CN112770822A - 澄清热解油的方法和设备 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种用于处理以提高热解油的性能和因此提高其商业价值的方法和设备。最终结果是产生具有代替黑色的明显更浅的颜色的油，减少或消除不期望的硫磺/胺气味以及减少据信是一种致癌物质的PAH的量。

Description

澄清热解油的方法和设备

发明背景

1.发明领域

本发明涉及用于将得自车辆轮胎或其他废料的热处理的热解油的黑色转化成较浅的更黄色的方法和设备。本发明还涉及用于从热解油中除去极性化合物并且减少热解油中聚芳烃(PAH)水平的方法和设备。

2.现有技术的描述

已知的是采用热解烃材料如废轮胎的方法来生产有用的副产物。这不仅使得丢弃轮胎的大量聚积的问题最小化，而且生产了有经济价值的产物。例如参见美国专利6833485。该热解方法可以产生碳产物，液烃产物和可燃气体。

美国专利6835861公开了一种热解烃材料的低能方法，其采用粘土和金属催化剂。该方法产生了固体碳质材料、油和可燃气体产物。通过所述方法生产的炭黑据称不包含可检测的PAH。所述碳焦化物据称可用作燃料源。高纯炭黑据称可用于调色剂和电传感器。通过所述方法生产的液体油和气体据称容易地从所述体系中分离。

美国专利8263038和8512643描述了将获自轮胎热解的回收炭黑通过如下来脱挥发分的方法，将回收的炭黑解聚以减少该炭黑粒度和将逆流空气流撞击炭黑粒子以增加处理温度和提升挥发物的释放。

通过在不存在氧的情况下加热橡胶如轮胎橡胶所产生的热解油，产生了一种具有强烈的硫和胺气味的黑色油。虽然所述油具有更像原油的外观，但是它的组成是显著不同的。

虽然原油和热解油都含有戊烷(C5)、庚烷(C7)和其他烷烃不溶物，但是来自原油的不溶物由链烷烃和沥青质组成。来自热解油的不溶物由极性化合物如苯甲酸和氧化物、硫和氮化合物组成。

轮胎热解油当前已经用作粗燃料或用于井下应用以便清洁油井沉积物。已知的是通过蒸馏来收集油馏分，但是除了处于非常轻馏分的馏分之外，蒸馏物是黑色的，并且含有令人讨厌的硫磺/胺气味。已经建议所述黑色是携带的碳，但是，当试图过滤以除去黑色时，这是不成功的。

尽管有已知的现有技术，但是仍然存在对于前述问题的解决方案的非常真实和实质的需求。

发明概述

本发明的方法和设备将不期望的黑色有效减少到透明的深琥珀色和优选到透明的黄色，其是更优选的，并且透明的浅黄色是最优选的。本发明还达到了不期望的硫磺/胺气味的有意义减少的效果。最后，优选的最终产物将具有减少水平的PAH和低于1ppm的PAH苯并(a)芘。

从油或粘土残留物中除去溶剂的温度范围是从溶剂的沸点直到约油馏分的沸点。例如，对于己烷来说，当用于处理未分馏的热解油时，所述温度范围将是约68℃-100℃。已经发现超过该上限导致处理成本的增加，而没有提供抵消性的可比较的益处。一种优选的温度范围将是68℃-78℃，并且最优选的温度范围是68℃-70℃。

在本发明的一种可替代的实施方案中，分离可以通过蒸馏塔或刮膜蒸发器(WFE)来进行，该蒸馏塔或刮膜蒸发器(WFE)具有将己烷、溶剂和油混合物加热到高于溶剂的沸点但不高于油的沸点的夹套或加热器。采用蒸馏塔或刮膜蒸发器的实施方案的另一优点是受到塔和蒸发器的容量的影响，操作可以仅受限于粘土塔的容量基于连续来进行。

本发明的一个目标是提供一种有效澄清热解油的方法和设备。

本发明的另一目标是提供一种用于完成这样的澄清的有效且经济的手段。

本发明的又另一目标是产生所处理的热解油的期望的透明的黄色。

本发明的另一目标是产生不具有令人讨厌的硫磺/胺气味的热解油。

本发明的又另一目标是减少处理油中存在的PAH的量。

本发明的又另一目标是提供热解油的令人期望的浅黄色，同时消除不期望的硫磺/胺气味和减少PAH以提升所处理的热解油的商业价值。

本发明的另一目标是提供一种采用蒸馏塔来从与热解油混合的溶剂中分离热解油的系统，其中加热进行到高于溶剂的沸点。

本发明的又另一目标是提供一种系统，用于采用刮膜蒸发器来分离与热解油混合的溶剂。

在另一实施方案中，本发明的另一目标是提供一种受由塔吸收剂填料容量所施加的限制的影响的连续操作的方法和设备。

本发明的另一目标是提供可替代的实施方案，其在进行非极性溶剂与热解油的分离中采用蒸馏塔或刮膜蒸发器。

本发明的这些和其他目标将从下面的详述和附加的权利要求而显而易见的。

附图说明

图1是使用蒸馏-洗脱法的可用于本发明的设备的一种形式的示意性图示。

图2是使用强制流动-洗脱法的可用于本发明的设备的一种形式的示意性图示。

图3是使用刮膜蒸发器(WFE)的本发明的蒸馏洗脱设备的另一实施方案的示意性图示。

图4是可用于本发明方法的使用填料塔的蒸馏-洗脱设备的另一实施方案的示意性图示。

图5是重量百分比相对温度相对导数重量百分比的图，其显示了干燥粘土中的关系。

图6-10是显示了所示的通用系统的子单元的操作的示意图。

优选的实施方案的描述

本发明提供用于除去极性化合物的方法和设备。除去通过调节条件以使得极性化合物结合到活化的凹凸棒石(其也称作坡缕石)来完成。我们已经尝试了许多其他材料而未取得有意义的成功。它们包括但不限于膨润土、蒙脱石、活性炭、木炭、炭黑和硅藻土，但是没有成功产生期望的结果。

本发明还考虑到这样的方法和设备，其用于采用极性溶剂来再生粘土和然后再将其活化。再活化可以使用与用于洗脱的同一设备和方法来完成，但是利用了所述极性溶剂。

本发明的方法包括初始调节未分馏的热解油或热解油馏分的极性，将污染物吸附到粘土上，随后从调节溶剂中洗脱和分离清洁油。

极性可以通过利用非极性溶剂稀释来调节，该非极性溶剂可以是烷烃或几种烷烃的组合。该烷烃可以是具有4-10个碳的烷烃(丁烷、戊烷、己烷、庚烷、辛烷、壬烷或癸烷)和优选戊烷、己烷和庚烷(C5-C7)，并且己烷(C6)是优选的烷烃。如果期望的话，在所述方法中可以采用两种或更多种烷烃的组合。

不想要的组分吸收到凹凸棒石上。这些不想要的组分包括烷烃不溶性的极性化合物如苯甲酸、喹诺酮、硬脂酸氧化物、含硫化合物和含氮化合物。本发明的方法和设备除去了极性化合物。这可以通过沉淀和过滤或离心不溶物，并且将极性化合物结合到活化的凹凸棒石粘土上来完成。除去极性化合物不仅除去了黑色和不期望的气味，而且热解油保持了它的物理和化学性能。这之后是在非极性溶剂中洗脱清洁油。溶剂然后通过蒸发从油中分离。其后，将所述塔利用极性溶剂如丙酮、甲醇、四氢呋喃或二甲基甲酰胺或其他极性溶剂来清洁以重新使用。

已知的是热解油的重质馏分含有包括苯并(a)芘的各种聚芳烃(PAH)，苯并(a)芘是该化合物族中最主要的致癌物质。已经发现本发明澄清了油颜色、减少了气味、并且具有减少的PAH水平。

本发明的方法包括通过使用选自C4到C10(丁烷、戊烷、己烷、庚烷、辛烷、壬烷和癸烷)的烷烃或烷烃混合物来从所述油中沉淀和吸附黑色材料，来进行除去。优选的烷烃是选自烷烃C5到C7(戊烷、己烷和庚烷)的烷烃。最优选的烷烃是己烷。

要加料入塔的油用烷烃溶剂以约1:2-1:30(油:烷烃)体积比和优选约1:4-1:15的体积比且最优选约1:6-1:10的体积比来稀释。稀释的油通过在室温放置至少30分钟来使其沉淀而老化。老化的稀释油在加料入所述塔之前可以过滤或离心以除去沉淀物，或它可以加料到所述塔而没有除去沉淀物。将所述油缓慢加料到床的顶部上，并且从所述塔的底部收集流体。例如，这可以包括约0.22升/小时塔流量/升空隙体积(使用具有约18.2升空隙体积的塔，这等于4升/小时塔流量)。所述流量范围是约0.1-0.6升/小时塔流量/升空隙体积，优选的范围是约0.2-0.4升/小时塔流量/升空隙体积且最优选的范围是约0.3-3.5升/小时塔流量/升空隙体积。

粘土与待澄清的油的重量比是约4:1-20:1，或优选重量比是约6:1-15:1且最优选重量比是约6:1-10:1。较大的重量提升了回收率。

图1显示了处理热解油的一种可替代的方法(在此称作“蒸馏-洗脱法”)，该方法稍优于在本文中结合图2所述的强制-流动-洗脱法。相对于强制-流动-洗脱法的一个优点是所述蒸馏-洗脱法使用较少的溶剂和因此可以更有利地经济地采用。

虽然图1和2的方法和设备二者将有效地实践本发明，但是图1是优选的。所述蒸馏-洗脱法和设备(图1中所示)在洗脱相中采用较少的溶剂来洗脱所述塔的材料和在洗涤相中采用较少的洗涤溶剂，同样，由于所述塔用蒸馏的溶剂来洗脱和洗涤，因此它典型地在比强制-流动-洗脱法更高的温度下操作。这导致更大效率下的洗脱和洗涤。

关于洗脱油，存在两种有效的可替代程序来洗涤所述塔。在第一方法的一个实例中，通过装置如泵将己烷输送到床的顶部，并且允许通过重力向下迁移。使用所述塔底部处的阀门将通过塔的流量控制在约4升/小时，这以至多30床体积洗涤所述床。洗脱剂含有萃取的油和己烷。将所述油和己烷收集在容器中，并且通过在足以蒸发己烷(68℃)但是没有高到足以蒸发所述油的温度下蒸馏来彼此分离。将回收的油在蒸馏塔底部处回收。所述塔然后洗涤和准备用于接下来的操作循环。

在第二洗脱方法的一个实例中，使用蒸馏系统将新稀释的己烷输送到所述塔的顶部，其中所述塔的底部的洗脱剂在足以蒸发己烷(68℃)但是没有高到足以蒸发所述油的温度下加热。

被用于洗脱或清洁和被用于特定热解油馏分的特定溶剂的蒸发温度是(1)在该特定溶剂的沸点和高于该特定热解油馏分中大部分挥发性化合物的沸点32℃之间，或(2)优选地，在特定溶剂的沸点和高于该油馏分中大部分挥发性化合物的沸点10℃之间，或(3)最优选地，在该特定溶剂的沸点和高于该油馏分中大部分挥发性化合物的沸点2℃之间。

例如，对于被用来澄清未分馏的热解油的己烷来说，所述范围将是(1)在约68℃-100℃之间或(2)优选地在约68℃-78℃之间或(3)最优选地，在约68℃-70℃之间。用于其他烷烃的范围将是本领域技术人员已知的，并且可以容易地确定。

虽然优选的烷烃是具有4-10个碳的烷烃，但是将理解它们可以单独地用于所述方法中，己烷和丁烷例如可以组合采用。同样，虽然出于实例的目的，己烷作为优选的烷烃已经单独使用，但是在具有4-10个碳的优选组中的其他烷烃也可以单独地使用。

以此方式，将溶剂连续输送到塔的顶部。使用在塔底处的阀门将通过所述塔的流量控制在约4升/小时，这洗涤了至多30个床体积的床。

该方法和已知的标准柱色谱方法之间的差异在于我们的蒸馏-洗脱法采用了较少的溶剂和更高的温度。本发明不同于索氏萃取法，该方法用于连续浸泡固体(在我们的情况中是粘土)，以除去结合的或捕集的材料。它没有如色谱法所要求的那样以从上到下的方式将溶剂流过所述材料，因此，它不适合于我们的方法。在另一方法中，纤维套管允许残留物流出到坩埚的侧面。这将一部分的萃取物带到容器的底部，而没有与粘土的停留时间，由此使得它们之间的接触最小化。

已经发现我们的方法更有效地在清洁期间从来自塔的极性物质和油中除去极性物质。

将考虑图1的系统的操作循环的一个实例。图1所示的系统采用蒸发和重力来输送溶液，并且使用比将在下文中描述的图2中所示的强制-流动洗脱法少约10-15倍的溶剂。在所述蒸馏-洗脱法的该实例中为了实现相同程度的净化，在加料到所述塔之前，油和己烷以油:己烷的比率为约1.4-1.15和最优选油:己烷的比率为约1:6-1:10来混合。油和己烷在容器13中混合，并且使其放置约2或更多个小时。在容器13中沉淀的固体可以通过过滤或离心来除去，或可以使其悬浮于该流体中。所述流体通过重力以约0.22升/小时塔流量/升空隙体积的速率通过阀24进料到塔17。所述底部阀26保持关闭约1-2小时接触时间。打开阀26，并且将等于所述油和己烷混合物的体积的己烷在槽20中通过热交换器14保持在沸腾温度，其对于己烷来说是至少68℃。己烷蒸气行进通过管16，并且通过冷凝器10来冷凝。该冷凝的己烷通过阀24滴下和进到并且通过塔17，和然后从阀26进入槽20中。优选使用阀26将流量控制在约0.1-0.6升/小时塔流量/升空隙体积。所述油洗脱法是在约10-30塔床体积的己烷已经通过塔17洗脱完成的。

在该点，打开阀23，并且关闭阀24和26。通过从槽20蒸发来将槽20的内容物加热到至少68℃以完全除去己烷。在己烷的情况中，将它从槽20蒸发，通过打开的阀23穿过管16和通过冷凝器10和12冷凝来输送到槽18。槽20中的产物油然后通过阀25排入槽21中。其后，关闭阀25，并且用清洁的槽来代替槽21。残留的己烷通过如下从所述粘土中除去，关闭阀24和26以隔离塔17并且使用热交换器15加热所述塔来蒸发残留己烷通过冷凝器11和进入槽18。

所述塔然后利用极性溶剂清洁。用于清洁粘土的优选的溶剂是丙酮。在丙酮的情况中，将它转移到槽20中，同时阀23、25和26处于关闭位置。阀24向冷凝器10打开。使用交换器14将槽20加热到丙酮的沸点。该丙酮从槽20蒸发并且穿过管16，其后它在冷凝器10中冷凝并且通过阀24滴下并且进到和通过塔17。打开底部阀26以使其滴入槽20中。这持续约30床体积(所述塔中的粘土体积是“床体积”)。对于所述方法的这个部分，将槽18和21用清洁槽代替。关闭阀24和26并且打开阀23。将槽20持续加热，直到丙酮完全蒸发。丙酮蒸气行进通过管16并且通过冷凝器10和12冷凝。将所回收的丙酮在槽18中收集。将槽20中收集的废料通过阀25排入槽21中以处置或可替代地使用。所述槽然后清洁和准备用于它们的初始设置以用于处理接下来的批料。

图2示意性地示出了可用于本发明方法的强制-洗脱设备的一个实例。在该实例中，采用的油:己烷的比率是1:6-1:10。油-己烷混合物在容器40中，并且使其放置约2小时。在容器40中沉淀的固体可以通过或是过滤或是离心来除去，或可以使其悬浮于该流体中。通过泵31将液体泵送通过阀33和进到塔22。将油缓慢泵送到床的顶部，并且以约0.22升/小时塔流量/升空隙体积从塔22的底部收集流体(使用约18.2升空隙体积的塔，这等于4升/小时塔流量)。一旦将材料加料到塔22，则将所述塔底部阀36关闭约1-2小时以允许液体和粘土之间足够的接触时间。然后打开阀36，并且转动打开阀33以使得己烷以约0.22升/小时塔流量/升空隙体积的速率借助于泵31从槽41泵送到塔22(使用约18.2升空隙体积的塔，其等于4升/小时塔流量)。所述塔然后用加料入所述塔的油-己烷的体积的约30倍的己烷进行洗涤，所述己烷来自槽41利用打开的阀36、关闭的阀37和处于打开位置的阀35并且进入槽27。通过加热夹套28将槽27加热到约68℃和通过冷凝器44冷凝蒸气。将己烷在槽45中收集，直到仅油保留在槽27中。清洁的油然后通过阀37输送入槽29中。关闭阀33、35、36、37，并且打开阀32。将夹套42加热并且将夹套43冷却以允许残留己烷从塔22中除去并且将粘土干燥。槽45将容纳全部所回收的己烷，其最后将通过泵30泵送通过阀38到槽41来重新使用。

被用于洗脱或清洁并且用于特定热解油馏分的特定溶剂的蒸发温度是(1)在该特定溶剂的沸点和高于该特定热解油馏分中大部分挥发性化合物的沸点32℃之间，或(2)优选地，在该特定溶剂的沸点和高于该油馏分中大部分挥发性化合物的沸点10℃之间，或(3)最优选地，在该特定溶剂的沸点和高于该油馏分中大部分挥发性化合物的沸点2℃之间。

例如，对于被用于澄清未分馏的热解油的己烷来说，所述范围将是(1)在约68℃-100℃之间或(2)优选在68℃-78℃之间或(3)最优选在68℃和70℃之间。

在一个实例测试中采用的可以处理4升油的塔床是约18英寸直径和24英寸高度，并且容量是约34升。将所述床用约16Kg(约32升)粘土填充，并且用约20升己烷润湿。所述塔分布由在顶部处和在底部处的筛板和玻璃棉组成，并且具有在底部处的阀来控制流量。

如图2所示，打开阀38，并且将槽45的内容物通过泵30泵送入槽41中。当所述转移完成时，关闭阀38。将槽41用含有丙酮的槽代替。使用泵31将丙酮从槽41泵送通过阀33，并且输送入塔22中。丙酮萃取了塔22中的材料，并且将它通过打开的阀36输送入槽27中。

将槽27中收集的材料蒸发以将丙酮收集到槽45中。穿过打开的阀35的蒸气通过冷却夹套44冷凝，并且收集丙酮直到仅废残留物保留在槽27中。用于洗涤程序的温度范围如上文所述。将废料从槽27通过阀37排入到槽29来处置或可替代地使用。所述槽然后补充到初始设置条件，以用于接下来的操作循环。

下面公开了关于前述公开内容的两种可替代的实施方案，其聚焦于在一种情况中使用刮膜蒸发器和在另一情况中使用蒸馏塔来分离蒸发的非极性溶剂和从热解油中分离它们。除了聚焦于这些可替代的实施方案的所公开的方法和设备变形的具体方式，优选的特性可以保持与前述相同。

在该部分继续申请中所公开的另外的实施方案包括使用刮膜蒸发器(WFE)或蒸馏塔。使用蒸馏塔或刮膜蒸发器(WFE)将溶剂从离开粘土塔的油中汽提。这包括在高于溶剂沸点且低于油沸点的温度下加热槽中的油和溶剂的混合物。

图3和4中所示的澄清热解油的系统中的变形采用蒸发和重力以便将溶液输送到塔，如原始发明进行的那样。相同的附图标记将用于图3和4二者中相同的元件。这些实施方案还使用比原始申请的图2中所示的强制-流动洗脱法少约10-15倍的溶剂。另外，这些实施方案允许限制到吸收剂填料塔69的容量的连续操作。为了在蒸馏-洗脱法的该实例中实现相同程度的净化，在加料到吸收剂塔69之前，油和烷烃(其优选是己烷)以油:烷烃的比率为约1:4-1:15和优选油:己烷比率为1:6-1:10来混合。油和己烷在容器63中混合，并且使混合物放置至少约2小时。在容器63中沉淀的固体可以通过过滤或离心来除去，或可以使其悬浮于该流体中。液体以约0.1-0.6升/小时塔流量/升空隙体积的速率和优选以约0.2-0.3升/小时塔流量/升空隙体积的速率通过阀74通过重力进料到吸收剂填料塔69。底部阀76保持关闭约1-2小时接触时间。热交换器65可以用于加热吸收剂填料塔69中的油和己烷混合物以蒸发己烷。打开阀76到某一位置，以允许己烷和洗脱的油流过管线80到加热的蒸馏塔67，在这里己烷从油中汽提，并且将油通过重力通过阀77输送到槽70。为蒸发形式的己烷从油中汽提，并且流过刮膜蒸发器66(WFE)或蒸馏塔67，分别通过冷凝器60(图3)或82(图4)冷凝，并且通过阀74滴下到并且穿过吸收剂填料塔69(图3)。该流连续通过吸收剂填料塔69，通过阀76并且返回刮膜蒸发器66(图3)或蒸馏塔67(图4)中。该流连续通过吸收剂塔69和通过阀76从底部流出并且通过管线80流到WFE66或吸收剂填料塔67，在这里循环继续。该流优选使用阀76控制在约0.1-0.6升/小时塔流量/升空隙体积，并且进行刮膜蒸发器66或塔67中的温度控制。所述油洗脱法在约10-30塔床体积的己烷已经通过吸收剂填料塔69或WFE67洗脱之后或在吸收剂塔流出物是澄清的之后完成。

将槽63清空，并且将吸收剂填料塔69通过管线80排出。然后定位阀74以停止来自槽63的流，并且打开阀73以使其通过管线63、77流过冷凝器60和进入己烷接收槽68。将槽63清空，并且将吸收剂填料塔69通过塔66排出以完成循环。将经回收的蒸发的己烷通过冷凝器61经过管线78并且收集在槽68中。在该点时，再生吸收剂填料塔69中的填料。在该过程已经完成后，粘土可以通过用极性溶剂洗涤来再生。

再生优选以下面的方式完成。打开阀73和关闭阀74和76。然后将槽70中的产物油通过阀75排入槽71中。其后，关闭阀75和将槽68和71用清洁槽代替。然后将吸收剂填料塔69用极性溶剂清洁。优选的溶剂是丙酮。当阀74处于关闭位置的同时将极性溶剂转移到槽63中。打开阀74和76，并且丙酮流过吸收剂填料塔69，流过阀76并且进入WFE 66(图3)或塔67(图4)中。丙酮从吸收剂填料塔69中汽提残油和流出塔66的顶部并且流过吸收剂填料塔69和继续循环。将来自吸收剂填料塔69和WFE 66的残留物通过重力转移到槽70中。这持续约20-40床体积(粘土在塔中的体积是床体积)或直到塔69流出物澄清。定位阀74以关闭槽63和打开管线76。将丙酮从吸收剂填料塔69排出，并且循环通过冷凝器82，其冷凝了蒸发的己烷，其穿过吸收剂填料塔66通过阀76和管线80到刮膜蒸发器66或塔67，分别通过冷凝器60、82进入槽68中。将热交换器65加热到约150℃-250℃，关闭阀74和将残留的丙酮从刮膜蒸发器66或塔67驱出和流入管线78，并且通过冷凝器61冷凝到槽68中来重新使用。将收集在槽70中的废料通过阀75排入槽71中来处置或可替代地使用。然后清洁槽和准备以用于它们的初始设置，以处理接下来的批料。

参见图4，将理解所述系统的主要组成和操作模式通常类似于图3的蒸馏塔的那些。在这种实施方案中采用塔67。蒸发的己烷和油的混合物穿过阀76和管线80到刮膜蒸发器67。从顶部离开的部分在冷凝器82中冷凝并且或是再循环到吸收剂填料塔69或是穿过阀74到吸收剂填料塔69，和然后通过管78穿过冷凝器61并且输送到槽68。塔67的下部部分将它的经分离的油通过阀77输送到槽70。这种实施方案的操作在其他方面类似于图3的实施方案。如果注意到己烷被观察到在槽中冷凝，则槽70中的油可以借助于热交换器64加热。

我们已经发现凹凸棒石粘土在被活化后更有效地起作用。活化可以通过将它在约120℃-300℃和优选约140℃-250℃干燥直到没有重量改变来完成。参见图5，使用TGA以10℃/min的升温速率到700℃来实现合适的温度。虽然所述粘土可以在高于150℃干燥，但是粘土倾向于在该温度下分解并且失去其容量的大部分。图3显示了凹凸棒石测试的热重分析(TGA)的结果，其显示了作为温度的函数的重量百分比损失。该曲线显示了形成游离水和水合水时的温度。我们已经发现驱散较高温度水合水降低了用于澄清残留物的粘土容量。

在清洁所述粘土以重新使用中，优选的是使用极性溶剂，该极性溶剂例如选自丙酮、甲醇、四氢呋喃、二甲基甲酰胺或适合于此目的的另一溶剂。目前，丙酮是用于此目的优选的极性溶剂。在清洁中，使用在塔底部处的阀将通过所述塔的流量控制在约4升/小时，这以至多30床体积洗涤所述床。

在另一实施方案中，使用蒸馏系统将新蒸馏的己烷连续输送到塔顶部，其中将来自塔底部的流出物加热到足以蒸发极性溶剂但是没有高到足以蒸发油的温度。例如对于己烷来说，有效的范围可以是约68℃-75℃。本领域技术人员已知的其他烷烃的范围可以容易地确定。以此方式，将新溶剂连续输送到塔顶部。使用在塔底部处的阀将通过所述塔的流量控制在约2-8升/小时，并且优选的流量是约3-5升/小时，这以至多约30床体积洗涤所述床。

通常参见图6，可见己烷进料200和热解油进料202在204处混合。将热解油和非极性溶剂(其优选可以是己烷)的混合物输送到过滤单元206，这产生了可溶性滤出物208和不溶性过滤器残留物210。在过滤单元206中过滤以除去不期望的材料之后，将过滤单元206的油/己烷输出物引导通过可溶物208到粘土床212。不溶物输出物210将与残油214合并。来自粘土床212(也称作吸收剂填料塔)的油将变成图7中蒸馏单元的进料。

现在参见图7，显示了用于从粘土床洗脱剂中汽提己烷并且将己烷与油分离的全局示意图的子单元。这通过蒸馏单元302实现。将己烷300蒸发和冷凝304，并且进料到粘土床212的顶部和携带清洁的油流过到蒸馏单元302以继续所述循环。重质的澄清的油306通过重力分离并且收集。

参见图8，其显示了图6的全局方法的另一子单元，其中残留己烷300从粘土床212驱出通过冷凝器304并且收集以重新使用。将粘土床212加热到高于己烷沸点但是低于处理油沸点。

参见图9，将粘土床用极性溶剂、优选丙酮400清洁以除去极性残油214。丙酮400从粘土塔212中汽提残油214。蒸馏单元302从由粘土床212中洗脱的残油214/丙酮400中汽提丙酮400。将残油214向下排出和将丙酮400蒸发，并且冷凝和循环回粘土床212。这产生了已经被清洁的粘土床。

参见图10，来自粘土床212的残留丙酮400通过加热和冷凝304来除去。这类似于图8中所述方法的组成部分。将粘土床212加热到高于丙酮的沸点但是不高于残油沸点。

虽然图6到10的示意图已经显示了蒸馏单元，但是可替代的实施方案将在同一位置、以本文公开的方式使用刮膜反应器。

尽管已经出于说明目的而描述了本发明的特定实施方案，但是对本领域技术人员来说显然的是可以对本发明的细节进行诸多变化，而不脱离在附加的权利要求中所定义的本发明。

Claims (52)

1.一种处理热解油的方法，包括：

用非极性溶剂调节所述油的极性，

将不溶性组分结合到粘土上，

以所述非极性溶剂洗脱清洁油，和

采用选自蒸馏塔和刮膜蒸发器的方法将所述非极性溶剂与所述油分离。

2.根据权利要求1所述的方法，其包括通过蒸馏塔来进行所述溶剂与所述油的所述分离。

3.根据权利要求1所述的方法，其包括通过刮膜蒸发器来进行所述溶剂与所述油的所述分离。

4.根据权利要求1所述的方法，其包括采用烷烃作为所述非极性溶剂。

5.根据权利要求4所述的方法，其包括采用烷烃，所述烷烃选自具有4-10个碳的烷烃。

6.根据权利要求4所述的方法，其包括采用烷烃，所述烷烃选自具有5-7个碳的烷烃。

7.根据权利要求4所述的方法，其包括采用两种或更多种烷烃的混合物，所述烷烃选自具有4-10个碳的烷烃。

8.根据权利要求1所述的方法，其包括采用己烷作为所述非极性溶剂。

9.根据权利要求4所述的方法，其包括将所述油和烷烃混合以调节极性。

10.根据权利要求4所述的方法，其包括优选以油:烷烃的比率为约1:4-1:15来混合所述油和烷烃。

11.根据权利要求8所述的方法，其包括以油:烷烃的比率为约1:6-1:10来混合所述油和烷烃。

12.根据权利要求4所述的方法，其包括在所述油和烷烃混合后，使所述混合物放置至少2小时以使其沉淀。

13.根据权利要求9所述的方法，其包括加热所述油和烷烃的混合物以挥发所述烷烃。

14.根据权利要求13所述的方法，其包括将所述挥发的烷烃与所述油分离。

15.根据权利要求13所述的方法，其包括冷凝所述挥发的烷烃。

16.根据权利要求13所述的方法，其包括将所述加热进行到至少所述烷烃的沸点。

17.根据权利要求13所述的方法，其包括将所述烷烃的所述加热进行到在所述烷烃的沸点到高于所述油的大部分挥发性组分的沸点约10℃之间。

18.根据权利要求1所述的方法，其包括采用凹凸棒石作为所述粘土。

19.根据权利要求1所述的方法，其包括在开启所述方法的循环之前，活化所述粘土。

20.根据权利要求18所述的方法，其包括所述粘土与所述油的重量比是约4:1-20:1。

21.根据权利要求18所述的方法，其包括清洁所述粘土以回收所述不溶性组分。

22.根据权利要求21所述的方法，其包括采用极性溶剂来进行所述粘土的所述清洁。

23.根据权利要求22所述的方法，其包括采用丙酮作为所述极性溶剂。

24.根据权利要求22所述的方法，其包括采用选自甲醇、四氢呋喃和二甲基甲酰胺的材料作为所述极性溶剂。

25.根据权利要求21所述的方法，其包括将蒸馏塔用于回收结合到所述粘土上的所述不溶性组分。

26.根据权利要求21所述的方法，其包括将刮膜蒸发器用于回收结合到所述粘土上的所述不溶性组分。

27.根据权利要求2所述的方法，其包括产生以约0.1-0.6升/小时塔流量/升塔空隙体积的速率通过所述塔的所述油-烷烃混合物的流。

28.根据权利要求15所述的方法，其包括将所述冷凝的挥发的烷烃与所述热解油分离。

29.根据权利要求13所述的方法，其包括采用己烷作为所述烷烃。

30.用于处理热解油的设备，包括：

第一容器，用于接收所述热解油和非极性溶剂的混合物，

加热器，用于挥发处于所述第一容器中的所述非极性溶剂，

将选自蒸馏塔和刮膜蒸发器的设备用于进行所述挥发的非极性溶剂与所述热解油的分离，和

第一冷凝器，用于接收所述挥发的非极性溶剂并且将其冷凝。

31.根据权利要求30所述的设备，其包括将蒸馏塔用于进行所述分离。

32.根据权利要求30所述的设备，其包括将刮膜蒸发器用于进行所述分离。

33.根据权利要求30所述的设备，其包括粘土塔，所述粘土塔用于接收来自所述第一冷凝器的冷凝的蒸气并且从其中洗脱所述非极性溶剂。

34.根据权利要求31所述的设备，其包括将所述蒸馏塔结构化以将所述挥发的非极性溶剂输送到所述第一冷凝器和将由所述蒸馏塔分离的油输送到第二容器。

35.根据权利要求32所述的设备，其包括将所述刮膜蒸发器结构化以将所述挥发的非极性溶剂输送到所述第一冷凝器和将由所述蒸馏塔分离的油输送到第二容器。

36.根据权利要求30所述的设备，其包括将所述设备结构化以处理是具有4-10个碳的烷烃的非极性溶剂。

37.根据权利要求30所述的设备，其包括将所述设备结构化以处理是己烷的非极性溶剂。

38.根据权利要求34所述的设备，其包括将所述第二容器结构化以接收基本上所有的所述热解油和基本上不接收非极性溶剂。

39.根据权利要求35所述的设备，其包括将所述第二容器结构化以接收基本上所有的所述热解油和基本上不接收非极性溶剂。

40.根据权利要求33所述的设备，其包括将所述设备结构化，以在操作循环后，采用极性溶剂来清洁所述粘土塔。

41.根据权利要求40所述的设备，其包括将所述设备结构化以采用丙酮作为所述粘土清洁性极性溶剂。

42.根据权利要求34所述的设备，其包括：将所述设备结构化以用于处理所述热解油和非极性溶剂的混合物和在操作循环后清洁所述设备二者中。

43.一种用于处理热解油的设备，包括：

第一容器，其经结构化以接收所述油和非极性溶剂的混合物，

粘土塔，其与所述第一容器操作地相联，以用于接收所述混合物，

所述粘土塔经结构化以将所述混合物加热到所述非极性溶剂将蒸发的温度，

所述设备具有选自蒸馏塔和刮膜蒸发器的单元，以用于将所述蒸发的非极性溶剂与所述热解油分离，

冷凝器，用于冷凝所述蒸发的非极性溶剂，

第二容器，用于接收所述冷凝的蒸气，和

第三容器，用于接收从所述油和蒸发的非极性溶剂的所述混合物中分离的油。

44.根据权利要求43所述的设备，包括：

所述单元是蒸馏塔，和

所述设备经结构化以处理是具有4-10个碳的烷烃的所述非极性溶剂。

45.根据权利要求43所述的设备，其包括：

所述单元是刮膜蒸发器，

所述设备经结构化以处理是具有4-10个碳的烷烃的非极性溶剂。

46.根据权利要求43所述的设备，其包括：将所述设备结构化以同时处理多种不同的非极性溶剂，所述非极性溶剂是具有4-10个碳的烷烃。

47.根据权利要求45所述的设备，其包括：输送装置，用于在操作循环后将粘土清洁性极性溶剂输送到所述粘土塔。

48.根据权利要求45所述的设备，其包括将所述设备结构化以处理是己烷的非极性溶剂。

49.根据权利要求47所述的设备，其包括：所述粘土清洁性极性溶剂是丙酮。

50.根据权利要求47所述的设备，其包括：所述粘土是凹凸棒石。

51.根据权利要求50所述的设备，其包括：将所述设备结构化以在进行所述方法的下一个循环之前，活化所述粘土。

52.根据权利要求51所述的设备，其包括：将所述设备结构化以通过如下进行所述活化：在至多约150℃干燥所述粘土，直到不存在显著的额外重量损失。

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