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Verfahren zur Raffination von Miscella Die Erfindung bezieht sich
auf ein Verfahren und eine Anlage zur Raffination von Miscella.
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Es ist bekannt, Miscella zu diesem Zweck mit einem Neutralisationsmittel
und rriit einem niedrigmolekularen Alkohol als drittes Lösungsmittel zu vermischen,
zu dekantieren und anschließend die durch die Dekantierung entstandene, obere und
untere Phase mit Wasser bzw. mit einer Flüssiglceit zu waschen, welche das Lösungsmittel
des Öles und das dritte Lösungsmittel enthält.
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Von den bekannten Raffinationsverfahren dieser Art unterscheidet sich
das erfindungsgemäße durch diel Durchführung der Waschvorgänge in einer Kolonne
und die gemeinsame Behandlung der Waschflüssigkeit mit den einzelnen Phasen. Dadurch
wird de Verarbeitung von Mischungen sehr verschiedener Konzentration und Azidität
sowie eine wirtschaftliche Wiedergewinnung der verwendefien Lösungsmittel möglich
und insgesamt eine erhöhte Wirtschaftlichkeit erreicht.
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Zu diesem Zweck vermischt man die rohe Mischung (Lösung des rohen.
Öles in einem Lösungsmittel, z. B. Hexen) und das Nerutralisationsmittel mit einem
niedrigmolekularen Alkohol als drittes Lösungsmittel, das. sich zum Teil im Lösungsmittel
und zum Teil in Wasser löst, worauf man. die Phase des so erhaltenen Gemisches trennt.
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In der bevorzugten Ausführungsform der Erfindung wäscht man die bei
der Dekantatiion erhaltene obere Phase, die einen Teil der Mischung enthält,
mit
Wasser, worauf man diese gewaschene Phase mit einer Lösung eines Elektrolyts behandelt
und dass so erhaltene Gemisch einer zweiten Dekantation unterwirft. Die obere Phase
dieser zweiten Dekantation wird dann eingedampft. Die bei der Dekantation des Gemisches
aus roher Mischung, Neutralisationsmittel und drittem Lösungsmittel erhaltene untere
Phase wäscht man mit einer Flüssigkeit, die das Lösungsmittel des Rohgenisehes und
das dritte Lösungsmittel enthält, worauf man diese gewaschene Phase- mit einer starken.
Säure behandelt und das so erhaltene Gemisch eindampft.
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Im nachfolgenden sollen an Hand der Zeichnungen das erfindungsgemäße
Raffinatiomsverfahren von Misce,lla und eine Anlage zur Durchführung dieses Verfahrens
beispielsweise veranschaulicht werden Die Schemazeichnung der erfindungsgemäßen
Anlage ist in die Fig. i, 2, 3 und 4 zerlegt.
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Die aufgezeigte erfindungsgemäße Anlage gestattet die Behandlung von
Mischungen. mit sehr verschiedener Konzentration. und, Azidität. Danach richten,
sich die Zusätze an Neutralisationsmittel und drittem Lösungsmittel. Die Verarbeitung
einer Rohmischung, deren Konzentration 4o % Fettstoffe mit einer Azi.di,tät bis
zu 8o-% beträgt, ist möglich. In dem Ausführungsbeispiel liegt eine Mischung vor,
welche eine Ölmenge von ungefähr 2o Gewichtsprozent enthält, wobei dieses Öl einen
Säuregrad von 4% besitzt (ausgedrückt in. freier Ölsäure). Als Neutralisationsmittel
wird i 1 caustische Soda mit einer Konzentration von a0° Be und als drittes Lösungsmittel
15 1 Isopropylalkohol jeweils zu ioo kg der Rohmischung hinzugefügt.
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Beim Studium des Gesamtschemas wird ersichtlich, daß im Rührwerk 5
eine Rohmischung gebildet wird, aus dein über die Leitungen 2, 4 und eine Meßvorrichtung
3 zugeführten Rohöl des Behälters i und aus einem Gemisch aus reinem Lösungsmittel
und gemischtem Lösungsmittel, im nachfolgenden als »azeotropes Hexengemisch« bezeichnet
und vom Behälter 6 über die Leitungen 7, 9 und die Meßvorrichtung 8 zugeführt. Die
Meßvorrichtungen 3 und 8 und ein Heizmantel des Rührwerks 5 ermöglichen eine Regelung
von Konzentration und Temperatur der Rohmischung. Diese verläßt das Rührwerk 5 über
die Leitung io in Richtung auf das Rührwerk i i.
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Im Rührwerk i i wird die Rohmischung mit der über die Leitungen 13,
15 und eine Meßvorrichtung 14 aus dem Sodabehälter 12 kommenden cauustischen Soda
behandelt. Über die Leitungen 17, i9 und die Meßvorrichtung i8 leitet man aus dem
Behälter 16 in das Rührwerk i i ein Gemisch aus Isopropylalkohol und Wasser ein,
im nachfolgenden als azeotropes IsopropylaJkoholgemisch bezeichnet.
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Die mit dem Neutralisations.mittel und Alkohol vermischte Rohmischung
wird zur Dekantierung durch die Leitung 21 in das Klärgefäß 20 geleitet. Eine Öffnung
der Leitung 22 gestattet die Durchführung von genauen Mengenberechnungen und die
Entnahme von Proben, um die Neutralisation der Mischung festzustellen. Durch die
Dekantation entstehen im Klärgefäß 2o zwei zusammenhängende Phasen und eine Zwischenschicht.
Die obere Phase enthält im wesentlichem die neutrale Mischung, die untere Phase
besonders die im dritten. Lösungsmittel aufgelöste Seife. Die Zwischenschicht, welche
Mischung und Seife voneinander trennt, wird durch Schleimstoffe und die Verunreinigungen
des Öles gebildet. Diese Zwischenschicht wird durch die in der Außenwand des Klärgefäßes
2o befindliche Beobachtungsöffnung sichtbar gemacht; sie ist Gegenstand einer besonderen
Behandlung. Die obere Phase im Klärgefäß 2o besteht im wesentkchen aus neutralem
Öl und aus Hexen. Indessen findet man auf Grund: der teilweisen Löslichkeit des
verdünnten Isopropylalkoholes in Hexen außerdem in dieser oberen Phase etwas Seife,
die in dem Alkohol gelöst ist. Ebenso ist in der unteren Phase, die aus in. verdünntem
Isopropylalkohol löslicher Seife besteht, wegen der Löslichkeit des Hexans in Isopropylalkohol
ein wenig neutrales Öl vorhanden. Diese Erwägungen zeigen. - und die praktischen
Analysen der Flüssigkeiten der beiden Phasen bestätigen dies - -daß trotz einer
vollkommenen Trennung der beiden. Phasen normalerweise eine kleine Menige Seife
in der Mischung und ebenso ein bißchen Öl in der unteren. Phase zu finden ist. Um
eine vollkommene Trennung der Fettsäuren und des neutralen Öles zu erreichen, genügt
es also nicht, die beiden Phasen im Klärgefäß 2o zu trennen, sondern die Trennung
muß sich. auch erstrecken auf die Extraktion des neutralen Öles aus der Seife und
ebenso auf die Entfernung der Seife aus der neutralen Mischung. Die Extraktion dieser
Bestandteile geschieht -durch Waschungen in einer Waschkolonne 24. Diese Kolonne
besteht aus mit Füllkörpern versehenen. Platten und arbeitet im Gegenstromverfahren.
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Die Mischung aus dem Klärgefäß 2o wird über die Leitung 25 zum Einlaß
26 in der Mitte der Waschkolonne 24 herangeführt; in gleicher Weise wird die Seife
aus dem Klärgefäß 2o über die Leitung 27 zum Einlaß 28 geleitet. Die bei 26 eintretende
seifenhaltige Lösung steigt fortschreitend in der Waschkolonne hoch und trifft anfangs
auf eine bei 29 eingespritzte und durch die dazwischenliegenden. Verteilerplatten
gleichmäßig verteilte wäßrige Lösung von Isopropylalkohol. An die Leitung 3o für
den verdünnten Alkohol sind die Meßvorrichtungen 31 und 32 angeschlossen, die jeweils
über die Leitungen. 30 und 34 mit einem Wasserkanal und dem Behälter 16 für
das azeotrope Isopropylalkoholgemisch in Verbindung stehen. Diese Vorrichtung erlaubt
es, nach Wunsch die Verdünnung des durch den Einlaß 29 eintretenden, vermischten
Lösungsmittels zu regulieren. Außerdem sorgt eine Meßvorrichtung 35, die durch die
Leitung 36 mit der Leitung 13 der caustischen Soda in Verbindung steht, für eine
Regulierung der Menge dieses Produktes, die über die gleiche Leitung 3o beim Einlaß
29 eintritt.
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Durch die Zufügung einer bestimmten Menge an caustischer Soda erreicht
man. einen erhöhten
p11-Wert in der Zwischenschicht der Waschkolonne
24, um eine angemessene Dekantierungsgesehwindigkeit der auftretenden Phasen zu
sichern. Durch die Wirkung der bei 2g einströmenden und durch die Zwischenplatten
vermischten Flüssigkeit wird die Mischung stetig von dem Seifenanteil befreit. Um
diese Waschung vollständig zu machen, wird durch 37 und 38 - die jeweils über die
Leitungen 39 und 40 mit den Meßvorrichtungen 41 und 42 verbunden sind - über die
Leitungen 43 und 44 eine bestimmte Menge Wasser eingeleitet. Die vollständig von
Se.'fe befreite Mischung verläßt die Kolonne über die Leitung 45. Die Mischung des
neutralen: Öles wird darauf im Rührwerk 46. mit einem aus Zitronensäure und einer
wäßrigen Salzlösung bestehenden Elektrolyt behandelt. Eine Meßvorrichtung 47, die
über die Leitung 48 mit dem Elektrodytbehälter 49 verbunden ist, gestattet, dessen,
Zustrom in d(er Leitung 5o zum Rührwerk s6 zu regulieren. Diese Waschung - die nichts
anderes darstellt als eine, Entschleimung in saurem Medium - hat den Zweck, gewisse
Schleimstoffe niederzuschlagen, die nicht in basischem Milieu koagulieren. Nach
einer Dekantierung im Klärbehälter 51, von wo die geklärte Mischung über die Leitung
52 abgeführt wird, läuft die obere Phase aus diesem Klärbehälter über die Leitung
53 ab, die zum Eindampfer 54 führt.
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Die Seife, die über die Leitung 27 durch den Einlaß z8 in der
Mitte der Waschkolonne24 eingeleitet wird, läuft in der Kolonne herab, um dort anfangs
auf ein Gemisch aus reinem und gemischtem Hexan in azeotropem Verhältnis (azeotropes
Hexangemisch) zu stoßen, welches bei 55 eingelassen wird und über die Leitung 56
der Meßvorrichtung 57, welche selbst durch 58 mit dem Hexanhehälter 6 in Verbindung
steht, herangeführt. In gleicher Weisse wie -für die Waschung der Mischung ist auch
eine Waschung mit reinem Lösungsmittel vorgesehen, welches bei 59 eintritt und über
die Meßvorrichtung 61 und die Leitung 62 des Reinhexanbehälters 63 herangeleitet
wird.
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Wie zuvor geschieht die Verteilung der Flüssigkeiten durch die Wirkung
der mit Füllkörpern versehenen Verteilerplatten.
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Die Einlässe 26, 28, 29, 37, 38, 55 und 59 sind' mit Luftfängern.
ausgestattet, um das Eindringen von möglicherweise in den verschiedenen. hier eintretenden.
Flüssigkeiten enthaltener Luft zu verhindern. Die Luftleitungen sind nicht in dem
Schema eingezeichnet, aber mit einem kleinen Pfeil markiert. Sie vereinigen sich
in einer Sammelvorrichtung für die mitgerissenen Flüssigkeitsteilchen, die mit einem
Kondensator, einer Aus.friervoirrichtung oder einem Aktivkohlerekuperator in Verbindung
steht, welche nicht dargestellt sind. , Die Waschung der Seife mit dem azeotropen
Hexangemisch und darauf mit Reinhexan hat den Zweck, alles neutrale Öl zu entfernen.
Die alkoholische Seifenlösung läuft über die Leitung 64 ab. Diese hat die Form eines
Schwanenhalshebers., um das Separatorniveau in der Mitte der Beohachtungsöffnung
65 der Waschkolonne zu halten. Eine Öffnung 66 - welche wie ein Stichprobenheber
wirkt und die Entnahme von Proben zuläßt - gestattet auch die Messung der genauen.
Seifenmenge. Diese wird über die Leitung 67 zum Rührwerk 68 geführt, wo sie unier
Einwirkung der Schwefelsäure in Fettsäuren und Natriumsulfat zerlegt wird. Die Schwefelsäuremenge,
die aus dem Behälter 69 über die Leitung 70 zur Meßvorrichtung 71
geführt wird, kann ebenfalls reguliert werden, um in denn Rührwerk 68 über de Leitung
7a einen geringfügigem Säureüberschuß einzustellen. Die Leitung 73 führt die Seife
heran, die in den Heizschlangen 74 des. W ärmeaustauscherseparators. 75 zerlegt
wird, von wo sie, nachdem sie auf eine geeignete Temperatur gebracht worden ist,
in die Verdampfervornichtung bei 76 einmündet.
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Die Mischung gelangt über die Leitung 53 vom unten in den Eindampfer
54 und wird in diesem konzentriert. Das Hexan wird frei und scheidet in dem Separator
77 feine Tröpfchen des Öles ab. welche es enthielt. Ein. Teil der Hexandämpfe kondiensiert
sich auf dem Rohraustausch:er 74, um dort die zerlegte Seife zu erwärmen. Das Kondensat
wird bei 78 aufgenommen; es besteht aus Hexan, welches die- Pumpe P2 über die Leitung
79 ansaugt und durch die Leitung 8o in den Behälter 63 zurückpumpt. Die nicht
kondensierten Dämpfe strömen bei 81 in die Rektifizierungskolonne. Das neutrale
Öl gibt die größte Menge des. Hexans. im Eindampfer ab und verläBt den Apparat
in der Ebene 82 über die Leitung 83, die in Form eines Schwanenhalses ausgebildet
ist. Dieses Ö1 wird in den Feinreiniger 84 angesaugt, welcher unter Vakuum steht.
Unter der Wirkung des reduzierten Druckes. und durch das Einleiten von Frischdampf
wird das Öl von den letzten Spuren. flüchtiger Stoffe befreit. Die Pumpe P3 zieht
das fertige Öl über die Leitung 85 ab und p-reßt es. zum Ölablauf 86. Die Dämp''e
von Wasser und Hexan aus dem Feinreiniger 84 steigen zum Kondensator C:2 hoch. Ein
Dampfstrahlgebläse 87 hält das Vakuum in dem Feinreiniger 84 und dem Kondensator
C2 aufrecht. Nach der Kondensation in C3 werden die Kondensate aus C2 und C3 jeweils
durch die Leitungen 88 und 89 in einen Behälter unter Normaldruck geleitet.
Das über die Leitung g1 herangeführte Hexan-Wasser-Gemisch trennt sich in dem Abscheider
9z, wo das Hexan durch die Leitung g3 abläuft, um durch die Pumpe P" und die Leitung
8o dem Hexanbehälter 63 wieder zugeführt zu werden.
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Die Wiedergewinnung dies dritten Lösungsmittels isst das Ziel einer
besonderen aze@otropen Destillation in der Fraktionierkolonne. Diese Fräktionierkolonne
besteht aus einer Verdampfvorrichtung 94 und einer Rektifizierungskolonne
95. Diese Kolonne wird in der Mitte an zwei Punkten beschickt: bei 76 mit
einer Flüssigkeit, welche im wesentlichen aus dem dritten Lösungsmittel besteht
und bei 81 mit einem Gas aus reinem Lösungsmittel. Die Flüssigkeit und das Gas kommen
aus dem Eindampfaustauscher 75. Am Boden der Eindampfkolonne 94 wird! bei
96 Frischdampf eingeleitet;
außerdem ist ein Heizmantel vorgesehen,
um d!as Sieden: der Flüssigkeit am Boden der Eindamptkolonne 94 in Gang zu halten.
Am oberen Ende de- Fraktionierkolonne 95 entströmt ein Gas mit dreifacher azeotroper
Zusammensetzung: Hexanr-IsopropylalkoholWasser. Dieses Gas kor, densiert im Kondensator
C1. Die Kondensate sind in gleicher Weise azeotrop und haben demnach eine dem Gas
indentische Zusammensetzung, da aber das azeotrope Gemisch Heran, Isopropylalkohol
und Wasser heterogen ist, findet eine Trennung in zwei flüssige Pliasen statt. Diese
flüssigen Phasen werden über die Leiturig 98 zur Trennung in das KläigefäiB 99 geleitet.
Die obere Phase - die im wesentlichen aus Hexen und Isopropylalkohol besteht - läuft
über die Leitung ioo in den Hexangennisehbehälter 6; die untere Phase - die im wesentlichen
aus Isopropylalkohol und Wasser besteht - gelangt über die Leitung ioi in den Behälter
für das azeat.rope Isopropylalkoholgemisch:16.
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Ein Teil der unteren Phase aus dem Klärgefäß g9 wird über die Leitung
Io2 in die Kolonne zurückgeleitet. Eine Meßvorrichtung io3 erlaubt die Regulierung
der azeotropen Destillation.
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Die Entfernung der Verunreinigungen und Schleimstoffe 4.st Gegenstand
einer besonderen, Vorrichtung, welche geschaffen wurde zur Erhöhung des Ertrages
sowohl an neutralem t51 als auch an Fettsäuren.
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Diese Verunreinigungen bestehen aus Gummi, Proteinen, Körnerteilen
usw. Sie finden sich hauptsächlich in der Zwischenschicht des. Klärgefäßes 2o. Ein.
kleinerer Teil findet sich im Zwischenteil der Waschkolonne 24, und der Rest wird
durch die Zwischenschicht im Quergefäß 51 gebildet. Die Zwischenschicht im Klärgefäß
2o wird über die Leitung 1o4 kontinuierlich zum Klärgefäß io5 geleitet. Diese Reinigung
hat ein Mitreißen eines Teiles der neutralen Mischung und der Seife zur Folge. Da
indessen die Menge der abgesaugten Flüssigkeit gering ist, kann man diese eine relativ
lange Zeit in dem Klärgefäß 1o5 steherlassen, um die Schleimstoffe von den zusammenhängenden
Phasen der Mischung und der Seife abzutrennen, welche sich Über die Leitungen io6
und 107 mit den entsprechenden, von 25 bzw. 27 kommenden entsprechenden Phasen zu
vereinigen. Was die Zwischenschicht im Klärgefäß 105 anbetrifft, so leitet
man diese über die Leitung io8 zum Saanmler rog. Der Sammler rog nimmt außer den
Schlaienstaffen des Klärgefäßes io5 auch die Zwischenschicht und die untere saure
Phase aus dem Klärgefäß 51 auf, welche jeweils über die Leitungen. i io und 111
abgeleitet werden; er nimmt in gleicher Weise die Zwischenschicht aus der Waschkolonne
24 auf, die über die Leitung r 12 herangeführt wird. Die Flüssigkeiten, in
dem offenen Sammler iog werden im Rührwerk 113 mit einem sauren Elektrolyt behandelt,
welcher über die Leitung 114 der Meßvorrichtung 115, welche mit der Leitung 48 verbunden
ist, herangeführt. Der Elektrolyt ruft die Koagulierung der Schleimstoffe hervor
und macht der Zerlegung der mitgerissen en Seifenteile Platz. Tatsächlich ruft er
eine Trennung der Phasen hervor, die über die Leitung 116 zum Klärgefäß 117 geleitet
werden, wo diese Phasen, sich, abscheiden. Die obere Phase stellt eine Mischung
aus bei der Reinigung mitgerissenem neutralem 01 dar. Hierzu kommt noch die
Menge an Fettsäuren,, die aus der Zerlegung der mitgerissenen Seifen stammt. Düese
obere Phase wird über die Leitung i 18 zur Pumpe P4 geführt, welche sie zum Rührwerk
r i zum Neutralisieren pumpt.
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Diese zweite Neutralisation hat den. Zweck, die mitgerissenen Teilchen
von neutralem Öl und Seife zu kompensieren, welche während der Reinigung anzufallen
pflegen. -Nachdem die Schleimstoffe im sauren Medium gefällt und so abgetrennt worden
sind -sie zeigen sich folglich in beträchtlich reduziertem Volumen in der Zwischenschicht
des Klärgefäßes 117 - enthält die Mischung von neutralem 01 und Fettsäuren
zur Zeit der zweiten. Neutralisation im Rührwerk I I keine zusätzlichen Verunreinigungen
mehr und stellt so einen erhöhten Ertrag sicher.
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Die Schleimstoffe aus der Zwischenschicht des Klärgefäßes 117 ebenso
wie die untere Phase aus dem gleichen Gefäß werden jeweils durch die Leitungen arg
und i2o zum Boden der Eindampfk01anne 94- geleitet, die die flüchtigen Stoffe abtrennt.
Demnach findet man am Boden der Eindampfkolonne zu. einem Teil die aus der Zerlegung
der bei 76 mündenden Seife stammenden Fettsäuren, zum anderen Teil Schleimstoffe
aus der Reinigung des Klärgefäßes 117. Durch die kombinierte Wirkung des eingeleiteten
Frischdampfes, der das. Sieden aufrechterhält, und des Elektrolyts (überschüssige
Schwefelsäure, Zitronensäure, Natriumsulfat) koagulieren die Schleimstoffe in einer
Form, die nicht mehr löslich ist oder die mit den Fettsäuren keine stabile Emulsion
mehr bildet. Ein Überschuß bei 121 leitet je nachdem eine Mischung von Fettsäuren,
Schleümstoffen und Elektrolyt über die schwanenhals.förmige Leitung 122 zum Klärgefäß
123. Auf Grund der Gegenwart des heißen Elektrolyts trennen sich die Fettsäuren
schnell ab in eine gut homogene Phase, welche zur Leitung 124 abströmt, wo sie abgesaugt
wird. Die Schleinvstoffe, die nicht sehr langsam dekantieren, werden mit der rückständigen
Flüssigkeit, die den Elektrolyt bildet, über die Leitung 125 abgesaugt.