Procédé de raffinage d'liuiles impures et appareil pour la mise en oeuvre de ce procédé. Cette invention comprend un procédé pour le raffinage d'huiles impures, telles que, par exemple, les huiles qui se sont viciées durant leur utilisation comme huiles de graissage dans des moteurs .à combustion interne et autres machines, les huiles résiduelles de fonds de réservoirs, les huiles des bassins de raffineries souillées par des particules solides et de l'eau, par du pétrole et d'autres substances volatiles à des températures infé rieures à la température de distillation de l'huile. Selon ce procédé, on effectue le raffi nage en faisant parcourir à l'huile un circuit par la seule action de la pesanteur.
Ledit procédé est caractérisé en ce que l'huile impure, au cours de son circuit, est d'abord soumise à une filtration, après quoi la température de ladite huile est élevée, en passant par au moins deux paliers, à une température inférieure à la température de distillation de l'huile, les produits volatilisés étant récupérés séparément à chaque palier de température, et qu'ensuite l'huile raffinée passe à travers au moins un échangeur calo- rifique dans lequel elle communique de sa chaleur -à de l'huile impure encore en traitement.
L'invention comprend en outre un appa reil pour la mise en oeuvre dudit procédé, ca ractérisé en ce qu'il comporte un dispositif pour le filtrage et la neutralisation de l'huile impure, disposé dans la partie supérieure de l'appareil, un réservoir recevant l'huile impure filtrée et relié à la partie de l'appa reil où s'effectue la suite des opérations, par tie qui comporte des moyens pour chauffer l'huile par paliers, des moyens pour conden ser et recueillir les produits distillés à ces paliers, et au moins im échangeur calorifique, traversé par l'huile impure et par l'huile raffinée.
Le procédé selon l'invention permet d'éco nomiser de la chaleur durant le traitement de l'huile viciée puisque la chaleur fournie pour porter l'huile aux températures élevées re quises est en partie récupérée dans les échan geurs calorifiques. Le dessin représente, à titre d'exemples, deux formes d'exécution de l'appareil selon l'invention.
La fig. 1 est une vue schématique de la première forme d'exécution.
La fig. 2 est une vue semblable de la, se conde forme d'exécution.
La fig. 3 montre un détail des tubes se trouvant à l'intérieur du dispositif de chauf fage que l'on voit dans la fig. 2, et la fig. 4 est une coupe horizontale faite selon la ligne A-B de la fig. 2.
Dans la fig. 1, l'huile à traiter passe à travers l'entonnoir 1 puis dans un dispositif filtrant 2, constitué-par des couches succes sives de charbon de bois pulvérisé et de sciure de bois mélangée à une petite quantité de chaux vive. Ce matériel filtrant a pour effet de retenir les impuretés, telles que les parti cules métalliques, le charbon, le sable et les substances semblables, en suspension ou non, ainsi que de neutraliser l'acidité de l'huile ou des produits qu'elle contient. L'huile filtrée passe à travers un tube 2a allant vers un réservoir 3, chauffé d'une manière conve nable.
Toutefois, on a pu établir que le chauffage électrique est le plus indiqué dans ce cas, car il peut être contrôlé facilement. Le dispositif représenté dans la fi-.<B>1</B><I>est</I> chauffè par des éléments de résistance 15 qui sont disposés d'une manière connue en enroulements en série, connectés en parallèle sur un circuit d'introduction. Lesdits enrou lements sont reliés à un dispositif de contact 14. L'introduction du courant dans les diffé rents circuits est commandée par les inter rupteurs 13, un ampèremètre 16 ou un appa reil de mesure semblable étant placé dans chaque circuit principal.
L'huile -à. traiter ayant été préalablement chauffée dans le réservoir 3, passe à travers la soupape de contrôle principal 4, et va par le tube 4a dans l'échangeur thermique 5, puis, sortant de ce dernier par le tube 5a, elle est conduite dans l'alambic 6. Le dispositif de chauffage du récipient 3 n'est utilisé normalement que lorsque l'installation est remise en marche. I1 est également préférable de chauffer l'alambic 6 électriquement selon la manière décrite pour le réservoir 3 et de le munir de même d'un ampèremètre indicateur 16.
Arri vée à cet endroit, l'huile, dont la, température s'élève dans le récipient 6, abandonne ses constituants volatils vers 130-150 C, en sorte qu'elle est privée alors de la, fraction contenant le pétrole. Les vapeurs sortent du récipient 6 et passent à travers le tube de condensation 7, à. travers le réfrigérant 7a, le produit condensé parvenant finalement dans le récipient d'accumulation X. L'huile liquide, dont la, température a. été maintenant portée entre 130 et 150 C, descend dans le tube 8a, et entre dans un deuxième échangeur de température 8 et passe de là dans l'alam bic 9.
Celui-ci est aussi chauffé électrique ment, comme le réservoir 3, mais la tempé rature y est maintenue à 300 C et les consti tuants volatils comprenant les parties lourdes de la. fraction pétrole, ainsi que la fraction kérosine, passent à. travers le tube 10, le ré frigérant 10n et parviennent finalement dans le récipient d'accumulation F. La tempéra ture de l'alambic 9 est trop basse pour per mettre la volatilisation de la fraction de l'huile lubrifiante restante ainsi raffinée et cette fraction commence alors à suivre son circuit de retour (voir les flèches en lignes pointil lées).
Pour céder sa chaleur à l'huile à trai ter, elle passe à travers le tube 11 et entre dans le deuxième échangeur thermique 8, où elle cède une partie de sa chaleur à l'huile incomplètement raffinée se dirigeant vers l'alambic 9. L'huile raffinée, qui est encore chaude, passe ensuite par le tube 12 pour aller clans le premier échangeur thermique 5, où la. majeure partie de sa chaleur est absor bée par l'huile provenant du réservoir 3. L'huile traitée passe de l'échangeur thermi que 5 au réservoir Z, et peut alors être utili sée immédiatement.
Pour éviter d'avoir à pomper du liquide lorsque l'appareil fonctionne, le filtre 2 et le récipient 3 sont placés au-dessus des alam bics, en sorte que l'huile en circulation est mise en mouvement par sa pesanteur; en outre, le niveau, dans le réservoir 3, reste constant grâce à un robinet muni d'un flot teur 17 ou à tout autre dispositif équivalent.
Les échangeurs thermiques sont de forme connue et constituent des ensembles tubu laires. L'appareil sera préférablement conçu de manière que l'huile déjà chaude passe à travers des tubes minces, tandis que l'huile qui doit être chauffée circule en contre- courant â l'extérieur de ceux-ci. De plus, on notera que la vitesse de passage de l'huile dans tout l'appareil dépend de l'ouverture de la soupape principale 4, en sorte que celle-ci permet de contrôler la marche du traitement.
Dans la fig. 2, on peut voir une autre forme d'exécution de l'appareil, qui peut être utilisée lorsqu'on doit traiter de petites quan tités d'huiles lubrifiantes usées. Dans ce cas, le dispositif de chauffage est formé par une série de tubes concentriques. L'huile est placée dans la partie supérieure 1 du réser voir 3 et passe à travers le dispositif de fil trage 2, puis par la soupape de contrôle prin cipal 4. L'huile parvient alors à un @échan- geur thermique 31 et va dans le tube 20 se trouvant au centre des tubes 21 et 22, qui sont concentriques et contenus dans le tube 23.
Ainsi sont formés les espaces annulaires 24, 25 et 26. L'huile pénétrant par le tube d'amenée 4a atteint presque le haut du tube 20, déborde puis descend à l'intérieur de ce dernier, dont elle sort par des fentes 20a mé nagées au bas du tube. L'huile parvient ainsi dans l'espace annulaire adjacent 24 qu'elle parcourt jusqu'en haut, après quoi elle des cend dans le tube 22, occupant l'espace 25 qu'elle quitte par les fentes 22a pour remplir l'espace 26, le circuit cessant au point 27 où se trouve le niveau du liquide dans le ré cipient 23. L'huile raffinée chaude s'écoule finalement par le tube 30, se refroidit en passant dans l'échangeur thermique 31, et se rassemble en dernier lieu dans le réservoir Z.
Le récipient 23 est chauffé extérieure ment par des éléments de résistance 15 qui forment des groupes individuels reliés â, une source de courant électrique, ainsi qu'on l'a expliqué lors de la description de la fig. 1;
mais dans la forme d'exécution dont il est actuellement question, le système .est chauffé extérieurement au travers du récipient 23, les conducteurs étant placés sur celui-ci. Pour fa voriser le transport de chaleur vers le centre du récipient, les tubes 20, 21 et 22 sont pourvus d'ailettes 28 soudées ou maintenues par du métal d'une manière quelconque à la partie extérieure des tubes, ce qui facilite le passage de la chaleur d'un espace annulaire à l'autre.
L'appareil condenseur 7a est en connexion avec le tube central et reçoit la fraction pétrole, qui se rassemble dans le ré cipient d'accumulation X, tandis qu'un autre appareil condenseur 10a est disposé de ma nière à, recueillir les vapeurs de la fraction kérosène qui aboutit dans le réservoir Y. L'huile sortant du tube 30 est plus chaude que celle obtenue dans le dispositif repré senté dans la fig. 1, mais cette chaleur est communiquée à l'huile à traiter dans l'échan geur thermique 31.
Bien que l'appareil soit sous cette forme un système thermiquement moins efficace que sous celle représentée dans la fig. 1, il permet de traiter de petites quantités de pro duit de départ. Ses parties principales sont rassemblées en un ensemble que l'on peut fa cilement mettre en action lorsqu'on fait passer le courant en fermant l'interrupteur principal 13 et l'interrupteur 14, qui permet de régler la température.
Il convient de re marquer que lorsque l'huile usée passe du tube d'entrée 4a au tube central 20, sa tem- p6rature augmente graduellement jusqu'au moment où elle atteint l'espace annulaire le plus excentrique à partir duquel commence la réfrigération, l'huile coulant finalement dans le réservoir Z.
Si l'huile à traiter, au lieu d'être acide est basique, cette basicité peut être neutra lisée par une petite quantité d'une solution concentrée de bisulfite de sodium, la couche aqueuse étant ensuite séparée de l'huile sur- nageante par décantation. L'huile est alors prête à être traitée de la manière décrite ci dessus. L'appareil représenté dans les fig. 1 et 2 forme un tout lorsqu'il est assemblé; et les récipients servant d'échangeurs thermi ques peuvent être décalés.
Process for refining impure oils and apparatus for carrying out this process. This invention includes a process for the refining of impure oils, such as, for example, oils which have become foul during their use as lubricating oils in internal combustion engines and other machinery, residual oils from tank bottoms. , refinery tank oils contaminated with solid particles and water, petroleum and other volatile substances at temperatures below the distillation temperature of the oil. According to this process, the refining is carried out by making the oil travel through a circuit by the sole action of gravity.
Said method is characterized in that the impure oil, during its circuit, is first subjected to filtration, after which the temperature of said oil is raised, passing through at least two stages, to a temperature below the distillation temperature of the oil, the volatilized products being recovered separately at each temperature level, and then the refined oil passes through at least one heat exchanger in which it communicates its heat - to impure oil still in processing.
The invention further comprises an apparatus for carrying out said method, characterized in that it comprises a device for filtering and neutralizing the impure oil, arranged in the upper part of the apparatus, a tank receiving the filtered impure oil and connected to the part of the apparatus where the rest of the operations are carried out, part which comprises means for heating the oil in stages, means for condensing and collecting the distilled products at these bearings, and at least im heat exchanger, crossed by the impure oil and the refined oil.
The process according to the invention makes it possible to save heat during the treatment of the stale oil since the heat supplied to bring the oil to the high temperatures required is partly recovered in the heat exchangers. The drawing represents, by way of examples, two embodiments of the apparatus according to the invention.
Fig. 1 is a schematic view of the first embodiment.
Fig. 2 is a similar view of the second embodiment.
Fig. 3 shows a detail of the tubes located inside the heating device which can be seen in FIG. 2, and fig. 4 is a horizontal section taken along the line A-B of FIG. 2.
In fig. 1, the oil to be treated passes through the funnel 1 and then into a filter device 2, consisting of successive layers of pulverized charcoal and sawdust mixed with a small amount of quicklime. This filtering material has the effect of retaining impurities, such as metallic particles, carbon, sand and similar substances, whether in suspension or not, as well as neutralizing the acidity of the oil or the products it contains. contains. The filtered oil passes through a tube 2a going to a tank 3, heated in a suitable manner.
However, it has been established that electric heating is the most suitable in this case, since it can be easily controlled. The device shown in figure <B> 1 </B> <I> is </I> heated by resistance elements 15 which are arranged in known manner in series windings, connected in parallel on a circuit. introduction. Said windings are connected to a contact device 14. The introduction of current into the different circuits is controlled by the switches 13, an ammeter 16 or a similar measuring device being placed in each main circuit.
Oil -to. process having been previously heated in the tank 3, passes through the main control valve 4, and goes through the tube 4a into the heat exchanger 5, then, leaving the latter through the tube 5a, it is led into the still 6. The heating device of the receptacle 3 is only used normally when the installation is restarted. It is also preferable to heat the still 6 electrically in the manner described for the tank 3 and to equip it in the same way with an indicating ammeter 16.
Arrived at this point, the oil, the temperature of which rises in the container 6, abandons its volatile constituents at around 130-150 ° C., so that it is then deprived of the fraction containing the petroleum. The vapors leave the container 6 and pass through the condensation tube 7, to. through the refrigerant 7a, the condensed product finally reaching the accumulation vessel X. The liquid oil, the temperature a. been now heated between 130 and 150 C, descends in the tube 8a, and enters a second heat exchanger 8 and passes from there in the alam bic 9.
This is also heated electrically, like the tank 3, but the temperature is maintained there at 300 ° C. and the volatile constituents comprising the heavy parts of the. petroleum fraction, as well as the kerosine fraction, switch to. through the tube 10, the refrigerant 10n and finally reach the storage container F. The temperature of the still 9 is too low to allow the volatilization of the fraction of the remaining lubricating oil thus refined and this fraction then begins to follow its return circuit (see arrows in dotted lines).
To give up its heat to the oil to be treated, it passes through the tube 11 and enters the second heat exchanger 8, where it gives up part of its heat to the incompletely refined oil heading towards the still 9. The refined oil, which is still hot, then passes through tube 12 to go to the first heat exchanger 5, where the. most of its heat is absorbed by the oil coming from the tank 3. The treated oil passes from the heat exchanger 5 to the tank Z, and can then be used immediately.
To avoid having to pump liquid when the device is in operation, the filter 2 and the container 3 are placed above the alam bics, so that the circulating oil is set in motion by its gravity; furthermore, the level in the reservoir 3 remains constant by virtue of a valve provided with a float 17 or any other equivalent device.
The heat exchangers are of known shape and constitute tubular assemblies. The apparatus will preferably be designed so that the already hot oil passes through thin tubes, while the oil which is to be heated flows countercurrently outside thereof. In addition, it will be noted that the speed at which the oil passes through the entire apparatus depends on the opening of the main valve 4, so that the latter makes it possible to control the progress of the treatment.
In fig. 2, a further embodiment of the apparatus can be seen which can be used when small amounts of used lubricating oils are to be treated. In this case, the heating device is formed by a series of concentric tubes. The oil is placed in the upper part 1 of the tank see 3 and passes through the filtering device 2, then through the main control valve 4. The oil then reaches a heat exchanger 31 and goes in the tube 20 located in the center of the tubes 21 and 22, which are concentric and contained in the tube 23.
Thus are formed the annular spaces 24, 25 and 26. The oil entering through the supply tube 4a almost reaches the top of the tube 20, overflows and then descends inside the latter, from which it exits through slots 20a. swam at the bottom of the tube. The oil thus reaches the adjacent annular space 24 which it travels to the top, after which it ash in the tube 22, occupying the space 25 which it leaves through the slots 22a to fill the space 26 , the circuit ceasing at point 27 where the level of the liquid is in the vessel 23. The hot refined oil finally flows through the tube 30, cools as it passes into the heat exchanger 31, and collects last. place in the Z reservoir.
The vessel 23 is heated externally by resistance elements 15 which form individual groups connected to a source of electric current, as explained in the description of FIG. 1;
but in the embodiment presently in question, the system is heated externally through the vessel 23, the conductors being placed thereon. To promote the transport of heat to the center of the container, the tubes 20, 21 and 22 are provided with fins 28 welded or held by metal in any way to the outer part of the tubes, which facilitates the passage of heat from one annular space to another.
The condenser apparatus 7a is in connection with the central tube and receives the petroleum fraction, which collects in the accumulation vessel X, while another condenser apparatus 10a is arranged so as to collect the vapors from the tank. kerosene fraction which ends up in reservoir Y. The oil exiting tube 30 is hotter than that obtained in the device shown in FIG. 1, but this heat is communicated to the oil to be treated in the heat exchanger 31.
Although the apparatus is in this form a thermally less efficient system than in that shown in fig. 1, it makes it possible to process small quantities of the starting product. Its main parts are brought together in an assembly that can easily be put into action when the current is passed by closing the main switch 13 and the switch 14, which allows the temperature to be regulated.
It should be noted that as the used oil passes from the inlet tube 4a to the central tube 20, its temperature gradually increases until it reaches the most eccentric annular space from which refrigeration begins, the oil eventually flowing into the Z reservoir.
If the oil to be treated, instead of being acidic, is basic, this basicity can be neutralized by a small quantity of a concentrated solution of sodium bisulphite, the aqueous layer then being separated from the supernatant oil by settling. The oil is then ready to be processed as described above. The apparatus shown in fig. 1 and 2 form a whole when assembled; and the vessels serving as heat exchangers can be offset.