DE69704500T2

DE69704500T2 - Hochleistungsverfahren und -anlage zur regenerierung von altschmieröl

Info

Publication number: DE69704500T2
Application number: DE69704500T
Authority: DE
Inventors: Ali Boufahja; Mohamed Dhaouadi; Abdelhafidh Jaafar; Salah Meziou; Achour Ouazzane
Original assignee: TUNISIENNE DE LUBRIFIANTS SOTU
Current assignee: TUNISIENNE DE LUBRIFIANTS SOTU
Priority date: 1996-12-13
Filing date: 1997-12-05
Publication date: 2002-03-28
Anticipated expiration: 2017-12-06
Also published as: PT944696E; CA2274831C; RU2187544C2; CZ211899A3; DZ2369A1; AU5326998A; FR2757175A1; OA11060A; CA2274831A1; GR3036074T3; BG103577A; HK1022928A1; BG64486B1; AR010353A1; MA24424A1; EP0944696B1; UA59382C2; ATE200302T1; HUP0001433A3; DE69704500D1

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Regeneration von gebrauchten Hochleistungsschmierölen.
Man kennt bereits solche Regenerationsverfahren und insbesondere wird man sich vorteilhafterweise auf das Verfahren beziehen, das in der Patentanmeldung WO-94/21761 beschrieben ist. Dieses Dokument des Standes der Technik beschreibt ein Verfahren zur Regeneration von gebrauchten Schmierölen, bei dem diese nacheinander den folgenden Behandlungsschritten unterzogen werden:
a) Vorheizen, wobei die zu regenerierenden Öle auf eine Temperatur zwischen 120 und 250ºC gebracht werden;
b) Zugabe einer starken Base in wässriger Lösung in einer Menge von 1 bis 3 Massen-% reine Basen;
c) Extraktion der Verunreinigungen.
Dieses Dokument des Standes der Technik beschreibt auch verschiedene bevorzugte Ausführungsformen dieses Verfahrens, die im allgemeinen befriedigende Ergebnisse liefern. Dennoch hat man versucht, regenerierte Öle mit weiter verbesserter Qualität zu erhalten.
Das Ziel der Erfindung besteht also darin, ein solches Verfahren und die entsprechende Vorrichtung vorzuschlagen.
Zu diesem Zweck betrifft die Erfindung ein Verfahren zur Regeneration von gebrauchten Schmierölen mit einem geringen Gehalt an Heizöl, Fettsäuren und chlorierten Produkten, wobei die gebrauchten Schmieröle nacheinander den folgenden Behandlungsschritten in der angegebenen Reihenfolge unterzogen werden:
a) Auswahl von gebrauchten Ölen, die für die Behandlung geeignet sind;
b) Zugabe einer ersten Menge einer starken Base in wässriger Lösung;
c) Erhitzen des Gemischs auf eine Temperatur zwischen 120 und 250ºC;
d) Zugabe einer zweiten Menge der starken Base in wässriger Lösung, wobei die erste und die zweite Menge der starken Base in wässriger Lösung zusammen 0,5 bis 3% reine Base ausmachen, bezogen auf die Masse der gebrauchten Schmieröle;
e) Entwässerung und Extraktion der leichten Kohlenwasserstoffe;
f) Extraktion und Gewinnung von Dieselöl (Stripping);
g) Extraktion der Verunreinigungen.
Gemäß der Erfindung erfolgt nach Schritt e) eine ergänzende Zugabe einer starken Base in wässriger Lösung in einer Menge von 0,1 bis 1% reine Base, bezogen auf die Masse der Schmieröle.
In verschiedenen Ausführungsformen kann die Erfindung auch die folgenden Merkmale aufweisen, die isoliert oder in allen ihren technisch möglichen Kombinationen in Betracht gezogen werden:
- die ergänzende Zugabe von starken Basen erfolgt im Verlaufe des Schritts der Extraktion und Gewinnung von Dieselöl;
- die ergänzende Zugabe von starken Basen erfolgt nach dem Schritt der Extraktion und Gewinnung von Dieselöl;
- nach dem Schritt der Entwässerung, der Extraktion der leichten Kohlenwasserstoffe und des Stripping des Dieselöls wird das gestrippte Öl in einer Vakuumkolonne, die mit einem Nachverdampfersystem ausgestattet ist, von seinen Verunreinigungen (Rückständen) befreit und dann einem Oxidationsschritt. unterzogen, bevor die ergänzende Zugabe von starken Basen erfolgt, und wird dann fraktioniert;
- die Entfernung der Verunreinigungen wird durch Vakuumdestillation erreicht, die eine Auftrennung in Grundschmieröle einerseits und einen Rückstand, der die gesamten Verunreinigungen enthält, andererseits gewährleistet.
Bei der ersten Zugabe kann die zugegebene Menge der starken Basen in wässriger Lösung zwischen 0,5 und 3% reine Basen liegen, bezogen auf die Masse der gebrauchten Schmieröle. Diese Zugabe kann vollständig oder teilweise in der Kälte oder in der Hitze erfolgen.
Die Temperatur, auf die die zu regenerierenden gebrauchten Öle erhitzt werden und die zwischen 120 und 250ºC liegt, ist eine Temperatur, bei der die in der Hitze erfolgende Zugabe der Base vollständig oder teilweise erfolgt.
Die Erfindung wird im Einzelnen unter Bezugnahme auf die Begleitzeichnungen beschrieben; dabei sind:
- Fig. 1 eine schematische Darstellung eines Verfahrens und einer Vorrichtung zur Regeneration von gebrauchten Schmierölen gemäß dem Stand der Technik;
- Fig. 2 eine schematische Darstellung eines Verfahrens und einer Vorrichtung zur Regeneration von gebrauchten Schmierölen gemäß einer ersten Ausführungsform der Erfindung;
- Fig. 3 eine schematische Darstellung eines Verfahrens und einer Vorrichtung zur Regeneration von gebrauchten Schmierölen gemäß einer zweiten Ausführungsform der Erfindung;
- Fig. 4 eine schematische Darstellung eines Verfahrens und einer Vorrichtung zur Regeneration von gebrauchten Schmierölen gemäß einer dritten Ausführungsform der Erfindung.
Die gesammelten gebrauchten Öle können verschiedener Herkunft sein. Es kann sich zum Beispiel um Motoröl, Getriebeöl, Hydrauliköl, Turbinenöl usw. handeln. Bei der Ankunft dieser Öle an der Regenerationseinheit wird ihre Eignung zur Behandlung überprüft.
Tatsächlich zielt das Regenerationsverfahren der Erfindung auf die Entfernung der leichten Bestandteile, wie Benzin, Dieselöl und Wasser; sie erlaubt auch die Entfernung der Abbauprodukte des Öls und der Additive, aber sie erlaubt es nicht, bestimmte Bestandteile zu entfernen, die genauso schwer sind wie die Öle selbst und andere physikalische Eigenschaften haben. Es könnte sich zum Beispiel um Heizöl handeln, dessen Entfernung oder Behandlung nur durch ein vollständiges Raffinierungsverfahren zu erreichen wäre.
Ein übermäßiger Chlorgehalt der Gemische könnte zu einem vorzeitigen Verschleiß der Vorrichtung führen.
Gesammelte Öle, die einen zu hohen Prozentsatz an Heizöl, Fettsäuren oder Chlor enthalten, werden also ausgesondert. Dies sind im allgemeinen die Öle, die nicht den Regenerierbarkeitstests genügen. Zur Bewertung der Konzentrationen an diesen verschiedenen Verbindungen führt man an sich wohlbekannte Regenerierbarkeitstests durch, die auf dem Gebiet gebräuchlich sind.
Die Regenerierbarkeitstests sind die folgenden:
- Der "Chlortest" erlaubt es, die Anwesenheit von Chloriden nachzuweisen. Ein in das gebrauchte Öl eingetauchter Kupferdraht wird in die Flamme gehalten. Eine grünliche Flamme zeigt die Anwesenheit von Chloriden an.
- Der "Tropfentest" erlaubt den Nachweis der Anwesenheit von Heizöl. Ein Tropfen Öl wird auf ein Chromatographiepapier aufgebracht, Ein konzentrischer Fleck mit einem gelblichen Saum zeigt die Anwesenheit von Heizöl an.
- Der "Fett-Test" erlaubt den Nachweis der Anwesenheit von Fettsäuren in den Ofen. Man erhitzt 2 ml gebrauchtes Öl in Gegenwart einer Sodatablette: wenn das Öl nach dem Abkühlen erstarrt, bedeutet dies, dass Fettsäuren vorhanden sind.
- Die Bestimmung der Konzentration an PCB (Polychlorbiphenyl). Dieser Test wird in Abhängigkeit von den geltenden Regelungen durchgeführt, und seine Grenzwerte werden entsprechend festgesetzt.
Die gesammelten gebrauchten Öle 1, die alle Tests erfolgreich absolviert haben, werden in einem Reservoir 2 vereinigt.
Dann werden sie entweder innerhalb des Reservoirs 2 selbst oder bei ihrer Extraktion mit klassischen Mitteln, die auf den Figuren nicht dargestellt sind, miteinander gemischt.
Eine Base oder ein Gemisch von Basen, die bzw. das außerdem in einem Reservoir 4a aufbewahrt wird, wird zugeführt und mit Hilfe von Einrichtungen 5a den gebrauchten Ölen bei der Umgebungstemperatur, die zwischen 10 und 40ºC liegt, zugemischt.
Mittel zum Erhitzen 3 bringen die aus dem Reservoir 2 entnommenen und gegebenenfalls mit der Base vermischten Öle auf eine Temperatur zwischen 120 und 250ºC und vorzugsweise zwischen 140 und 160ºC.
Eine Base oder ein Gemisch von Basen, die bzw. das außerdem in einem Reservoir 4b aufbewahrt wird, wird zugeführt und mit Hilfe von Einrichtungen 5b den erhitzten gebrauchten Ölen zugemischt.
Vorzugsweise wird den gebrauchten Ölen eine Menge an reinen Basen zugesetzt, die zwischen 0,5 und 3 Massen-% liegt.
Dieser Wert sowie seine Verteilung zwischen den beiden Einleitungspunkten in der Kälte und in der Hitze können mit Vorteil in Abhängigkeit von der Qualität der gebrauchten Öle und der natur der verwendeten Base genauer bestimmt werden.
Die verwendete Base ist eine starke Base, vorzugsweise Natrium- oder Kaliumhydroxid. Man kann auch die Verwendung eines Gemischs dieser Basen in Betracht ziehen.
Die auf eine erhöhte Temperatur gebrachten, mit starker Base versetzten gebrauchten Öle gelangen in eine Einheit 6 zum Entziehen von Wasser und der leichten Kohlenwasserstoffe durch Entspannung (Flashverdampfen). In einer solchen Einheit 6 erfolgt die Verdampfung des Wassers durch eine plötzliche Ausdehnung des Gemischs in einem Ballon.
Das Wasser und die leichten Kohlenwasserstoffe werden entzogen und zum Ausgang 7 abgeleitet. Das zurückbleibende Gemisch wird einer Einheit 8 zum Entziehen von Dieselöl (Strippen) zugeführt. Diese Entfernung erfolgt durch Destillation in einer Kolonne.
Dann wird das Dieselöl 9 abgeleitet, und das zurückbleibende Gemisch wird einer Destillationskolonne 10 zugeführt, die die Fraktionierung des Gemischs in Fraktionen mit rohen Schmierölen 11, 12 und die Abtrennung des Rückstands 15, in dem alle Verunreinigungen konzentriert sind, erlaubt.
Die rohen Öle können je nach der gewünschten Zahl der Fraktionen in unterschiedlichem Ausmaß aufgetrennt werden.
Gute Ergebnisse wurden erhalten, indem man einerseits ein rohes Öl mit 150 Neutral 11 und andererseits ein rohes Öl mit 400 bis 500 Neutral 12 abtrennte.
Die Destillationskolonne 10 ist eine herkömmliche Vakuumkolonne, die die Spaltung und Extraktion der Rückstände erlaubt, die einem Sammelballon 14 zugeführt werden.
Dann werden die Rückstände 15 abgeleitet und können zum Beispiel als Teer oder Bitumen für den Straßenbau verwendet werden. Sie können auch als Brennstoffe verwendet werden.
Die Kolonne bei der Destillation im Vakuum 10 ist vorzugsweise mit einem Kolonnenboden-Absaugverdampfer 13 verbunden, der ihre Wirksamkeit zu verbessern vermag. Ein Teil der Energie, die zur Erhöhung der Temperatur der gebrauchten Öle vor dem Flashverdampfen notwendig ist, stammt vorzugsweise aus der Rückgewinnung der Energie aus den Fraktionen der rohen Schmieröle 11, 12 am Ausgang der Kolonne 10.
Die gebrauchten Öle werden bei ihrer Rückgewinnung und bei ihrem Austritt aus dem Vorratsreservoir 2 vorteilhafterweise filtriert, so dass gegebenenfalls enthaltene feste Teilchen entfernt werden.
Verschiedene Pumpen, die nicht dargestellt sind, gewährleisten die Zirkulation des Gemischs und der entzogenen Produkte durch die beschriebene Vorrichtung.
Die ergänzende Zugabe der Basenlösung erfolgt in geringeren Anteilen als die anfänglichen Zugaben vor dem Flashverdampfen, wobei die ergänzende Zugabe in Anteilen in der Größenordnung von 0,1 bis 1% reine Base erfolgt, bezogen auf die Masse der gebrauchten Schmieröle. Sie kann an verschiedenen Punkten der Vorrichtung erfolgen, was jeweils einer Ausführungsform entspricht.
Diese ergänzende Zugabe verleiht dem Verfahren eine Flexibilität, die es ihm erlaubt, sich an verschiedene physikalisch-chemische Anforderungen an die regenerierten Rohöle anzupassen, d. h. Öle zu liefern, deren Qualität an die gewünschten Ergebnisse angepasst ist.
Dieses Verfahren erlaubt es, eine bessere Stabilität der regenerierten Rohöle zu gewährleisten und die Verunreinigungen zu verflüssigen, was eine leichtere Ausnutzung des Verfahrens erlaubt.
In einer ersten Ausführungsform, die in Fig. 2 dargestellt ist, erfolgt diese ergänzende Zugabe nach der Entwässerung und Extraktion der leichten Kohlenwasserstoffe. Eine in einem Reservoir 16 aufbewahrte Base wird zugeführt und in dem Teil des rezirkulierten gestrippten Öls mit Hilfe von Einrichtungen 17 den gebrauchten Ölen zugemischt.
Die Temperatur des Öls liegt dann vorteilhafterweise zwischen 270 und 310ºC.
In einer anderen Ausführungsform, die in Fig. 3 dargestellt ist, erfolgt die ergänzende Basenzugabe unter denselben Bedingungen von Konzentration und Temperatur wie bei der ersten Ausführungsform, aber nach dem Arbeitsschritt der Extraktion des Dieselöls (Strippen). Eine in einem Reservoir 18 aufbewahrte Base wird zugeführt und mit Hilfe von Einrichtungen 19 dem zur Fraktionierungskolonne geleiteten erhitzten gestrippten Öl zugemischt.
In der dritten Ausführungsform, die in Fig. 4 dargestellt ist, erlaubt es ein Verdampfer 13, vorzugsweise ein Dünnschichtverdampfer, der an eine Vakuumkolonne 10 gekoppelt ist, im Anschluss an den Arbeitsschritt der Extraktion des Dieselöls (Strippen) den größten Teil der Verunreinigungen zu entfernen. Dann wird das erhaltene Öl in einer Wanne 22 einer beschleunigten Oxidation unterzogen, bevor man ihm eine ergänzende Menge reiner Basen zusetzt. Zu diesem Zweck wird eine in einem Reservoir 23b aufbewahrte Base zugeführt und mit Hilfe von Mischeinrichtungen 24 dem Öl zugemischt.
Dann wird das Öl in der Destillationskolonne 20 fraktioniert.
Die Temperatur des Öls bei der Zugabe der Base liegt vorteilhafterweise bei einer Einleitung aus dem Reservoir 23b unmittelbar vor der Kolonne 20 zwischen 200 und 300ºC und bei einer Zugabe aus dem Reservoir 23a direkt in die Oxidationswanne 22 zwischen 120 und 200ºC.
Der Verdampfer 13 ist vorteilhafterweise ein Dünnschichtverdampfer. Es ist auch möglich, mehrere Verdampfer nacheinander einzusetzen.
Die Rückstände 21 aus der Kolonne 20 werden je nach der Wirksamkeit dieser Kolonne und den an die regenerierten Öle gestellten Anforderungen entweder rezirkuliert und am Eingang der Kolonne 10 eingeleitet oder wie die Rückstände 15 aus der Destillationskolonne 10 und dem Verdampfer 13 zur Lagerung der Rückstände geleitet.
Diese Wahl hängt von der Konzentration der Rückstände 21 an Schmieröl ab. Sie erfolgt regelmäßig in Anhängigkeit von den an die regenerierten Öle gestellten Anforderungen.
Die Stabilität der Farbe des regenerierten Rohöls 150N ist auf der folgenden Tabelle im Anhang Nr. 1 dargestellt. Die Probe 2 wurde durch ein erfindungsgemäßes Verfahren erhalten, das nach einer der Fig. 2 und 3 durchgeführt wurde. Die Probe 3 wurde durch ein erfindungsgemäßes Verfahren erhalten, das nach Fig. 4 durchgeführt wurde. Diese Proben werden mit Probe 1 verglichen, die mit einer einzigen Baseneinleitung gemäß dem Stand der Technik erhalten wurde.
In analoger Weise sind für das regenerierte Rohöl 400-500N die gemäß der Erfindung erhaltenen Proben 5 und 6 mit der nach dem Stand der Technik erhaltenen Probe 4 zu vergleichen.
Die Stabilität der Farbe und das Aussehen der durch dieses Verfahren erhaltenen Schnitte sind besser und manifestieren eine überlegene Qualität des erhaltenen Öls im Vergleich zu dem Öl, das nach den Verfahren des Standes der Technik erhalten wurde.
Die nach den in den Ansprüchen genannten technischen Merkmalen eingesetzten Bezugszeichen haben nur die Aufgabe, das Verständnis der Ansprüche zu erleichtern, und schränken deren Umfang in keiner Weise ein. Anhang Nr. 1
S = total sludge (Gesamtablagerung)
TOP = total Oxidation products (Gesamtoxidationsprodukte)
Probe Nr. 1: regenerierter Schnitt 150 N, erhalten in der Regenerationseinheit nach dem Stand der Technik gemäß Fig. 1
Probe Nr. 2: regenerierter Schnitt 150 N, erhalten in der Regenerationseinheit nach der Erfindung gemäß den Fig. 2 oder 3
Probe Nr. 3: regenerierter Schnitt 150 N, erhalten in der Regenerationseinheit nach der Erfindung gemäß Fig. 4
Probe Nr. 4: regenerierter Schnitt 400-500 N, erhalten in der Regenerationseinheit nach dem Stand der Technik gemäß Fig. 1
Probe Nr. 5: regenerierter Schnitt 400-S00 N, erhalten in der Regenerationseinheit nach der Erfindung gemäß den Fig. 2 oder 3
Probe Nr. 6: regenerierter Schnitt 400-500 N, erhalten in der Regenerationseinheit nach der Erfindung gemäß Fig. 4
Anmerkung: Je höher das Verhältnis STOP, desto instabiler ist das Öl.

Claims

1. Verfahren zur Regeneration von gebrauchten Schmierölen mit einem geringen Gehalt an Heizöl, Fettsäuren und chlorierten Produkten, wobei die gebrauchten Schmieröle nacheinander den folgenden Behandlungsschritten in der angegebenen Reihenfolge unterzogen werden:

a) Auswahl von gebrauchten Ölen, die für die Behandlung geeignet sind, die den Regenerierbarkeitstests genügt;

b) Zugabe einer ersten Menge einer starken Base in wässriger Lösung;

c) Erhitzen der zu regenerierenden gebrauchten Öle auf eine Temperatur zwischen 120 und 250ºC;

d) Zugabe einer zweiten Menge einer starken Base in wässriger Lösung, wobei die erste und die zweite Menge der starken Base in wässriger Lösung zusammen 0,5 bis 3% reine Base ausmachen, bezogen auf die Masse der gebrauchten Schmieröle;

e) Entwässerung und Extraktion der leichten Kohlenwasserstoffe;

f) Extraktion und Gewinnung von Dieselöl (Stripping);

g) Extraktion und Entfernung der Verunreinigungen, wobei die Entfernung der Verunreinigungen durch Vakuumdestillation erreicht wird, die eine Auftrennung in Grundschmieröle einerseits und einen Rückstand, der die gesamten Verunreinigungen enthält, andererseits gewährleistet;

dadurch gekennzeichnet, dass nach Schritt e) eine ergänzende Zugabe einer starken Base in wässriger Lösung in einer Menge von 0,1 bis 1% reine Base erfolgt, bezogen auf die Masse der gebrauchten Öle.

2. Regenerationsverfahren gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die ergänzende Zugabe von starken Basen im Verlaufe des Schritts der Extraktion und Gewinnung von Dieselöl erfolgt.

3. Regenerationsverfahren gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die ergänzende Zugabe von starken Basen nach dem Schritt der Extraktion und Gewinnung von Dieselöl erfolgt.

4. Regenerationsverfahren gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass nach dem Schritt der Entwässerung, der Extraktion der leichten Kohlenwasserstoffe und des Stripping des Dieselöls das gestrippte Öl in einer Vakuumkolonne, die mit einem Nachverdampfersystem ausgestattet ist, von seinen Verunreinigungen befreit und dann einem Oxidationsschritt unterzogen wird, bevor die ergänzende Zugabe von starken Basen erfolgt, und dann fraktioniert wird.

5. Vorrichtung zur Regeneration von gebrauchten Ölen, umfassend:

- einen Vorratsbehälter (2) für gebrauchte Öle;

- eine Einrichtung (3) zum Erhitzen der gebrauchten Öle;

- Vorratseinrichtungen (4) für eine starke Base;

- Einrichtungen (5) zum Mischen der starken Base in einem bestimmten Anteil mit den gebrauchten Ölen;

- Einrichtungen (10, 13, 14) zum Entfernen der Verunreinigungen, wobei die Einrichtungen (5) zum Mischen der starken Base mit den gebrauchten Ölen und die Einrichtungen (10, 13, 14) zum Entfernen der Verunreinigungen durch eine Einheit zur Extraktion des Wassers durch Entspannung (6) (Flashverdampfung) und eine Einheit zur Extraktion des Dieselöls (8) (Stripping) miteinander verbunden sind und die Einrichtungen (10, 13, 14) zum Entfernen der Verunreinigungen eine Vakuumdestillationseinheit (10) umfassen, die mit einem Kolonnenboden-Absaugverdampfer (13) verbunden ist;

dadurch gekennzeichnet, dass sie nach den Einrichtungen (S) zum Mischen der starken Base noch Einrichtungen für die ergänzende Zugabe einer starken Base umfasst.

6. Vorrichtung gemäß Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass sie einen Verdampfer (13) umfasst, der sich wenigstens hinter der Einheit zur Extraktion des Dieselöls befindet.

7. Vorrichtung gemäß Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass der Verdampfer (13) ein Dünnschichtverdampfer ist.