CZ300297B6 - Zpusob regenerace upotrebených mazacích oleju a zarízení k provádení tohoto zpusobu - Google Patents

Abstract

Popisuje se zpusob a zarízení pro regeneraci upotrebených mazacích oleju s nízkým obsahem paliva, mastných kyselin a chlorovaných sloucenin. Upotrebený mazací olej se postupne podrobí následujícímu zpracování, které zahrnuje pridání silné báze nebo silných bází ve forme vodného roztoku v množství 0,5 až 3 % hmotn. sušiny báze, vztaženo na hmotnost upotrebeného mazacího oleje, odstranení vody a lehkých uhlovodíku, odstranení a izolaci plynového oleje stripováním a odstranení necistot. Podstata spocívá v tom, že se za stupnem odstranení vody a lehkých uhlovodíku provede doplnkové pridání silné báze ve forme vodného roztoku v množství 0,1 až 1 % sušiny báze, vztaženo na hmotnost upotrebeného mazacího oleje. Zpracovaný upotrebený olej se zbaví necistot v nem obsažených destilací.

Description

Oblast techniky

Vynález se tyká způsobu regenerace upotřebených mazacích olejů a zařízení k provádění tohoto způsobu s vysokou výkonností.

io Dosavadní stav techniky

Způsoby regenerace mazacích olejů jsou již známé a v tomto ohledu lze výhodně uvést zejména mezinárodní patentovou přihlášku WO-94/21761. Tento dokument dosavadního stavu techniky popisuje způsob regenerace použitých znečištěných mazacích olejů, při kterém se tyto mazací i? oleje zpracují v následujících následných stupních:

a) mazací oleje určené k regeneraci se předehřejí na teplotu mezi 120 a 250 °C. načež se

b) k takto přehřátým mazacím olejům přidá silná báze ve formě vodného roztoku v množství

2(i 1 až 3 % hmotn. sušiny báze, vztaženo na hmotnost mazacího oleje, načež se

c) extrahují nečistoty.

l ento dokument dosavadního stavu techniky rovněž popisuje různé formy provedení tohoto způ25 sobu. které jsou obecně uspokojivé. Vzdor tomu existuje stále snaha najít způsob regenerace upotřebených mazacích olejů, které by poskytovaly regenerované mazací oleje s ještě lepší kvalitou.

Cílem tohoto vynálezu je tedy navrhnout takový způsob, jakož i odpovídající zařízení k provádělo ní tohoto způsobu.

Podstata vynálezu i? Za tímto účelem vynález navrhuje způsob regenerace upotřebených mazacích olejů, majících nízký obsah paliva, mastných kyselin a chlorovaných produktů, při kterém se upotřebené mazací oleje podrobí postupnému zpracování v následujících reakčních stupních zahrnujících:

a) vyber upotřebených olejů schopných podstoupit zpracování, io b) přidání prvního podílu silné báze ve ldnně vodného roztoku.

c) zahřátí získané směsi na teplotu od 120 do 250 °C,

d) přidání druhého podílu silné báze ve formě vodného roztoku, přičemž první podíl silné báze a druhý podíl silné báze společně představují 0,5 až 3 % sušiny báze, vztaženo na hmotnost upotřebeného mazacího oleje,

e) dehydrataci, a oddělení lehkých uhlovodíků, tj oddělení a izolaci plynového oleje (slripování), a

g) oddělení nečistot destilací za vakua zajišťující rozdělení jednak na frakce olejů a jednak na zbytek, ve kterém jsou koncentrovány nečistoty, jehož podstata spočívá v tom. že se za stupněm e) provede doplňující přídavek silné báze ve formě vodného roztoku v množství 0,1 až 1 % sušiny báze, vztaženo na hmotnost mazacího oleje.

i CZ 300297 B6

V rámci různých forem provedení může vynález zahrnovat také dále uvedené znaky a to jednotlivě nebo ve všech technicky realizovatelných kombinacích:

doplňující přídavek silné báze se provede v průběhu stupně oddělení a izolace plynového oleje.

doplňující přídavek silné báze se provede za stupněm oddělení a izolace plynového oleje.

za stupněm dehydratace a oddělení lehkých uhlovodíků a stripování plynového oleje se stripovaný olej zbaví nečistot v něm obsažených (residua) za vakua v koloně opatřené systémem pro opětovné uvedení do varu kapalného podílu z paty kolony, načež se zpracuje v oxidačním stupni před doplňujícím přídavkem silné báze, načež se rozdělí frakcionací.

Při prvním podání se množství silné báze přidané ve formě vodného roztoku může pohybovat mezi 0,5 a 3 % sušiny báze. vztaženo na množství upotřebeného mazacího oleje. Tento přídavek může být proveden najednou nebo po částech a za chladu nebo za tepla.

Teplota zahřátí upotřebených olejů určených k regeneraci mezi 120 a 250 °C je teplotou, při které se provede celkový nebo částečný přídavek báze za tepla.

V následující části popisu bude vynález detailněji popsán za použiti odkazů na připojené výkresy.

Přehled obrázků na vy křesech

Na připojených výkresech:

obr. 1 schematicky znázorňuje způsob a olejů podle dosavadního stavu techniky;

obr. 2 schematicky znázorňuje způsob a olejů podle první formy provedení vynálezu;

obr. 3 schematicky znázorňuje způsob a olejů podle druhé formy provedení vynálezu; a obr. í schematicky znázorňuje způsob a olejů podle třetí formy provedení vynálezu.

zařízení pro regeneraci upotřebených mazacích zařízení pro regeneraci upotřebených mazacích zařízení pro regeneraci upotřebených mazacích zařízení pro regeneraci upotřebených mazacích

Shromažďované upotřebené oleje mohou mít různý původ. Může se například jednat o motorové oleje, oleje pro mazání převodových ústrojí, hydraulické oleje, turbínové oleje a podobné oleje. Na vstupu do regenerační jednotky je ověřena schopnost olejů podstoupit regenerační zpracování.

Způsob regenerace podle vynálezu je ve skutečnosti zaměřen na odstranění lehkých podílů, jakými jsou benzín, plynový olej a voda a umožňuje také odstranění produktů degradace oleje a jeho přísad, avšak neumožňuje odstranit některé složky, které jsou stejně těžké jako olej samotný a mají odlišné fyzikální vlastnosti. Může se například jednat o palivo, jehož odstranění by bylo možné dosáhnout pouze úplným rafinaéním postupem.

Přílišný obsah chloru ve zpracované směsi by zase mohl způsobit předčasné opotřebení regeneračního zařízení.

Shromážděné oleje, které tedy obsahují příliš vysoký obsah paliva, mastných kyselin nebo chloru, jsou na vstupu do regenerační jednotky ze zpracování vyřazeny. Jde obecně o oleje, které neobstojí v testu regenerovatelnosti. Za účelem stanovení koncentrací uvedených různých sloučenin se provádí testy regenerovatelnosli, které jsou velmi dobré známé a běžně používané v oblasti regenerace olejů.

Jde o následující testy regenerovatelnosti:

..chlor-test” umožňuje stanovit přítomnost chloridů. Měděný drátek ponořený do upotřebeni ného oleje se potom vloží do plamene: nazelenalé zbarvení oleje indikuje přítomnost chloridů;

„kapkový test (drop test)“ umožňuje stanovit přítomnost paliva; kapka oleje se nanese na chromatograťieký papír; skvrna mající obvodovou nažloutlou aureolu indikuje přítomnost paliva:

- Jat test“ umožňuje stanovit přítomnost mastných kyselin v oleji; 2 ml upotřebeného oleje se zahřívá v přítomnosti pecičky hydroxidu sodného; v případě, že olej po ochlazení ztuhne, znamená to, že jsou přítomné mastné kyseliny;

stanoveni koncentrace poiyehlorbiťenyhi (PCB); tento test se provede podle platných směr2i) nic.

Shromážděné upotřebené oleje U které úspěšně prošly všemi uvedenými testy, se zavedou do zásobníku 2.

Tyto oleje se promísí buď uvnitř téhož zásobníku 2 nebo v průběhu extrakce za použití klasických prostředků, které nejsou na obrázcích zobrazeny.

Do upotřebených olejů se potom přimísí při okolní teplotě v rozmezí od 10 do 40 C báze nebo směs bází, která resp. které jsou přechovávány v zásobníku 4a. a to za použití prostředků 5a.

Pomoci zahřívacích prostředků 3 se oleje, přivedené ze zásobníku 2 a případně smíšené s bází. zahřejí na teplotu 120 až 250 °C, výhodně na teplotu 140 až 160 °C.

Do upotřebených takto zahřátých olejů se pomocí prostředků 5b přimísí bá/c nebo směs bází přechovávaná, resp. přechovávané v zásobníku 5b.

Výhodně sc k upotřebeným olejům přidá sušina báze v množství 0.5 až 3 % hmotu., vztaženo na hmotnost olejů.

m Tento obsah sušiny báze a její rozdělené přidání ve dvou zaváděcích místech, z nichž jedno je studené a druhé horké, mohou být přesně určeny v závislosti na kvalitě upotřebených olejů a na povaze použité báze.

Použitou bází je silná báze. kterou je výhodně hydroxid sodný nebo hydroxid draselný. Rovněž může být použita směs těchto bází.

Upotřebené oleje, které byly zahřátý na uvedenou teplotu a ke kterým byla přidána silná báze. se potom zavádějí do expanzní jednotky 6 pro mžikové oddělení vody a lehkých uhlovodíků mechanismem expanze. V této expanzní jednotce 6 se odpařeni vody dosáhne náhlou expanzí směsi

5o olejů do expanzní nádoby.

Uvolněná voda a lehké uhlovodíky se odvádí výstupem 7, Zbylá směs se vede do dest i lační jednotky 8 za účelem oddělení plynového oleje (střipování), l oto odstranění plynového oleje se provádí destilací v koloně.

J CZ 300297 B6

Plynový olej 9 sc z destilační jednotky 8 odvádí, zatímco zbylá směs se vede do dešti lační kolony

10. umožňující frakcionaci směsi na frakce mazacích olejů JJ a J2 a oddělení zbytku J_5, ve kterém se koncentrují všechny nečistoty.

s Mazací oleje mohou být získány v deští lační koloně JO v několika úrovních dcstilační kolony, a to podle požadovaného počtu frakcí.

Bylo dosaženo dobrých výsledků rozdělením olejů jednak na olej 1 50 Neutra! I 1 a jednak na olej 400-500 Neutrál ď li:

Destilační kolonou JO je tradiční kolona provozovaná za vakua, která umožňuje oddělení zbytků J_5, které se vedou do sběrné jímky JJ.

Uvedené zbytky 15 jsou potom zc sběrné jímky JJ odváděny a mohou být použity například jako asfalt nebo bilumen pro stavbu silnic. Tyto zbytky mohou být rovněž použity jako palivo.

Spodní část vakuové destilační kolony JO může být výhodně spojena se separační odparkou JJ. která umožňuje zlepšit účinnost destilační kolony JO. Část energie nczbylné pro zvýšení teploty olejů před mžikovým oddělením vody a lehkých uhlovodíků výhodně pochází z rckuperace ener2n gie realizované v úrovni výstupů frakcí mazacích olejů JJ a J2 z destilační kolony JO.

Upotřebené oleje se výhodně zíillrují při jejich rekupcraci a při jejich výstupu ze zásobníku 2 za účelem odstranění všech pevných částic, které by mohly obsahovat.

Cirkulaci směsi a oddělených produktů v popsaném zařízení zajišťují různá čerpadla, která na obrázcích nejsou zobrazena.

Doplňující přidání roztoku báze se děje v menším rozsahu, než v jakém bylo provedeno počáteční přidání báze před oddělením vody a lehkých uhlovodíků, přičemž toto doplňující přidání báze ?o odpovídá asi přídavku OJ až 1 % sušiny báze, vztaženo na hmotnost upotřebených mazacích olejů. Toto doplňující přidání báze může být provedeno v různých místech zařízení, přičemž každé takovéto doplňující přidání báze odpovídá jedné formě provedení vynálezu.

Toto doplňující přidání báze poskytuje způsobu podle vynálezu provozní pružnost, které mu umožňuje přizpůsobit se různým lýzikálně-chemickým požadavkům kladeným na regenerované oleje, a poskytovat tak regenerované oleje, jejichž kvalita odpovídá požadovaným výsledkům.

Tento způsob umožňuje zajistit lepší slabililu regenerovaných olejů a ztekutit přítomné nečistoty, což zase dovoluje snadnější využití způsobu podle vynálezu.

4()

V rámci první formy provedení způsobu podle vynálezu zobrazené na obr. 2 se uvedené doplňující přidání báze provede po odstranění vody a lehkých uhlovodíků. V tomto případě se báze přechovávaná v zásobníku J6 přimísí k části reeirkulovaného stripovaného oleje pomocí prostředků

17.

Teplota oleje se v tomto místě výhodné pohybuje mezi 270 a .310 °C.

V rámci druhé formy provedení vynálezu zobrazené na obr. 3 se doplňující přidání báze provede při dodržení stejných koncentračních a teplotních podmínek, jaké byly použity v rámci první for5o my provedení vynálezu, avšak až za oddělením plynového oleje (stripování). Báze přechovávaná v zásobníku 18 se přimísí ke stripovanému, opětovně ohřátému oleji, vedenému do destilační kolony JO, pomocí prostředků J_9.

V rámci třetí formy provedení vynálezu zobrazené na obr. 4 umožňuje separační odparka JJ.

výhodně filmová separační odparka, připojená k vakuové destilační koloně, odstranit převážnou

-4 (7.7. 300297 B6 část nečistot. Získaný olej se potom podrobí urychleno oxidaci v nádrži 22. a to ještě předtím, než se k němu doplňkově přidá báze. K oleji se takto přimísí, a to pomocí smčšovače 24. báze přechovávaná v zásobníku 23b, Olej se potom frakcionuje v destilační koloně 20.

Teplota oleje při doplňkovém přidání báze se v tomto případě výhodně pohybuje mezi 200 a 300 °C' pro případ, kdy se báze přidává ze zásobníku 23b do smčšovače 24, umístěného bezprostředně před destilační kolonou 20. přičemž se výhodně pohybuje mezi 120 a 200 °C pro případ, kdy se báze přivádí ze zásobníku 23a přímo do oxidační nádrže 22.

to Separační odparkou 13 je výhodně filmová separační odparka (odparka pracující s tenkým filmem odpařované kapaliny). Rovněž je možné použít několik odparek za sebou.

Zbytky 21 jsou v závislosti na účinnosti destilační kolony a podle požadavku kladených na regenerované oleje buď recírkulovány a zaváděny na vstup destilační kolony JO nebo vedeny do oblasti skladování zbytků, kde jsou ukládány také zbytky 15 pocházející z destilační kolony H) a ze separační odparky fT

Použití jedné či druhé z výše uvedených variant týkajících se zbytků L5 závisí na obsahu mazacího oleje ve zbytcích 21 a na požadavcích kladených na kvalitu regenerovaného oleje.

2n

Stabilita barvy regenerovaného oleje 150N je uvedena v dále zařazené tabulce 1. Vzorek 2 byl získán způsobem podle vynálezu provedeného podle jednoho z obr. 2 a obr. 3. Vzorek 3 byl získán způsobem podle vynálezu provedeným podle obr. 4. Tyto vzorky jsou srovnány s vzorkem I získaným za použití pouze jednoho místa přídavku báze podle dosavadního stavu techniky.

Analogicky pro regenerovaný olej 400-500N jsou vzorky 5 a 6 získané způsobem podle vynálezu srovnány se vzorkem 4 získaným způsobeni podle dosavadního stavu techniky.

Stabilita barvy a vzhledu frakcí oleje získaných způsobem podle vynálezu je lepší než stabilita

3o barvy a vzhledu oleje získaného v rámci dosavadního stavu techniky, což svědčí o vyšší kvalitě olejů získaných způsobem podle vynálezu ve srovnání s oleji regenerovanými postupem podle dosavadního stavu techniky.

Vztahové značky vložené za jednotlivé prvky zařízení podle vynálezu uvedené v nárocích vede55 nýcli do vynálezeeké kategorie „zařízení“ slouží pouze pro lepší pochopení podstaty zařízení podle vynálezu a nikterak neomezují rozsah ochrany požadovaný pro loto zařízení.

Claims (7)

1. PATENTOVÉ NÁROKY

   1. Způsob regenerace upotřebených mazacích olejů majících nízký obsah paliva, mastných kyselin a chlorovaných produktů, při kterém se upotřebené mazací oleje podrobí postupnému zpracování v následujících reakčních stupních, zahrnujících:

   a) výběr upotřebených olejů schopných podstoupit zpracování;

   b) přidání prvního podílu silné báze ve formě vodného roztoku;

   c) zahřátí získané směsi na teplotu od 120 do 250 °C:

   d) přidání druhého podílu silné báze ve formě vodného roztoku, přičemž první podíl silné báze a druhy podíl silné báze společně představují 0.5 až 3 % sušiny báze. vztaženo na hmotnost upotřebeného mazacího oleje;

   e) dehydrataci a oddělení lehkých uhlovodíku;

   f) oddělení a izolaci plynového oleje (stripování); a

   g) odděleni nečistot destilací za vakua zajišťující rozdělení jednak na frakce olejů a jednak na zbytek, ve kterém jsou koncentrovány nečistoty, v vznače n v tím. že se za stupněm e) provede doplňující přídavek silné báze ve formě vodného roztoku v množství 0,1 až 1 % sušiny báze, vztaženo na hmotnost mazacího oleje.
2. 2. Způsob podle nároku 1, vyznačený tím, že se doplňující přídavek silné báze provede v průběhu stupně oddělení a izolace plynového oleje.
3. 3. Způsob podle nároku 1. vyznačený tím. že se doplňující přídavek silné báze provede za stupněm oddělení a izolace plynového oleje.
4. 4. Způsob podle nároku 1, vyznačený tím, že sc za stupněm dehydratace a oddělení lehkých uhlovodíků a stripováni plynového oleje zbaví stripovaný olej nečistot v něm obsažených za vakua v koloně vybavené systémem opětovného uvedení do varu kapalného podílu z paty kolony, načež, se zpracuje v oxidačním stupni ještě před doplňkovým přídavkem silné báze a potom se rozdělí frakční destilaci.
5. 5. Zařízení pro regeneraci upotřebených olejů, zahrnující zásobník (2) pro přechovávání upotřebených olejů; zahřívací prostředky (3) pro zahřátí upotřebených olejů;

   zásobník (4) pro přechováváni silné báze:

   směšovací prostředky (5) pro přimíšení silné báze ve stanoveném množství k upotřebeným olejům;

   prostředky (10. 13. 14} pro odstranění nečistot;

   expanzní jednotku (6) pro mžikové odstranění vody expanzí; a dešti lační jednotku (8) pro stripováni plynového oleje.

   -7C’Z 300297 B6 přičemž prostředky {10, 13. 14) pro odstranění nečistot zahrnují vakuovou deští lační kolonu (10), jejíž spodní část je spojena s odparkou (13) pro opětovné uvedení do varu kapalného podílu ze spodku destilační kolony (10),

   5 vyznačené tím. že obsahuje prostředky pro doplňkové přidání silné báze. nacházející se za směšovacími prostředky (5) pro přimíšení silné báze.
6. 6. Zařízení podle nároku 5, vyznačené tím, že obsahuje odparku (13) alespoň umístěnou za destilační jednotkou pro oddělení plynového oleje.

   o
7. 7. Zařízení podle nároku 6. vyznačené tím, že odparkou (13) je filmová odparka.

   2 výkresy