198849. lajstromszámú szabadalom • Extrkciós eljárás és berendezés
1 HU 198849 B 2 A találmány tárgya extrakcióe eljárás és berendezés. A technika állása szerint ismeretes egy eljárás, amelynek során a betáplált anyagot érintkezésbe hozzák egy extraháló szerrel egy extrakciós zónán belül, amelynek felső részét adott esetben fütik, majd visszáramot hoznak létre és a terméket a zóna felső és alsó részéből eltávolitják. Az ilyen extraháló eljárások számtalan hátránnyal rendelkeznek, például az extrakciós zóna felső részének fűtése által létrejövő visszáram lefelé haladva megnő, amelynek eredményeképpen a visszaáramlás sebessége az optimális értéknél alacsonyabb lesz az extrakciós zóna felső részének nagyobb részében: ennek eredményeképpen a tömegek kicserélődése a reflux-áram (amely viszonylag nagy sűrűségű) és a felfelé áramló extraháló áram (ami viszonylag kis sűrűségű) között nem tekinthető optimálisnak. Sőt mi több, a keletkező visszáram igen kicsiny cseppecskék formájában lehet jelen, amelynek eltávolítása az extraháló áram segítségével - úgy tűnik - akadályozza az eljárás leválasztási hatásfokát. A jelen találmánnyal célunk az említett hiányosságok kiküszöbölése és olyan megoldás kidolgozása, amely igen széles hőmérséklettartományban működik és előnyös mind a beruházás, mind az üzemelés költségeit illetően. A kitűzött feladatot olyan eljárással oldottuk meg, amelynek sorén a bevitt anyagot érintkezésbe hozzuk az extraháló közeggel és a keletkezett terméket, illetve folyadékot az extrakciós zóna alsó, illetve felső részéből eltávolítjuk, ahol a találmány szerint az extrakciós zóna felső részéből eltávolított folyadék legalább egy részét hevítjük, a hevített folyadékot különböző sűrűségű folyadékokká választjuk szét és végül a nagyobb sűrűségű folyadék egy részét visszavezetjük az extrakciós zóna felső részébe. A találmány szerinti eljárás során azt a folyadékot, amelynek nagyobb a sűrűsége, mint a kisebb sűrűségű folyadéké (amely tekintélyes mennyiségben tartalmaz extraháló közeget), eltávolítjuk a szeparációs zónából és ez a reflux-áramként hat, ha bevezetjük az extrakciós zóna felső részébe (5. műveleti lépés). Ez a reflux-áram, amely az extrakciós zónán kívül jön létre, igen jó hatásfokú, mert a tömegáramlási sebessége optimális mór a bevezetési ponttól (ami előnyösen az extrakciós zóna környezetében van) egészen a lefelé irányuló áramlás során: ennek következtében a tömegfelcserélódés a nagyobb sűrűségű (extraháló közegben szegény) reflux-áram és a felfelé áramló kisebb sűrűségű (extraháló közegbe gazdag) áramlat között lényegesen jobb lesz az extrakciós zóna felső részében, ami egyenirányító zónaként működik, összehasonlítva azzal az extrakciós eljárással, amelynek során a reflux-áram belül jön létre. Továbbá a találmányunk szerinti eljárás lehetővé teszi, hogy a reflux-áram megoszoljék szabályozott nagyságú cseppekké, ami által elkerülhető, hogy a felfelé áramló áramlat magával ragadja azokat az egyenirányító zónába. Továbbá, amennyiben egy szeparációs zónát alkalmazunk (4. műveleti lépés), amely extrakciós zónától elválasztva van kialakítva, teljes mértékben megakadályozhatjuk, hogy a nagyobb sűrűségű reflux-folyadék az eltávolított alacsonyabb sűrűségű folyadékkal eltávozzon. ■ .. Előnyösen az extraháló közegnek legalább egy részét (ami egy vagy több szelektív oldószert tartalmaz a beadagolt anyag megfelelő alkotóihoz), áramlat formájában bevezetni az extrakciós zóna alsó részébe, ahol a felfelé és a beadagolt és reflux-áramokkal ellenáramlatban áramlik, ami által optimális tömeg- és hőcserélődési feltételek hozhatók létre. Adott esetben az extrahéló közeg egy részét felhasználhatjuk abban az esetben, ha a bevitt anyag aszfaltot tartalmazó nehéz szénhidrogén olaj, amelyet a találmány szerinti eljárással kívánunk aszfaltmentesiteni. A találmány szerinti eljárás különösképpen alkalmas olyan bevitt anyag [extrahéló közeg kombinációihoz, amelyeknél az extraháló közegben lévő oldott komponen(sek)] oldhatóságát csökkentjük magas hőmérsékleteken; ilyen kombinációk találhatók a szuperkritikus extrakciós eljárásoknál (pl. amikor szén-dioxidot használnak extraháló közegként) és nehéz szénhidrogén olajok aszfaltmentesítésénél, amikor erősen bekoncentrált lepárlási maradékot kapunk egy gyengén bekoncentrált lepárlási maradék csökkent nyomás alatt történő desztilléciójával (mikoris a gyengén bekoncentrált lepárlási maradékot ásványolaj vagy szintetikus nyersolaj desztillációjával nyertük). Előnyösen alkánt (alkánokal) tartalmazó extraháló közeget használunk, amely előnyösen propánt és/vagy butánt és/vagy pentánt tartalmaz az aszfaltmentesitett termék szándékolt felhasználásának függvényében, pl. ha olajkenésre kívánjuk felhasználni, ebben az esetben a propántartalmú extrahálószert kell előnyben részesíteni, míg katalitikus krakkoló művelethez, ahol előnyösebb a butánt vagy pentánt tartalmazó extraháló közeg. A találmány szerinti eljárás igen széles hőmérséklettartományon (pl. 10-300 °C) és nyomástartományon (pl. 2-100 bar absz.) foganatosítható, előnyösen 50-150 °C között és 10-60 bar absz. nyomás alatt. A találmány egy különösen előnyős foganatosítási módjánál az extrakciót olyan magas hőmérsékleten és olyan nyomás alatt végezzük, hogy az extrakciós zónában lévő folyadékokat éppen kritikus állapotuk alatt tartsuk; ilyen feltételek mellett, ha az ext-5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65 3
