Ein derartiges Verfahren wird in der DE 43 33 318 AN beschrieben, wobei als Spalt- mittel Kohlendioxid verwendet wird, das durch Verbrennung als Rauchgasbestandteil gewonnen wird, wobei die Rauchgaswärme zur direkten Beheizung des Emulsions- spaltbehälters eingesetzt wird. Vorzugsweise soll eine zweistufige Emulsionsspalt- einrichtung verwendet werden, wobei die Trennung in der ersten Stufe unter Über- druck und in der zweiten Stufe unter Umgebungsdruck durchgeführt werden soll. Die aus dem Emulsionsspaltbehälter austretende wasserhaltige Phase wird zunächst einer Strippkolonne zugeführt, welche indirekt mittels Rauchgaswärme beheizbar ist.

Das Ausstrippen erfolgt mittels Wasserdampf und/oder mittels ein-oder mehrstufiger Destillationskolonnen. Nachteilig bei diesem Verfahren ist die Art der Energieaufbrin- gung, die eine Verbrennungsanlage voraussetzt, aus deren Abgas das für die Öl- Wasser-Trennung benötigte C02 entnommen werden muss.

In der DE 40 39 255 A1 wird ein Verfahren zur Spaltung von Kühischmiermitteln mittels Anwendung von Kohlendioxid unter Druck bei erhöhten Temperaturen beschrieben, wobei von der Erkenntnis ausgegangen wird, dass durch die Anhebung der Säurestärke der partiell entstehenden Kohlensäure durch erhöhten Druck bis auf einen pH-Wert von 3,3 bei erhöhter Temperatur eine chemische Reaktivität erreicht wird, die durch Umwandlung der anionischen Tenside in ihre konjugierten Säuren die emulgierende Wirkung der Tenside aufhebt und damit die Emulsion zum Brechen bringt. Erfindungsgemäß soll die unter einem Druck von 4x105 Pa bis 106 Pa ste- hende Emulsion mit Ultraschallwellen behandelt werden.

In dem in der DE 197 54 756 C1 beschriebenen Verfahren wird zur Emulsionsspal- tung die ölhaltige wässrige Emulsion für eine bestimmte Zeit auf einen erhöhten Druck und eine erhöhte Temperatur gebracht, mit Kohlendioxid versetzt und anschließend entspannt, worauf die so vorgeklärte, an Öl verarmte Emulsion in einem Abscheider aufgetrennt wird und dann die daraus resultierende wässrige Fraktion durch Ultrafiltration in ein Retentat und Wasser gespalten wird, wobei die Spaltung in einem Autoklaven durchgeführt wird und durch schockartige Drucken- spannung ein nach oben gerichteter Gasblasenstrom aus Kohlendioxid erzeugt wer- den soll, durch den eine ölreiche Phase abgetrennt wird. Während des Verfahrens wird die ölhaltige wässrige Emulsion auf einen Druck von bis zu 80x105 Pa und auf Temperaturen zwischen 20 bis 60°C gebracht, um in einer Haltezeit zwischen 5 und 20 min die Emulsionstrennung herbeizuführen.

Ebenfalls mit Kohlendioxid als Spaltmittel arbeitet das in der DE 199 26 577 A1 beschriebene Verfahren.

Es ist Aufgabe der vorliegenden Erfindung ein neues Verfahren zu schaffen, mit dem die Trennung in praktisch reine Öl-und Wasser-Phasen auf apparativ einfache und kostengünstige Weise möglich ist.

Diese Aufgabe wird durch ein Verfahren nach Anspruch 1 gelöst, bei dem als Spalt- stoff eine leicht flüchtige, flüssige Kohlenwasserstoffverbindung, vorzugsweise aliphatischer Kohlenwasserstoff verwendet wird. Dieser Kohlenwasserstoff, gegebe- nenfalls auch eine Kohlenwasserstoff-Mischung wird mit der aufzubereitenden Öl- Wasser-Emulsion vermischt, wonach das erhaltene Gemisch unter einem Druck zwi- schen 1, 0x106 PA und 4, 5x106 Pa vorzugsweise zwischen 3, 5x106 Pa und 4, 0x106 Pa auf Temperaturen bis maximal130°C, vorzugsweise 30°C und 80°C erwärmt und einem Absetzbehälter zugeführt wird. Die zu wählende Temperatur hängt von der Zusammensetzung der Öl-Wasser-Emulsion und dem Spaltstoff ab und liegt bei einem Wert zwischen 20°C (Raumtemperatur) und 130°C. In kurzer Zeit trennen sich die wasserhaltige erste Phase und eine leichtere zweite Phase aus Öl und dem leicht flüchtigen Kohlenwasserstoff. Die zweite Phase wird durch Drucken- spannung und Temperaturerhöhung in eine flüssige und eine gasförmige Phase getrennt, wobei die flüssige Phase die Ölmenge aus der aufzubereitenden Öl-Was- ser-Emulsion und die Gasphase das Spaltmittel enthält. Die erhaltene abgetrennte wässrige Phase weist lediglich Rest-Ölgehalte von 150 bis 250 ppm auf, die ölhaltige Phase Rest-Wassergehalte von 100 bis 150 ppm, d. h. es werden praktisch reine Phasen erhalten. Vorteilhafter Weise kann der als Spaltmittel verwendete Kohlen- wasserstoff wieder verwendet werden, was vorzugsweise dazu ausgenutzt wird, dass der von deröihattigen Phase abgetrennte gasförmige Kohlenwasserstoff zur Trennung von weiteren Öl-Wasser-Emulsionen wieder verwendet werden kann, insbesondere rezyklierend in einem geschlossenen Verfahrenskreislauf.

Nach einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung wird die Kondensationswärme des Spaltstoffes durch Mischung mit der Emulsion oder dem Öl-Wasser-Gemisch direkt zu deren bzw. dessen Erwärmung benutzt. Das erfindungsgemäße Verfahren ist sowohl auf Öl-in-Wasser-Emulsionen als auch auf Wasser-in-ÖI-Emulsionen anwendbar. Ferner ist das erfindungsgemäße Verfahren auch zur Aufbereitung sol- cher Öl-Wasser-Gemische anwendbar, die zusätzlich zur Stabilisierung der Emulsio- nen Emulgatoren enthalten. Die in dem Öl-Wasser-Gemisch enthaltenen Öl-Kompo- nenten können mineralische, synthetische, vegetabile und/oder tierische Öle oder Fette enthalten.

Bei Anwendung des erfindungsgemäßen Verfahrens trennen sich in kurzer Zeit die wasserhaltige erste Phase und eine leichtere zweite Phase aus Öl und dem leicht flüchtigen Kohlenwasserstoff, wobei die Phasentrennzeiten vorzugsweise zwischen 1 sek. und 15 min., insbesondere zwischen 30 sek. und 5 min. gewählt werden sol- len.

Bevorzugt wird dieses Verfahren auch auf solche Öl-Wasser-Emulsionen angewen- det, die einen hohen Anteil an Feststoffpartikeln aufweisen. Durch die Zugabe von Kohlenwasserstoffen, die im Vergleich zu den nach dem Stand der Technik bekann- ten Verfahren geringe Druckerhöhung auf 3,5 bis 4, 5x106 Pa und die Temperaturer- höhung wird die Viskosität erniedrigt bzw. die Fluidität erhöht, so dass die Festkör- perpartikel im Absetzbehälter absinken und mit der wässrigen Phase eine filtrations- fähige Suspension bilden.

Vorzugsweise wird die Trennung der zweiten, Öl und Kohlenwasserstoffe enthalten- den Phase in einem Zyklon (Fliehkraftabscheider) durchgeführt, aus dem die gas- förmigen Kohlenwasserstoffe über einen Gasabzug entnommen und, wie bereits erwähnt, wieder in den Prozess bzw. zu einer neuen Öl-Wasser-Gemischtrennung eingesetzt werden können.

Um die Energiebilanz des erfindungsgemäßen Verfahrens zu optimieren, wird nach einer Weiterentwicklung der Erfindung der Wärmegehalt der aus dem Absetzbehälter abgezogenen ersten wasserhaltigen Phase und/oder der Wärmegehalt der gewon- nenen ölhaltigen Phase mittels eines oder jeweils eines, vorzugsweise im Gegen- strom betriebenen Wärmetauschers zur Erwärmung der komprimierten Öl-Wasser- Emulsion verwendet. Hierbei wird vorzugsweise der Wärmegehalt des Wassers in einem von der Öl-Wasser-Emulsion zuerst durchlaufenen Wärmetauschers auf die Emulsion übertragen, die anschließend einen zweiten Wärmetauscher durchläuft, in dem der Wärmegehalt der ölhaltigen Phase zur weiteren Erwärmung der Emulsion ausgenutzt wird.

Nach der vorbeschriebenen Erwärmung wird nach einer Weiterbildung der Erfindung die mit den Kohlenwasserstoffen versetzte Emulsion nochmals gemischt und, falls erforderlich, mittels einer weiteren Wärmequelle auf eine Temperatur bis zu maximal 130°C, vorzugsweise bis zu 80°C eingestellt, bevor das Gemisch aus Öl, Wasser und den Kohlenwasserstoffen dem Absetzbehälter zugeführt wird.

Bevorzugt beträgt die Menge der Kohlenwasserstoffe, die der Öl-Wasser-Emulsion beigegeben werden, 5% bis 200%, vorzugsweise 10% bis 100% der Menge der zu trennenden Öl-Wasser-Emulsion. Als bevorzugt verwendete Kohlenwasserstoffe werden Propan und/oder Butan verwendet, prinzipiell kommen jedoch auch andere aliphatische Kohlenwasserstoffe mit 1 bis 10 C-Atomen, Olefine (mit 2 bis 4 C-Atomen) oder auch halogenhaltige Kohlenwasserstoffe in Betracht.

Schließlich kann zur weiteren Reinigung der aus dem Absetzbehälter abgezogenen wasserhaltigen Phase, die gegebenenfalls durch Filtration von Feststoffen befreit ist, eine Ultrafiltration angewendet werden. Als abschließende Behandlung der abgezo- genen ölhaltigen Phase, die gegebenenfalls noch Chlor-, Schwefel-und polyzykli- sche aromatische Kohlenwasserstoff (PAK)-Anteile enthält, kann eine Extraktionsbe- handlung, beispielsweise in einer ionischen Flüssigkeit, und/oder einer Sorptionsbe- handlung (z. B. Absorption, Adsorption, Desorption durch Strippung) und/oder eine chemische Behandlung z. B. durch Hydrierung oder partielle Oxidation vorgenom- men werden.

Die besonderen Vorteile des vorbeschriebenen Verfahrens bestehen insbesondere darin, dass die Spaltstoffe nicht verloren gehen, somit in einem geschlossenen Kreislauf gearbeitet werden kann, dass relativ geringe Drücke zur Emulsionsspaltung aufgewendet werden müssen, dass die aufzuwendende Energie gering ist und auf einem für die Emulsionsvorwärmung günstigen Temperaturniveau zurückgewonnen werden kann und dass durch die zeitweise und prozessbedingte Viskositätserniedri- gung im Öl gebundene Feststoffe in die Wasserphase absinken und mit dem abge- trennten Wasser (erneut) einer Filtration zugeführt werden können. Der apparative Aufwand ist im Vergleich zu den nach dem Stand der Technik bekannten Verfahren klein ; insbesondere kann die für die Durchführung des Verfahrens notwendige Anlage"mobil"gestaltet werden, d. h. dass sie als Teil eines Fahrzeuges zu dem gewünschten Einsatzort verbracht werden kann. Weitere Vorteile der Erfindung sowie sonstige Ausgestaltungen werden anhand der Zeichnung erläutert, die ein schematisches Flussdiagramm mit verwendeten Anlagenteilen zeigt.

Aus dem Oberlauf einer Gas-Flüssigkeitstrenneinrichtung, nämlich ein Zyklon 9, gelangt gasförmiger Kohlenwasserstoff (siehe Pfeil 31) in eine Mischkammer 1, in der sich der Kohlenwasserstoff direkt mit der Öl-Wasser-Emulsion aus dem Vorrats- behälter 20 vermischt. Unter Wärmeabgabe an das vorzuwärmende Öl-Wasser- Gemisch, gegebenenfalls ergänzt durch gekühlte Wärmeübertragungsflächen, kon- densiert der Kohlenwasserstoff-Gasstrom. Die Öl-Wasser-Emulsion und der verflüs- sigte Kohlenwasserstoff werden mittels einer Umwälzpumpe 2 über Wärmetauscher 3 und 4 einem statischen Mischer 5, einem weiteren Wärmetauscher 6 und schließ- lich einem Absetzbehälter 7 zugeführt. In den Wärmetauschern 3 und 4 nimmt das durchlaufende Stoffgemisch aus der Öl-Wasser-Emulsion und den Kohlenwasser- stoffen Wärme von dem Wasser auf, das (siehe Pfeil 32) im Gegenstrom zu der Mischung aus der Öl-Wasser-Emulsion und den Kohlenwasserstoffen den Wärme- tauscher 3 durchläuft, bevor das gegebenenfalls mit Feststoffen beladene Wasser einem Behälter 21 und gegebenenfalls einer Filtration zugeführt wird. In entspre- chender Weise wird das gewonnene und dem Zyklon 9 entnommene Öl (siehe Pfeil 33) durch den Wärmetauscher 4 im Gegenstrom geleitet, bevor dieses Öl einer Nachbehandlung, z. B. in einer Extraktionsanlage 10 zugeführt wird, bevor es nach Abtrennung von Chlor-, Schwefel-und PAK-Anteilen (siehe Pfeil 34) einem Behälter 22 zugeführt wird.

Eine Wärmequelle 11 sorgt dafür, dass die nochmals in dem statischen Mischer 5 intensiv durchmischte Flüssigkeit auf die notwendige Temperatur, die zwischen der Raumtemperatur und 130'C liegt, gebracht wird. Dieselbe Wärmequelle kann gege- benenfalls zur Temperatursteuerung der im Zyklon 9 behandelten Stoffmengen ver- wendet werden.

Nach der vorbeschriebenen Durchmischung und der mehrstufigen Aufheizung hat sich die Viskosität der Kohlenwasserstoffe sowie der Ölfraktion in Folge der Tempe- raturerhöhung soweit erniedrigt, dass nicht nur eine kontinuierliche Phase aus dem hinzugegebenen Kohlenwasserstoff, insbesondere flüssigem Propan und dem voll- ständigen Öl-Anteil des Öl-Wasser-Gemisches im Absetzbehälter aufschwimmt, sondern dass auch die zunächst in der Emulsion in Schwebe gehaltenen Feinstparti- kel absinken, wo sie zusammen mit der wässrigen Phase (siehe Pfeil 32) abgezogen werden können. Die zweite, aus Öl und dem leicht siedenden flüssigen Kohlenwas- serstoff, z. B. Propan, bestehende Phase wird unter Überleitung über ein Entspan- nungsventil 8 dem Zyklon 9 zugeführt, dessen Druck-und Temperaturbedingungen ggf. unter Verwendung eines weiteren Wärmetauschers so eingestellt werden dass ein Verdampfen des leicht flüchtigen Kohlenwasserstoffes bewirkt wird, während das Öl den Zyklon 9 als Flüssigphase im Unterlauf (siehe Pfeil 33) verlässt. Nach Durch- lauf des Wärmetauschers 4 wird die ölhaltige Phase einem mit einer ionischen Flüs- sigkeit gefüllten Behälter 10 zugeführt, um dort mittels eines Extraktionsschrittes chlor-, schwefel-und PAK-haltige Substanzen an die ionische Flüssigkeit abzugeben. Die von Zeit zu Zeit erforderliche Regeneration der ionischen Flüssigkeit ist nach dem Stand der Technik bekannt und im Einzelnen im vorliegenden Verfah- rensschema nicht dargestellt. Falls erforderlich können auch andere physikalische oder chemische Nachreinigungsverfahren, die dem Fachmann bekannt sind, allein oder in Kombination angewendet werden.

Bei gleichzeitiger Kreislaufführung des leicht flüchtigen Kohlenwasserstoffes, z. B.

Propan, gelingt es, mittels des erfindungsgemäßen Verfahrens selbst mit Emulgato- ren versetzte Öl-Wasser-Gemische oder Emulsionen in ein nahezu wasserfreies Öl einerseits und ein nahezu ölfreies Wasser andererseits zu spalten. Der verwendete Kohlenwasserstoff als Spaltstoff geht im Verfahren nicht verloren, sondern wird im Kreislauf geführt. Die im Verfahren befindliche Wärmemenge wird optimal durch die direkte Kondensation des leicht flüchtigen Kohlenwasserstoffes im aufzuheizenden ÖI/lassergemisch und die Verwendung der Wärmetauscher 3 und 4 ausgenutzt.