CN107429174A - 制备和/或回收和/或再利用尤其出自精炼工艺的残留物的方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种用于制备和/或回收和/或再利用尤其出自精炼工艺的残留物的方法，所述残留物包含基本物质，特别是具有如煤油的碳氢化合物和油料以及金属残留物，将所述残留物引入第一反应器(5)，在该第一反应器中蒸发挥发性组分的一部分，在其下游转移至第二反应器(10)内，并且在该第二反应器中通过冷却得到固化，能选择通过水分蒸发促进冷却。

Description

制备和/或回收和/或再利用尤其出自精炼工艺的残留物的 方法

技术领域

本发明涉及一种用于制备和/或回收和/或再利用尤其出自精炼工艺的残留物的方法，所述残留物包含基本物质，特别是具有例如煤油的碳氢化合物和油料以及金属残留物。

背景技术

诸多工业方法及工序会产生残留物，例如由碳氢化合物、油和金属组成。所有这三种组分都极具价值，而不应简单地处置掉。

具有碳氢化合物的残留物的最重要来源例如有矿物油精炼工艺。这些过程包括常压蒸馏、真空蒸馏、制备燃油与燃料、用硫酸烷基化、用磷酸聚合丙烯和丁烷的混合物、高温异构化、制备润滑油、精馏、管式炉蒸馏、沸腾蒸馏、焦化、催化裂解、重整、加氢精制、矿物油的加氢脱硫、水化油脱色、用溶剂脱沥青、蒸馏残留物的间接脱硫等。

在每种原油、每种精炼工艺及每种技术处理中都会遗留残渣或炼油废料。这些废料具有各种不同的名称：“gudron”、“gudron粘土”、含油沉渣、滤饼、污泥、引力残渣、离心残渣、清洗过程后的脱氧剂残渣、酸性残渣、酸性废油、炼油污泥、沥青(pitch)、地沥青(Bitumen)、油污沉渣、焦油、“gatch”、混油水等。

出自精炼加工的废料量与提炼矿物油相比较大并且产生相当比例的工业废料。极常见的情况是，这些新处理的残留物通常焦化或焚化。

汽油成分具有相当比例的矿物油产物并且按各自使用目的分为：专用燃料、发动机用汽油、航空汽油、喷气燃料、重汽油、煤油、灯油、柴油机燃料、燃油、油料(机油、航油、涡轮机油、绝缘油、液压油、金属加工油、药油等)、润滑脂与防护滑脂、地沥青、作为重馏分结晶物的矿物油蜡、石油焦(蒸馏残渣及二次工艺残渣的热裂解)。

此外，仅作示例，这种冷却剂或润滑剂用于在生产过程中应用的机床。在此出现大量残留物，包括碳氢化合物、油料和金属残留物。例如，日本专利文献第JP 09-109144号描述一种用于分馏金工悬浮液的方法，其中，首先将煤油添加到金工悬浮液，作为用于降低粘度的萃取剂，以便通过湿分法从冷却润滑剂中分离出切粒。该公开文献的目的在于从冷却润滑剂中干净分离出切粒，但并未涉及视需要回收高品质形式的冷却润滑剂，例如，在锯削过程中加以再利用。

发明内容

本发明的目的在于，提供一种上述类型的方法，通过该方法能够以有效且节约的方式处理尤其煤油、油料、沥青烯和金属。

为达成上述目的，将残留物引入第一反应器，在该第一反应器中，蒸发溶剂和/或挥发性组分。

在此情形下，产物通常作为熔融物从所述反应器排出。

然而，特别优选地，将产物转移至第二反应器中，并且在该第二反应器中通过冷却及可选的蒸发冷却固化和/或粒化产物。

优选地，将混合捏合机用作反应器。在此情形下，区别主要在于单轴混合捏合机与双轴混合捏合机。举例而言，由第AT334328号、第CH658798A5号或第CH686406A5号专利文献已知一种单轴式混合捏合机。在此，在壳体内设置轴向延伸、装有盘状件且绕旋转轴在旋转方向上旋转的轴。这可使产物在传送方向上传输。在盘状件之间，配合件固定安装于壳体上。盘状件设置在垂直于捏合轴的平面内并在其间形成自由扇区，这些扇区与相邻盘状件的平面形成捏合室。

在第CH-A506322号专利文献中介绍一种多轴混合捏合机。其中，径向盘状件以及盘体间的轴向捏合杆位于轴上。在这些盘体之间，由另一轴啮合框架形状的混合捏合件。这些混合捏合件清洁第一轴的盘体及捏合杆。两轴上的捏合杆再清洁壳体内壁。

这种已知双轴混合捏合机的缺陷在于，由于壳体的8字形截面，两轴箱连接的部分具有薄弱处。在该部分，处理粘性产物和/或在压力下进行的过程中形成较高的应力，仅能通过复杂的构型措施对这种高应力进行控制。

举例而言，由第EP0517068B1号专利文献已知一种上述类型的混合捏合机。其中，两个轴向平行的轴在混合机壳中反向或同向旋转。由此，置于盘状件上的混合杆彼此相互作用。除混合功能之外，混合杆还旨在尽可能清洁与产物接触的混合机壳、轴及盘状件的表面，由此避免形成未混合区域。特别在高度压紧、产物硬化及成壳的情况下，混合杆可延及边缘的性能导致混合杆与轴的局部机械负荷过高。特别在混合杆处于难以移除产物的区域中时，这种力出现峰值。例如，在盘状件装于轴上的位置即存在这种区域。

此外，由第DE19940521A1号专利文献已知一种上述类型的混合捏合机，其中在捏合杆区域内的支承元件形成凹槽，由此使捏合杆在轴向具有尽可能长的长度。这类混合捏合机可极佳地自动清洁所有产物触及的壳体及轴的表面，但也具有捏合杆的支承元件需根据捏合杆的轨迹形成凹槽等特点，这会导致支承元件的结构复杂。由此，一方面造成生产过程复杂，另一方面使轴及支承元件上在机械应力下产生局部应力峰值。这种应力峰值主要发生在锐缘凹槽及厚度变化的情况下，特别是在支承元件焊于轴芯的区域内，由于材料疲劳触发轴及支承件的断裂。

混合捏合机从根本上不同于挤出机。在挤出机中，螺杆在相应的管状缸体中旋转，因此待处理的产物在螺杆导程中从进入口传送到排出口，而在混合捏合机中却形成产物空间和气体空间。顾名思义，产物空间填有产物，通常位于产物空间上方的气体空间在处理产物的过程中填有气体，然后再通过相应的蒸汽脱去气体。仅在产物空间中对产物进行实际的处理，即进行混合与捏合以及输送，而气体空间中则没有产物。

作为具有配对钩的混合捏合机的替代，在第一过程阶段中(蒸发溶剂)，也能够使用不带配对钩的混合捏合机、薄膜式蒸发器或桨叶干燥机。对于第二阶段(冷却/粒化)，除混合捏合机之外，也可设想冷却辊、冷却带或者溶液与水槽或水下输送设备。本发明的构思应涵盖这两个过程阶段的各种可行途径的各种组合。

举例而言，根据本发明所述的方法使用上述具有两个混合捏合机的两阶段方法，其中待处理的残留物相继流经这两个混合捏合机。根据精炼，在此提出的方法在例如清洗或将残留物与溶剂预混等其他过程步骤之后进行。根据上游法，建立固体残留物、残油与溶剂和/或挥发性组分的不同混合。经实验表明，在第一方法步骤中，蒸发溶剂和/或易挥发性组分，热膨胀系数随残油增多而显著升高。这就会加速并在整体上改善所述方法。

将均匀化的残留物引入第一混合捏合机中优选借助于泵来实现，具体地，借助于偏心螺杆泵来实现，如商品名称为莫依诺泵(Moyno-Pumpe)。经实验表明，例如，其他种泵(即齿轮泵)极为不利，因为其趋于在供料(残留物供料)过于不规则时变得堵塞。

此外，到第一混合捏合机内的进入口也应受到冷却，不然其就会趋于在供料中断时变得堵塞。在未闪现残留物时，即残留物未在压力下引入混合捏合机时，尤其如此。

此外，优选地，混合捏合机中的填充高度或料位通过可调式堰板来调节。由此，以更适宜的方式控制整体方法。

能够在大气压或真空下于第一混合捏合机中完成对残留物的处理。在混合捏合机中，在加热及摩擦下进行对产物的处理。倘若对易于点燃的溶剂和/或易挥发性组分(如煤油)进行处理，则应避免氧侵入混合捏合机中。

将产物从第一混合捏合机转移至第二混合捏合机优选通过柔性管道来实现，该管道可被加热，也可选择被冷却。

与第一混合捏合机相反，应能加热第二混合捏合机的进入口。为此，设置适当的轴环。

在第二混合捏合机中，通过冷却实现将出自第一混合捏合机的糊状残留物转变为固相，以便在排出口获得固体物质。然而，这些固体物质还包括相对较多的灰尘，这样就应在第二混合捏合机的下游设置至少一个集蓄容器。为了改善冷却，还可选择将水引入第二混合捏合机，水分蒸发，因而促进冷却(蒸发冷却)。

同样地，需要保护用于处理上述残留物的相应设备，在该设备中，在第一混合捏合机的下游设置第二混合捏合机，其中，这两个混合捏合机通过可加热的管道而彼此相连。其他有关设备的特征如上所述。

附图说明

下面参照附图及具体实施例的内容对本发明的其他优点、特征及细节予以阐述；本发明的附图表示根据本发明的用于制备和/或回收和/或再利用尤其出自精炼工艺的残留物的设备的示意图，所述设备特别是用于制备由煤油、油料和金属成分组成的残留物。

具体实施方式

在两个单独的实验中，残留物包含不同水平的残油。在此表明，具有较低油分的残留物相比具有较高油分的残留物明显更加不易处理。其原因尤其在于，具有较低油分的残留物相比具有较高油分的残留物具有明显更劣的热膨胀系数。

残留物R优选受到一个或多个预处理1，例如清洗或均匀化方法。在另一个相应的预处理2中，能够基本上清除外来成分。

此时，将经预处理的残留物转送到接料斗3中，之后借助于泵4将其转移到第一混合捏合机5中。泵4优选为莫依诺泵，其还理解为表示渐进腔式螺杆泵。用齿轮泵做出的实验未成功。

转入第一混合捏合机通过进入口6来实现，该进入口优选受到冷却。在未使用附加闪蒸喷嘴(Flash-Düse)使残留物在压力下引入第一混合捏合机的情况下，尤其应当如此。在不冷却进入口的情况下，存在堵塞的风险，特别是在进料中断时。

在第一混合捏合机中，通过蒸发浓缩残留物，其中通过蒸汽室7移除相应的蒸汽。在该第一混合捏合机中，通过蒸发浓缩将残留物从液相转变成膏糊相或黏滞相。

根据本发明，在第一混合捏合机中的排出口8前置高度可调的堰板9。该堰板9也应被加热并且用于控制第一混合捏合机中的料位。

将糊状残留物从第一混合捏合机转移至第二混合捏合机10通过虚线表示的管道11来实现，该管道优选具有柔性并且可加热。然而，该管道11也能配设有冷却装置12。

第二混合捏合机10中的进入口13也应可加热，由此促进将糊状残留物转移至第二混合捏合机10中。

在第二混合捏合机10中实现残留物的冷却和固化。通过另一个蒸汽室14移除任何蒸汽(例如，在可选择添加水来进行蒸发冷却时)。该蒸汽室14可能安装过滤器，视情况，蒸汽室7也可能安装过滤器。

如前所述，也可以将水引入第二混合捏合机中。这种水分促进残留物的固化并且在蒸发冷却过程中除热。此外，视具体情况，这还有助于脱油。

在第二混合捏合机10的排出口15获得自由流动的固体物质。然而，固化的残留物中还存在大量粉末，从而推荐在排出口15连接至少一个集蓄容器16。

一种示例性方法程序如下：

在第一混合捏合机中，在真空下实现煤油的脱气和/或固体物质的分离。残留物的温度处于50℃至195℃。在此表明，由于生产率升高，所述方法得到显著改善。初始生产率为20kg/h。倘若此后将生产率提高至40kg/h，则待处理残留物的稠度保持均匀，并且脱气显著得到改善。在第一混合捏合机的末端处的物态可以称为糊状。

将残留物从第一混合捏合机转移至第二混合捏合机中通过加热的柔性管道11来实现。加热至大约210℃。

根据进给速率，第二混合捏合机填有糊状材料，最高达大约60％的料位。在此，可选择通过添加水来实现对残留物的处理，该水分通过蒸发冷却除热。在第二混合捏合机的末端，在排出口15的上游，残留物呈自由流动的固体物质形式。

另一种示例性方法程序如下：

所述溶剂与固体物质的混合物(在某些情况下仍存在少许残油)在第一过程阶段中进入混合捏合机(具有配对钩)，在此蒸发溶剂。在连续过程的第二阶段中，必要时添加水以便蒸发冷却，在具有配对钩的混合捏合机中进行冷却、固化及粒化。在少量情况下，在第二过程步骤中同样还蒸发和/或汽提溶剂、残油或水(倘若添加)。

蒸发溶剂和/或粒化固体物质所需的工艺参数(尤其是温度)相差甚远，以至于一个过程阶段无法满足需求，故须将过程分为两个阶段。因此，不考虑常规的单阶段干燥过程。

另一方面，如上所述，单阶段方法同样要求保护。在此情形下，取消固化过程，蒸发阶段之后便排出熔融物。

附图标记列表

1 预处理

2 预处理

3 接料斗

4 泵

5 混合捏合机

6 进入口

7 蒸汽室

8 排出口

9 堰板

10 混合捏合机

11 管道

12 冷却装置

13 进入口

14 蒸汽室

15 排出口

16 集蓄容器

R 残留物

Claims (19)

1.一种用于制备和/或回收和/或再利用尤其出自精炼工艺的残留物的方法，所述残留物包含基本物质，特别是具有如煤油的碳氢化合物和油料以及金属残留物，

其特征在于，

将所述残留物引入第一反应器(5)，在该第一反应器中蒸发挥发性组分的一部分。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在所述第一反应器(5)的下游，将产物转移至第二反应器(10)中，并且在该第二反应器中通过蒸发进一步固化产物。

3.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，所述残留物在被引入所述第一反应器(5)之前经受预处理，如清洗或均匀化。

4.根据前述权利要求中至少一项所述的方法，其特征在于，引入所述第一反应器(5)借助于莫依诺泵(4)(渐进腔式螺杆泵)来实现。

5.根据前述权利要求中至少一项所述的方法，其特征在于，将到所述第一反应器(5)中的进入口(6)冷却。

6.根据前述权利要求中至少一项所述的方法，其特征在于，通过可调式堰板(9)调控所述第一反应器(5)中的料位。

7.根据前述权利要求中至少一项所述的方法，其特征在于，能够在真空或大气压下对所述第一反应器(5)中的残留物进行处理。

8.根据前述权利要求中至少一项所述的方法，其特征在于，在所述第一反应器(5)中处理的残留物在转移至所述第二反应器(10)的过程中或者在所述第二反应器内受到冷却。

9.根据前述权利要求中至少一项所述的方法，其特征在于，出自所述第一反应器(5)的残留物在进入所述第二反应器(10)的过程中受到加热。

10.根据前述权利要求中至少一项所述的方法，其特征在于，在真空或大气压下对所述第二反应器(10)中的残留物进行处理。

11.根据前述权利要求中至少一项所述的方法，其特征在于，将至少一个集蓄容器(16)连接至所述第二反应器(10)的下游，用以容纳自由流动的颗粒材料。

12.根据前述权利要求中至少一项所述的方法，其特征在于，所述残留物包含不同水平的溶剂和残油。

13.一种用于制备和/或回收和/或再利用尤其出自精炼工艺的残留物的设备，所述残留物包含基本物质，特别是具有如煤油的碳氢化合物和油料以及金属残留物，

其特征在于，

第二反应器被布置于第一反应器(5)的下游，其中，这两个反应器通过可加热的管道(11)而彼此相连。

14.根据权利要求13所述的设备，其特征在于，所述第一反应器(5)配设有用于引入残留物的偏心螺杆泵(4)。

15.根据权利要求13或14所述的设备，其特征在于，所述第一反应器的进入口(6)和/或所述第二反应器的进入口(13)能够被加热。

16.根据权利要求13至15中至少一项所述的设备，其特征在于，堰板(9)被前置于出自所述第一反应器(5)的排出口(8)。

17.根据权利要求13至16中至少一项所述的设备，其特征在于，所述管道(11)配设有冷却装置(12)。

18.根据权利要求13至17中至少一项所述的设备，其特征在于，所述反应器(5,10)为混合捏合机。

19.根据权利要求18所述的设备，其特征在于，所述反应器(5,10)为具有配对钩的混合捏合机。