxidationsbeständigkeit, die Wärmebeständigkeit und die Inhibitionswirkung .des Grundöls sowie der daraus erzeugten"Schmieröl-Endprodukte.

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Die Vorteile von N-Methyl-2-pyrrolidon als Schmieröl- . Extraktionslösungsmittel zur Abtrennung unerwünschter aromatischer und polarer Bestandteile aus Schmieröleinsatzmaterialien auf Mineralölbasis werden von Fachleuten seit langem anerkannt. Einige dieser Vorteile sind z. B. in der US-PS 4 057 4-91 angegeben. Bekannte Verfahren, die mit N-Methyl-2-pyrrolidon als.Lösungsmitte 1 arbeiten, und konventionelle Lösungsmittelrückgewinnungsmöglich-· keiten sind z. B. in den US-PS'en 3 458 431, 3 461 066 und 3 470 089 angegeben.

Bei der herkömmlichen Schmierölraffinierung mit N-Methyl-2-pyrr'oli.don wird der Lösungsmittelextraktionsschritt unter Bedingungen ausgeführt, die eine Gewinnung von ca, 30-90 Vol„-% des Schmieröleinsatzes in Form von Raffinatöl und eine Extraktion von ca. 10-70 Vol.-% des Einsatzes als aromatischer Extrakt ermöglichen. Das Schmieröleinsatzmaterial wird in einer Extraktionszone mit Lösungsmittel kontaktiert, und zwar bei' einer Temperatur, die um wenigstens 10 C, bevorzugt wenigstens 50 C, unter der Temperatur liegt, bei der das Schmieröleinsatzmaterial in dem Lösungsmittel vollständig mischbar ist.

Inder Lösungsmittelextraktionszone werden das Schmieröleinsatzmaterial und das Lösungsmittel miteinander in einer Extraktionskolonne kontaktiert, in der beide in innigen Flüssig-flüssig-Kontakt miteinander gebracht werden. Die

-T- .2-

Extraktionskolonne kann eine Füllkörperkolonne, eine Traufen- oder eine Siebbodenkolonne sein, die mit oder ohne mechanisches Rührwerk ausgestattet ist, z. B. eine Drehscheiben- oder Fliehkraft-Extraktionskolonne. In der Lösungsmittelextraktionskolonne befinden sich zwei F.lüssigphasen; die eine ist eine Extraktphase, die den größten Lösungsmittelanteil sowie gelöste aromatische Bestandteile des Einsatzmaterials enthält, und die andere ist eine Raffinatphase, die nichtaromatische' Bestandteile des Einsatzmaterials mit- einer geringeren Lösungsmittelmenge enthält. .

Die Betriebsbedingungen werden so gewählt, daß ein Primärraffinat erzeugt wird, das einen entparaffixierten Viskositätsindex Von ca. 85-100, bevorzugt von ca. 90-96 hat. Die Extraktauslaßtemperaturen aus der Lösungsmittelextraktionskolonne liegen im wesentlichen im Bereich von A-0-100 C, bevorzugt von 65-95 C, und die Lösungsmitteleinsatzmengen liegen im Bereich von 100-600 %, d. h.. 100-600 Volumen Lösungsmittel pro 100 Volumen Schmieröleinsatzmater.ial; bevorzugt liegen die Lösungsmitteleinsatzmengen im" Bereich von 150-400 %. ' "··

In der Extraktionskolonne strömen die beiden nichtmischbaren Flüssigphasen im Gegenstrom. Daher hängt die mechanische Durchführbarkeit des Verfahrens von einer erheblichen

Dichtedifferenz zwischen der lösungsmittelreichen oder Extraktphase und der ölreichen oder Raffinatphase ab. Innerhalb des Lösungsmitteleinsatzbereichs von 100-600 %, d. h. von 100-600 Volumen Lösungsmittel pro 100 Volumen Schmieröleinsatzmaterial, steigt die .Dichtedifferenz mit steigender Lösungsmittelzugabe. Bei sehr geringen Lösungsmittelzugaben von z. B. weniger als 100 % kann die Dichtedifferenz so gering werden, daß der Durchsatz von Einsatznidterial zur Lösungsmittclextraktionskolonne sehr stark begrenzt wird.

N-Methyl-2-pyrrolidon ist ein so wirksames Lösungsmittel.' für Aromaten, daß bei manchen Kohlenwasserstoff-Einsatzmaterialien die Lösungsmittelmenge, die zur Erzielung der erwünschten Raffinatgüte erforderlich ist,, unannehmbar gering ist. Wenn eine Extraktionskolonne mit trockenem N-Methyl-2-pyrrolidon in der kleinsten annehmbaren Einsatzmenge, d. h. ca. 100 %, und bei der niedrigstmöglichen Temperatur, d. h. ca. 60 C, arbeitet, kann die RafPinatölgüte höher als erwünscht und die Raffinatölausbeute geringer als erwünscht ausfallen.

Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, die vorgenannten Probleme zu überwinden und d'en Extraktionsschritt mit trockenem N-Methyl-2-pyrrolidon unter sehr schneller Trennung der beiden Flüssigphasen in der Extraktionskolonne durchzuführen.

6 Mk Γό Ι

Zur Lösung der gestellten Aufgabe wird ein Verfahren gemäß den Patentansprüchen bereitgestellt, wonach in das N-Methyl-2-pyrrolidon als Lösungsmittelmodifikator ein paraffinisches Öl mit einem engen Siedebereich nahe dem Siedepunkt von N-Methyl-2-pyrrolidon eingeleitet wird.

Es wurde bereits vorgeschlagen, Öl als Rückspülungslösungsmittel und Löslichkeitsmoderator für Furfurol bei der Lösungsmittelextraktion einzusetzen, um seine Löslichkeit für die aromatischen Kohlenwasserstoffe zu reduzieren (vgl. z. B. die US-PS 3 239 456). Durch die vorliegende Erfindung wird ein Verfahren geschaffen, bei dem trockenes N-Methyl-2-pyrrolidon bei der Extraktion von hocharomatischen Einsatzmaterialien einsetzbar ist und gleichzeitig eine Steigerung der Raffinatölausbeute bestimmter Güte, bezeichnet durch den Brechungsindex des Öls, erzielbar ist. Das Lösungsmittelrückgewinnungssystem wird ebenfalls-vereinfacht, wobei sich gegenüber herkömmlichen Lösungsmittelraffinierungsverfahren, die N-Methyl-2-pyrrolidon als Lösungsmittel einsetzen, hinsichtlich des Energiebedarfs für das Verfahren Einsparungen -ergeben.

Anhand der Zeichnung wird die Erfindung beispielsweise näher erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 ein Ablaufdiagramm des Verfahrens nach der Erfindung; und

Fig. 2 eine Grafik, die die mit dem erfindungsgemäßen Verfahren erzielbaren gesteigerten Raffinatölausbeuten wiedergibt. · -.

Gemäß Fig. 1 wird Schmieröleinsatzmaterial durch eine Leitung 1 in eine Extraktionskolonne 2 geleitet, in der es im Gegenstrom mit NrMethyl-2-pyrroldion in Kontakt gebracht wird, das. in den oberen Teil der Extraktionskolonne 2 durch eine Leitung 3 einströmt. In der Extraktionskolonne. 2 wird das Schmieröleinsatzmaterial mit trockenem N-Methyl-2-pyrrolidon kontaktiert, das für aromatische und ungesättigte Bestandteile des Schmieröleinsatzmaterials ein sehr hohes Lösungsvermögen hat„

Die Extraktionskolonne wird mit einer Temperatur im Bereich von 4-0-100 ⁰C am Extraktaustrittsende der Kolonne und einer Temperatur im Bereich von 80-120 °C am Raffinataustritt betrieben. Normalerweise liegt der Druck in der Extraktionskolonne im Bereich von 100-800 kPa, bevorzugt im Bereich · von 240-4-50 kPa. ·

Eine lösungsmittelreiche Phase strömt in der Extraktionskolonne 2 abwärts unter Bildung eines Primärextraktgemischs, das reich an dem Einsatzmaterial entzogenen Aromaten und

- K-

ungesättigten Bestandteilen ist und am Unterende der Extraktionskolonne 2 durch eine Leitung 4 abgezogen wird. Eine ölreiche Phase strömt durch die Extraktionskolonne 2 aufwärts und tritt aus dem Überende der Kolonne 2 durch eine Leitung 5 als Primärraffinatgemisch aus, das relativ arm an N-Methyl-2-pyrrolidon und reich an paraffinischen Bestandteilen ist.

Gemäß dem angegebenen Verfahren .wird in die Extraktionskolonne 2 durch eine Leitung 6 an einer Stelle unterhalb des Eintritts .des·Schmieröleinsatzmaterials und oberhalb des Austritts des Primärextraktgemischs ein ausgewähltes paraffinisches Rückspülungsöl eingeführt, dessen Siedebereich nahe dem Siedepunkt von N-Methyl.-2-pyrrolidon liegt. Die Menge des der Extraktionskolonne zugeführten par.affinischen Rückspülungsöls kann in einem Bereich von ca. 25 bis ca. 100 Vol.-%, bezogen auf das Volumen des der Extraktionskolonne zugeführten N-Methyl-2-pyrrolidons, liegen. Bei dem hier erläuterten bevorzugten Ausführungs-· beispiel ist die Menge an paraffinischem Rücks.pülungsöl, die der Ex.traktionskolonne zugeführt wird, gleich ca. 50 Vol.-% des Volumens des der Kolonne zugeführten N-Methyl-2-pyrrolidons. Der Ha,upt,anteil des paraffinischen Rückspülungsöls steigt durch "die Extraktionskolonne 2 nach oben unter Verdrängung nichtaromatischer Bestandteile aus der lösungsmittelreichen Extraktphase und wird am Kopf der Extraktionskolonne 2 durch die Leitung 5 als

Teil des Primärraffinats abgeführt. Ein Teil des paraffinischen Rückspülungsöls löst sich in der Iösungsmittelreichen Extraktphase und wird aus der Extraktionskolonne mit dem Primärextraktgemisch durch die Leitung 4- abgezogen.

Das Primärextraktgemisch, das den Hauptanteil des der Exträktionskolonne 2 zugeführten N-Methyl-2-pyrrolidons enthält und außerdem einen Teil des gleichzeitig siedenden paraffinischen Rückspülungsöls enthält, wird durch die Leitung 4 zu einer Destillationskolonne 8 geschickt. Diese kann eine herkömmliche Fraktionierkolonne mit Glockenboden, Siebböden oder Füllkörpern und Mitteln zum Wiederverdampfen des.Bodenprodukts sein. Zweckmäßigerweise wird die Destillationskolonne 8 mit einem Druck im Bereich von 170-205 kPa betrieben. Extraktöl, das im wesentlichen frei von Lösungsmittel und paraffinischem Rückspülungsöl ist,, wird aus der Destillationskolonne 8 durch die Leitung 9 als Prozeßprodukt abgeführt. · ·

Zum Zweck der Erläuterung des vorliegenden Verfahrens wird in der Zeichnung nur eine herkömmliche Destillationskolonne 8 angegeben und erläutert. Für den Fachmann ist ersichtlich, daß für die Rückgewinnung des N-Methyl-2-pyrrolidons und des gleichzeitig siedenden paraffinischen Rückspülungsöls aus dem Lösungsmittel ein komplexeres Trennungssystem eingesetzt werden kann. Z. B. kann das Lösungsmittel-Rückge-

ό I Li* I Ö I

winnungssystem eine Kombination von Verdampfungskolonnen und Vakuum-Abstreifkolonnen entsprechend der US-PS 3 458 431 aufweisen.

Verdampftes N-Methyl-2-pyrrolidon und mitsiedendes paraffinisches Rückspülungsöl werden über Kopf von der Destillationskolonne 8 durch eine Leitung 10 abgezogen und zum Kondensator 11 geführt, in dem die Dämpfe abgekühlt und kondensiert werden. Kondensat aus dem Kondensator 11 wird in einem Konderisatsainmelbehäiter und Phasenscheider 12 aufgenommen. Das im Sammelbehälter 12 aufgenommene Kondensat scheidet sich in zwei Phasen, und zwar eine ölreiche und eine lösungsmittelreiche Phase. Ein Teil der ölreichen Phase wird durch die Leitung 13 als Rücklauf zur Destillationskolonne 8 rückgeführt. Die übrige ölreiche Phase strömt durch die Leitung 6 zum unteren Teil der Extraktionskolonne 2 als das paraffinische Rückspülungsöl. "Sowohl das paraffinische Rückspülungsöl als auch das Lösungsmittel werden kontinuierlich umgewälzt und im Verarbeitungssystem gehalten.

Die lösungsmittelreiche Phase, die im -wesentlichen trockenes N-Methyl-2-pyrrolidon und etwas gelöstes mitsiedendes paraffi_: nisches Öl enthält, wird aus dem Sammelbehälter 12 durch eine Leitung 16 zum Wiedereinsatz im Verfahren abgezogen. Die Hauptmenge der lösungsmittelreichen Phase strömt durch

eine Leitung 17 zur Leitung 3 zur Wiedereinführung in den oberen Teil der Extraktionskolonne 2.

Ein Teil der lösungsmittelreichen Phase kann durch eine Leitung 18 zu einer Destillationskolonne 19 geschickt werden, in der durch Destillation etwa im System befindliches Fremdwasser, das z. B· über das der Extraktionskolonne durch die Leitung 1 zugeführte Schmieröleinsatzmaterial oder durch Lecken eines der verschiedenen Kondensatoren oder Wärmetauscher eingedrungen ist, entfernt wird. Aus der lösungsmittelreichen Phase in der Destillationskolonne 19 abdestilliertes Wasser wird über Kopf durch eine Leitung 21 abgezogen, während trockenes N-Methyl-2-pyrrolidon, das etwas mitsiedendes paraffinischcs Öl enthält, durch eine Leitung 22 zur Leitung 3 zur Kreislaufrückführung zur Extraktionskolonne 2 geschickt wird.

Raffinat wird vom Kopf der Extraktionskolonne 2 durch die Leitung 5 zu einer Raffinatrückgewinnungskolonne 24 geleitet, die ebenso wie die Destillationskolonne 8 eine konventionelle. Destillationskolonne sein kann oder eine komplexere Anordnung aus Verdampfungs- und Abstreifkolonnen entsprechend z. B. der US-PS 3 458 431 sein kann. Lösungsmittelraffiniertes Öl wird aus dem unteren Teil der Kolonne 24 durch eine Leitung 25 als Hauptprodukt des Verfahrens abgezogen. Verdampftes N-Methyl-2-pyrrolidon und mitsieden-

JIZ47Ö I

des paraffinisches Rückspülungsöl sowie Wasser, falls vorhanden, strömen über Kopf von der Destillationskolonne 2k durch eine Leitung 26 zum Kondensator 27, in dem die Dämpfe abgekühlt und kondensiert werden. Kondensat aus dem Kondensator 27 wird in dem Kondensatsammelbehälter und Phasenscheider 12 aufgenommen, in dem"es sich mit Kondensat aus dem Kondensator 11 vermischt und sich in zwei Phasen scheidet, wie bereits unter Bezugnahme auf die Destillationskolonne 8 erläutert wurde. Ein Teil der ölreichen Phase wird durch die Leitung 28 als Rücklauf zur Destillationskolonne 24- rückgeführt.

Geeignete mitsiedende paraffinische Rückspülungsöle sind hochpäraffinische Fraktionen mit einem atmosphärischen Destillationsbereich im Temperaturbereich von ca. 190-215 ⁰C,- bevorzugt von ca. 195-210 ⁰C. Solche Fraktionen sind in einfacher Weise durch Destillation- aus Buten.alkylat oder Propylenalkylat oder aus Udex-Raffinat gewinnbar.

Die. folgenden Beispiele beziehen sich auf bevorzugte Aus- · führungsformeri der Erfindung und dienen ihrer Erläuterung.

Es wurde eine Anzahl Versuche durchgeführt, um das Verfahren zu demonstrieren. Bei jedem der Versuchsläufe wurde als " Lösungsmittel ein selektives Lösungsmittel, nämlich trockenes N-Methyl-2-pyrrolidon, eingesetzt. Die Versuche

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wurden mit einem entparaffinieren nichtraffinierten leichten hellen Paraffinöl (helles Öl 180 C) mit.einem Brechungsindex von 1,470.2 bei 70 ⁰C (RI₇₀) durchgeführt. Die physikalischen Eigenschaften des Einsatzöls sind in der Tabelle I angegeben.

• T A B E L L E I

Schtnieröleinsatzmaterial

Dichte (⁰API) 28,2

Flammpunkt⁽¹⁾ COC (⁰C) 198,8

Viskosität^²* (S. U. bei 37,7 ⁰C) 177 Schwefel (Gew.-K) 0,16.

RI₇₀ ^C3)" . 1,^702

(1) offener Tiegel

(2) Saybolt-Universal-Sekunden

(3) Brechungsindex bei 70 C

Eine. Fraktion eines hochparaffinischen Öls mit engem Siedebereich wurde durch Destillation von Butenalkylat hergestellt, wobei eine Fraktion mit einem Nennsiedebereich von 193-210 ^aC erhalten wurde. Dieser Siedebereich schließt (mit +9 ⁰C) den Siedepunkt von N-Methyl-2-pyrrolidon ein. Die Eigenschaften des gleichzeitig siedenden paraffinisehen RückspülungsÖls sind in der Tabelle II an- ■ gegeben.

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ν	- Yi - *-AB-*	·» ·« «« .. • β · « «... ..
TABELLE II
Mitsiedendes paraffinisches
Dichte (⁰API)	Rückspülungsöl
Wichte	53,7
Destillationen' nach ASTM	' 0,764
Siedebeginn·	• .°c .; ■
5	192
10	194 '
■ ' 20	195
30	196
40 ·	196
• 50	196
60	197
70	197
80	198
90	198
9 b	•201
Siedeende	203
209 . - ' .

Beispiele 1 und 2

Es wurden Versuche durchgeführt zur Bestimmung der Wirksamkeit-des mitsiedenden paraffinischen Rückspülungsöls entsprechend der Tabelle II hinsichtlich der Verdrängung von paraffinischem Öl aus Primärextraktgemischen, die durch Extraktion von Einsatzöl mit den physikalischen Eigenschaften entsprechend der Tabelle I unter Anwendung von trockenem N-Methyl-2-pyrrolidon erzeugt wurden. Bei der Herstellung des Primärextrakt für Beispiel 1 wurde eine Lösungsmitteleinsatzmenge von 10Ü Vol.-%, bezogen auf das Volumen des Einsatzöls, eingesetzt, während in Beispiel 2 die Lösungsmittelmenge 400 Vol.-% betrug. Die Mengen an paraffinischem Öl in dem Primärextraktgemisch wurden für jede der beiden Prozeßbedingungen bestimmt und sind in der Tabelle III angegeben. Gleichermaßen wurde der Brechungsindex bei 70 ⁰C (RI₇₀) nach Trennung des Lösungsmittels vom· Extrakt für jeden der Extrakte bestimmt, die unter jeder der beiden Prozeßbedingungen gewonnen wurden; der Brechungsindex ist ebenfalls in der Tabelle III angegeben.

Die Extraktgemische wurden dann einer Sekundärextraktion mit mitsiedendem paraffinischem Rückspülungsöl, das die physikalischen Eigenschaften entsprechend der Tabelle 11 aufwies, unterworfen. Bei diesen Versuchen wurden gleiche

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• £0·

Volumen von lösungsmittelfreien Primärraffinaten und mitsiedendem paraffinischem Öl eingesetzt, und es wurden die in der Tabelle III angeführten Ergebnisse erzielt.

TABELLE III

Beispiel: · 1 2

Primärextraktion

Lösungsmittel: trockenes N-Methyl-2-pyrrolidon Temperatur (°C) .24 24

Lösungsmittelmenge

(Vol.-56 bezogen auf Einsatz) 100 · 400

Vol.-%.Öl in Extraktgemisch· 7,8 4,9 RI₇₀ von Extraktöl 1,5335 1,5069.

Sekundärextraktion

Einsatz: Extraktgemisch aus Primärextraktion Lösungsmittel: mitsiedendes paraffinisches Rückspülungsöl

Lösungsmittelmenge

(Vol.-% bezogen auf Einsatz)· ' 100 100

Vol.'-% Öl in Sekundärraffinatgemisch 4., 9 3,7

RI₇₀ von Öl in Sekundärraffinatgemisch 1,4978' 1,4852

Aus den Ergebnissen der Beispiele 1 und 2 ist ersichtlich, daß das mitsiedende paraffinische Öl die Fähigkeit hat, paraffinische Ölbestandteile des Schmieröleinsatzmaterials aus dem Extraktgemisch, das bei Lösungsmittelraffinierung des Einsatzmaterials mit N-Methyl-2-pyrrolidon erhalten wird, zu verdrängen.

Beispiele 3-8

Es wurde eine Anzahl Versuchsläufe bei 24 C in einer Einstuf en-Extraktionsanordnung mit unterschiedlichen. Mengen arv trockenem-N-Methyl-2-pyrrolidon als alleiniges Lösungsmittel und mit Gemischen aus N-Methyl-2-pyrrolidon (kurz: MP) und mitsiedendem paraffinischem Rückspülungsöl ■ (kurz) CBPB), das die physikalischen Eigenschaften gemäß der Tabelle II aufwies, durchgeführt. Die Ergebnisse dieser Versuchsläufe sind in der Tabelle IV angegeben, wobei für die Beispiele 3-5 die Betriebsbedingungen und die unter Einsatz von nur N-Methyl-2-pyrroldion als Lösungsmittel erzielten Ergebnisse und für die Beispiele 6-8 die Betriebsbedingungen und Ergebnisse bei.Einsatz von Gemischen aus mitsiedendem paraffinischem Rückspülungsöl und N-Methyl-2-pyrrolidon angegeben sind=

TABELLE

IV

Auswirkung von mitsiedendem paraffinischem Rückspülungsöl (CBPB) auf Einstufen-Raffinierung von leichtem hellem Paraffinöl mit N-Hethyl-2-pyrrolidon (MP)

Einsatzöl: entparaffiniertes, nichtraffiniertes leichtes helles Paraffinöl (Pale Oil 180 C); RI₇₀ 1,4702

Beispiel:

Lösungsmittel Primär schritt Rückspülung

Lösungsmittelmenge Vol.-% bezogen auf

• Einsatzöl Primär schritt Rückspülung

100

■100 % HP MP gesättigt mit CBPB

keine > \\ «—- CBPB gesättigt mit MP τ-> , |

400

.600

Extraktöl

Raffinatöl Raffinatolausbeute (Vol.-% bezogen auf Einsatz) 91,5

1,5335 1,5069 1,4998 ' 1,4643 1,4606 1,4600

79,3 74,4 228 1140 1700. 100 · 100 100

1,5650 1,5-230 1,5155 1,4655 1,4608 1,4601

95,3 84,9 ■ 81,8

tt Λ * Λ

ο β »a

»a«Q 0 «α * e

-K-

Die Daten aus der Tabelle IV sind in Fig. 2 wiedergegeben,· in der die Raffinatölausbeute und der Brechungsindex des Raffinatöls aufgetragen sind, um zu zeigen, daß das angegebene Verfahren in einer gesteigerten Ausbeute an Raffinatöl jeder vorbestimmten Güte resultiert, wobei die Ausbeute mit steigender Güte des Raffinatöls ebenfalls steigt (wie aus einer Abnahme des Brechungsindex ersichtlich ist).

Für den Fachmann ist ersichtlich, daß aufgrund der Durchfüh^ng dieser Versuche in einer Einstufenkolonnc anstatt, in einer Mehrstufenextraktionskolonne mit vier oder mehr Gleichgewichtsstufen, wie sie üblicherweise bei großtechnischen Lösungsmittelraffinierungsverfahren eingesetzt werden, die in den Beispielen eingesetzten Lösungsmittel-· mengen höher als die Mengen sind, die für den gleichen Trennvorgang in einer Mehrstufen-Extraktionskolonne erforderlich wären. Die Vorteile des angegebenen Verfahrens stellen·, sich ebenso unter Mehrstufen-Verfahrensbedingungen ein und stellen sich in noch höherem Maßin einem Mehrstufenverfahren als in den angeführten Beispielen ein.

Es ist also ersichtlich, daß das angegebene Verfahren ein verbessertes Lösungsmittelraffinierungsverfahren mit N-Methyl-2-pyrrolidon ist, bei dem die. Raffinatölausbeuten wesentlich über denen liegen, die in konventionellen Lösungsmittelraf f inierungsverf ahren unter Einsatz von N-Methyl-

O I L<± I O

2-pyrrolidon als Lösungsmittel erzielbar sind. Zusätzlich zu einer Verbesserung der Selektivität des Trennverfahrens durch Verminderung des Verlusts.an erwünschtem Raffinatöl im Extraktgemisch resultiert das Verfahren auch .in einer Erhöhung der Wichte-Differenz zwischen nebeneinander bestehenden Flüssigphasen im Phasenscheider, wodurch deren spontane physische Trennung unterstützt wird. Dieser Vorteil des angegebenen Verfahrens wird durch die folgenden Beispiele veranschaulicht.

Beispiele-9 und 10

V.ersuche wurden bei 23,8 C mit den beiden Phasen durchgeführt, die unter den in der Lösungsmittelextraktionsstufe, herrschenden Bedingungen nebeneinander bestehen. Die Untersuchung der Dichten nebeneinander bestehender Phasen ergab folgendes:

Beispiel: 9 10

Lösungsmittelmenge

(Vol.-*, basierend auf Einsatz) · 200 200

.Öl⁽¹⁾-Menge (Vol.-56,
basierend auf Einsatz) - 100

•Wichten

Raffinatölgemisch Extraktölgemisch Differenz

(1) mitsiedendes paraffinisches
Öl entsprechend Tabelle II

0	,.90.95	,841
1	,0200	,998
0	,1105	,157

ft »t IS O f.

Wenn das mitsiedende paraffinische Ö.l entsprechend der Tabelle II eingesetzt wurde, erhöhte sich die Wichtedifferenz zwischen den Phasen. Diese erhöhte Dichtedifferenz beschleunigte die Phasentrennung.

Es ist ersichtlich, daß das angegebene Verfahren im wesentlichen ein Zweistufen-Lösungsmittelextraktionsverfahren ist, bei dem N-Methyl-2-pyrrolidon das Primärlösungsmittel und eine ausgewählte paraffinische Fraktion,'die im wesentlichen gleichzeitig mit N-Methyl-2-pyrrolidon siedet, ein Sekundärlösungsmittel oder Rückspülungs-Lösungsmittel ist. Das paraffinische Rückspülungsöl hat die Fähigkeit, das höherparaffinische Öl aus einem Lxtr aktge'mi sch zu verdrängen und es in den Raffinatölstrom rückzuführen, wodurch die Raffinatölausbeute gesteigert wird. Durch die Wahl eines gleichzeitig mit N-Methyl-2-pyrrolidon siedenden paraffinischen Rückspülungsöls wird die Lösungsmittelrück- · gewinnung vereinfacht, da die beiden Lösungsmittel durch · Destillation gemeinsam rückgewinnbar sind und sich nach dem Kondensieren und Abkühlen ihre Gemische in Flüssigphasen scheiden, und zwar in eine leichte Phase, die.reich an paraffinischem Rückspülungsöl ist, und eine schwere lösunysmittelreiche. Phase, die beide für die direkte Rückführung im Kreislauf zu der Lösungsmittelextraktionsstufe geeignet sind.

Claims

Patentansprüche '

1." Verfahren zur Lösungsmittelraffinierung eines Schmieröleinsätzmaterials auf Mineralölbasis mit aromatischen und paraffinischen Bestandteilen unter Trennung des Einsatzmaterials in ein paraffinisches Raffinatgemisch und ein
aromatenreiches Ext.raktgemisch,

wobei das Schmieröleinsatzmaterial in einer Lösungsmittelextraktionszone mit N-Methyl-2-pyrrolidon aufweisendem
Lösungsmittel kontaktiert wird unter Bildung einer
aromatische Bestandteile des Einsatzmaterials enthaltenden lösungsmittelreichen Extraktphase und einer paraffinische Bestand teile des Einsatzmaterials enthaltenden Ölreichen Raffinatphase,
dadurch gekennzeichnet,

- daß die Extraktphase in der Extraktionszone mit einem
paraffinischen Öl kohtaktiert wird, das eine geringe
Menge N-Methyl-2-pyrrolidon enthält und einen Siedebereich nahe dem Siedepunkt von N-Methyl-2-pyrrölidon hat, wodurch gelöste nichtaromatische Kohlenwasserstoffe in die Raffinatphase verdrängt werden,

- daß das erhaltene Raffinatgemisch aus der Extraktionszone abgezogen wird,

P · ♦

daß das Raf f Lnatcjemisch unter Trennung eines Produktraffinats aus dem N-Methyl-2-pyrrolidon-Lösungsmittel und dem mitsiedenden paraffinischen Öl destilliert wird durch Verdampfen des Lösungsmittels und des mitsiedenden Öls, .

daß die Dämpfe des mitsiedenden paraffinischen Öls und des N-Methyl-2-pyrrolidons abgekühlt und kondensiert werden unter Bildung eines Kondensats, das sich in zwei Flüssigphasen scheidet, deren eine «ine lösungsmittelreiche, gelöstes mitsiedendes paraffinisches Öl enthaltende Phase und deren andere eine an mitsiedendem .paraffinischem Öl reiche, gelöstes Lösungsmittel enthaltende Phase ist,

daß die lösungsmittelreiche Phase der Extraktionszone als Lösungsmittel.zugeführt wird, daß das N-Methyl-2-pyrrolidon enthaltende mitsiedende paraffinische Öl in die Extraktionszone in Kontakt mit der darin befindlichen Extraktphase als das paraffinis'che Rückspülungsöl geschickt wird, daß das resultierende Extrakt'gemlsch aus der Extraktionszone abgeführt wird, und ' . . · daß das Produktraffinat aus der Dest'illationszone abgeführt wird.

O t» o Cr <i β O <* ο ο α «θ 4«

2. Verfahren nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet, ■

-daß der Siedebereich des aufzubereitenden Schmieröleinsatzmaterials erheblich höher als der Siedebereich des mitsiedenden paraffinischen Öls ist.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder Z, dadurch gekennzeichnet,

- daß die Extraktion bei einer Temperatur im Bereich vor 50-95 C durchgeführt wird.

k. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche,· dadurch gekennzeichnet,

- daß der Extraktionszone N-Methyl-2-pyrrolidon. zugeführt wird, das 0-1,0 Gew.-% Wasser enthält. .

5. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, · ■

- daß ein mitsiedendes paraffinisches Öl eingesetzt wird, dessen ASTM-Destillationsbereich zwischen ca. 190 C und ca. 210 ⁰C liegt. ·

-6. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche_? dadurch gekennzeichnet,

- daß der Extraktionszone N-Methyl-2-pyrrolidon in einer Menge zugeführt wird, die im Bereich von 100-600 Vol.-%, bezogen auf das Volumen des Schmieröleinsatzmaterials, liegt.

7. Verfahren " nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet,

- daß der Extraktionszone N-Methyl-2-pyrrolidon in einer Menge von 15Ö-4-OO Vol.-% zugeführt wird..

8. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, . dadurch gekennzeichnet,

- daß der Extraktionszone das mitsiedende paraffinische Öl in einer Menge von 25-50 Vol.-%, bezogen auf das Volumen des der Extraktionszone zugeführten· Lösungsmittels, zugeführt wird.

9. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet,

- daß das Extraktgemisch einer Destillation'zur Abscheidung von N-Methyl-2-pyrrolidon und. mitsiedendem paraffinischem Öl aus dem Gemisch unterworfen wird.