DD258246A1 - Verfahren zur feinabscheidung von wasser aus fluessigen kohlenwasserstoffen - Google Patents
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Abstract
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Feinabscheidung von Wasser aus fluessigen Kohlenwasserstoffen, die aus erdoel- und/oder kohlestaemmigen Rohstoffen gewonnen wurden und grenzflaechenaktive organische Verbindungen enthalten koennen, unter Raffineriebedingungen. Erfindungsgemaess werden einem Kohlenwasserstoffstrom, der unter Raffineriebedingungen mit Wasser gesaettigt ist, bei Temperaturen von 120C bis 350C und Druecken, bei denen die Kohlenwasserstoffe nach der Kuehlung auf kleiner 100C fluessig sind, 0,0001 bis 0,001% eines Demulgators oder eines Demulgatorgemisches zugesetzt und der Kohlenwasserstoffstrom mit einer Geschwindigkeit von 5 K/min bis 100 K/min bei turbulenter Bewegung auf kleiner 100C abgekuehlt.
Description
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Feinabscheidung von Wasser aus flüssigen Kohlenwasserstoffen in Raffineriebetrieben.
Es ist bekannt, daß die Löslichkeit von Wasser in flüssigen Kohlenwasserstoffen temperaturabhängig ist und mit steigender Temperaturzunimmt. Bei derAbkühlungwassergesättigterflüssiger Kohlenwasserstoffe wird das Wasser häufig in mikrofeinen Tropfen, die zur Trübung des Kohlenwasserstoffes führen, in Form einer Emulsion abgeschieden. Das Vorhandensein von grenzflächenaktiven Stoffen, die in erdöl- aber besonders kohlestämmigen flüssigen Kohlenwasserstoffen enthalten sind oder bei deren Verarbeitung entstehen, stabilisiert derart gebildete Emulsionen.
Da emulgiertes Wasser in Verkaufsprodukten nicht zulässig ist oder die Nachverarbeitung erheblich stört, ist eine Wasserabscheidung erforderlich.
Es ist bekannt, in Raffineriebetrieben aus flüssigen Kohlenwasserstoffen Wasser durch Schwerkraftabscheidung abzutrennen.
Diese Methode beeinträchtigt den kontinuierlichen Betrieb wesentlich, da der Erfolg der Wasserabscheidung durch eine Vielzahl von Einflußfaktoren nur schwer beeinflußbar ist, und für die Wasserabscheidung, die bis zu mehreren Tagen dauern kann, ein erheblicher Lagerraum benötigt wird.
InDD-PS 200 978 wurde ein kontinuierliches Verfahren zur Wasserabscheidung aus flüssigen Kohlenwasserstoffen mittels eines zweistufigen Coaleszersystems beschrieben. Dabei soll das Wasser an coaleszenzaktivem Fasermaterial abgeschieden werden.
Dies Verfahren hat den Nachteil, daß nach kurzer Zeit auf Grund von auftretenden Feststoffverschmutzungen hohe Strömungswiderstände auftreten, die Ursache für mechanische Zerstörungen des Fasermaterials sind.
Aus DD-PS 206908 und DD-PS 212526 ist ein Verfahren zur Wasserabscheidung bekannt, bei dem das Produkt über spezielle Sande mit einem definierten Anteil an alpha-Quarz geleitet wird. Dieses Verfahren belastet auf Grund seiner spezifischen Technologie den Raffineriebetrieb wesentlich.
In DD-PS 150474 wird ein Verfahren zur Entwässerung und Entsalzung von Erdöl beschrieben, bei dem durch einsatz von 0,002 bis 0,006% Polyethylenglykol-polypropylenglykolether von N,N"-Tetra (5-oxypropylpropylol)-N'-(2-oxypropyl)-diethylentriamin als Demulgator der Wassergehalt von 50% bei 40 bis 50°Cauf ca. 1% abgesenkt wird oder mittels Elektroentsalzer die Entwässerung bei 68°C auf 0,25% Restwasser erfolgt.
Nach DE-OS 2435715 wird die Wasserabscheidung mittels oxalkylierten Polyamins vorgeschlagen, bei der die Zugabe von 0,005% Demulgator den Wassergehalt eines sowjetischen Erdöls von 42% innerhalb einer Zeitspanne von 16 Stunden auf 0,2% bei Temperaturen von 8Ö°C absenkt.
Diese Verfahren haben den Nachteil, daß sie keine Restwassergehalte von kleiner 0,1 % gestatten und die Absetzzeiten noch relativ hoch sind. Da diese Verfahren zur Wasserabscheidung bei erhöhten Temperaturen arbeiten, kommt es bei der Abkühlung auf die Lagertemperatur erneut zu Wasserabscheidungen und somit zur Trübung des Produktes. Darüber hinaus sind die Absetzzeiten noch relativ hoch.
Ziel der Erfindung ist es, ein Verfahren zur Feinabscheidung von Wasser aus flüssigen Kohlenwasserstoffen zu schaffen, welches mit geringem technologischen und energetischen Aufwand in einer Raffinerie zur Wasserabscheidung betrieben werden kann.
Aufgabe der Erfindung ist es, ein Verfahren zur Feinabscheidung von Wasser aus flüssigen Kohlenwasserstoffen zu schaffen, welches auch bei Anwesenheit grenzflächenaktiver, emulsionsstabilisierender Stoffe eine sichere Wasserabscheidung bis nahe der physikalischen Löslichkeit des Wassers ermöglicht, so daß eine Trübung der flüssigen Kohlenwasserstoffe nahezu ausgeschlossen wird.
- I - 4.ΌΟ
Das Verfahren soll den technologischen Ablauf, insbesondere durch geringe Absetzzeiten des Wassers, positiv beeinflussen.
Erfindungsgemäß wird die Aufgabe dadurch gelöst, daß man einem Kohlenwasserstoffatom mit Wassergehalten zwischen 0,05 bis 5% in physikalisch gelöster Form, der aus erdöl- und/oder kohlestämmigen Rohstoffen gewonnen wurde und grenzflächenaktive organische Verbindungen enthalten kann, bei Temperaturen von 120°C bis 350°C, vorzugsweise bei 150 bis 170°C, und Drücken, bei denen die Kohlenwasserstoffe nach der Kühlung auf kleiner 1000C flüssig sind, 0,0001 bis 0,01 % eines Demulgators oder eines Demulgatorgemisches zusetzt und mit einer Geschwindigkeit von 5K/min bis 100 K/min bei turbulenter Bewegung auf kleiner 100°C abkühlt.
Als besonders geeignete Demulgatoren haben sich Poiyethylenglykol-Polypropylenglykol-Copolymere des Diethylentriamins mit einer mittleren Molmasse von 2300 bis 10700, alpha-Methylstyroldiol, Polyglykolester des oligomeren alpha-Methylstyroldiols und Diurethane allein oder in Mischungen erwiesen.
Die obere Konzentrationsangabe des Demulgatorzusatzes kann auch ohne nachteilige Wirkungen in bezug auf die Wasserabscheidung überschritten werden.
Die Vorteile des erfindungsgemäßen Verfahrens bestehen darin, daß eine hohe Wirksamkeit in bezug auf die Wasserabscheidung bei geringer Demulgatorzugabe erreicht wird.
Das erfindungsgemäße Verfahren ist völlig unempfindlich gegenüber Feststoffpartikeln und benötigt bei ausreichender Dimensionierung keine zusätzlichen technologischen Einrichtungen mit Kühlfunktion.
Ein Hydroraffinat im Siedebereich von 180 bis 360°C, bestehend aus einem Gemisch aus 92% erdölstämmiger Destillatfraktion und 8% einer Destillatfraktion aus der Braunkohlenverschwelung, wird nach der katalytischen Behandlung zur Einstellung des Flammpunktes und zur Entfernung des Schwefelwasserstoffes einer Wasserdampfbehandlung bei 16O0C und 0,2MPa Druck in einer Strippkolonne ausgesetzt. Hierbei sättigt sich die organische Phase mit Wasser und weist einen Wassergehalt von 0,23% auf. Dem Hydroraffinat werden 3 Proben bei Strippbedingungen entnommen.
Eine Probe wird bei 160°Cin einem Glaskolben mit Rührwerk eingefüllt und mit einem Polyethylenglykol-Polypropylenglykol-Copolymeren mit einer mittleren Molmasse von 4500 (Prohalyt—VEB Chemische Werke Buna) in Form einer Methanol-Wasser-Lösung derart versetzt, daß die Konzentration des Demulgators in der Probe 0,0005% betrug. Nachfolgend wurde das Hydroraffinat unter kräftigen Rühren mit 22 K/min auf Raumtemperatur abgekühlt. Das gekühlte Raffinat ist klar und hatte einen Restwassergehalt von 0,0043%.
Die beiden anderen Proben wurden innerhalb einer Stunde auf Raumtemperatur abgekühlt. Beide Proben waren stark trübe. Eine Probe wurde danach mit 0,0005% Polyethylenglykol-Polypropylenglykol-Copolymeren versetzt. Diese Probe hatte nach 36 Stunden einen Restwassergehalt in der organischen Phase von 0,0167% und war annähernd klar. Die andere Probe hatte nach einer Standzeit von 92 Stunden einen Restwassergehalt von 0,018% und war annähernd klar.
In einer großtechnischen Destillationsanlage werden Erdöldestillate erzeugt. Zur Partialdruckabsenkung erfolgt der Destillationsvorgang unter Strippdampfzugabe, so daß die Destillate wassergesättigt sind. Ein flüssiger Seitenstrom verläßt die Destillationskolonne mit einer Temperatur von 1800C und wird zuerst gegen Einsatzprodukt und nachfolgend mit Wasser indirekt auf 350C gekühlt. Er verläßt die Anlage mit einem Wassergehalt von 0,08%. Das Produkt ist trüb. Dem Seitenstrom wird erfindungsgemäß beim Verlassen der Destillationskolonne bei 1800C 0,0007% alpha-Methylstyroldiol zugegeben. Die Abkühlung erfolgt in Rohrbündelwärmeübertragern bei turbulenter Strömung mit 34K/min auf 350C. Die organische Phase des Teilstromes ist beim Verlassen der Anlage klar und enthält 0,0023% Restwasser.
In einer Hydroraffinationsanlage für Vakuumdestillate wird das Raffinat durch Wasserdampfbehandlung von leichten Kohlenwasserstoffen, Ammoniak und Schwefelwasserstoff befreit. Das stabiliserte Raffinat ist bei Strippbedingungen wassergesättigt und enthält bei 2900C und 0,3MPa Druck 0,31% physikalisch gelöstes Wasser. Eine Abkühlung im anlagenzugehörigen Kühlsystem auf 80°C bewirkt eine Trübung des Produktes. Nach Lagerung von 12 Stunden bei 800C in einem Tanklager ist das Produkt klar.
Erfindungsgemäß wird dem stabilisierten Raffinat bei 2900C und 0,3MPa Druck 0,001 % eines Demulgators auf Basis von Diurethanen (Privozell — VEB Chemische Werke Buna) zugegeben. Die Kühlung erfolgt bei turbulenter Strömung mit 90 K/min auf 800C. Das nunmehr aus zwei geschlossenen Phasen bestehende Gemisch wird über einen Absetzbehälter geleitet und die wässerige Phase kontinuierlich abgetrennt. Die organische Phase ist klar und weist einen Restwassergehalt von 0,0112% bei 80°Cauf.
In einer Redestillationskolonne wird ein breiter kohlestämmiger Benzinschnitt gesplittet. Die Splittung erfolgt unter Strippdampfzusatz. Am Kopf der Kolonne fällt ein Wasserdampf-Benzindämpfe-Gemisch bei 1400C an, das durch indirekte Kühlung auf 300C abgekühlt wird. Die kondensierten Dämpfe werden in einen Dreikammerbehälter geleitet und in eine organische und eine wässerige Phase getrennt. Die organische Phase ist trüb und enthält dispergiert Wasser. Der Restwassergehalt beträgt 0,023% Wasser.
Erfindungsgemäß wird dem Wasserdampf-Benzindämpfe-Gemisch 0,002% eines Demulgators auf der Basis von Polyethylenglykol-Polypropylenglykol-Copolymeren bei 1400C zugegeben, das Gemisch teilkondensiert und bei 1200C mit 0,002% eines Demulgators auf Basis von Polyglykolestern des oligomeren alpha-Methylstyroldiols zugegeben. Die Abkühlung von 1400C auf 300C erfolgt mit 50 K/min. Das dem Dreikammerbehälter entnommene Benzin ist klar und hat einen Restwassergehalt von 0,0068%.
Claims (2)
- Patentansprüche:1. Verfahren zur Feinabscheidung von Wasser aus flüssigen Kohlenwasserstoffen, die aus erdöl- und/oder kohlestämmigen Rohstoffen gewonnen wurden und grenzflächenaktive organische Verbindungen enthalten können, unter großtechnischen Bedingungen in Raffineriebetrieben, dadurch gekennzeichnet, daß einem Kohlenwasserstoffstrom bei Temperaturen von 1200C bis 3500C und Drücken, bei denen die Kohlenwasserstoffe nach der Kühlung auf kleiner 1000C flüssig sind, 0,0001 % bis 0,01 % eines Demulgators oder eines Demulgatorgemisches zugesetzt und der Kohlenwasserstoffstrom mit einer Geschwindigkeit von 5 K/min bis 100 K/min bei turbulenter Bewegung auf kleiner 1000C abgekühlt wird.
- 2. Verfahren nach Anspruch 1, gekennzeichnet dadurch, daß 0,0001 bis 0,005% eines Demulgators, insbesondere Polyethylenglykol-Polypropylenglykol-Copolymeredes Diethylentriamins mit einer mittleren Molmasse von 2300 bis 10700, alpha-Methylstyroldiol, Diurethane einzeln oder im Gemisch eingesetzt werden.
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|---|---|---|---|---|
| US4971703A (en) * | 1989-08-21 | 1990-11-20 | Battelle Memorial Institute | Treatment method for emulsified petroleum wastes |
-
1987
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