(54) Sposób rozpuszczalnikowego usuwania wosku z zawierającego wosk strumienia

R Z E C Z P O S P O L IT A PO L S K A U rząd P atentow y R zeczypospolitej Polskiej (12) OPIS PATENTOWY (19) PL (11) 188328 (21 ) N u m er zgłoszenia: 329406 (22) D ata zgłoszenia: 02.04.1997 (86) D ata i n u m er zgłoszenia m iędzynarodow ego: 02.04.1997, PCT/US97/05472 (87) D ata i n u m er publikacji zgłoszenia m iędzynarodow ego: 23.10.1997, WO97/39085, PCT Gazette nr 45/97 (13) B1 (51) In tc l7: C10G 73/06 (54) Sposób rozpuszczalnikowego usuwania wosku z zawierającego wosk strumienia surowca ropy naftowej (30) Pierwszeństwo: 16.04.1996,US,08/633,265 (73) Uprawniony z patentu: EXXONMOBIL OIL CORPORATION, Fairfax, US W.R.GRACE & CO -CONN, Columbia, US (43) Zgłoszenie ogłoszono: 29.03.1999 BUP 07/99 (45) O udzieleniu patentu ogłoszono: 31.01.2005 WUP 01/05 (72) Twórcy wynalazku: Ronald Michael Gould, Sewell, US Krishna S Menon, Ellicott City, US Lloyd Steven White, Columbia, US Harold A. Kloczewski, Pasadena, US Thomas E. Sulpizio, Lompoc, US (74) Pełnomocnik: Płotczyk Leokadia, POLSERVICE Sp z o o PL 188328 B1 (57) 1. Sposób rozpuszczalnikowego usuwania wosku z zawierającego wosk strumienia surowca ropy naftowej, znamienny tym, że rozcieńcza się rozpuszczalnikiem strumień surowca oleju zawierającego wosk, chłodzi się strumień surowca oleju zawierającego wosk z wytworzeniem osadu wykrystalizowanych cząsteczek wosku; filtruje się powyższą wielofazową mieszaninę olej/roz puszczalnik/wosk z uzyskaniem wosku i zimnego strumienia przesączu olej/rozpuszczalnik; kontaktuje się strumień przesączu olej/rozpuszczalnik w temperaturze od -35 C do +20 C, a korzystnie od 4,5 C do 2 1 C z jedną stroną selektywnie pólprzepuszczalnej membrany w module membranowym, korzystnie pod ciśnieniem sposobu wynoszącym co najmniej 2750 kpa, z selektywnym przeniesieniem rozpuszczalnika przez membranę uzyskując strumień permeatu rozpuszczalnika na drugiej stronie membrany, przy czym stronę membrany strumienia przesączu olej/rozpuszczalnik utrzymuje się pod nadciśnieniem w stosunku do ciśnienia na stronie membrany permeatu rozpuszczalnika i przy czym stosunek objętości rozpuszczalnika w strumieniu permeatu do objętości rozpuszczalnika w strumieniu retentatu wynosi od 1 l do 3 l, FIG. 1

2 188 328 Sposób rozpuszczalnikowego usuwania wosku z zawierającego wosk strumienia surowca ropy naftowej Zastrzeżenia patentowe 1. Sposób rozpuszczalnikowego usuwania wosku z zawierającego wosk strumienia surowca ropy naftowej, znamienny tym, że rozcieńcza się rozpuszczalnikiem strumień surowca oleju zawierającego wosk, chłodzi się strumień surowca oleju zawierającego wosk z wytworzeniem osadu wykrystalizowanych cząsteczek wosku; filtruje się powyższą wielofazową mieszaninę olej/rozpuszczalnik/wosk z uzyskaniem wosku i zimnego strumienia przesączu olej/rozpuszczalnik; kontaktuje się strumień przesączu olej/rozpuszczalnik w temperaturze od -35 C do +20 C, a korzystnie od 4,5 C do 21 C z jedną stroną selektywnie półprzepuszczalnej membrany w module membranowym, korzystnie pod ciśnieniem sposobu wynoszącym co najmniej 2750 kpa, z selektywnym przeniesieniem rozpuszczalnika przez membranę uzyskując strumień permeatu rozpuszczalnika na drugiej stronie membrany, przy czym stronę membrany strumienia przesączu olej/rozpuszczalnik utrzymuje się pod nadciśnieniem w stosunku do ciśnienia na stronie membrany permeatu rozpuszczalnika i przy czym stosunek objętości rozpuszczalnika w strumieniu permeatu do objętości rozpuszczalnika w strumieniu retentatu wynosi od 1:1 do 3:1; główną ilość rozpuszczalnika ze strony przesączu membrany przenosi się selektywnie na stronę permeatu rozpuszczalnika membrany i zawraca permeat rozpuszczalnika w temperaturze od -35 C do +20 C do zasilania filtra; usuwa się ubogi w rozpuszczalnik strumień przesączu zawierający pozostały rozpuszczalnik ze strony przesączu modułu membranowego, kontaktuje się strumień przesączu przez pośrednią wymianę ciepła z ciepłym strumieniem oleju zawierającego wosk; usunięty strumień przesączu poddaje się obróbce odzyskując z oleju pozostały rozpuszczalnik; odzyskuje się strumień produktu odwoskowanego oleju i produktu woskowego; i okresowo kieruje się ciepły strumień odzyskanego rozpuszczalnika na powierzchnię membrany przemywając membranę i usuwając z niej zanieczyszczenia. 2. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, że rozpuszczalnik usuwający wosk stanowi mieszaninę ketonu metylowo-etylowego z toluenem (MEK/tol.), a stosunek MEK/tol. wynosi od 60:40 do 80:20 części wagowych. 3. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, że surowcem oleju zawierającego wosk jest ciężki obojętny olej smarowy o zakresie temperatur wrzenia od 454 C do 566 C. 4. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, że surowcem oleju zawierającego wosk jest pozbawiony asfaltu olej smarowy o zakresie temperatur wrzenia od 566 C do 704 C. 5. Sposób rozpuszczalnikowego usuwania wosku z zawierającego wosk strumienia surowca ropy naftowej z uzyskaniem oleju smarowego z ropy naftowej, w którym na zawierający wosk surowiec olejowy działa się zimnym rozpuszczalnikiem, a utworzoną mieszaninę wielofazową olej/rozpuszczalnik/wosk zawierającą wykrystalizowane i wytrącone filtrowalne cząstki wosku przesącza się uzyskując cząstki wosku w postaci placka zimnego wosku oraz zimny strumień przesączu olej/rozpuszczalnik, znamienny tym, że wprowadza się zimny strumień przesączu olej/rozpuszczalnik zawierający cząstki oleju pod ciśnieniem roboczym co najmniej 2750 kpa na selektywnie przepuszczalną membranę rozdzielającą zimny przesącz na zimny strumień permeatu rozpuszczalnika i zimny strumień bogatego w olej retentatu, który zawiera odwoskowany olej i pozostały rozpuszczalnik; okresowo przerywa się przepływ strumienia przesączu do membrany; i kieruje się ciepły strumień odzyskanego rozpuszczalnika na powierzchnię membrany przemywający membranę i usuwający z niej zanieczyszczenia.

188 328 3 6. Sposób według zastrz. 5, znamienny tym, że membrana składa się zasadniczo z poliimidowego polimeru na podstawie 5(6)-amino-l-(4'-aminofenylo)-l,3,3-trimetyloindanu. 7. Sposób według zastrz. 5, znamienny tym, ze zimny strumień bogatego w olej retentatu zawiera odwoskowany olej i że rozpuszczalnik destyluje się odzyskując odwoskowany olej i strumień ciepłego rozpuszczalnika do przemywania. 8. Sposób według zastrz. 5, znamienny tym, że rozpuszczalnikiem do usuwania wosku jest MEK i toluen w stosunku od 60:40 do 80:20 części wagowych i że strumień ciepłego rozpuszczalnika odzyskuje się w temperaturze od 10 do 50 C. 9. Sposób według zastrz. 8, znamienny tym, że etap okresowego płukania wykonuje się w czasie od 10 do 60 minut po nagromadzeniu się wosku podczas ciągłej pracy membrany. 10. Sposób według zastrz. 5, znamienny tym, że etap okresowego płukania wykonuje się przy szybkości przepływu płuczącego rozpuszczalnika 0,001 do 0,03 kg/min rozpuszczalnika na 1 m2 powierzchni membrany. 11. Sposób według zastrz. 5, znamienny tym, że przepuszczalna membrana zawiera równoległe baterie modułów spiralnie nawiniętych membran i że poszczególne baterie membran płucze się, podczas gdy inne baterie pozostają w strumieniu. 12. Sposób według zastrz. 5, znamienny tym, ze ciepły strumień odzyskanego rozpuszczalnika kieruje się na powierzchnię membrany pod ciśnieniem sposobu wynoszącym co najmniej 2750 kpa. 13. Sposób według zastrz. 5, znamienny tym, że temperatura ciepłego strumienia odzyskanego rozpuszczalnika jest w zakresie od 4,5 C do 21 C. M Przedmiotem wynalazku jest sposób usuwania wosku z zawierających wosk surowców olejowych. W szczególności przedmiotem wynalazku jest sposób rozpuszczalnikowego usuwania wosku z zawierających parafinę frakcji ropy naftowej i rozdzielanie membranowe przesączonych mieszanin rozpuszczalnik-olej. Typowe sposoby usuwania wosku polegają na mieszaniu zawierającego wosk surowca olejowego z rozpuszczalnikiem z układu odzyskiwania rozpuszczalnika. Mieszaninę zawierającego wosk surowca z rozpuszczalnikiem chłodzi się przez wymianę ciepła i przesącza w celu odzyskania cząstek stałego wosku. Przesącz zawierający mieszaninę oleju i rozpuszczalnika odzyskuje się na etapie sączenia. Usuwanie wosku z surowca olejowego wykonuje się obecnie przez zmieszanie tego surowca z rozpuszczalnikiem aż do całkowitego rozpuszczenia się zawierającego wosk surowca w odpowiedniej podwyższonej temperaturze. Mieszaninę stopniowo chłodzi się do właściwej temperatury wymaganej dla wytrącenia wosku i oddziela wosk na bębnie filtra obrotowego. Pozbawiony wosku olej otrzymuje się przez odparowanie rozpuszczalnika i stosuje jako olej smarowy o niskiej temperaturze krzepnięcia. Ten rodzaj urządzenia do usuwania wosku jest drogi i skomplikowany. W wielu przypadkach sączenie zachodzi powoli i stanowi wąskie gardło sposobu z powodu małych szybkości sączenia wywołanych dużą lepkością surowca wprowadzanego do filtra w postaci zawiesiny olej/rozpuszczalnik/wosk. Duża lepkość surowca wprowadzanego do filtra wynika z małej ilości rozpuszczalnika dostępnego do wstrzykiwania do strumienia surowca zasilającego filtr. W pewnych przypadkach brak dostatecznej ilości rozpuszczalnika może spowodować złą krystalizację wosku, a w wyniku tego mniejsze odzyskiwanie oleju smarowego. Zastosowanie rozpuszczalników dla ułatwienia usuwania wosku z oleju smarowego wymaga zużycia dużej ilości energii ze względu na konieczność odddzielenia od odwoskowanego oleju i odzyskiwania drogich rozpuszczalników w celu zawracania ich do usuwania wosku. Rozpuszczalnik usuwa się zwykle z odwoskowanego oleju przez ogrzewanie, a następnym połączeniem z wieloetapowymi operacjami odpędzania i destylacji. Pary oddzielonego rozpuszczalnika muszą być następnie ochłodzone i skroplone i dalej ochłodzone do temperatury usuwania wosku przed zawróceniem do sposobu. Rozdzielanie membranowe rozpuszczalnika od przesączu jest korzystnym sposobem, jeśli można znaleźć odpowiednio selektywne membrany pracujące w niskiej temperaturze

4 188 328 z uzyskaniem wydajności termodynamicznych. Takie membrany proponują opisy patentowe U.S. nr 5,264,166 (White et al) i 5,360,530 (Gould et al); a niniejszy wynalazek dotyczy ulepszenia pracy selektywnie przepuszczalnych membran. Stwierdzono, że te membrany mają dużą przepuszczalność rozpuszczalnika w niskiej temperaturze, natomiast nie przepuszczają oleju, i nadają się do odzyskiwania rozpuszczalnika z mieszaniny olej/rozpuszczalnik w przesączu. Odkryto, ze rozdzielanie membranowe można poprawić przez przemywanie membrany rozpuszczalnikiem w warunkach pracy pod ciśnieniem. Opracowano sposób usuwania wosku rozpuszczalnikiem z zawierającego wosk surowca ropy naftowej w celu otrzymywania materiału naftowego oleju smarowego o lepszych właściwościach. Zawierający wosk surowiec olejowy poddaje się działaniu zimnego rozpuszczalnika w celu spowodowania krystalizacji i wytrącenia cząstek wosku, z utworzeniem wielofazowej mieszaniny olej/rozpuszczalnik/wosk zawierającej filtrowalne cząstki wosku, przy czym przesącza się wielofazową mieszaninę w celu usunięcia filtrowalnych cząstek wosku z zimnej mieszaniny olej/rozpuszczalnik/wosk i uzyskania placka zimnego wosku i zimnego strumienia przesączu olej/rozpuszczalnik/wosk. Ulepszenie według niniejszego wynalazku obejmuje: wprowadzanie zimnego strumienia przesączu olej/rozpuszczalnik zawierającego cząstki oleju pod ciśnieniem (na przykład co najmniej 2750 kpa) do selektywnie przepuszczalnej membrany w celu selektywnego rozdzielenia zimnego przesączu na zimny strumień permeatu rozpuszczalnika i zimny strumień bogatego w olej retentatu, który zawiera odwoskowany olej i pozostały rozpuszczalnik; okresowe przerywanie przepływu strumienia przesączu do membrany; i kierowanie ciepłego strumienia odzyskanego rozpuszczalnika pod ciśnieniem sposobu na powierzchnię membrany w celu przemycia membrany i usunięcia z niej zanieczyszczeń. Figura 1 jest schematem technologicznym sposobu przedstawiającym ogólnie wynalazek; Figura 2 jest schematem technologicznym sposobu przedstawiającym szczegóły przewodów i zaworów przemywania rozpuszczalnika według niniejszego wynalazku; Figura 3 przedstawia wykres spadku ciśnienia względem czas pracy strumienia typowego zestawu rurowej membrany; i Figura 4 przedstawia podobny wykres szybkości przepływu permeatu względem czasu pracy strumienia przed przemywaniem rozpuszczalnikiem i po przemywaniu. Poniżej podano opis sposobu według niniejszego wynalazku z odniesieniem do korzystnej odmiany wynalazku przedstawionej na rysunku. Podano jednostki i części metryczne, o ile nie stwierdzono, ze jest inaczej. Na fig. 1, zawierający wosk surowiec olejowy, po usunięciu związków aromatycznych zwykłym sposobem ekstrakcji fenolem lub furfuralem, wprowadza się przewodem 1 w temperaturze od 55 do 95 C i miesza z rozpuszczalnikiem MEK/toluen wprowadzonym przewodem 2 w temperaturze od 35 do 60 C z (nie pokazanej) sekcji odzyskiwania rozpuszczalnika. Rozpuszczalnik wprowadza się w stosunku objętościowym od 0,5 do 3,0 części rozpuszczalnika na 1 część zawierającego wosk surowca olejowego. Mieszaninę zawierającego wosk surowca olejowego z rozpuszczalnikiem wprowadza się do wymiennika ciepła 3 i ogrzewa drogą pośredniej wymiany ciepła do temperatury powyżej temperatury mętnienia mieszaniny od około 60 do 100 C w celu zapewnienia rozpuszczenia wszystkich kryształów wosku i otrzymania prawdziwego roztworu. Ciepłą mieszaninę olej/rozpuszczalnik wprowadza się następnie przewodem 4 do wymiennika ciepła 5, w którym chłodzi się ją do temperatury od 35 do 85 C. Zawierający olej surowiec olejowy w przewodzie 101 miesza się następnie bezpośrednio z rozpuszczalnikiem o temperaturze od 5 do 60 C wprowadzonym przewodem 102 w celu ochłodzenia surowca do temperatury od 5 do 60 C, zależnie od lepkości, rodzaju i zawartości wosku w zawierającym wosk surowcu olejowym. Rozpuszczalnik wprowadza się do zawierającego wosk surowca olejowego przewodem 102 w ilości od 0,5 do 2,0 części objętościowych na 1 część zawierającego wosk oleju w surowcu. Temperatura i zawartość rozpuszczalnika w ochłodzonym zawierającym wosk strumieniu surowca olejowego w przewodzie 101 nastawią się kilka stopni powyżej temperatury mętnienia mieszaniny surowiec olejowy/rozpuszczalnik w celu zapobieżenia przedwczesnemu wytrąceniu wosku. Typową docelową temperaturą surowca w przewodzie 101 jest temperatura od 5 do 60 C. Ochłodzony,

188 328 5 zawierający wosk surowiec olejowy i rozpuszczalnik wprowadza się przewodem 101 do wymiennika ciepła 9 z podwójną rurą i ze zdrapywaną powierzchnią. Ochłodzony, zawierający wosk surowiec olejowy chłodzi się dodatkowo przez pośrednią wymianę ciepła w wymienniku ciepła 9 względem zimnego przesączu wprowadzonego do wymiennika ciepła 9 przewodem 109. W tym wymienniku ciepła 9 zwykle następuje najpierw wytrącenie wosku. Ochłodzony, zawierający wosk surowiec olejowy odbiera się z wymiennika 9 przewodem 103 i wstrzykuje bezpośrednio przewodem 104 dodatkowym zimnym surowcem rozpuszczalnika. Zimny rozpuszczalnik wstrzykuje się przewodem 104 do przewodu 103 w ilości od 1 do 1,5, na przykład od 0,1 do 1,5, części objętościowych na 1 część zawierającego wosk surowca olejowego. Zawierający wosk surowiec olejowy wprowadza się następnie przewodem 103 do bezpośredniego wymiennika ciepła 10 i chłodzi nadal względem parującego propanu do wymiennika ciepła 10 z podwójną rurą i ze zdrapywaną powierzchnią, w którym dodatkowa ilość wosku krystalizuje z roztworu. Ochłodzony surowiec olejowy zawierający wosk wprowadza się następnie przewodem 105 i miesza z dodatkową ilością zimnego rozpuszczalnika wstrzykiwanego bezpośrednio przewodem 106. Zimny rozpuszczalnik wprowadza się przewodem 106 w ilości od 0,1 do 3,0, na przykład od 0,5 do 1,5, części objętościowych na 1 część zawierającego olej surowca olejowego. Końcowe wstrzykiwanie zimnego rozpuszczalnika w temperaturze zasilania filtra lub w pobliżu niej przewodem 106 służy do nastawienia zawartości suchej substancji mieszaniny olej/rozpuszczalnik/wosk wprowadzanej do głównego filtra 11 z szybkością od 3 do 10 procent objętościowych, w celu ułatwienia sączenia i usuwania wosku z zawierającej wosk mieszaniny olej/rozpuszczalnik/wosk wprowadzanej do głównego filtra 11. Następnie wprowadza się mieszaninę przewodem 107 do głównego filtra 11 i usuwa wosk. Temperatura, w której wprowadza się mieszaninę olej/rozpuszczalnik/wosk do filtra jest temperaturą usuwania wosku, może wynosić od -23 do -7 C i określa temperaturę krzepnięcia produktu, czyli odwoskowanego oleju. O ile to jest pożądane, to boczny strumień 19 z przewodu 104 może być połączony z rozpuszczalnikiem w przewodzie 106 w celu nastawienia temperatury rozpuszczalnika przed wstrzykiwaniem rozpuszczalnika w przewodzie 106 do przewodu 107. Resztę rozpuszczalnika w przewodzie 104 wstrzykuje się do przewodu 103 w celu nastawienia rozcieńczenia rozpuszczalnika i lepkości surowca mieszaniny olej/rozpuszczalnik/wosk przed wprowadzeniem tej mieszaniny przewodem 103 do wymiennika 10. Mieszaninę olej/rozpuszczalnik/wosk w przewodzie 107 wprowadza się następnie do obrotowego bębnowego filtra próżniowego 11, w którym oddziela się olej od rozpuszczalnika. Można stosować jeden lub kilka głównych filtrów 11 i można je ustawiać równolegle lub równolegle/szeregowo. Oddzielony wosk usuwa się z filtra przewodem 112 i wprowadza do bezpośredniego wymiennika ciepła 13 w celu ochłodzenia rozpuszczalnika zawracanego z operacji odzyskiwania rozpuszczalnika. Zimny przesącz usuwa się z filtra 11 przewodem 108 i w tym miejscu zawiera on stosunek rozpuszczalnika do oleju od 15:1 do 2:1 części objętościowych i ma zwykle temperaturę od -23 do +6 C. Za pomocą pompy 11A zwiększa się ciśnienie stałego przesączu w przewodzie 108 i wprowadza do modułu M l selektywnie przepuszczalnej membrany w temperaturze sączenia. Moduł membranowy M l zawiera niskociśnieniową stronę 6 permeatu rozpuszczalnika i wysokociśnieniową stronę 8 przesączu olej/rozpuszczalnik z selektywnie przepuszczalną membraną 7 między nimi. Zimny przesącz olej/rozpuszczalnik w temperaturze sączenia wprowadza się przewodem 108 do membranowego modułu M l. Membrana 7 umożliwia selektywne przenikanie zimnego rozpuszczalnika MEK/toluen ze strony 8 przesączu olej/rozpuszczalnik przez membranę 7 na stronę 6 niskociśnieniowego permeatu modułu membranowego. Permeat zimnego rozpuszczalnika zawraca się bezpośrednio do przewodu 107 zasilania filtra w temperaturze zasilania filtra. Rozpuszczalnik przenika selektywnie przez membranę 7 w ilości od 0,1 do 3,0 części objętościowych na 1 część zawierającego wosk oleju w surowcu. Od około 10 do 100%, zwykle od 20 do 75%, a częściej od 25 do 50% objętościowych rozpuszczalnika MEK/toluen w zimnym przesączu przenika przez membranę i jest zawracane do przewodu 107 zasilania filtra. Usuwanie zimnego rozpuszczalnika z przesączu i zawracanie usuniętego rozpuszczalnika do zasilania filtra zmniejsza ilość rozpuszczalnika wymaganą do odzyskania z przesączu olej/rozpuszczalnik i zmniejsza ilość ciepła wymaganego do

6 188 328 go do następnego ogrzewania i destylacji rozpuszczalnika z przesączu w operacji odzyskiwania rozpuszczalnika, odpowiednio. W wyniku uzyskuje się większe szybkości sączenia oleju i mniejsze zawartości wosku w oleju. Stronę przesączu membrany utrzymuje się pod nadciśnieniem od 1500 do 7400 kpa, a korzystnie od 2750 do 5500 kpa, większym od ciśnienia po stronie membrany permeatu rozpuszczalnika, w celu ułatwienia przenoszenia rozpuszczalnika ze strony membrany przesączu oleju/rozpuszczalnika na stronę membrany permeatu rozpuszczalnika. Strona permeatu rozpuszczalnika membrany je st zwykle pod ciśnieniem od 100 do 4000 kpa. Membrana 7 ma duże pole powierzchni, co umożliwia bardzo wydajne i selektywne przenoszenie rozpuszczalnika przez membranę. Zimny przesącz z modułu membranowego M l wprowadza się przewodem 109 do pośredniego wymiennika ciepła 9, w którym stosuje się go do pośredniego chłodzenia ciepłego, zawierającego wosk surowca olejowego wprowadzanego przewodem 101 do wymiennika ciepła 9. Ilość rozpuszczalnika, jaką należy usunąć z modułu membranowego M l, jest określona w pewnym stopniu przez wymagania dotyczące wstępnego chłodzenia surowca. Następnie wprowadza się zimny przesącz przewodem 111 do przewodu 115 i przesyła do operacji rozdzielania olej/rozpuszczalnik, w której usuwa się pozostały rozpuszczalnik z odwoskowanego oleju. Rozpuszczalnik oddziela się od przesączu olej/rozpuszczalnik w operacji (nie pokazanej) odzyskiwania oleju/rozpuszczalnika przez ogrzewanie i usunięcia rozpuszczalnika przez destylację. Ciepły oddzielony rozpuszczalnik odzyskuje się i zawraca przewodem 2 do sposobu usuwania wosku. Produkt olejowy nie zawierający wosku i rozpuszczalnika odzyskuje się i stosuje jako materiał oleju smarowego. Część rozpuszczalnika z operacji odzyskiwania rozpuszczalnika wprowadza się przewodem 2 w temperaturze od około 35 do 60 C w celu zmieszania przewodem 1 z zawierającym wosk surowcem olejowym. Inną część odzyskanego rozpuszczalnika wprowadza się przewodem 2 do przewodu 16 id o wymienników ciepła 17 i 13, w których rozpuszczalnik chłodzi się do około temperatury usuwania wosku przez pośrednią wymianę ciepła względem chłodzącej wody i mieszaniny wosk/rozpuszczalnik, odpowiednio. Inną część odzyskanego rozpuszczalnika wprowadza się przewodami 2, 16 i 14 do wymiennika ciepła 15, w którym jest chłodzona przez pośrednią wymianę ciepłą z zimnym czynnikiem chłodzącym, na przykład z parującym propanem, do około temperatury płynu w przewodzie 103, wprowadzana przewodem 104 i wstrzykiwana do mieszaniny olej/rozpuszczalnik/wosk w przewodzie 103. W alternatywnym sposobie wykonania wynalazku strumień przesączu w przewodzie 111 może być wprowadzony zaworem 15a i przewodem 114 do modułu membranowego M2. Przesącz wprowadza się do modułu M2 w temperaturze od 15 do 50 C, a rozpuszczalnik przenosi się selektywnie przez membranę 7a, wprowadza przewodem 116 i zawraca do sposobu usuwania wosku. Moduł membranowy M2 pracuje w taki sam sposób, jak moduł membranowy M l, z wyjątkiem temperatury rozdzielania, i może zawierać taką samą membranę jak moduł M l. Zastosowanie odmiany wynalazku z modułem membranowym M2 umożliwia zmniejszenie wymagań dotyczących zdolności chłodzenia i zmniejszenie zużycia czynników w sekcji odzyskiwania rozpuszczalnika/oleju. Jednak, ponieważ permeat odzyskanego rozpuszczalnika ma temperaturę wyzszą niż rozpuszczalnik odzyskany z modułu M l, to rozpuszczalnik modułu membranowego M2 musi być ochłodzony przed zastosowaniem go w sposobie usuwania wosku, jak przykładowo w wymiennikach ciepła 15 lub 17 i 13. Jednak wyższa temperatura umożliwia odzyskanie większej ilości rozpuszczalnika z powodu większej szybkości przenikania w wyższej temperaturze w porównaniu z M l. Membrany Moduł membranowy według niniejszego wynalazku, zawierający albo puste włókna albo spiralnie zwinięte lub płaskie płyty, może być stosowany do selektywnego usuwania zimnego rozpuszczalnika z przesączu w celu zawracania go do filtrowanego surowca. Do rozdzielania rozpuszczalnik/olej według niniejszego wynalazku mogą być stosowane między innymi materiały izotropowe lub nieizotropów, skonstruowane z polietylenu, polipropylenu, octanu celulozy, polistyrenu, kauczuku silikonowego, politetrafluoroetylenu, poliimidów lub polisilanów. Asymetryczne membrany można wytwarzać przez wylewanie roztworu błony polimeru

188 328 7 na podkład porowatego polimeru, z następnym odparowaniem rozpuszczalnika w celu otrzymania selektywnie przepuszczalnej skórki oraz w wyniku koagulacji/przemywania. W korzystnych odmianach wynalazku odlewa się membranę poliimidową z polimeru na podstawie 5(6)-amino-l-(4'-aminofenylo)-l,3,3-trimetyloindanu (produktu handlowego Matrimid 5218 ). Membrana ma konfigurację spiralnie nawiniętego modułu, który jest korzystny ze względu na jednocześnie duze pole powierzchni, odporność na zanieczyszczenie i łatwość czyszczenia. Sposób czyszczenia membrany W czasie stosowania moduły membranowe zanieczyszczają się i ich sprawność maleje z powodu gromadzenia się cząstek wosku w kanale zasilania. Cząstki wosku są zwykle zawarte w surowcu przesączu w ilości zależnej od stanu płócien na obrotowych filtrach zespołu MEK usuwania wosku. Zwykle obciążenie woskiem jest w zakresie od 10 do 300 ppm objętościowych dla dobrze utrzymanych płócien filtracyjnych. Nawet małe przedarcie płótna filtracyjnego może powodować obciążenia przesączu woskiem rzędu od 1 do 2% objętościowych. Osadzanie się wosku w kanałach zasilania modułu powoduje wzrost spadku ciśnienia osiowego przy stałej szybkości zasilania, ponieważ maleje pole powierzchni przekroju dostępne dla przepływu płynu. Wzrost szybkości spadku ciśnienia dla modułu zwiniętego ze spirali o średnicy 8 cali i długości 40 cali przy przerobie strumienia przesączu oleju smarowego zawierającego około 75 ppm objętościowych cząstek wosku o średnicy 25 (im lub mniejszej przedstawiono na fig. 3. Osadzanie się wosku na powierzchni membrany powoduje także 30% zmniejszenie szybkości przenikania rozpuszczalnika, jak pokazuje fig. 4. Zarówno fig. 3. i fig. 4 pokazuje, że 30-minutowe płukanie czystym rozpuszczalnikiem w temperaturze 4,5 C przywraca sprawność membrany do wartości linii podstawowej. Figura 2 pokazuje schemat urządzenia do płukania rozpuszczalnikiem zanieczyszczonej membrany. W schemacie technologicznym tego sposobu przedstawiono jednostkę membranową M l z fig. 1 jako wielokrotność jednostek membranowych pracujących równolegle. Jednostki membranowe M l-a, M l-b do M l-n mogą przedstawiać albo pojedynczy moduł membranowy albo całą baterię rurek membranowych, z których każda zawiera kilka modułów. Podczas zwykłej pracy wprowadza się przesącz oleju smarowego do zbiorczej jednostki membranowej M l przewodem 108. Następnie zasilanie rozdziela się w przewodzie rozgałęźnym zasilania w celu dostarczenia poszczególnych strumieni zasilania do jednostek membranowych M l-a, M l-b do M l-n. Zasilania są rozdzielone na zbiorczy strumień permeatu 106 i na połączony strumień retentatu 109. Gdy pożądane jest oczyszczanie jednostki membranowej M l-a, wtedy zamyka się zawory 20A i 21A w celu oddzielenia płukanej membrany od układu roboczego. Ciepły, czysty rozpuszczalnik wprowadza się następnie do M l-a przewodami 201 i 202 przez otwarcie zaworów 22A i 23A. Temperaturą płuczącego rozpuszczalnika może być dowolna pomiędzy temperaturą zasilania przesączu i maksymalną temperaturą trwałości membrany. Ciśnienie płuczącego rozpuszczalnika nie m a zasadniczego znaczenia i może zmieniać się aż do ciśnienia sposobu wynoszącego od 1700 do 7400 kpa. Niska temperatura płukania wymaga najdłuższych czasów płukania, lecz daje największą ochronę membrany przed uszkodzeniem w wysokiej temperaturze. Dla tego układu korzystny zakres temperatury płuczącego rozpuszczalnika od 4,5 do 21 C stanowi akceptowalny kompromis między czasem płukania i ochroną membrany. Szybkość przepływu płuczącego rozpuszczalnika nie ma zasadniczego znaczenia i wybiera się ją w celu zrównoważenia wymagań dotyczących czasu płukania i pojemności pompy płuczącego rozpuszczalnika. Czysty rozpuszczalnik przechodzi przez M l-a, rozpuszczając osady wosku. Płuczący rozpuszczalnik i rozpuszczony wosk zawraca się do sposobu usuwania wosku przewodem 205 i rurą rozgałęźną przesączu 208. Jednostkę membranową M l-a przywraca się do pracy przez zamknięcie zaworów 22A i 24A i następne otwarcie zaworów 20A i 21 A. Jednostki membranowe M l-b do M l-n można oczyszczać w analogiczny sposób, stosując zawory i przewody płukania/przesączu przedstawione na fig. 2. Rozgałęzianie układu płukania w przedstawiony sposób umożliwia oczyszczenie wybranej części całej jednostki membranowej z zachowaniem zwykłej pracy pozostałych membran. Nie jest konieczne rozdzielanie zwykłego permeatu od rozpuszczalnika, który będzie przenikać podczas cyklu płu-

8 188 328 kania, jakkolwiek można dodać zawory do tego celu potrzebne do utrzymania pożądanej temperatury i czystości strumienia 106. W korzystnej odmianie wynalazku układ przepuszczalnych membran zawiera równoległe baterie modułów spiralnie nawiniętych membran i poszczególne baterie membran można płukać, podczas gdy inne baterie pozostają w strumieniu. Etap okresowego płukania można wykonywać w ciągu od 15 do 60 minut po nagromadzeniu się wosku podczas ciągłej pracy membrany. Częstość płukania zależy od obciążenia woskiem membran i zmienia się w zalezności od warunków sposobu. Typowy etap okresowego płukania wykonuje się przy szybkości przepływu płuczącego rozpuszczalnika od 0,001 do 0,03 kg/min rozpuszczalnika na 1 m2 powierzchni membrany, korzystnie poniżej 0,004 kg/min/m2.

FIG. 2 188 328 9

10 188 328 FIG. 3

FIG. 4 188 328 11

12 188 328 FIG. 1 D epartam ent W ydaw nictw U P RP. N akład 50 egz. C ena 4,00 zł.