BG63637B1

BG63637B1 - Метод и инсталация за регенерация на смазочни масла

Info

Publication number: BG63637B1
Application number: BG100012A
Authority: BG
Inventors: Med MERCHAOUI; Naceur KHALEFF; Abdelhafidh Jaafar; Achour Ouazzane; Med BOUFAHJA; Salah Meziou
Original assignee: Societe Tunisienne De Lubrifiants-Sotulub
Priority date: 1993-03-22
Filing date: 1995-09-20
Publication date: 2002-07-31
Also published as: PL178021B1; AU6285794A; EP0690903B2; HU9502763D0; ES2124879T5; FR2703067A1; EP0690903A1; RO116092B1; PL310803A1; WO1994021761A1; HU215167B; DE69414699T3; HUT72015A; EP0690903B1; DE69414699D1; OA10185A; CZ243395A3; DE69414699T2; MA23144A1; ES2124879T3

Abstract

Методът и инсталацията са предназначени за икономична регенерация на отработени смазочни масла при повишени производителност и качество. Методът се състои в добавяне на натриева или калиева основа в количества от 1 до 3 мас.% към предварително нагрети до 140-1600С масла, дехидратиране и отделяне налеките въглеводороди чрез мигновено изпаряване с понижаване на налягането, отделяне и рекуперация на газьола чрез дестилация и отстраняване на примесите чрез вакуумна фракционна дестилация. Инсталацията за осъществяване на метода включва резервоар за отработените масла (2), свързан през нагревател (3) със смесител (5), към който е свързан резервоар за основа (4), като смесителят е свързан от своястрана с колона (6) за отделяне на водата и леките въглеводороди, която е свързана с колона за фракционна дестилация на газьол, свързана от друга страна с вакуумдестилационна колона (10), към дъното на която е свързан изпарител (13).

Description

Област на техниката

Изобретението се отнася до метод и инсталация за регенерация на отработени смазочни масла.

Смазочните масла се променят при използване, което налага тяхната смяна.

Отстраняването или регенерацията на отработените масла понастоящем е източник на значително замърсяване на околната среда.

След използването тези масла съдържат главно твърди отпадъци, отпадъци от горенето и т.н.

Предшестващо състояние на техниката

Известни са различни методи за рекуперация. Отработените масла отначало се рекуперират и тези различни по произход масла понякога съдържат повече или по-малко странични продукти, пречещи на хода на регенерацията.

Досега най-използваните методи включват обработка на отработени и рекуперирани масла със сярна киселина, неутрализация с вар и натриев карбонат, последвано от обезцветяване с активиран бентонит и филтруване.

Известни са устройство и метод за регенерация на отработени масла /1/. Устройството се състои от два резервоара за обработка с натриев карбонат и с глина, и две центрофуги за отделянето на водата и на отработената глина от обработваното масло.

Този метод позволява рекуперация на част от отработените масла, но отделя неоползотворяеми отпадъци със силно замърсяващо действие.

Степента на регенерация на маслата в промишлените устройства, реализиращи тези методи, не надминава 85%, а цената им е висока.

Известни са и други методи за рекуперация, включващи хидроочистка на маслото след термична обработка с последваща вакуумдестилация. Хидрирането на маслото се извършва в присъствието на хидродесулфуриращи и хидродеазотиращи катализатори, които катализатори по време на работа се изтощават постепенно и накрая се получават силно замърсени неоползотворяеми продукти.

Известен е също метод /2/ за регенерация на отработени масла, при който се осъществява дехидратация и отстраняване на хлорираните въг леводороди в температурния интервал между 100 и 200°С. След това се извършва алкална обработка в затворена система при 300°С със смес от натриев и калиев карбонат. Следва термична вакуумдестилация при температура 480°С .

Техническа същност на изобретението

Проблемът за разрешаване е разработване на икономичен метод-за регенерация на леко замърсени или незамърсени отработени смазочни масла, както и на метод за регенерация на отработени масла при висок процент на рекуперация на маслото.

Тези проблеми се решават чрез метод за регенерация на отработени масла, който включва етап на обработка със силна основа, като се използват или натриева или калиева основа във воден разтвор. Методът съгласно изобретението включва следните последователни етапи на обработка:

- оценка на концентрацията на мазут, мастни киселини и хлор и хомогенизиране на маслата, съдържащи нисък процент от тези компоненти;

- предварително нагряване на маслата за регенериране до температура от 140 до 160°С;

- прибавяне на воден разтвор на силна основа в количество от 1 до 3% спрямо масата на смазочното масло, при което в качеството на силна основа се използват натриева или калиева основа;

- дехидратация и отделяне на леки въглеводороди чрез мигновено изпаряване при понижено налягане;

- отделяне и рекуперация на газьол чрез дестилация;

- отстраняване на примесите чрез фракционна дестилация под вакуум, осигуряваща получаване от една страна на изходните смазочни масла и от друга страна -В остатък, включващ всички примеси в концентриран вид.

Етапът на мигновено изпарение чрез рязко понижаване на налягането, осъществен преди екстракцията на примесите, осигурява дехидратацията и отделянето на леките въглеводороди от обработваната смес и създава условия за по-ефективна по-нататъшна обработка.

Изобретението се отнася и до инсталация за регенерация на отработени масла за осъществяване на описания по-горе метод.

Тази инсталация се състои от реактор за смесване със силна основа, към който е свързан през нагревателно устройство резервоар за отработени масла, и резервоар за силна основа. От друга страна, реакторът е свързан с колона за отделяне на вода и леки въглеводороди чрез мигновено изпарение. Тази колона е свързана с колона за дестилация на газьол. След колоната за дестилация на газьол е монтирана вакуумдестилационна колона, към дъното на която е свързан изпарител.

Методът и инсталацията съгласно изобретението позволяват от отработени масла да се получат масла с различни качества за използване, използваеми отпадъци, вода, леки въглеводороди и газьол. Всички получени продукти са оползотворяеми, поради което този метод позволява да се избегнат по принцип рисковете от замърсяване на околната среда. Методът и инсталацията съгласно изобретението позволяват да се получи висок процент на рекуперация β минимум 90%, т.е. да се получи регенерирано масло с качествата на ново, като са отстранени почти напълно съдържащите се метали.

Примери за изпълнение на изобретението

Изобретението се пояснява по-детайлно с помощта на фигура 1, която схематично представя инсталацията за регенерация на отработените масла съгласно изобретението.

Събраните отработени масла могат да имат различен произход, например да са моторни, ангренажни, хидравлични, турбинни масла и др.

При доставянето на тези масла до инсталацията за регенерация се проверява тяхната годност за обработка.

В действителност методът за регенерация съгласно изобретението се отнася по същество до отстраняването на леките съставки, такива като бензин, газьол и вода, без да се отстраняват тежките съставки, като и маслата, които имат различни физически свойства. Например отстраняването или обработката на мазут може да стане само чрез метод на пълно пречистване.

Високото съдържание на хлор може да предизвика преждевременно износване на устройството.

Събраните масла, съдържащи много висок процент мазут, мастни киселини или хлор, трябва да бъдат отстранени. За да се оцени концентрацията на тези различни съставки, се практикуват известни тестове, използвани в тази област.

Между тях може да се цитира “Chlor Test”, който позволява да се улови присъствието на хлориди. Медна жица, потопена в отработено масло, се поставя на пламък. Зеленикав пламък показва присъствието на хлориди.

“Drop Test” позволява да се улови присъствие на мазут. Капка масло се поставя върху хроматографска хартия. Концентрично петно с жълтеникав ореол показва присъствие на мазут.

“Fast Test” позволява улавяне присъствието на мастни киселини в маслото. Загряват се 2 ml отработено масло в присъствието на таблетка натриева основа, когато след охлаждане маслото се сгъсти, това означава, че в него има мастни киселини.

Групираните отработени масла 1, издържали тези различни тестове, се събират в резервоар 2.

Те се смесват вътре в самия резервоар или по време на тяхната екстракция чрез класически средства, които не са представени на фигурата.

Съоръженията за подгряване 3 нагряват предварително събраните масла от резервоар 2 до температура от 140 до 160°С.

Основата в резервоар 4 се подава и се смесва чрез съоръженията 5 с подгретите отработени масла.

За предпочитане е количеството на чистата основа, прибавена към отработените масла, да бъде в границата между 1 и 3 % мас.

Количеството може да бъде предварително прецизирано в зависимост от качеството на отработените масла и вида на използваната основа.

Използваната основа е натриев или калиев хидроксид.

Отработените масла с повишена температура, смесени със силната основа, се внасят в колона 6 за екстракция на водата и леките въглеводороди чрез мигновено изпарение. Изпаряването на водата се извършва чрез бързо разширяване на сместа.

Водата и леките въглеводороди се отделят и останалата смес се прехвърля в колона 8 за отделяне на газьола, което се осъществява чрез дестилация.

Газьолът 9 се отделя, а останалата смес се прехвърля в дестилационна колона 10 за фракционирането на сместа на отделни смазочни масла и отделянето на остатъка, където се концентрират всички примеси.

Основните масла могат да бъдат разделени на различни фракции в различните нива на колоната - 11 и 12.

Получават се добри резултати при разде3 ляне на две - основно масло със 150 - Neutral-11 и основно масло от 400 до 500 - Neutral-12.

Дестилационната колона 10 е традиционна вакуумна колона, която позволява разделянето на остатъците, които се прехвърлят в събирателен балон 14.

Отпадъците 15 се отвеждат и са годни за използване (например като гудрон или битум с приложение в пътното строителство). Те могат да се използват и като горива.

Вакуумдестйлационната колона 10 е свързана за предпочитане с изпарител 13 за допълнително пречистване, което позволява да се подобри действието на основната колона. Една част от необходимата енергия за повишаване на температурата на отработените масла, преди прибавянето на чистата основа идва за предпочитане от рекуперацията на енергия от смазочните масла 11, 12 на изхода на колона 10.

Отработените масла се филтруват успешно по време на тяхната рекуперация и на изхода от резервоара 2, за да се отстранят твърдите частици, които съдържат.

Различни помпи, които не са представени, осигуряват циркулацията на сместа и на отделените продукти.

Методът и инсталацията съгласно изобретението позволяват от отработени масла да се получат масла с различни качества за приложение: използваеми отпадъци, вода, леки въглеводороди и газьол.

Всички получени продукти могат да се оползотворяват, поради което този метод позволява да се избегнат по принцип рисковете от замърсяване на околната среда.

Методът позволява да се получи степен на рекуперация минимум 90%. Този процент е по отношение на масата на рекуперираните количества масла чрез метода съгласно изобретението по отношение на лабораторно рекуперирани масла при оптимални условия.

При един вариант се предвижда отстраняването на отпадъците чрез центрофугиране.

Двата начина за отстраняване на отпадъците: дестилация и центрофугиране могат да бъдат комбинирани, като се предпочита използването на вакуумдестилационна колона с изпарител в основата на колоната. Така е възможно да се получи висок процент на рекуперация с получаване на превъзходно основно смазочно масло, да се намали цената на инвестициите и експлоатацията по отношение на другите познати методи за регенерация, да се получат регенерирани масла със същите ка чества, като нови масла, и да се отстрани от тях почти цялото количество метали.

Още повече, че всички примеси се съдържат в остатъците, които, както е посочено, са лесно оценими.

Инсталацията съгласно изобретението може да се експлоатира лесно при максимална надеждност.

Следващият пример под формата на таблици илюстрира изобретението, без да го ограничава.

В таблица а) са дадени резултатите от вакуумдестилацията на отработени масла в лаборатория, като се посочват съставките и техните прецизирани характеристики.

В таблица б) са дадени резултатите от дестилацията по известен метод, без прибавяне на основа. Този метод трябва да бъде последван от химическа обработка за завършване чрез традиционна обработка с киселина и глина, чийто недостатъци са посочени по-горе. Резултатите от обработката са представени в таблица в).

В таблица г) са дадени резултатите от регенерация на масла съгласно изобретението.

В таблиците продуктите представляват рекуперирани компоненти.

Rdt представлява техния добив (отношението на рекуперирано количество към началното количество отработено масло за регенерация).

T.A.N. представлява тяхната киселинност (киселинно число).

VIS (40°С) представлява техния вискозитет при 40°С, изразен в cantistocks.

Цветът се изразява по отношение на цветовете на стандартизирани еталони. Когато цифровата стойност е незначителна, цветът и външният вид са по-добри, и това е указание за добро качество.

Сравняването на таблица в) и таблица г) показва високото качество на основните маслени фракции, получени съгласно изобретението. Особено важно е, че съдържанието на метали в рекуперираните масла е твърде ниско и добивът В по-висок. Още повече, че комплексът от маслени фракции е лесно оползотворяем.

Моторните проби на регенерирани масла съгласно изобретението показват, че са еквивалентни на нови масла. Те са с по-добри качества, отколкото регенерираните по известните методи.

Ориентировъчните означения, включени след техническите характеристики, отбелязани в патентните претенции, имат за единствена цел да улеснят разбирането на последните и не ограничават обхвата на изобретението.

а) Дестилация на отработени масла в лаборатория

Продукти	Добив (%)	Киселинност (mgKOH/g)	Вискозитет (40°С) (Cst)	Цвят	Външен вид
Газьол	4,06	2,01	2,97	5
Лека част	23,15	0,75	27,05	4	мътен
Тежка част	43,30	0,49	74,8	4,5	мътен
Остатък	19,60	-	-	-	-
Вода + Бензин	8,39	-	-	-	-
Загуби	1,50	-	-	-	-

Добив при дестилацията: 66,45%

б) Дестилация на отработени масла в производствено предприятие без предварителна алкална обработка (Известна разработка)

Продукти	Добив (%)	Киселинност (mgKOH/g)	Вискозитет (40°С) (Cst)	Цвят	Външен вид
Газьол	6,99	4,70	3,70	5	мътен
Лека част	12,40	0,10	30,57	4	мътен
Тежка част	49,95	0,41	75,98	4,5	мътен
Остатък	20,27	-	-	-	-
Вода+Бензин +3агуби (дест.) Съдържание на метали (в ppm)	10,39	-	-	-	-

Барий Калций Олово Цинк Фосфор Хром Желязо Силиций

Отработено масло	8	692	1138	694	704	5	84
Лека част	<2	<1	6	<1	8	<0,5	<0,5
Тежка част	<2	<1	5	<1	<5	<0,5	<0,5
Газьол	<2	<1	39	2	101	<0,5	8 327
Остатък	85	4901	2529	3469	2570	36	652

228

Добив при дестилацията: 62,35%

в) Регенерация на отработени масла в производствено предприятие според метода киселина/глина (Известна разработка)

Продукти	Добив (%)	Киселинност (mgKOH/g)	Вискозитет	Цвят	Външен вид
(40°С)	(Cst)
Газьол (без обработка)	6,99		4,70		3,70		5	мътен
Лека част	11,16		0,01		30,04		1,5	С+В
Тежка част	44,05		0,05		75,85		3	С+В
Остатък	20,27		-		-		-	- -
Вода+Бензин +3агуби (дест.)	10,39
Загуби при химична обработка (в ppm) Съдържание на метали (в ppm)	7,14		-		-		-	-
Барий	Калций	Олово	Цинк	Фосфор	ΧρΟΝ	Желязо Силиций
Лека част <2	<1	5		<1	<5	<0,5	<0,5	5
Тежка част <2	<1	5		<1	<5	<0,5	<0,5	5

Добив при регенерацията: 55,21%

Процент на рекуперация: 83,09% (изчислен по отношение на дестилацията в лаборатория, без предварителна обработка)

г) Регенерация на масла в производствено предприятие съгласно изобретението

Продукти	Добив (%)	Киселинност (mgKOH/g)	Вискозитет (40°С) (Cst)	Цвят	Външен вид
Газьол			5,41		0,02		6,05	1,5			С+В
Лека част			12,77		0,01		33,89	2			С+В
Тежка част			49,99		0,01		84,91	2,5			С+В
Остатък			20,44		-		-	-			-
Вода+Бензин +3агуби (дест.) Съдържание на метали (в ppm)			11,39		-		-	-			-
	Барий	Калций	Олово	Цинк	Фосфор	Хром	Желязо Силиций
Лека част	<2		<1	<2	<1	<5	<0,5	<0,5	3
Тежка част	<2		<1	<2	<1	<5	<0,5	<0,5	3
Газьол	<2		<1	6	<1	95	<0,5	1		122
Остатък	132	7624	2788	3500	2644	40	664	279

Добив при регенерацията: 62,76%

Процент на рекуперация: 94,45% (изчислен по отношение на дестилация в лаборатория, без предварителна обработка)

Claims

1. Метод за регенерация на отработени смазочни масла, включващ етап на обработка със силна основа, характеризиращ се с това, че се състои от следните последователни етапи на обработка: оценка на концентрацията на мазут, мастни киселини и хлор и отстраняване на маслата, съдържащи много висок процент от една от тези съставки; предварително нагряване на маслата за регенериране до температура от 140 до 160°С; прибавяне на воден разтвор на силна основа в количество от 1 до 3 % спрямо масата на смазочното масло, при което в качеството на силна основа се използва натриева или калиева основа; дехидратация и отделяне на леки въглеводороди чрез мигновено изпаряване с понижаване на налягането; отделяне и рекупериране на газьол чрез дестилация; отстраняване на примесите чрез фракционна дестилация под вакуум, осигуряваща получаване от една страна на изходните смазочни масла и от друга страна - остатък, включващ всички примеси в концентриран вид.

5 2. Инсталация за регенерация на отработени смазочни масла, характеризираща се с това, че се състои от резервоар (2) за събиране на отработени масла, свързан през нагревателно устройство (3) със смесител със силна основа (5), към 10 който е свързан резервоар за силна основа (4), смесителят (5) е свързан с колона (6) за отделяне на вода и леки въглеводороди чрез мигновено изпарение, която е свързана с колона (8) за дестилация на газьол, свързана от друга страна с ва15 куумдестилационна колона (10), към дъното на която е свързан изпарител (13).