DE3124781A1 - "verfahren zur loesungsmittelraffinierung eines schmieroeleinsatzmaterials auf mineraloelbasis - Google Patents
"verfahren zur loesungsmittelraffinierung eines schmieroeleinsatzmaterials auf mineraloelbasisInfo
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Description
9 A O
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)
Verfahren zur Lösungsmittelraffinierung eines
Schmieröleinsatzmaterials auf Mineralölbasis
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.
* O «I
t t, ο
M * *> O Λ Ο
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
Q £J b Ο ο ΰ Ü
■* * ι? α <l· β « β
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 . - ' . |
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
β · V
• £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
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.
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=
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
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
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-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.
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
basierend auf Einsatz) - 100
•Wichten
Raffinatölgemisch Extraktölgemisch
Differenz
(1) mitsiedendes paraffinisches
Öl entsprechend Tabelle II
Öl entsprechend Tabelle II
0 | ,.90.95 | 0 | ,841 |
1 | ,0200 | 0 | ,998 |
0 | ,1105 | 0 | ,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 (1)
- 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.
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