Raffination

Die Vakuumdestillate …

... aus denen Schmierstoffe hergestellt werden sollen, enthalten einerseits unerwünschte Bestandteile, die z.B. bei Schmierstoffen schon nach kurzem Gebrauch zu Alterungserscheinungen wie Dunkelfärbung, Zunahme der Viskosität, Entstehung von Säuren und Ölschlamm führen würden. Andererseits wäre bei ihrem Einsatz als Grundöle für Automobil- und Industrieschmierstoffe ihr Viskositätsindex zu niedrig und ihr Stockpunkt zu hoch.

In der Raffination werden daher: 
  • Unerwünschte Bestandteile entfernt
  • Die Alterungsstabilität erhöht
  • Bei Schmierstoffen der Viskositätsindex (VI) auf ca. 90 bis 100 eingestellt
  • Der Stockpunkt durch Entparaffinieren auf ca. -9°C bis -15°C eingestellt
Drei unterschiedliche Raffinationsverfahren stehen zur Verfügung:
  • Lösungsmittelraffination
  • Hydrierende Raffination
  • Säureraffination
Diesen drei Verfahren ist gemeinsam, dass mit der Verbesserung der Alterungsstabilität auch der Viskositätsindex positiv beeinflußt wird.

Säureraffination

Das älteste Raffinationsverfahren ist die heute nicht mehr angewandte Schwefelsäure-Raffination. Die Nachteile dieses Verfahrens waren die scharfe Raffination, die zu hohen Verarbeitungsverlusten führte, sowie der anfallende Säureteer und die notwendige Bleicherde, die Entsorgungsprobleme schufen.

Lösungsmittelraffination

Hier gibt es verschiedene Verfahren. Sie beruhen grundsätzlich darauf, dass es Stoffe gibt, die ein unterschiedliches Lösevermögen für Aromaten einerseits und Paraffine bzw. Naphthene andererseits haben.

Furfurol-Extraktion

Bei diesem Verfahren wird Furfurol als Lösungsmittel eingesetzt. Das Schmieröldestillat wird in einem Extraktionsturm in feinste Tröpfchen zerteilt und mit dem im Gegenstrom fließenden Furfurol in innigste Berührung gebracht. Dabei werden durch das Furfurol die schmiertechnisch unerwünschten Bestandteile aus den Öltröpfchen ausgewaschen. Das gereinigte Schmierölraffinat wird in einer Destillationskolonne vom mitgerissenen Furfurol getrennt. Das mit ausgewaschenen Schadstoffen beladene Furfurol wird ebenfalls in einer Destillationskolonne wieder abgetrennt und geht erneut in den Kreislauf. Übrig bleibt ein stark aromatenreicher Extrakt. 

NMP ist ein hoch selektives (auslesendes), nicht toxisches (ungiftiges) Lösungsmittel, das seit einigen Jahren für die Raffination von Schmieröl-Destillaten und Brightstocks Verwendung findet. Wegen der hohen Selektivität ist auch die Verarbeitung geringwertigerer Destillate zu hochwertigen Schmierölen möglich.

NMP-Raffinate

NMP ist ein hoch selektives (auslesendes), nicht toxisches (ungiftiges) Lösungsmittel, das seit einigen Jahren für die Raffination von Schmieröl-Destillaten und Brightstocks Verwendung findet. Wegen der hohen Selektivität ist auch die Verarbeitung geringwertigerer Destillate zu hochwertigen Schmierölen möglich.

Duo-Sol-Verfahren

Ähnlich wie die Schwefelsäureraffination wird auch dieses Verfahren heute kaum noch angewendet. Es eignet sich insbesondere zur Herstellung hochwertiger Brightstocks aus Vakuumdestillaten.

Hydrierende Raffination

Durch Anlagern von Wasserstoff („hydrieren") können noch folgende Verbesserungen der Raffinate erreicht werden: 

Schwefel aus Schwefelverbindungen wird in Schwefelwasserstoff (H2S) umgewandelt und aus dem Öl entfernt.

Reste von ungesättigten, nicht alterungsstabilen Kohlenwasserstoffen werden zu gesättigten, alterungsstabilen Verbindungen umgeformt. Bestimmte Stickstoff- und Sauerstoffverbindungen werden in Ammoniak (NH3) und Wasser (H20) überführt und vom Öl abgetrennt. 

Entparaffinierung

Naphthene und Isoparaffine haben niedrige Stockpunkte, Normalparaffine dagegen neigen schon bei relativ hoher Temperatur zum Auskristallisieren. Die ausgeschiedenen Paraffin-Kristalle vernetzen miteinander und können das Öl zum Stocken bringen. Daher müssen die Normalparaffine weitestgehend aus dem Öl entfernt werden. Auch hier arbeitet man ähnlich wie bei der Lösungsmittelraffination mit selektiven, nur auf Normalparaffine ansprechenden Lösungsmitteln (z. B. Mischungen aus Methylethylketon und Toluol). Durch Abkühlen der Lösemittel-/Destillat-Mischung fällt das Paraffin als kristalline Masse aus und kann über Drehtrommelfilter aus dem Öl entfernt werden. Die Lösungsmittel werden destillativ zurückgewonnen und wiedereingesetzt.

Flüssiggas-Trennanlagen

Zu den Destillationsverfahren gehört auch die Flüssiggas-Trennanlage. Hier werden die Gase, die sich am Kolonnenkopf der Rohöldestillation angesammelt haben, in zwei hintereinander geschalteten Destillationskolonnen voneinander getrennt. Im ersten Turm werden am Kopf die leichten Gase, hauptsächlich Methan und Ethan (Verwendung als Raffinerieheizgas) abgezogen. Das Bodenprodukt der Kolonne wird in den zweiten Turm eingesetzt, wo am Kopf Propan (Destillat) und am Boden Butan anfällt. Dabei wird unter Druck (5 bis 15 bar) gearbeitet, so dass die beiden Flüssiggase Propan und Butan (bezeichnet als LPG) flüssig abgezogen werden können. 

De-Isopentaniser

Auch das Leichtbenzin aus den Rohöldestillationsanlagen wird erneut destilliert. Dies geschieht im De-Isopentaniser. Dadurch gelingt es, Iso-Pentan mit einer Reinheit von rund 90 % zu gewinnen. Diese Komponente ist ein wichtiger Bestandteil vor allem des hochoktanigen Superbenzins.

Das älteste Raffinationsverfahren ist die heute nicht mehr angewandte Schwefelsäure-Raffination. Die Nachteile dieses Verfahrens waren die scharfe Raffination, die zu hohen Verarbeitungsverlusten führte, sowie der anfallende Säureteer und die notwendige Bleicherde, die Entsorgungsprobleme schufen.