CS259521B2

CS259521B2 - Method of used oil regeneration

Info

Publication number: CS259521B2
Application number: CS846902A
Authority: CS
Inventors: Felix W Hauri
Original assignee: Buss Ag
Priority date: 1983-09-21
Filing date: 1984-09-13
Publication date: 1988-10-14
Also published as: FR2552098A1; AU3304884A; IT8422594A1; DE3433336A1; IN162319B; IT8422594A0; JPS6092390A; SE8404696L; SE8404696D0; IL72859A0; AU571266B2; IT1180226B; FR2552098B1; CH657867A5

Description

Vynález se týká způsobu regenerace použitého oleje a oleji podobných materiálů.

Regenerace použitého oleje, zejména mazacího oleje, nabývá stále se zvyšujícího ekonomického a ekologického významu. Bylo již vynaloženo mnoho a velké úsilí na vyvinutí uspokojivého způsobu regenerace použitého oleje. Takovýto způsob musí být uspokojivý s ohledem na ekologii, ekonomičnost a kvalitu regenerovaného oleje. Přitom se musí oddělit pevné látky tvořící s použitým olejem stabilní suspenzi a odstranit rozpuštěné nečistoty.

Známé způsoby obsahují vždy větší počet destilačních kroků až do získání vyčištěného oleje, které jsou vždy spojeny s dalšími kroky zpracování, například přídavkem kyseliny, koagulací, adsorpcí a filtrací a popřípadě zpracováním s kovovým sodíkem nebo hydridem sodným za účelem dehalogenace. Tyto pracovní postupy jsou nákladné na zařízení a spotřebu energie a nebo jsou spojeny s voluminózními, ekologicky zatěžujícími zbytky a/nebo s použitím vysoce reaktivních, obzvláštní bezpečnostní operace vyžadujících chemikálií.

Aby se vyloučilo používání vysoce reaktivních chemikálií a vznik voluminózních zbytků, navrhuje DE-OS 30 42 094 způsob, při němž se použitý olej po průchodu sedimentační nádrží, ve které se odstraní hrubé nečistoty a část přítomné vody, pro odstranění kyselých složek oleje a zbytků aditiv zpracuje při 120 až 150 °C alkalickým louhem, při první destilaci na tenké vrstvě zbaví další vody a těkavých složek, při další destilaci na tenké vrstvě se rozruší suspenze a získaný kondenzát, který obsahuje ještě stržené pevné suspendované části, se přivede do třetí destilace na tenké vrstvě, vlastní opětné rafinace pro získání vyčištěného oleje. Tento známý způsob vyžaduje po rozrušení suspenze destilací další destilační krok pro získání vyčištěného produktu, což je velmi nákladné jak s ohledem na zařízení, tak i energetickou bilanci. Kromě toho nemůže získaný vyčištěný olej plně uspokojit co se týká čistoty, a zejména pak co se týká zápachu a barvy, takže jeho použití je omezeno.

Úlohou předloženého vynálezu je navrhnout způsob shora uvedeného druhu, který je ve svém provedení ekonomický a poskytuje jako produkt bezvadně regenerovaný olej.

Zadaná úloha je podle vynálezu vyřešena tím, že se použitý olej po odstranění vody a snadno· těkavých podílů a před oddělením dehtovité frakce zpracovává přídavkem 0,2 až 5 % hmot, alkalického louhu, například sodného nebo draselného, ve formě vodného roztoku o koncentraci 30 až 50 % hmot, ia vyčištěný olej se oddělí destilací na tenké vrstvě od dehtovité frakce obsahující alkálie a pevné a nedestilovatelné nečistoty.

Sledem kroků způsobu podle vynálezu, tj. zpracováním předem vysušeného a snadno těkavých podílů zbaveného použitého oleje alkalickým louhem, převede se stabilní suspenze, která obsahuje i rozpuštěné a/nebo emulgované nečistoty, do labilního stavu, takže se suspendované pevné látky při destilaci čištěného oleje dokonale oddělí a tím postačí jediný krok к úplnému oddělení suspendovaných pevných látek a pro· získání bezvadně regenerovaného oleje.

Předpokládá se, že zpracování alkálií, dodatečně pro neutralizaci kyselých složek a popřípadě zmýdelnění zmýdelnitelných nečistot, způsobí současně v důsledku předchozího odstranění těkavých součástí, působících jako druh ochranného koloidu, změnu v oblasti rozhraní suspendovaných částic. Tato změna dovolí oddělit suspendované části současně s oddestilováním suspenzního média oleje zbaveného zde již dokonale pevných částic, čímž zůstanou v dehtové frakci i rozpuštěné například zmýdelněné nečistoty. Jinak řečeno· zpracování alkáliemi, následující po oddělení vody a těkavých podílů, podle vynálezu, umožňuje oddělit pevné a rozpuštěné nečistoty a získat bezvadný olej v jednom jediném destilačním kroku bez odděleného· rozrušení suspenze předcházejícího konečné destilaci.

Zpracování adkáliemi se obecně provádí při 180 až 300 °C, s výhodou 230 až 260 °C, v uzavřeném reaktoru vodným roztokem alkálií. Vyšší teploty zpracování uvnitř uvedeného rozmezí poskytují obecně nižší číslo kyselosti a nižší obsah chloridů ve vyčištěném oleji. Jako alkálie jsou výhodné ve vodě rozpustné hydroxidy alkalických kovů, uhličitany alkalických kovů, hydrogenuhličitany alkalických kovů a alkoholáty alkalických kovů, ačkoliv lze použít i nerozpustné a málo rozpustné sloučeniny alkalických zemin.

Zpracování alkálií lze provádět i současně s destilací plynového oleje, například přídavkem alkálií před oběhovým čerpadlem odparky s nuceným oběhem pro destilaci plynového oleje.

Po zpracování alkálií se použitý olej přivede s výhodou do destilačního stupně plynového oleje a potom se všeobecně dostává přes odlehčovací ventil do odparky, jako filmové odparky se stékající vrstvou nebo vzlínající vrstvou, která pracuje v souproudu nebo· protiproudu, z níž se odtahuje smolný nebo dehtovitý zbytek, obsahující částice suspendované v použitém oleji a další těmito částicemi stržené a/nebo nedestilovatelné nečistoty. Tento zbytek se může používat jako náhražka dehtu, například při stavbě silnic.

Brýdy, obsahující čisté olejové páry ia snadno těkavé podíly se pro oddělení popřípadě spolu vedených kapalných částí přivádí do odlučovače kapalin, kde mohou být současně zpracovány stripovací párou nebo proudící párou nebo kapalnou vodou, která se při daných teplotách ihned odpaří. Zpra259521 cováiním párou se zlepší jak barva regenerovaného oleje, tak se odstraní 1 látky, které zatěžují zápachem. Je zajímavé, že se po zpracování párou sníží i obsah fosforu čištěného oleje. Je možné se domnívat, že tento neočekávaný výsledek je umožněn použitím suché páry po předcházejícím zpracování alkálií. Kromě známých zařízení pro odlučování kapalin může tuto funkci převzít i odpovídajícím způsobem uspořádaný úsek vedení brýd.

Čisté olejové páry se po zpracování párou nechají postupně kondenzovat, přičemž se jako první získá nejvýš vroucí frakce a v každém dalším stupni vždy nížeji vroucí frakce. Postupná kondenzace představuje , obrácenou frakční destilaci, při které se dělení frakcí provádí více po sobě následujících kondenzačních kroků namísto více po sobě následujících odpařovacích kroků. Frakční kondenzace není s ohledem na frakční destilaci pouze šetrnější ve spotřebě energie, nýbrž má, když se provádí při vysokých teplotách, tu dodatečnou velkou výhodu, že nízkovroucí nečistoty nekondenzují spolu s nízkovroucími frakcemi oleje a nemohou tyto znečistiti, nýbrž je možné je po. kondenzaci nízko vroucích olejových frakcí zachytiti odděleně ve vymrazovací jímce.

Vynález je objasněn pomocí výkresu, který schematicky znázorňuje zařízení pro provedení způsobu podle vynálezu.

Homogenizovaný a hrubých nečistot zbavený použitý olej se přivede do oběhové odparky 1, kde se zbaví vody a snadno těkavých podílů, tj. benzinu a rozpouštědel. 0běhová odparka 1 pracuje při normálním tlaku nebo mírném podtlaku a teplota produktů činí na výstupu 2 z odparky 1 140 až 180 °C, což odpovídá obsahu zbytkové vody < 0,1 %.

Toto je výhodné pro následující zpracování alkálií, neboť se při nízkém obsahu vody pozoruje menší tvorba pěny. Páry se z výstupu 2 odparky 1 přivádí do dělicí kolony 3, kde se rozdělí ve frakce s rozdílnou oblastí teplot varu. Destilát 5 se může za kondenzátorem 4 rozdělit v dekantační nádobě v těžkou vodnou a lehkou organickou fázi.

Použitý olej, zbavený vody a snadno- těkavých podílů se přivádí do vytápěného reaktoru 8, kde se doplní při teplotě 180 až 300 stupňů Celsia, s výhodou 230 až 260 °C. ze zásobní nádrže 7 alkálií, například 50 % hydroxidem sodným NaOH. V závislosti na kvalitě použitého oleje a vztaženo na tento, se použije 0,1 : 1; 1,5; 3 a 5 % hydroxidu sodného NaOH (suchého). Zahřátí použitého oleje na reakční teplotu se může provádět v předřazeném výměníku tepla již zpracovaným použitým olejem nebo v reaktoru

6. Doba prodlevy v reaktoru 6 činí asi 1 až 5 minut.

Použitý olej zpracovaný alkálií, se dostává z reaktoru β v další oběhové odparce 8, kde se při průměrném podtlaku 5.10³ až 5.10⁴ Pa a asi 330 °C oddestiluje frakce 9 plynového oleje. Teplota nezbytná pro tuto destilaci se s výhodou nastaví chlazením po zpracování alkálií a ohřátím v oběhové odparce 8. Výměník tepla, použitý pro ochlazení, může současně sloužit к předehřívání použitého oleje před zpracováním alkálií. Frakční kolona 10 umožňuje oddělení frakce plynového oleje s požadovanou teplotou bodu vzplanutí a požadovanou viskozitou.

Použitý olej zbavený plynového oleje se podrobí v tenkovrstvé odparce 11 vakuové totální destilaci. Tenkovrstvá odparka 11 může být poháněna staticky nebo mechanicky a může jí být filmová odparka se stékající vrstvou nebo vzlínající vrstvou. Vakuovou destilací, tj; destilací za sníženého tlaku při 1. 10² až 5 . 10² Pa, která se zde provádí v protiproudu, při teplotě zahřívání 350 až 380 °C, se suspenze použitého olej© rozdělí v produkt 13 odebíraný z paty kolony nebo dehtovou frakci 13 a parní frakoi mazacího oleje. Produkt 13, odebíraný z paty kolony, se odtahuje asi při 300 °C a může se používat jako náhražka dehtu.

Páry se dostávají z brýdové hlavy 12 asi s teplotou 270 ^cC do odlučovače 14 kapaliny, kde se odloučí stržené kapičky a přivedou opět do tenkovrstvé odparky 11.

U znázorněné formy provedení se při¹ dávkování suspenze použitého oleje provádí toto z destilace plynového oleje do odlučovače 14 kapaliny, odkud se vedou společně s oddělenou kapalinou do tenkovrstvé odparky 11. Tento postup má tu výhodu, že snadno těkavé podíly se mohou odpařiti již v odlučovači 14 kapaliny. Samozřejmé se může suspenze použitého oleje nastřikovat i přímo do tenkovrstvé odparky 11.

Do* odlučovače 14 kapaliny se s výhodou zavádí stripovací parou, čímž se zlepší barva a pach kondenzátu a sníží se obsah fosforu v produktech.

Páry zbavené kapalných částí se potom dostávají do prvního směsného kondenzátoru 15, kde kondenzují společně s kondenzátem vedeným v okruhu přes výměník tepla s teplotou, která leží asi o 10 °C níž, než je teplota varu požadované frakce kondenzátu a odtáhne se jako první těžká olejová frakce 16. Další připojený směsný kondepzátoir 17 se provozuje stejným způsobem, ale při nižší teplotě a poskytuje druhou lehkou frakci 18 oleje. V důsledku silné turbulence ve směsných kondenzátorech 15, 17 se dosáhne dobrý stupeň účinnosti a sníží se odměšování a sedimentace, pozorované na chladicích plochách jiných typů kondenzátorů. Páry opouštějící druhý kondenzátor 17 mají ještě teplotu asi 200 °C a obsahují malá množství snadno těkavých látek, která se zachycují ve vymrazovací jímce 19, tak' že do! vakuového čerpadla se nemohou dostati žádné nečistoty.

Použitím dvoustupňového systému směs259521 né kondenzace, jakož i stupně pracují jen těsně pod teplotou varu kondenzační frakce, se může měnit poměr množství obou olejových frakcí, jakož i jejich teplota varu v širokém rozmezí, přičemž tyto obě hodnoty se mohou nastaviti prakticky násobě nezávisle.

Následující tabulka ukazuje výsledky olejů regenerovaných způsobem podle vynálezu.

Tabulka

Analýza

Barva (ASTM D 1500) Teplota vzplanutí (ASTM D 92/93) °C viskozita (ASTM D 445) 40 °C mm³/s

100 °C mmVs viskozitní index (ASTM D 2270) celkové číslo kyselosti (ASTM D 664) mg KOH/g celkové číslo alkality (ASTM D 2896) mg KOH/g obsah popela oxidu (ASTM D 482) g/100 g teplota tuhnutí (ASTM D 97) °C měrná hmotnost při 15 °C kg/m³proces stárnutí (DIN 51 352) g/100 g obsah síry g/100 g obsah chlóru g/100 g obsah stříbra mg/kg obsah hliníku mg/kg obsah hóru mg/kg obsah barya mg/kg obsah vápníku mg/kg

Obsah kadmia mg/kg obsah chrómu mg/kg obsah mědi mg/kg obsah železa mg/kg obsah hořčíku mg/kg obsah mangánu mg/kg obsah molybdénu mg/kg obsah niklu mg/kg obsah fosforu mg/kg obsah olova mg/kg obsah křemíku mg/kg

>10	2	1,5
183	110	180
52,1	+13,71	+ 9,97
8,65	—	—
143	—	—
1,52	—	—
2,98	—	• —
066	<0,001	<0,001
— 33	—	—
0,888	865	857

0,72	0,65	0,45
0,12	0,1137	0,0468
.nn	nn	nn
16	nn	nn
23	~12	nn
130	nn	nn
1200	nn	0,4
3,1	nn	nn
4,2	nn	nn
32	nn	nn
160	nn	nn
170	nn	nn
3,4	nn	nn
2.1	nn	nn
2,8	nn	nn
730	230	27
960	nn	0,8
32	11	nn

5

1,5	6,5	1,0
167	32,6	—
13,33	218	15,2
3,09	5,39	3,36
84	98	87
0,03	0,69	0,04
0,21	0,24	0,19
0	0	0
—	— 6	—18
—	877	868
0,53
0,42	0,53	0,42
0,045	0,033	0,007
nn	nn	nn
nn	nn	nn
nn	2	nn
nn	nn	nn
nn	nn	on
nn	nn	on
nn	nn	nn
nn	nn	nn
nn	nn	nn
nn	nn	nn
nn	nn	nn
nn	nn	nn
nn	nn	nn
22	100	5,5
nn	nn	nn
1,5	4,7	0,7

Analýza	0	1	2	3	4	5
obsah cínu	3,9	nn	nn	nn	nn	nn
mg/kg obsah titanu mg/kg	3,9	nn	nn	nn	nn	nn
obsah vanadu	0,4	nn	nn	nn	nn	nn
mg/kg obsah zinku	510	nn	nn	nn	nn	nn
mg/kg
Tabulka — pokračování
Analýza	6	7	8	9	10	11
Barva (ASTM D 1500)	4,5	2,0	6	4	2	___
Teplota vzplanutí (ASTM D 92/93) °C ’ viskozita	193	226	236		223
(ASTM D 445) 40 °C mm²/s,	24,1	30,7	52,.6	82,4	33,1
100 °C mm'7s viskozitní index	4,49	5,2	7,32	9,69	5,49	—
(ASTM D 2270)	95	98	98	95	101	—
celkové číslo kyselosti	0,06	0,03	0,12	0,01	0,02	—
(ASTM D 664) mg KOH/g _ celkové číslo alkality

0,41	0,25	0,26	0,61	0,23
(ASTM D 2896) mg/KOH/g
obsah popela oxidu	0	0	0	0	0	8
(ASTM D 482) g/100 g teplota tuhnutí (ASTM D 97) °C	—6	~3	—6	—6	—6	—
měrná hmotnost při 15 °C kg/m³	873	875	880	885	875	—’
proces stárnutí	—	0,43	0,58		0,27	—
(DIN 51 532) g/100 g
obsah síry g/100 g	—	0,48	0,58	0,61	0,48	1,65
obsah chlóru g/100 g	0,01	0,01	0.017	nn	nn	0,3
obsah stříbra	nn	nn	nn	mn	nn	nn
mg/kg obsah hliníku	nn	nn	nn	nn	nn	70
mg/kg obsah bóru	nn	nn	nn	nn	nn	66
mg/kg obsah barya mg/kg	0,5	nn	nn	nn	nn	440
obsah vápníku mg/kg	0,4	nn	nn	0,1	nn	4600
obsah kadmia mg/kg	nn	nn	nn	nn	nn	8,8
obsah chrómu	nn	nn	nn	nn	nn	17
mg/kg obsah mědi	nn	nn	nn	nn	nn	94
mg/kg obsah železa	1.8	nn	nn	nn	nn	540
mg/kg obsah hořčíku	•nn	nn	nn	nn	nn	460
mg/kg obsah manganu	nn	nn	nn	nn	nn	10
mg/kg obsah molybdénu mg/kg	nn	nn	nn	nn	nn	7,2

7

Analýza

10 11 obsah niklu nn mg/kg obsah fosforu 7,5 mg/kg obsah olova nn mg/kg obsah křemíku nn mg/kg obsah cínu nn mg/kg obsah titanu nn mg/kg obsah vanadu nn mg/kg obsah zinku 0,9 mg/kg

П1П	nn	nn	nn	8,6
6,4	71	nn	3,6	2 200
nn	nn	nn	nn	3 000
1Д	4,5	nn	nn	162
nn	nn	nn	nn	15
nn	nn	nn	nn	20
nn	nn	nn	nn	2,8
nn	nn	nn	nn	3 000

Jednotlivá čísla vzorků představují:

napájení plynový olej, bez zpracování alkálií, kondenzace za studená, poloprovozní zařízení plynový olej, se zpracováním alkálií, kondenzace za horkai, poloprovozní zařízení plynový olej, se zpracováním alkálií, kondenzace za horka, zpracování parou, poloprovozní zařízení lehká olejová frakce, bez zpracování alkálií, poloprovozní zařízení lehká olejová frakce, se zpracováním alkálií, skleněná odparka lehká olejová frakce, se zpracováním alkálií, poloprovozní zařízení lehká olejová frakce, se zpracováním alkálií, zpracování parou, poloprovozní zařízení těžká olejová frakce, bez zpracování alkálií, poloprovozní zařízení těžká olejová frakce se zpracováním alkálií, skleněná odparka těžká olejová frakce, se zpracováním alkálií, poloprovozní zařízení, hodnoty uvedené pro frakci dehtu, tj. tu frakci, která již není použitelná jako olej a která na místě 13 schematického znázornění opouští tenkovrstvé zařízení

Význam symbolů v tabulce:

^ь viskozita měřená při 20 °C —- neznámo nn neprokazatelné

Podle popsaného· způsobu se za použití ekonomicky výhodného zpracovacího prostředku hydroxidu sodného NaOH a s minimem kroků postupu, jak vyplývá z předchozích výsledků analýzy, se získá bezvadná frakce plynového oleje a lehké a těžké frakce mazacího oleje.

Minimalizace pracovních kroků, zejména destilace, snižuje nebezpečí tepelného krakování a tím způsobeného snížení výtěžku, který při způsobu podle vynálezu čiini minimálně 90 % destilovaného podílu použitého oleje a zvyšuje tedy ekonomičnost.

Claims

PŘEDMĚT VYNÁLEZU

1. Způsob regenerace použitého oleje zpracováním alkáliemi, odstraněním vody a snadno těkavých podílů, oddělením dehtovité frakce a destilací vyčištěného oleje, vyznačující se tím, že se použitý olej po odstranění vody a snadno· těkavých podílů a před oddělením dehtovité frakce zpracovává přídavkem 0,2 až 5 % hmot, alkalického louhu, například sodného nebo draselného, ve formě vodného roztoku o koncentraci 30 až 50 % hmot, a vyčištěný olej se oddělí destilací na tenké vrstvě od dehtovité frakce obsahující alkálie a pevné nedestilovatelné nečistoty.
2. Způsob podle bodu 1, vyznačující se tím, že se zpracování alkalickým louhem provádí při teplotě 180 až 300 °C, s výhodou 2*50 až 280 °C.
3. Způsob podle bodů 1 a 2, vyznačující se tím, že se současně se zpracováním alká liemi oddestilovává frakce plynového· oleje.
4. Způsob podle jednoho z předcházejících bodů, vyznačující se tím, že po zpracování alkalickým louhem oddestiluje frakce plynového oleje.
5. Způsob podle jednoho z předcházejících bodů, vyznačující se tím, že se oddělení dehtovité frakce a destilace oleje provádí v tenké vrstvě při teplotě 350 až 380 °C a za sníženého tlaku 1.10² až 5 .10² Pa.
6. Způsob podle jednoho z předcházejících bodů, vyznačující se tím, že se do par oleje vznikajících při destilaci pro snížení jejich parciálního tlaku vhání dmýcháním vodní pára.
7. Způsob podle jednoho z předcházejících bodů, vyznačující se tím, že se při destilaci stržené kapalné části oddělí před kondenzací.
8. Způsob podle jednoho z předcházejících bodů, vyznačující se tím, že se páry oleje vznikající při jeho destilaci zpracovávají po destilaci s vodní párou.
9. Způsob podle jednoho z předcházejících bodů, vyznačující se tím, že se kondenzace dosáhne zaváděním kapalných a ochlazených produktů.
10. Způsob podle jednoho z předcházejících bodů, vyznačující se tím, že kondenzace olejových par se provádí při teplotách asi o 10 °C nižších, než je teplota varu frakce, která se má získat.