CZ287418B6 - Regeneration process of used oils - Google Patents

Description

Způsob regenerace použitých olejů

Oblast techniky

Vynález se týká vysoce výtěžného a málo znečisťujícího postupu regenerace použitých mazacích olejů. V tomto speciálním oboru techniky pojem regenerace znamená přeměnu použitých olejů a tuků, získaných ze strojů a z jiného průmyslového použití, do jakosti základních olejů. Takové základní oleje se potom, po smísení s vhodnými přísadami, používají jako nové mazací oleje, které mají kvalitativní vlastnosti stejné, jako jsou vlastnosti olejů přímo získávaných z ropných rafinerií.

Konkrétně se vynález týká způsobu regenerace použitých olejů, u kterého se oleje nejdříve zavádějí do předřazené kolony pro oddělování vody a většiny těkavých frakcí v nich obsažených, načež se čistí použitím vysoce zásaditého činidla za účelem odloučení polymerů s velkou molekulovou hmotností a těžkých kovů, a dále se zpracovávají frakční destilací za účelem získání alespoň jedné olejové frakce určené k použití jako mazací báze, načež se v odbarvovacím procesu odbarvují.

Dosavadní stav techniky

První průmyslové podniky pro regeneraci použitých olejů vznikly v šedesátých létech tohoto století, zejména proto, že odstraňování použitých olejů z půdy nebo vody se stalo značným ekologickým problémem. V následujících létech se na jedné straně spotřeba olejů zvýšila a na druhé straně, v porovnání s novými oleji z rafinerií, regenerace olejů měla stále se zvyšující význam, zejména pro použití regenerovaných olejů jako suroviny. V současné době konkurují regenerované oleje jak co do dosažitelnosti, tak i co do nákladů, olejům přímo získávaným z ropy.

Zvyšující se ekonomický zájem o regenerované oleje vedl vládní orgány ktomu, že se stále citlivěji zaměřovaly na problém sběru a soustřeďování použitých olejů, takže zakládaly organizace pro sběr použitých olejů, jimž byli všichni uživatelé olejů povinni použité oleje dodávat. Tento trend je dosud v plném rozmachu. V zemích Evropského hospodářského společenství, v nichž celková spotřeba mazacích olejů činí okolo 4 milionů tun ročně a odpovídající teoretické množství regenerovatelných použitých olejů je asi 2,5 milionů tun, je ve skutečnosti vráceno a do přečisťovacích středisek dodáváno jen 1,5 milionů tun, zbývající množství je likvidováno nekontrolovaným způsobem, který je samozřejmě škodlivý pro životní prostředí.

V zásadě jsou známy a používány dva postupy regenerace použitých olejů: proces, v němž se používá kyselina sírová a proces s použitím propanu. U obou těchto procesů se použité oleje nejdříve zbavují v nich obsažené vody, načež se regenerují buď kyselinou sírovou nebo propanem, čímž se odlučují ostatní nečistoty v těchto olejích obsažené. Tyto ostatní nečistoty sestávají převážně ze směsí s vysokou molekulovou hmotností, které jsou obsaženy v olejových přísadách, a z kovů, které vnikly do oleje buď přímo v důsledku opotřebení kovových částí strojů, nebo nepřímo jako kovy obsažené v palivech nebo olejových přísadách, jako je například olovo v motorovém benzinu.

Proces regenerace použitých olejů kyselinou sírovou byl první, který se používal, v současné době se však od tohoto procesu upouští pro značné problémy se znečisťováním prostředí, které jej provázejí. Tento proces sestává zejména z následujících postupů, které jsou také zřejmé z blokového schématu, znázorněného na obr. 1:

-1 CZ 287418 B6

A- rychlé předehřátí použitých olejů Al za mírného vakua za účelem oddělení homí složky sestávající z vody A2 a z lehkých uhlovodíků A3 - plynový olej - od dolní složky, kterou tvoří dehydratované oleje A4;

B - úprava dehydratovaných olejů A4 koncentrovanou kyselinou sírovou BI v množství 20 až 25 % hmotnostních za účelem extrakce a následné dekantace složek velké molekulové hmotnosti a těžkých kovů; a

- oddělení kyselinových kalů B2 s vysokým obsahem olejových frakcí od čištěných a okyselených olejů B3;

C - neutralizace olejů B3 a odbarvení směsí Cl vápna a odbarvovacích hlinek; a

- filtrace těchto olejů, jíž se získávají odbarvené neutrální oleje C3, a regenerace odsátých hlinek C2, nasáklých olejovými frakcemi ve vysoké koncentraci;

D - destilace olejů C3 za tepla ve vakuu spojená se separací vody a plynového oleje Dl z hlavy kolony as odváděním vyčištěných olejů rozdělených do frakcí rozdílné viskozity, ze stranových výpustí kolony; vstřikování přehřáté páry ze dna kolony;

E- konečné odbarvování olejů odbarvovacími hlinkami El, spojené se získáním mazací báze 20 E3 a s rekuperací odsátých hlinek E2 ve vysoké koncentraci nasáklých olejovými frakcemi.

Z obr. 1 je také zřejmé, jak tekuté hmoty vstupují a vystupují do a z každého bloku v porovnání s množstvím vstupu použitých olejů Al, vyjádřeným hodnotou 100. Z toho je rovněž zřejmé, že konečný výtěžek tohoto procesu s použitím kyseliny sírové nedosahuje ani celých 60 %.

Ve skutečnosti je značné množství zadrženo v kyselinových kalech B2 a jejich rekuperace není snadná. Složení těchto kalů je velmi variabilní a kromě kyseliny sírové a uhlovodíkových sloučenin obsahují kaly také polymerické sloučeniny velké molekulové hmotnosti, organické a anorganické sloučeniny síry, chloru, dusíku a fosforu, jakož i těžké kovy, jako jsou chrom, 30 měď, zinek, železo, nikl a olovo.

Z hlediska technologických problémů, které jsou spojeny s ekologickou likvidací odpadů tohoto druhuje v současné době stále používáno jejich ukládání na haldách nebo v dolech. V některých případech se také tato likvidace provádí po předchozí neutralizaci kyselinových kalů vápnem, 35 čímž se však značně zvětšuje jejich objem a zvyšují se náklady na jejich likvidaci vzhledem k tomu, že pro neutralizaci každého kilogramu kyselinových kalů je třeba použít 0,4 až 0,5 kg vápna. Také spalovací technika není pro tento účel vhodná, neboť vyžaduje instalaci a provoz komplikovaného a nákladného zařízení pro čistění kouřových zplodin.

Především vzhledem ke škodám, vznikajícímu znečisťování prostředí likvidací kyselinových kalů, které jsou sice menší co do objemu, avšak jistě ne méně škodlivé, než při přímé likvidaci použitých olejů, byla instalace nových čisticích stanic, používajících kyselinu sírovou, rychle omezována, jakmile se na trhu objevila zařízení pro využívání druhého známého procesu, používajícího pro regeneraci použitých olejů propan.

Blokové schéma tohoto druhého procesu je na obr. 2 a je znázorněno stejným způsobem jako blokové schéma procesu s použitím kyseliny sírové. Také v tomto případě jsou různé vstupy a výstupy označeny ve vztahu k množství přiváděného použitého oleje Al, vyjádřenému hodnotou 100. V tomto propanovém procesu je proces působení kyselinou zcela nahrazen 50 operací B, to je čeřením oleje tekutým propanem.

Tento uhlovodík lze velmi snadno zkapalnit a v kapalné fázi má velmi nízkou hustotu. Smísí-li se s použitými oleji, propan působí jako ředidlo a čeřící prostředek, jímž se snadno dosahuje

-2 CZ 287418 B6 separace první kapalné frakce Bl o vysoké viskozitě, obsahující polymery s velkou molekulovou hmotností a těžké kovy, obvykle označované jako asfalty, od druhé kapalné frakce B2, sestávající výlučně z vyčeřených a dehydratovaných olejů. U tohoto zařízení je pochopitelně také zajištěn postup odlučování propanu z kapalné frakce B2 a postup recyklace rekuperovaného propanu.

Následující filtrační stupeň C s odbarvovacími hlinkami Cl se provádí za tepla, čímž dochází k rekuperaci odsávaných hlinek C2 a také plynné frakce C3, sestávající z malého množství plynového oleje obsaženého v B2. Zbývající část plynového oleje opouští tento blok společně s odbarvenými oleji C4 aje regenerován v následujícím destilačním stupni D. Destilační stupeň D a konečný odbarvovací stupeň E jsou zcela stejné jako u popsaného postupu čistění pomocí kyseliny sírové.

Regenerační proces s použitím propanu představuje významné zdokonalení proti procesu používajícímu kyselinu sírovou, a to jak co do výtěžnosti - která se zvedla zhruba na 68 % -, tak i z hlediska znečišťování prostředí, které se výrazně snížilo. Nicméně, i tento proces má některé nedostatky. Hlavní z nich je, že manipulace s propanem je spojena s bezpečnostními problémy pro pracovníky, vzhledem k jeho vysoké výbušnosti; a dále, přesto, že se provádí výše popsané odlučování propanu, zůstávají v těžkých frakcích asfaltů Bl stále stopy propanu. Toto, i když malé množství propanu, je dostačující k tomu, že brání použití takových asfaltů v potenciálně zajímavých oborech, jako jsou stavby silnic a budov. Přítomnost propanu je příčinou zvýšení vznětlivosti asfaltů, což je také příčinou obtížné manipulace při kladení asfaltových základů vozovek, a na druhé straně také nedovoluje jejich používání ve stavebnictví, kde se asfalt používá zejména jako izolační materiál. Vrstvy takové asfaltové krytiny by nebylo možno, jak je běžné, svařovat plamenem bez rizika požáru.

Důsledkem je, že při regeneraci použitých olejů pomocí propanu jsou asfalty v každém případě považovány za odpadový produkt, který je možno využít, po předchozím zředění plynovým olejem na dostatečnou kapalnost, jen jako palivo, které má sice dobrou výhřevnost, avšak vysoký stupeň znečišťování. Typické použití pro takové asfalty je jako topivo v cementačních pecích, opatřených ovšem vhodným speciálním zařízením pro čistění kouřových zplodin a schopným také odlučovat nečistoty přítomné v takových asfaltech. Z energetického hlediska proces, používající propan, v porovnání s procesem s kyselinou sírovou, vyžaduje více elektrické energie a paliva pro výrobu potřebné páry a ohřev olejů.

V nedávné době byl zaveden proces třetího typu, u kterého se použité oleje po obvyklé dehydrataci dále zpracovávají procesem destilace v tenké vrstvě. U tohoto kontinuálního procesu se použité oleje přivádějí k axiálnímu rotoru destilační kolony a tímto rotorem jsou nastřikovány na vnitřní stěny kolony, které jsou vyhřívány na vysokou teplotu pomocí diatermické kapaliny protékající obložením této kolony.

Při styku se stěnou kolony se lehká odpařitelná frakce olejů ihned mění na plynnou fázi, zatímco těžká frakce zůstává tekutá a shromažďuje se na dně kolony. Odpařená frakce se jímá a přerušovaně destiluje do požadovaných frakcí v další frakcionační koloně.

U tohoto kontinuálního procesu se získávají zajímavé výsledky, je však spojen s řadou nevýhod, které omezují jeho rozšíření. V prvé řadě se vyžaduje předběžné zpracování použitých olejů za účelem jejich základního vyčistění, jinak by vyžadovalo jejich zpracování příliš dlouhý čas; tento proces je choulostivý zejména pro rotor, který se snadno zanáší, přičemž jeho periodická údržba, pokud jde ojeho čistění, je velmi nákladná. Dále tento proces vyžaduje vysoké investiční a provozní náklady, čímž je ekonomicky znevýhodněn proti procesu používajícímu pro regeneraci použitých olejů propan. A konečně, vzhledem k nutnosti vyjímání rotoru pro jeho čistění, má kolona pro destilaci v tenké vrstvě omezenou výšku. Má-li být tento proces používán

-3 CZ 287418 B6 pro olej dodávaný vysokou rychlostí, je zapotřebí několika paralelně uspořádaných kolon, aniž by bylo možno dosáhnout nějakých úspor.

Je také znám způsob regenerace použitých olejů molekulovou destilací z tenkého stíraného filmu při teplotě 150 až 300 °C, u něhož se bezprostředně před molekulovou destilací použitý olej mísí s0,2 až 1,5 % hmotnostního alkalického louhu ve formě vodního roztoku o koncentraci 30 až 50 % hmotnostních.

Podstata vynálezu

Úkolem vynálezu je vyřešit proces regenerace použitých olejů, který snižuje nebo zcela odstraňuje množství používaných činidel, které jsou nesnadno likvidovatelné nebo jsou nebezpečné pro člověka; tento proces má být proveditelný jednoduchým a kompaktním zařízením, které nebude závislé na vysokých výrobních nákladech, a které také umožní snížení spotřeby energie; proces, který bude proveditelný v kompletně statickém zařízení, jehož jednotlivé části nebudou obsahovat jakékoliv pohybující se části, které by byly vystaveny problémům znečisťování, typickým pro dosud známá zařízení na regeneraci použitých olejů; a konečně, proces schopný zvýšit dosud neuspokojivou výtěžnost známých procesů, ať již jde o množství nebo jakost regenerovaných olejů a nebo o možnost ekonomického využití vedlejších produktů, s cílem učinit tento proces globálně výhodnějším.

Tento úkol vyřešil a nevýhody známých způsobů odstraňuje způsob regenerace použitých olejů, u kterého se oleje nejdříve zavádějí do předřazené kolony pro oddělování vody a většiny těkavých frakcí v nich obsažených, načež se čistí použitím vysoce zásaditého činidla za účelem odloučení polymerů s velkou molekulovou hmotností a těžkých kovů, a dále se zpracovávají frakční destilací za účelem získání alespoň jedné olejové frakce určené k použití jako mazací báze, načež se v odbarvovacím procesu odbarvují, podle vynálezu, jehož podstatou je, že frakční destilace se provádí ve frakcionační koloně s jednou výplní a čisticí úprava se provádí ve třech za sebou následujících stupních, přičemž v prvním stupni předúpravy, před zpracováním v předřazené koloně, se do olejů přidává a s nimi smísí NaOH jako vysoce zásadité činidlo, ve druhém stupni předúpravy, před frakční destilací, se oleje, vystupující z předřazené kolony, dekantují, a ve třetím stupni předúpravy se dekantované oleje zavádějí do cyklonu uspořádaného v dolní části frakcionační kolony, kde jsou rozdělovány na plynnou frakci, která je převáděna do homí části frakcionační kolony a na frakci těžkých kapalin, obsahující polymery s velkou molekulovou hmotností, a těžké kovy, která se odvádí z dolní části frakcionační kolony.

Je výhodné, když frakcionační kolona je čtyřpatrová a má celkový odpor proti proudění nepřesahující 5,4 kPa, případně 2,7 kPa.

Dále je výhodné, když výplň frakcionační kolony sestává z vedle sebe a nad sebou uspořádaných varhánkovitě skládaných plechových fólií.

U způsobu podle vynálezu je výhodné, když v průběhu předúpravy pomocí NaOH se teplota oleje zvýší na 120 až 140 °C.

Je také výhodné, když frakcionační kolona je bez jakýchkoliv pohyblivých součástí, a to i v dolní části, ve které dochází k cyklonaci olejů.

Podle vynálezu je výhodné, když se vysoce zásadité činidlo přivádí v množství postačujícím k udržení pH dehydratovaných olejů, vystupujících z předřazené kolony, na hodnotě v rozmezí 10 až 13 pH, s výhodou však mezi 11,8 až 12,8 pH.

-4CZ 287418 B6

Je výhodné, když se dekantace provádí ve sběrné nádrži, uspořádané mezi předřazenou kolonou a frakcionační kolonou, s dobou prostoje alespoň 48 hodin.

Je také výhodné, když destilované olejové frakce C3/I, C3/II, C3/III, odváděné z frakcionační kolony, se před odbarvováním upravují ve vypuzovací koloně, přičemž odbarvování se může provádět odbarvovacími hlinkami nebo vodíkem.

Přehled obrázků na výkresech

Příkladné provedení vynálezu je znázorněno na výkresech, kde obr. 1 představuje blokové schéma známého regeneračního procesu pomocí kyseliny sírové, obr. 2 známé blokové schéma regeneračního procesu pomocí propanu, obr. 3 blokové schéma procesu regenerace použitých olejů podle vynálezu, obr. 4 schéma zařízení pro proces podle vynálezu, přičemž základní reagenční adiční stupeň a předehřívací stupeň jsou znázorněny v dalších detailech a obr. 5 schéma zařízení pro provádění postupu podle vynálezu, na kterém je znázorněn v dalším detailu stupeň frakční destilace a stupeň separace těžké frakce, obsahující polymery s velkou molekulovou hmotností a těžké kovy.

Příklady provedení vynálezu

Proces regenerace použitých olejů podle vynálezu se liší od známých procesů zejména tím, že je u něj značně zjednodušen čisticí proces, a že všechny destilační postupy jsou kombinovány v jediné koloně, přičemž je známo, že u dosud používaných procesů dochází k tomuto postupu v několika kaskádových kolonách, a také postupem odlučování těžké frakce, obsahující polymery s velkou molekulovou hmotností a těžké kovy. Navíc poslední separace se provádí pomocí cyklónového zařízení, uspořádaného v dolní části destilační kolony, které nevyžaduje použití pohyblivých součástí, a proto s ním nejsou spojeny problémy zanášení nebo blokování, které jsou jinak způsobovány vysokou viskozitou a speciálním složením zpracovávaných materiálů.

Na obr. 3 je blokové schéma, znázorňující hlavní stupně procesu podle vynálezu. Stejně, jako podobná schémata na obr. 1 a 2, znázorňující výše popsané známé procesy, toto schéma znázorňuje tekuté hmoty vstupující do a vystupující z jednotlivých bloků, s odvoláním na množství přiváděných použitých olejů Al, vyjádřeném hodnotou 100.

Jak již bylo uvedeno, postup čistění použitých olejů od polymerů s velkou molekulovou hmotností a těžkých kovů zahrnuje předběžné zpracování A základním činidlem. Výhodným činidlem pro tento účel je NaOH, který se přidává do A2 a před odpařováním se smísí s oleji Al. Tato předcházející úprava sice přímo nepůsobí na uvedené nečistoty, avšak na jedné straně pomáhá zmýdelnit mastné kyseliny v nich obsažené a tak podporuje jejich srážení, a na druhé straně neutralizuje chlor přítomný jak ve vázané, tak i ve volné formě. Zmýdelňování mastných kyselin umožňuje jejich snadné odlučování dekantací, čímž je zlepšena tekutost systému, a kromě toho likviduje jejich těkavost a brání tak těmto kyselinám v přeměně v páry v destilační koloně, a tak čistí oleje jak přímo, tak i tím, že částečky nečistot přímo váže na tyto oleje. Neutralizací chloruje také zařízení chráněno před korozí, čímž se prodlužuje jeho životnost.

Při následujícím odpařovacím postupu B, stejně jako u známých postupů, dochází k separaci a k odvádění olejovité vody Bl a plynového oleje B2. Dříve než se proud dehydrovaných olejů B3 přepustí z odpařovacího stupně do následujícího stupně, ponechá se proud dehydratovaných olejů B3, přepouštěných z odpařovacího stupně, v klidu po dobu postačující k tomu, aby došlo k dekantací zmýdelněných nebo vyvločkovaných částic.

-5CZ 287418 B6

Další postup spočívá v tom, že se oleje přivádějí do dalšího stupně, v němž se provádí tepelná deasfaltizace a frakční destilace C, zahrnující současně jak odlučování lehké fáze Cl, obsahující plynový olej, tak i těžké fáze C2, obsahující polymery s velkou molekulovou hmotností a těžké kovy, jakož i frakcionaci olejů do tří frakcí C3 různé měrné hmotnosti. Takto získané tři frakce, vhodně vyčištěné vytěsňovacím postupem, se zavádějí do známého koncového odbarvovacího stupně D, do kterého se přivádí proud odbarvovacích hlinek Dl, a ze kterého vystupuje proud odsávaných nasycených hlinek D2. Tím se získá hlavní proud regenerovaných olejů D3 při velmi vysoké výtěžnosti kolem 72 %. Při použití přídavného procesu rekuperace olejů, které se vsákly do odsávaných hlinek D2, je možno výtěžnost zvýšit až na 75 %. Alternativně je také možno provádět odbarvování regenerovaných olejů vodíkem, což je součástí známého stavu techniky.

Regenerační postup, probíhající v blocích A, B a C, je dále podrobně popsán s odvoláním na zařízení znázorněné na obr. 4 a 5.

Na obr. 4 jsou znázorněny bloky A aB. Použité oleje Al jsou dodávány čerpadlem J do předřazené kolony 2 pro oddělování lehkých frakcí. Do výstupu zmíněného čerpadla J je také zaváděno základní činidlo A2, jehož průtok je řízen měrným čerpadlem 3. Jak bylo již uvedeno, základním činidlem A2 je s výhodou NaOH, který se přivádí jako 30 % roztok v množství zabezpečujícím hodnotu pH použitých olejů na výstupu předřazené kolony 2 na pH mezi 10 až 13, nejvhodněji však mezi 11,8 až 12,2. Průtokovou rychlost měrného čerpadla 3 je proto výhodné řídit automaticky pomocí pH regulačního zařízení 4, uspořádaného u výstupu předřazené kolony 2.

Použité oleje Al a základní činidlo A2 se dokonale promíchávají v potrubním směšovači 5, načež se předehřívají ve výměníku 6, do kterého je zaústěno parní vedení VAP, na teplotu 120 až 140 °C.

V předřazené koloně 2 je udržováno mírné vakuum, asi 26,8 kPa, a to pomocí ejektoru 7, rovněž napájeného z parního vedení VAP. Proud A3, zaváděný do předřazené kolony 2, je v ní oddělován na plynnou fázi obsahující vodu a plynový olej, a na kapalnou fázi, obsahující dehydratované oleje a nečistoty. Plynná fáze se kondenzuje ve vodou chlazeném kondenzátorů 8a a kondenzát vstupuje do gravitačního odlučovače 9. Do gravitačního odlučovače 9 se také zavádějí páry, vystupující z ejektoru 7 po předcházející kondenzaci v kondenzátorů 8b.

V gravitačním odlučovači 9 se odlučuje nekondenzovatelná plynná fáze GAS, která se odvádí do neznázoměného vysokoteplotního hořáku za účelem likvidace všech plynných nečistot obsažených v obou již popsaných kapalných proudech Bl aB2. Proud vody Bl, který je poněkud znečištěn olejem, je společně s odpadovou vodou, vystupující z dalších částí zařízení, zaváděn do neznázoměné biologické čisticí stanice. To je vlastně jediný odpadový produkt regeneračního procesu podle vynálezu, který nepřekračuje 4% hmotnostní z dodávaného množství a jehož vhodná likvidace není žádným zvláštním problémem. Se zřetelem ktomu, že oleje nejsou zpracovávány znečisťujícími činidly, má vystupující plynový olej B2 vynikající kvalitu a může být dodáván do obchodní sítě jako normální palivo.

Spodní produkt B3 předřazené kolony 2, který může být kondenzován chladicím hadem IQ je odčerpáván čerpadlem 11 do sběrné nádrže 12. Rozměry sběrné nádrže 12 a poloha vstupního a výstupního potrubí se stanoví tak, aby doba prostoje tohoto produktu proudu B3 ve sběrné nádrži 12 činila nejméně 48 hodin. Zmýdelněné mastné kyseliny a jiné, v důsledku použití NaOH vy vločkované částice, mají tak možnost usazovat se na dně této sběrné nádrže J2, ze kterého se periodicky odstraňují vypouštěcím potrubím 13, přičemž s sebou unášejí i případné nečistoty.

-6CZ 287418 B6

Na obr. 5 je znázorněna tepelná deasfaltizace a frakční destilace, jimž je podroben proud B3 dehydratovaných olejů. Tyto oleje se nejdříve ohřívají na teplotu asi 360 °C v metanové plynové peci 20. Odtud se oleje přivádějí do dolní části frakcionační kolony 21, ve které je udržován stupeň vakua alespoň 1,3 až 2,7 kPa, měřeno v homí části frakcionační kolony 21, pomocí hlavního ejektoru 22a, sériově napojeného na dva sekundární ejektory 22b a 22c, přičemž všechny tyto ejektory 22a, 22b, 22c jsou napájeny z potrubí VAP. Přesněji řečeno, ohřáté a zčásti odpařené oleje se zavádějí do homí části cyklonu 23, uspořádaného v dolní části frakcionační kolony 21 a sestávajícího z kanálu tvaru otevřené spirály, vedoucí směrem dolů kolem velké středové trubice, spojující dolní část frakcionační kolony 21 s bezprostředně následující její homí částí.

Ve vstupní části frakcionační kolony 21 se proud B3 téměř zcela odpaří a cyklon 23 zajistí dokonalé a kompletní oddělení plynné fáze od fáze tekuté, která obsahuje velmi těžké olejové frakce a všechny nečistoty, sestávající z polymerů s velkou molekulovou hmotností a z těžkých kovů. Tato tekutá fáze, všeobecně označovaná jako asfalty, se odčerpává čerpadlem 24 do neznázoměné sběrné nádrže.

Plynná fáze, uvolňovaná z cyklonu 23, se ve frakcionační koloně 21 pohybuje směrem vzhůru a prochází čtyřmi nad sebou uloženými výplněmi 25, uspořádanými nad příslušnými sběrnými patry 26, známým způsobem propouštějícími plynnou fázi, která postupuje směrem vzhůru, a zadržují kondenzovanou kapalinu. Frakcionační kolona 21 svou konstrukcí podle vynálezu umožňuje rozdělení přiváděného proudu do hlavní frakce, která obsahuje zejména páry ze zpracování olejů a plynový olej, a do tří mezifrakcí C3/I, C3/II a C3/III regenerovaných olejů různé hustoty, které jsou již upraveny pro různé komerční použití, jakož i do již popsané koncové frakce C2.

Pro dosažení tohoto výsledku je třeba, aby výplň měla velmi nízký odpor proti proudění, nejvýše 0,7 až 1,4 kPa u každého svazku a velký kontaktní povrch pro plyny a kapaliny. Velmi pozitivních výsledků bylo dosaženo při použití běžně vyráběné kovové výplně sestávající ze superponovaných a vedle sebe uspořádaných varhánkovitě skládaných plechových fólií, které vytvářejí klikaté kanálky umožňující stoupání par, o průměrné velikosti od jednoho do několika centimetrů. Tekutá frakce, nahromaděná na horním patře 26a, tedy na patře umístěném pod první výplní 25, se odčerpává čerpadlem 27a a vede do oblasti frakcionační kolony 21 uspořádané bezprostředně pod tímto horním patrem 26a, a po ochlazení ve vodním výměníku .28 se převádí do hlavy frakcionační kolony 21. Množství, které převyšuje potřebu zpětného toku, přechází jako plynový olej do výstupu Cl a je vhodné pro tržní využití spolu s proudem B2 odloučeným v předcházejícím postupu předběžného oddělování lehkých frakcí.

Tekuté frakce, nahromaděné ve dvou níže položených patrech 26b a 26c, se pomocí oběhových čerpadel 27b a 27c převádějí do oblastí frakcionační kolony 21 uspořádaných bezprostředně pod těmito patry 26b a 26c. Množství těchto dvou kapalných frakcí, které převyšuje potřebu zpětného toku, se vede do vypuzovací kolony 29, sestávající ze tří sekcí. Do jedné z těchto sekcí také přímo proudí frakce nahromaděná na dolním patře 26d. Ve třech sekcích vypuzovací kolony 29 jsou tři frakce dále čištěny v protiproudu páry vedené od potrubí VAP a předehřáté v ohřívacím zařízení 20.

Frakce, nahromaděné ve vypuzovací koloně 29, se nakonec po vychlazení ve vzduchových chladičích 31 přečerpávají čerpadly 30b, 30c a 3Od do neznázoměných sběrných nádrží.

Proudy, přiváděné z hlavního ejektoru 22a a ze sekundárních ejektorů 22b a 22c, obsahující páry, nekondenzovatelné plyny a páry plynového oleje, se kondenzují ve vodních kondenzorech 32, načež se odvádějí do gravitačního fázového separátoru 33. V něm se fáze plynového oleje, odváděná z hlavy frakcionační kolony 21, odděluje od procesní vodní fáze a od nekondenzova

-7 CZ 287418 B6 telných plynů. Plynový olej se odvádí do výstupu Cl. Vodní proud 34 je po případném přečištění \ recyklován do neznázoměných kotlů pro výrobu páry. Nekondenzovatelné plyny se přivádějí do vedení GAS a pak do neznázoměné spalovací pece, kde se likvidují, aby nedocházelo ke znečisťování ovzduší.

Tímto postupem získané frakce regenerovaných olejů - těžkých olejů C3/I, středně těžkých olejů C3/II a lehkých olejů C3/III - se dále přivádějí do neznázoměného odbarvovacího zařízení, ve kterém jsou tyto oleje známým způsobem odbarvovány pomocí odbarvovacích hlinek nebo vodíku, načež jsou vhodné pro tržní použití.

Díky naprosté nepřítomnosti rozpouštědel a také proto, že obsahuje frakce velmi těžkých a viskózních olejů jako pojivo nečistot, může být asfaltový proud C2 bez dalšího zpracování uváděn na trh pro jakýkoliv zajímavý účel, například pro kladení silničních spodků, pro které je zejména vhodný pro své speciální elastomemí a tlumicí vlastnosti.

Proces regenerace použitých olejů podle vynálezu je zvláště výhodný v porovnání s dosud známými postupy. Nehledě na to, že může být prováděn na velmi jednoduchém zařízení, které vyžaduje nižší investiční náklady, vyžaduje toto zařízení také nižší periodickou údržbu, a to díky základnímu předčisťovacímu procesu, a také proto, že neobsahuje žádné pohyblivé součásti.

Pokud jde o provozní náklady, je postup podle tohoto vynálezu velmi schopný soutěžit s dosud známými zařízeními pro tento účel, jak to vyplývá z následující srovnávací tabulky, ve které jsou uvedeny a porovnány náklady na výrobky, jakož i náklady na využití odpadových produktů. Jak je z přehledu zřejmé, činí tyto náklady 25 % ve srovnání s náklady procesu používajícího kyselinu sírovou a 60 % ve srovnání s náklady procesu používajícího pro regeneraci olejů butan.

Konečně, odpadovým produktem tohoto procesu je prakticky voda, oddělená z olejů při předběžném oddělování lehkých frakcí. Tato voda je jen velmi malou frakcí - asi 4 % vstupního množství Al - a nepředstavuje, pokud jde o její použití, žádný ekologický problém.

Tabulka

PRODUKTY (na 1 tunu použitého oleje)	DRUH PROCESU
Kyselina sírová	Propan	Podle vynálezu
Spotřeba:
zemní plyn	Srn3	160,2	215,8	98,61
elektrický proud	Kwh	75,6	102	58,53
přísady	USD	3,44	4,9	2
činidla	kg	-	-	17
propan	kg	-	5	-
kyselina	kg	178,3	-	-
dusík	kg	2,5	2,5	2,35
odbarvovací hlinky	kg	88,9	119,4	81,5
papír, filtry aj.	USD	2,08	1	2
Je třeba likvidovat:
odčerpané hlinky	kg	239,87	190,67	131
kyselinové kaly	kg	356,25	-	-
NÁKLADY CELKEM USD (na 1 tunu použitého oleje)	200	100	60

-8CZ 287418 B6

Tabulka - pokračování VÝTĚŽNOST NÁKLADY CELKEM USD (na 1 tunu regenerovaného oleje)	58,2 % 344	68,79 % 145	72% 83
Použité ceny: - zemní plyn	USD/Sm3	0,18
- elektrický proud	USD/Kwh	0,095
- činidla	USD/kg	0,16
- propan	USD/kg	0,45
- kyselina	USD/kg	0,12
- dusík	USD/kg	0,37
- odbarvovací hlinky	USD/kg	0,25
- likvidace odčerpaných hlinek	USD/kg	0,056
- likvidace kyselinových kalů	USD/kg	0,28

PATENTOVÉ NÁROKY

Claims (11)

1. PATENTOVÉ NÁROKY

   1. Způsob regenerace použitých olejů, u kterého se oleje nejdříve zavádějí do předřazené kolony (B) pro oddělování vody (Bl) a většiny těkavých frakcí (B2) v nich obsažených, načež se čistí použitím vysoce zásaditého činidla za účelem odloučení polymerů s velkou molekulovou hmotností a těžkých kovů, a dále se zpracovávají frakční destilací (C) za účelem získání alespoň jedné olejové frakce určené k použití jako mazací báze, načež se v odbarvovacím procesu (D) odbarvují, vyznačující se tím, že frakční destilace (C) se provádí ve frakcionační koloně (21) s jednou výplní a čisticí úprava se provádí ve třech za sebou následujících stupních, přičemž v prvním stupni předúpravy (A), před zpracováním v předřazené koloně (B), se do olejů (Al) přidává a s nimi smísí hydroxid sodný NaOH jako vysoce zásadité činidlo (A2), ve druhém stupni předúpravy (A), před frakční destilací (C), se oleje (B3), vystupující z předřazené kolony (B), dekantují, ave třetím stupni předúpravy (A) se dekantované oleje (B3) zavádějí do cyklonu (23) uspořádaného v dolní části frakcionační kolony (21), kde jsou rozdělovány na plynnou frakci, která je převáděna do horní části frakcionační kolony (21) a na frakci těžkých kapalin (C2), obsahující polymery s velkou molekulovou hmotností, a těžké kovy, která se odvádí z dolní části frakcionační kolony (21).
2. 2. Způsob podle nároku 1, vyznačující se tím, že frakcionační kolona (21) je čtyřpatrová a má celkový odpor proti proudění nepřesahující 5,4 kPa.
3. 3. Způsob podle nároku 1, vyznačující se tím, že frakcionační kolona (21) je čtyřpatrová a má celkový odpor proti proudění nepřesahující 2,7 kPa.
4. 4. Způsob podle nároku 1, vyznačující se tím, že výplň (25) frakcionační kolony (21) sestává z vedle sebe a nad sebou uspořádaných varhánkovitě skládaných plechových fólií.
5. 5. Způsob podle nároku 1, vyznačující se tím, že v průběhu předúpravy (A) pomocí NaOH se teplota oleje zvýší na 120 až 140 °C.

   -9CZ 287418 B6
6. 6. Způsob podle nároku 1, vyznačující se tím, že frakcionační kolona (21) je bez jakýchkoliv pohyblivých součástí, a to i v dolní části, ve které dochází k cyklonaci olejů.
7. 7. Způsob podle nároku 1, vyznačující se tím, že činidlo (A2) se přivádí v množství postačujícím k udržení pH dehydratovaných olejů, vystupujících z předřazené kolony (2), na hodnotě v rozmezí 10 až 13 pH, s výhodou však mezi 11,8 až 12,8 pH.
8. 8. Způsob podle nároku 1, vyznačující se tím, že dekantace se provádí ve sběrné nádrži (12), uspořádané mezi předřazenou kolonou (2) a frakcionační kolonou (21), s dobou prostoje alespoň 48 hodin.
9. 9. Způsob podle nároku 1, vyznačující se tím, že destilované olejové frakce C3/I, C3/II, C3/III, odváděné z frakcionační kolony (21), se před odbarvováním (D) upravují ve vypuzovací koloně (29).
10. 10. Způsob podle nároku 1, vyznačující se tím, že odbarvování (D) se provádí odbarvovacími hlinkami (Dl).
11. 11. Způsob podle nároku 1, vyznačující se tím, že odbarvování (D) se provádí vodíkem.