CZ243395A3

CZ243395A3 - Process and apparatus for lubricating oil regeneration

Info

Publication number: CZ243395A3
Application number: CZ952433A
Authority: CZ
Inventors: Med Hedi Merchaoui; Naceur Khalef; Abdelhafidh Jaafar; Achour Ouazzane; Med Ali Boufahja; Salah Meziou
Original assignee: Tunisienne De Lubrifiants Sotu
Priority date: 1993-03-22
Filing date: 1994-03-21
Publication date: 1996-01-17
Also published as: AU6285794A; CA2159006A1; DZ1762A1; CA2159006C; DE69414699T2; HUT72015A; UA39881C2; RU2107716C1; WO1994021761A1; EP0690903B1; BG63637B1; PL178021B1; FR2703067B1; RO116092B1; CZ290614B6; DK0690903T4; FR2703067A1; EP0690903B2; EP0690903A1; ES2124879T3

Description

Vynález se týká způsobu a zařízení pro regeneraci použitých mazacích olejů.

Dosavadní stav techniky

Při použití mazacích olejů dochází k jejich změnám, což vede k potřebě jejich více nebo méně časté výměny. Likvidace nebo regenerace těchto použitých olejů je až dosud zdrojem značného znečišťování prostředí. Po použití tyto oleje zpravidla obsahují pevné zbytky, odbourané přísady, zbytky ze spalování, atd.

Až dosud byly vyvinuty různé způsoby rekuperace. Degradované oleje se nejprve zpětně získávají a tyto oleje různých původů se někdy smíchávají s víceméně cizími produkty, způsobilými rušit procesy regenerace.

Až dosud obsahují nejužívanější procesy fázi, v níž se použité a zpětně získané oleje podrobují zpracováním kyselinou sírovou a po té neutralizaci vápnem a uhličitanem sodným a nakonec odbarvování aktivovanou hlinkou a filtraci.

Je rovněž známo zařízení a způsob, popsané v britském patentovém spisu GB-A-243 666. Toto zařízení obsahuje dvě vany, umožňující dvě zpracovávání, a to jedno hydroxidem sodným a druhé hlinkou, a dvě odstředivky, zajišťující oddělování, jedno pro oddělování vody a druhé pro oddělování použité hlinky, od oleje, který se má zpracovávat.

Tento typ procesu dovoluje zpětně získávat část použitých olejů, ale vytváří nepoužitelný odpad, silně znečišťující životní prostředí. Míra zpětného zisku v průmyslových zařízeních, využívajících tyto procesy, nepřesahuje 85% a náklady na jejich provádění jsou vysoké.

NÁHRADNÍ LIST II

-2Kromě toho jsou známé další procesy zpětného získávání, založené na hydrogenačním konečném zpracování oleje po tepelném zpracování a jeho vakuové destilaci. Hydrogenace oleje se provádí katalyzátory hydro-odsiřování a hydro-oddusíkování. Během realizace těchto postupů se katalyzátory postupně vyčerpávají a vedou ke vznikání nepoužitelných a silně znečišťujících odpadů. Kromě toho jsou tyto postupy ještě dražší, než předchozí.

Z britského patentového spisu GB-A-2 022 131 je dále znám způsob, spočívající v regeneraci použitých olejů, obsahující první fázi odstraňování vody a odstraňování chlorovaných uhlovodíků a prováděnou v rozmezí od 100 do 200°C. Po té se provádí v uzavřeném systému alkalické zpracování při teplotě 300°C směsí hydroxidu sodného a hydroxidu draselného. Po té se provádí tepelná vakuová destilace, dosahující teploty 480°C.

Vynález si klade za úkol vytvořit způsob regenerace použitých mazacích olejů, který by znečišťoval málo životní prostředí, nebo ho neznečišťoval vůbec, a jehož realizace by se dala provádět v dobrých ekonomických podmínkách. Dále si vynález klade za úkol vytvořit způsob regenerace použitých olejů, dovolující zvýšenou výtěžnost zpětně získaného oleje.

Podstata vynálezu

Podstatou vynálezu je způsob regenerace mazacích olejů, obsahující pochod zpracovávání silnou zásadou, přičemž podle vynálezu způsob obsahuje následující pochody postupného zpracovávání:

a) vyhodnocení koncentrace těžké topné olejové frakce (fuel), mastné kyseliny a chloru, a vyloučení olejů, obsahujících příliš vysoký procentuelního podíl jedné z těchto složek,

b) předehřev, při kterém se oleje, které se mají regeneroNÁHRADNÍ LIST II

-3vat, uvádějí na teplotu od 120 do 250°C,

c) přidání silné zásady ve vodném roztoku v podílu čisté zásady 1 až 3% hmotnosti mazacího oleje,

d) odstraňování vody a extrakci lehkých uhlovodíků,

e) extrakci a rekuperaci plynového oleje (stripping),

f) extrakci nečistot vakuovou frakční destilací zajištující oddělení jednak základních mazacích olejů a jednak zbytku soustřeďujícího veškeré nečistoty.

V různých přednostních provedeních se vynález vyznačuje následujícími znaky, použitými ve všech jejich možných kombinacích:

- Před předehřevem se použité oleje homogenizují.

- Během předehřívací fáze jsou oleje, které se mají regenerovat, zahřívají na teplotu od 120 do 250°C. Tato teplota leží s výhodou v rozmezí od 140 do 160°C.

- Silná zásada je ve vodném roztoku.

- Silná zásada se přidává v množství okolo 1-3 hmotn.% čisté zásady.

- Rozpínací fáze (flash), prováděná po přidání silné zásady a před extrakcí nečistot, zajištuje odstraňování vody a extrakci lehkých uhlovodíků ze zpracovávané směsi.

- DestilaČní kolona vakuové destilace spolupůsobí s odparkou pro s odčerpáváním ze dna kolony.

- Silná zásada je ve hydroxid sodný nebo hydroxid draselný.

- Silná zásada je ve hydroxid sodný.

- Silná zásada je ve hydroxid draselný.

Vynález se rovněž vztahuje na zařízení pro regeneraci použitých olejů, dovolující provádění výše uvedeného způsobu a zahrnující zásobní nádrž použitých olejů, prostředky pro směšování a homogenizaci olejů, zpočátku přítomných v zásobní nádrži, prostředky pro předehřev použitých olejů, zásobní prostředky silné zásady, prostředky pro směšování silné zásady v předem určeném poměru s použitými oleji, extrakční jednotku vody a lehkých uhlovodíků rozepnutím (flash), ex-3atrakční jednotku plynového oleje (stripping) a prostředky pro extrakci nečistot obsahující vakuovou destilační jednotku.

S výhodou je vakuová destilační jednotka sdružena s odparkou s odváděním ze dna kolony.

Přehled obrázků na výkresech

Vynález je blíže vysvětlen v následujícím popisu na příkladech provedení s odvoláním na připojený výkres, znázorňující schéma zařízení pro regeneraci použitých olejů podle vynálezu.

Příklady provedení vynálezu

Sbírané použité oleje mohou být různých původů. Může se jednat například o motorový olej, olej pro mazání ozubených soukolí a převodových skříní, hydraulický olej, olej z turbin apod.

Na přívodu těchto olejů do regenerační jednotky se ověřuje jejich způsobilost pro zpracování. Způsob podle vynálezu je totiž zaměřen obzvláště na eliminaci lehkých složek, jako je benzin, plynový olej a voda, ale nedovoluje

-4loučit složky tak těžké, jako jsou samotné oleje, ale mající odlišné fyzikální vlastnosti. Může se jednak například a těžkou topnou olejovou frakci (fuel), jejíž vyloučení nebo zpracování by bylo možné možné pouze postupem úplné rafinace. nadměrný obsah chloru v přiváděných směsích může mít sklon vyvolávat předčasné opotřebení zařízení.

Sbírané oleje, jejichž procentuelní obsah těžké topné olejové frakce, mastných kyselin a chloru, by se měly vyloučit. Pro zjištění koncentrací těchto různých složek se provádějí zkoušky, dobře známé pro použití v oboru.

Mezi těmito zkouškami je možné uvést zkoušku na chlor (Chlor Test), dovolující provést detekci přítomnosti chloridů. Měděný drát, namočený v použitém oleji, se vloží do plamene. Zelenavý plamen indikuje přítomnost chloridů.

Zkouška Drop Test umožňuje zjišťovat těžkou topnou olejovou frakci (fuel). Kapka oleje se uloží na chromatografický papír. Soustředná skvrna se žlutavou koronou indikuje přítomnost těžké topné olejové frakce.

Zkouška Fat Test umožňuje zjišťovat přítomnost mastných kyselin v olejích. Zahřívají se 2 ml použitého oleje v přítomnosti tabletky hydroxidu sodného. Když se olej po ochlazení srazí, znamená to přítomnost mastných kyselin.

Sebrané použité oleje 1, které byly podrobeny s úspěchem těmto různým zkouškám, jsou shromáždovány v nádrži

2. Směšují se bud uvnitř stejné nádrže nebo při jejich extrakci klasickými prostředky, neznázorněnými na obrázku. Předehřívací prostředky 3 uvádějí oleje odebírané z nádrže 2 na teplotu od 120° do 250°C a s výhodou od 140° do 160°C.

K předehřátým použitým olejům se přivádí zásada skladovaná v zásobníku 4 a směšuje se s předehřátými oleji pro-5středky 5°. S výhodou se k použitým olejům přidává čistá zásada v množství od 1 do 3% hmotnosti. Tento podíl může být s výhodou upřesněn v závislosti na kvalitě použitých olejů a na povaze použité zásady. Použitá zásada je silná zásada, s výhodou hydroxid sodný nebo draselný. Je rovněž možné uvažovat použití směsi těchto zásad.

Použité oleje, uvedené na zvýšenou teplotu a s přidáním silné zásady, jsou vedeny do jednotky 6 pro extrakci vody a lehkých uhlovodíků rozepnutím (flash). V takové jednotce se odpaření vody provádí prudkým rozepnutím směsi v nádrži. Voda a lehké uhlovodíky jsou extrahovány a zbývající směs je směrována k extrakční jednotce 8 plynového oleje (stripping). Tato eliminace se provádí destilací v koloně. Plynový olej 9 se odvádí a zbýváj ící směs se vede k destilační koloně 10 dovolující dělení směsi na základní mazací olejové frakce a oddělování zbytku, kde se soustřeďují všechny nečistoty.

Základní oleje mohou být oddělovány v různých úrovních podle počtu požadovaných frakcí. Získají se dobré výsledky, oddělují-li se jednak základní olej 11 150 Neutrál a základní olej 12 400 až 500 Neutrál.

Destilační kolona 10 je tradiční vakuová destilační kolona, která dovoluje rozdělování a extrakci zbytků, které jsou směrovány do akumulační nádrže 14. Zbytky 15 se odvádějí a mohou být používány například jako dehet nebo asfalt pro stavbu silnic. Mohou být rovněž použity jako paliva.

Vakuová destilační kolona 10 je s výhodou sdružena s odparkou s odčerpáváním ze dna kolony 13, umožňující zlepšit její účinnost. Část energie potřebné pro zvýšení teploty použitých olejů před přidávám čisté zásady pochází s výhodou ze zpětného zisku energie ze základních mazacích olejů 11, 12 na výstupu z kolony 10.

-6Použité oleje se při jejich zpětném získávání a na výstupu ze zásobní nádrže 2 s výhodou filtrují, aby se tak odstranily pevné částice, které mohou obsahovat.

Oběh směsi a extrahovaných produktů popisovaným zařízením je zajišťován různými neznázorněnými čerpadly.

Způsob a zařízení podle vynálezu tak dovolují získávat z použitých olejů základní oleje různé opětovně zužitkovatelné kvality, vodu, lehké uhlovodíky a plynový olej. Všechny získané produkty jsou tedy opětovně využitelné, takže způsob dovoluje odstranit hlavní rizika znečišťování životního prostředí.

Způsob dovoluje dosahovat minimální zpětné výtěžnosti 90%. Tato výtěžnost je poměr hmotnosti zpětně získaných množství oleje k množství olejů v průmyslovém měřítku k poměru množství olejů získaných laboratorně v optimálních podmínkách nezávislých na jakýchkoli ekonomických hlediscích.

V alternativním provedení se odstraňování odpadu provádí odstřeďovacím zařízením. Oba způsoby eliminace odpadů, t.j. v destilační koloně nebo odstřelováním, mohou být kombinovány.

Přednostní způsob provedení vynálezu však využívá vakuovou destilační kolonu, sdruženou s odparkou s odčerpáváním ze dna kolony. Je tak možné získat výborný výtěžek základní mazací olejové frakce, zmenšit investiční a provozní náklady vzhledem k dalším známým postupům a získat regenerované oleje se stejně dobrými vlastnostmi jako nové základní oleje a odstranit z nich téměř veškeré množství kovů. Navíc jsou veškeré nečistoty obsaženy v jejich zbytcích, které jsou snadno zužitkovatelné, jak již bylo uvedeno.

-ΊZařízení podle vynálezu může být snadno využito v nej lepších podmínkách spolehlivosti.

Vynález je dále demonstrován na konkrétních hodnotách v příkladech jeho provedení. V tabulce A je uveden výsledek vakuové destilace použitých olejů v laboratoře s uvedením složek a jejich přesných vlastností. V tabulce B je uveden výsledek destilace získaný postupem podle známého stavu techniky bez přidání zásady. Tento způsob musí být podle známého stavu techniky následován tradičním postupem se zpracováním kyselinou a aktivovanou hlinkou, jehož nevýhody byly uvedeny výše. Výsledky zpracování jsou shrnuty v tabulce C. V tabulce D je znázorněna regenerace olejů průmyslově prováděným způsobem podle vynálezu.

40°C

V jednotlivých tabulkách jsou produkty rekuperované složky. Rdt znázorňujejejich výtěžek (poměr hmotnosti rekuperovaného množství vzhledem k počátečnímu množství použitého oleje, který se má regenerovat). T.A.N. vyjadřuje jejich kyselost (číslo kyselosti obsahu - teneur acid number). VIS značí jejich viskozitu při 40°C v jednotkách centivyjádřena vzhledem k normalizovaným Čím nižší je udávaná číslicová hodnota, stock. Barva je referenčním barvám tím lepší je barva a vzhled je kvalitativním údajem.

Ba značí baryum, Ca vápník, Pb olovo, Zn zinek, P fosfor, Cr chrom, Fe železo a Si křemík. Porovnání tabulky C s tabulkou D ukazuje vyšší kvalitu základních olejových frakcí podle vynálezu. Zejména jejich obsahy kovů ve zpětně získaných olejích jsou značně nižší a výtěžek je vyšší. Tím více se dá soubor frakcí snadno opětovně zužitkovat.

Pokusy na motorových olejích regenerovaných podle vynálezu ukazují, že jsou ekvivalentní novým olejům. Mají lepší vlastnosti, než oleje regenerované známými způsoby.

-8Vztahové značky uvedené za technickými charakteristickými údaji v patentových nárocích slouží výlučně pro lepší pochopení nároků a nijak nesnižují jejich rozsah.

TAB.A

Destilace použitých olejů v laboratoři
Produkt	Rdt (%)	T.A.N. (mgKOH/g)	VIS 40°C (Cst)	Barva	Vzhled
Plynový olej	4,06	2,01	2,97	5
Lehká frakce	23,15	0,75	27,05	<4	kalný
Těžká frakce	43,30	0,49	74,8	4,5	kalný
Zbytek	19,60	-	-	-	-
Voda + benzin	8,39	-	-	-	-
Ztráty	1,50	-	-	-	-

Výtěžek destilace: 66,45%

TAB.B

Destilace použitých olejů v průmyslu při alkalickém předběžném zpracování (stav techniky)

Produkt	Rdt (%)	T.A.N. (mgKOH/g)	VIS 40°C (Cst)	Barva	Vzhled
Plynový olej	6,99	4	t,70	3,70	5
Lehká frakce	12,40	0,10	30,57	<4	kalný
Těžká frakce	49,95	0,41	75,98	4,5	kalný
Zbytek	20,27		-	-	-	kalný
Voda+benzin+
+ ztráty(dist.	)10,39		—	—	—
Obsah kovů
(v ppm)
	Ba	Ca	Pb	Zn P	Cr	Fe Si
Použitý olej	8	692	1138	694 704	5	84 77
Lehká frakce	<2	<1	6	<1 8	<0,5	<0,5 26
Těžká frakce	<2	<1	5	<1 <5	<0,5	<0,5 6

Plynový Zbytek	olej	<2 85	<1 4901	39 2529	2 3469	101 2570	<0,5 8 36 652	327 228
Výtěžek	destilace:	62,35%

TAB.C Regenerace použitých olejů v průmyslu při	zpracová-
ní kyselinou/hlinkou	(stav techniky)
Produkt	Rdt	T.A.N. VIS 40°C	Barva	Vzhled
	(%)	(mgKOH/g) (Cst)
Plynový olej
(bez zprac.)	6,99	4,70 3,70	5	kalný
Lehká frakce	11,16	0,01 30,04	1,5	C+B
Těžká frakce	44,05	0,05 75,85	3	C+B
Zbytek	20,27	-	-	kalný
Voda+benzin+
+ ztráty(dist.	)10,39	-	-	-

Ztráty při chem.

zprac. (v ppm)	7,14
Obsah kovů (v ppm)	Ba	Ca	Pb	Zn	P	Cr	Fe	Si
Lehká frakce	<2	<1	5	<1	<5	<0,5	<0,5	26
Těžká frakce	<2	<1	5	<1	<5	<0,5	<0,5	6

Výtěžek regenerace: 55,21%

Výtěžnost: 83,09% (vypočítáno vzhledem k destilaci v laboratoři bez předchozího zpracování)

TAB.D Regenerace olejů v průmyslovém měřítku podle vynálezu
Produkt	Rdt	T.A.N.	VIS 40°C	Barva	Vzhled
	(%)	(mgKOH/g)	(Cst)
Plynový olej	5,41	0,02	6,05	1,5
Lehká frakce	12,77	0,01	33,89	2	C+B
Těžká frakce	49,99	0,01	84,91	2,5	C+B
Zbytek	20,44	-	-	—	C+B
Voda+benzin+
+ ztráty(dist	.)11,39	—	—
Obsah kovů
(v ppm)
	Ba	Ca Pb	Zn P	Cr	Fe	Si
Lehká frakce	<2	<1 <2	<1 <5	<0,5	<0,5	3
Těžká frakce	<2	<1 5	<1 <5	<0,5	<0,5	3
Plynový olej	<2	<1 6	<1 95	<0,5	1	122
Zbytek	132	7624 2788 3500 2644	40	664	279
Výtěžek regenerace:	62,76%

Výtěžnost: 94,45% (vypočítáno vzhledem k destilaci v laboratoři bez předchozího zpracování)

Claims

1. Způsob regenerace použitých mazacích olejů, obsahující pochod zpracovávání silnou zásadou, vyznačený tím, že obsahuje následující pochody postupného zpracovávání:

a) vyhodnocení koncentrace těžké topné olejové frakce, mastné kyseliny a chloru, a vyloučení olejů, obsahujících příliš vysoký procentuelní podíl jedné z těchto složek,

b) předehřev, při kterém se oleje, které se mají regenerovat, uvádějí na teplotu od 120 do 250°C,

d) odstraňování vody a extrakci lehkých uhlovodíků,

e) extrakci a rekuperaci plynového oleje (stripping),

c) extrakci nečistot vakuovou frakční destilací zajištující oddělení jednak· základních mazacích olejů a jednak zbytku soustřeďujícího veškeré nečistoty.

2. Způsob regenerace použitých mazacích olejů podle nároku 1 vyznačený tím, že se pochod odstraňování vody a extrakce lehkých uhlovodíků provádí rozepnutím (flash).

3. Způsob regenerace použitých mazacích olejů podle nároku 1 nebo 2 vyznačený tím, vakuová destilační kolona spolupůsobí s odparkou s odváděním ze dna kolony.

4. Způsob regenerace použitých mazacích olejů podle kteréhokoli z nároků 1 až 3 vyznačený tím, že silná zásada je hydroxid sodný a/nebo draselný.

5. Způsob regenerace použitých mazacích olejů podle nároku 4 vyznačený tím, že silná zásada je hydroxid sodný.

6. Způsob regenerace použitých mazacích olejů podle nároku 4 vyznačený tím, že silná zásada je hydroxid draselný-127. Zařízení pro regeneraci použitých olejů, obsahujíi cí zásobní nádrž (2) na použité oleje, předehřívací proi středky (3) použitých olejů, zásobní prostředky (4) silné • zásady, směšovací prostředky (5) silné zásady v určeném podílu s použitými oleji, extrakční jednotku (6) vody a lehkých uhlovodíků rozepnutím (flash), extrakční jednotku (8) plynového oleje (stripping) a prostředky (10, 14) pro extrakci nečistot obsahující vakuovou destilaČní jednotku (10).

8. Zařízení pro regeneraci použitých olejů podle nároku 7 vyznačené tím, že vakuová destilaČní jednotka (10) je sdružena s odparkou (13) s odváděním ze dna kolony.

NÁHRADNÍ T.TST II