DD212528A1

DD212528A1 - PROCEDURE FOR PRE-CLEANING ENGINE ANALTOELS

Info

Publication number: DD212528A1
Application number: DD24587882A
Authority: DD
Inventors: Helmut Fiedler; Gerhard Schroeder; Ingolf Betz; Dagmar Zentgraf
Original assignee: Petrolchemisches Kombinat
Priority date: 1982-12-13
Filing date: 1982-12-13
Publication date: 1984-08-15

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Vorreinigung von Motorenaltoelen unterschiedlicher Herkunft durch Abtrennung von Wasser- und Feststoffteilchen. Ziel der Erfindung ist die Entwicklung eines Verfahrens, das es gestattet, in Motorenaltoelen enthaltene Verunreinigungen kostenguenstig und ohne aufwendige apparative Ausruestung vollstaendig zu entfernen. Die vorgereinigten Motorenaltoele sollen anschliessend problemlos mittels bekannter Aufarbeitungsverfahren weiterverarbeitet werden koennen. Das erfindungsgemaesse Verfahren ist dadurch charakterisiert, dass die Motorenaltoele mit 0,1 bis 5 Masse-% einer Kombination aus 50 bis 95 Masse-% Natrium- oder Kaliumcarbonat und 50 bis 5 Masse-% Natrium- oder Kaliumsulfat in waessriger Loesung intensiv vermischt, unter atmosphaerischem Druck auf eine Temperatur von 20 bis 100 Grad C oder unter einem Druck von 0,1 bis 1 MPa auf eine Temperatur von 100 bis 160 Grad C aufgeheizt und durch Schwerkraft oder Zentrifugalkraft von Wasser und allen Feststoffen befreit werden.The invention relates to a process for the pre-purification of engine oil of different origin by separation of water and solid particles. The aim of the invention is the development of a method that allows to remove contaminants contained in motor oil at low cost and without expensive equipment equipment completely. The pre-cleaned engine oil should then be able to be further processed easily by known processing methods. The process according to the invention is characterized in that the motor oil is thoroughly mixed with 0.1 to 5% by mass of a combination of 50 to 95% by mass of sodium or potassium carbonate and 50 to 5% by mass of sodium or potassium sulfate in aqueous solution atmospheric pressure to a temperature of 20 to 100 degrees C or under a pressure of 0.1 to 1 MPa to a temperature of 100 to 160 degrees C heated and freed by gravity or centrifugal force of water and all solids.

Description

29. XI. 198229.XI. 1982

Titel der ErfindungTitle of the invention

Verfahren zur Vorreinigung von Motorenaltölen Anwendungsgebiet der ErfindungProcess for pre-purification of motor oils Field of application of the invention

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Vorreinigung von Motorenaltölen unterschiedlicher Herkunft durch Abtrennung von Wasser- und Peststoffteilchen» 10The invention relates to a process for the pre-purification of motor oil of different origin by separation of water and Peststoffteilchen »10

Charakteristik der bekannten technischen LösungenCharacteristic of the known technical solutions

Es ist bekannt, in Altölen enthaltene Wasser- und Peststoffteilchen durch Absitzen abzutrennen. Infoige des Gehaltes und der Wirkung hochqualitativer Detergent-/ Dispersant-Zusätze in vielen Schmierölen liegen die Wasser- und Feststoffteilchen jedoch zum. überwiegenden Teil in dispergierter Form als im öl feinverteilter Schlamm vor. Dadurch wird sowohl eine Abscheidung der' Feststoffteilchen als auch der Wassertröpfchen erheblich erschwert, so daß unter Anwendung der Absitzmethode die für eine Weiterverarbeitung des Altöles erforderliche Reinheit nicht erreicht wird.It is known to separate contained in waste oils water and Schädstoffteilchen by settling. Infoige the content and the effect of high quality detergent / dispersant additives in many lubricating oils are the water and solid particles but to. predominantly in dispersed form as finely divided sludge in the oil. As a result, both a deposition of the 'solid particles and the water droplets considerably more difficult, so that using the Absitzmethode required for a further processing of the waste oil purity is not achieved.

Es ist weiterhin bekannt, die Schlammabscheidung durch Erwärmung des verunreinigten Altöles sowie durch Zugabe, von Flockungsmitteln zu verbessern» Derartige Maßnahmen bewirken eine Koagulation der dispergierten, meist in kolloidaler Form vorliegenden Teilchen. Als Flockungs-It is also known to improve the sludge deposition by heating the contaminated waste oil and by adding flocculants. Such measures cause a coagulation of the dispersed, mostly present in colloidal form particles. As flocculation

mittel werden neben den unterschiedlichsten anorganischen und organischen Salzen vorwiegend anorganische und organische Säuren sowie organische hochpolare.Verbindungen bei der Vorreinigung verschiedener Industrie-, Motoren-, Schneid-, Walz- und Härtealtöle eingesetzt.In addition to a wide variety of inorganic and organic salts, mainly inorganic and organic acids as well as highly polar organic compounds are used in the pre-cleaning of various industrial, motor, cutting, rolling and hardening oils.

Beispielsweise werden nach DD-PS 87 116 wäßrige Lösungen von Magnesiumchlorid und nach DE-OS 24 25 009 Gemische aus Salzen von zweiwertigen und dreiwertigen Metallen als Flockungsmittel verwendet. Das Verfahren gemäß DE-OS--28 21 159 arbeitet mit Ammoniumsulfaten und -phosphaten, während in DE-OS 31 16 470 quarternäre Ammoniumsalze aufgeführt werden. DE-OS 26 13 878 beschreibt die Reinigung von Walzölen mit stark alkalisch reagierenden Lösungen anorganischer Salze, wobei sich vor allem Hydroxide und Karbonate der I. und. II, Hauptgruppe bewährt haben. Das Verfahren arbeit im Temperaturbereich zwischen 80 und 95 ⁰CFor example, according to DD-PS 87 116 aqueous solutions of magnesium chloride and DE-OS 24 25 009 mixtures of salts of divalent and trivalent metals used as flocculants. The process according to DE-OS - 28 21 159 works with ammonium sulfates and phosphates, while in DE-OS 31 16 470 quaternary ammonium salts are listed. DE-OS 26 13 878 describes the purification of rolling oils with strongly alkaline solutions of inorganic salts, which are mainly hydroxides and carbonates of I. and. II, main group have proven. The method works in the temperature range between 80 and 95 ⁰ C.

Die bekannten Verfahren zur Altölvorreinigung sind nicht ohne weiteres auf alle Altölsorten übertragbar, da aufgrund anwendungsbedingter Additivierung und unterschiedlicher Beanspruchung während des Gebrauches verschiedenartiger Verunreinigungen im Gebrauchsöl vorzufinden sind. The known methods for waste oil pre-treatment are not readily transferable to all types of waste oils, since due to application-related additization and different stress during use of various impurities in the used oil can be found.

Weitere Nachteile der bekannten technischen Lösungen bestehen darin, daß zur Durchführung des Verfahrens oft eine aufwendige apparative Ausrüstung oder kostenungünstig beschaffbare koagulationsfordernde Zusätze erforderlich sind.Other disadvantages of the known technical solutions are that often expensive instrumentation or cost-coagulant coagulation-demanding additives are required to carry out the process.

Die Anwendung herkömmlicher Verfahren zur Vorreinigung von Motorenaltölen führt in den meisten Fällen nicht zu den gewünschten Ergebnissen, da die Herstellung und der Einsatz von Motorenaltölen durch spezifische Besonderheiten gekennzeiohnetist. Aufgrund der starken Additivierung mit hochwirksamen Detergent-/Dispersant-Zusätzen bilden die sich im Verlaufe des Einsatzes anreichernden Feststoff-,The use of conventional methods for pre-cleaning motor oils does not lead to the desired results in most cases, since the production and use of motor oils is characterized by specific features. Due to the strong addition of highly effective detergent / dispersant additives, the solids which accumulate in the course of use form

_ O_O

Wasser- und Schlanunteilchen sowie die für Motorengebrauchtöle charakteristischen Rußpartikel stabile Dispersionen, die nur sehr schwer auftrennbar sind. Desweiteren entsteht durch die extreme thermische und tribochemische Belastung der Motorenöle eine Reihe von zum Teil aggressiv wirkenden Zersetzungsprodukten, deren Abtrennung vom Öl ebenfalls mit großen Schwierigkeiten verbunden ist und die nach, der Abscheidung aufgrund ihrer korrosionsfordernden Eigenschaften bisher nur durch zusätzliche Behandlung einer energetischen Nutzung zugeführt werden konnten.Water and Schlanunteilchen and characteristic of engine used oil soot particles stable dispersions that are very difficult separable. Furthermore, caused by the extreme thermal and tribochemical stress of the engine oils a series of sometimes aggressive-looking decomposition products whose separation from the oil is also associated with great difficulty and which, due to their corrosion-demanding properties of the deposition so far only by additional treatment of an energetic use could.

Ziel der ErfindungObject of the invention

Ziel der Erfindung ist es, ein Verfahren zur Torreinigung von Motorenaltölen unterschiedlicher Herkunft zu entwikkeln, das es gestattet, im Öl enthaltene Verunreinigungen kostengünstig und ohne aufwendige apparative Ausrüstung vollständig zu entfernen und diese ohne v/eitere Behandlung einer energetischen Verwertung zuzuführen« 20The aim of the invention is to develop a method for gate cleaning of engine oil of different origin, which allows to remove impurities contained in the oil completely and cost-effectively without expensive equipment and to supply them without v / eitere treatment of energy recovery "20

. Darlegung des Wesens der Erfindung, Explanation of the essence of the invention

Aufgabe der Erfindung ist es, durch Behandlung mit geeigneten Zusätzen unter bestimmten Bedingungen gut vorgereinigte Motorenaltöle zu erhalten, die anschließend mit Hilfe bekannter Aufarbeitungsverfahren, wie Schwefelsäureraffination, Solvent- und Propanextraktion oder Hydroraffination, weiterverarbeitet werden können.The object of the invention is to obtain by treatment with suitable additives under certain conditions well pre-cleaned motor oils, which can then be further processed by known work-up procedures, such as sulfuric acid refining, solvent and propane extraction or hydrorefining.

Überraschenderweise wurde gefunden, daß Motorenaltöle mit sehr hohem Reinheitsgrad erhalten werden, wenn diese mit einem Gemisch aus Haxrium- oder Kaliumcarbonat und rlatrium- oder Kaliumsulfat behandelt, unter atmosphärischem Druck oder Überdruck aufgeheizt und durch Schwerkraft oder Zentrifugalkraft von Wasser und allen Peststoffen befreit werden.Surprisingly, it has been found that engine oils of very high purity are obtained when treated with a mixture of hax or potassium carbonate and sodium or potassium sulfate, heated under atmospheric or superatmospheric pressure, and freed by gravity or centrifugal force from water and all other pesticides.

Nach, dem erfindungsgemäßen Verfahren werden die verunreinigten Motorenaltöle zunächst intensiv mit Zusätzen vermischt, die aus 50 bis 95 Masse-% Natrium- oder Kaliumcarbonat und 50 bis 5 Masse-% Natrium- oder Kaliumsulfat bestehen. Die Menge der zuzusetzenden Kombination beträgt 0,1 bis 5j vorzugsweise 0,5 bis 2 Masse-%, bezogen auf die Gesamtmischung; die Zugabe der Metallsalzmischung erfolgt in wäßriger LösungAfter, the process of the invention, the contaminated engine oils are first mixed intensively with additives consisting of 50 to 95% by mass of sodium or potassium carbonate and 50 to 5% by mass of sodium or potassium sulfate. The amount of the combination to be added is 0.1 to 5j, preferably 0.5 to 2% by mass, based on the total mixture; the addition of the metal salt mixture takes place in aqueous solution

Nach abgeschlossenem Mischprozeß wird das Altöl-Metallsalz-Gemisch unter atmosphärischem Druck auf eine Temperatur von 20 bis 100 ⁰G oder unter einem Druck von 0,1 bis 1 MPa auf eine Temperatur von 100 bis 160 ⁰C aufgeheizt. In einer darauffolgenden Beruhigungszone bilden sich von unten nach oben die Schichten Wasser, Schlamm mit allen Feststoffanteilen sowie vorgereinigtes Motorenaltöl aus.After completion of the mixing process, the waste oil-metal salt mixture is heated under atmospheric pressure to a temperature of 20 to 100 ⁰ G or under a pressure of 0.1 to 1 MPa to a temperature of 100 to 160 ⁰ C. In a subsequent calming zone, the layers of water, sludge with all solid components and pre-cleaned motor oil form from bottom to top.

Zur Gewährleistung einer klaren und deutlichen-Trennung von Schlamm-ijmd ölschicht ist es erforderlich, daß zwischen Gesamtwasseranteil und Gesamtfeststoffanteil- ein Volumenverhältnis von mindestens 2 : 1 eingehalten wird. Bei zu geringem Wassergehalt des verunreinigten Motorenaltöles ist die fehlende Wassermenge zweckmäßigerweise bei der Herstellung einer entsprechend verdünnten wäßrigen Metal!salzlösung zu berücksichtigen.To ensure a clear and distinct separation of sludge and oil layer, it is necessary that a volume ratio of at least 2: 1 is maintained between the total water content and Gesamteststoffanteil-. If the water content of the contaminated motor oil is too low, it is expedient to take into account the lack of water during the preparation of a correspondingly dilute aqueous metal salt solution.

Die Abtrennung der einzelnen Schichten voneinander erfolgt nach bekannten Verfahren durch Zentrifugalkraft, beispielsweise in einem Separator, oder durch Schwerkraft, beispielsweise in einem Druckwasserabscheider. Die nach dem erfindungsgemäßen Verfahren vorgereinigten Motorenaltöle besitzen einen derart hohen Reinigungsgrad, daß sie anschließend problemlos mittels bekannter Aufarbeitungsverfahren weiterverarbeitet werden können. Weitere Vorteile des vorgeschlagenen Verfahrens bestehen darin, daß. die zur Vorreinigung erforderlichen Hilfsmittel Natrium- oder Kaliumcarbonat, Natrium- oder Kalium- sulfat und Wasser leicht verfügbar und kostengünstig be-The separation of the individual layers from each other by known methods by centrifugal force, for example in a separator, or by gravity, for example in a pressure water separator. The pre-purified by the novel process engine oils have such a high degree of purification that they can then be further processed easily by known work-up procedures. Further advantages of the proposed method are that. the auxiliaries necessary for the prepurification sodium or potassium carbonate, sodium or potassium sulfate and water readily available and inexpensive

schaffbar sind, daß die mit der Schlammschicht abgeschiedenen Verunreinigungen ohne weitere Behandlung energetisch verwertet werden können und daß das Wasser gut von der Schlammschicht abgetrennt wird, wenig Schadstoffe enthält und ohne Schwierigkeiten einer biologischen Abwasserreinigung zugeführt werden kann,can be made that the impurities deposited with the sludge layer can be energetically utilized without further treatment and that the water is well separated from the sludge layer, contains little pollutants and can be fed without difficulty to a biological wastewater treatment,

Ausführungsbeispieleembodiments

Die Erfindung soll nachstehend an einigen Ausführungsbeispielen näher erläutert werden.The invention will be explained in more detail below on some embodiments.

example 1

10 kg verunreinigtes Motorenaltöl mit einer Viskosität von 54,2 mm s~ bei 50 G, einer Neutralisationszahl von 2,6 mg KOH.g~ , einem Wassergehalt von .1,2 Masse-%, einem Schlammgehalt von 1,8 Masse-% und einem SuIfatasehegehalt von 1,4 Masse-% werden intensiv mit einer Lösung vermischt, die aus 18g Natriumcarbonat, 2 g Natriumsulfat und 300 g Wasser hergestellt wurde. Nach dem Aufheizen auf eine Temperatur von 90 ⁰G bei atmosphärischem Druck werden Wasser und Schlamm in einem Separater durch Zentrifugalkraft von der Ölschicht abgetrennt« _ Das in einer Menge von 8,3 kg erhaltene vorgereinigte Motorenaltöl ist charakterisiert durch eine Viskosität von10 kg of contaminated engine oil with a viscosity of 54,2 mm s ~ at 50 G, a neutralization number of 2,6 mg KOH.g ~, a water content of .1,2 mass%, a sludge content of 1,8 mass% and a sulfate content of 1.4% by mass are mixed thoroughly with a solution prepared from 18 g of sodium carbonate, 2 g of sodium sulfate and 300 g of water. After heating to a temperature of 90 ^° C. at atmospheric pressure, water and sludge are separated from the oil layer by centrifugal force in a separate apparatus. The pre-cleaned motor oil obtained in an amount of 8.3 kg is characterized by a viscosity of

ei -1egg -1

51 ,7 mm s~* bei 50 C, eine Neutralisations zahl von 0,08 mg KOH g ', einen Wassergehalt von 0,15 Masse-%, einen Schlammgehalt von 0,2 IvIasse-% und einen- SuIfataschegehalt von 0,67 Masse-%.51, 7 mm s ~ * at 50 C, a neutralization number of 0.08 mg KOH g ', a water content of 0.15% by mass, a sludge content of 0.2% by volume and a sulfate content of 0.67 Dimensions-%.

Example 2

In einem Druckwasserabscheider werden 10 kg verunreinig-In a pressure water separator 10 kg contaminated

P —1P -1

tes Motorenaltöl mit einer Viskosität von 53,1 mm~s~ bei 50 ⁰G, einer Neutralisationszahl von 0,95 mg KOH g~ ,motor oil with a viscosity of 53,1 mm ~ s ~ at 50 ⁰ G, a neutralization number of 0,95 mg KOH g ~,

einem Wassergehalt von 0,8 Masse-%, einem Schlammgehalt von 1,3 Masse-/» und einem Sulfatssohegehalt von 1,05 Ivlas- SQ-% nach intensivem Vermischen mit einer au.s 15 g Natriumcarbonat, 15g Kaliumsulfat und 400 g Wasser bestehenden Lösung bei einem Druck von 0,4 MPa auf eine Temperatur von 125 ⁰G aufgeheizt.a water content of 0.8% by mass, a sludge content of 1.3% by mass and a sulphate content of 1.05% by volume after thorough mixing with one of 15 g of sodium carbonate, 15 g of potassium sulphate and 400 g of water existing solution at a pressure of 0.4 MPa to a temperature of 125 ⁰ G heated.

Saeh. 6-stündigem Trennungsvorgang werden 8,8 kg vorgerei-Shah. 6-hour separation process, 8.8 kg

nigtes Motorenaltöl mit einer Viskosität von 50,9 mm s bei 50 C, einer N-eutrausationszahl von 0,05 mg KOH g~ , einem Wassergehalt von 0,1 Masse-%, einem Schlammgehalt von 0,16 Masse-% und einem Sulfataschegehalt von 0,62 Masse-% erhalten.Mild engine oil with a viscosity of 50.9 mm s at 50 C, a N-eutrausationszahl of 0.05 mg KOH g ~, a water content of 0.1 mass%, a sludge content of 0.16 mass% and a sulfate ash content of 0.62% by mass.

Beispiel 3 15Example 3 15

1 kg verunreinigtes Motorenaltöl mit einer Viskosität1 kg of contaminated engine oil with a viscosity

2-1 ο von 49,5 mm s bei 50 C, einer Neutralisationszahl von2-1 ο of 49.5 mm s at 50 C, a neutralization number of

— 1- 1

0,8 mg KOH g , einem Wassergehalt von 6,2 Masse-%, einem Schlammgehait von 2,1 Masse-% und einem Sulfataschegehalt von 1,4 Masse-% werden in einem Scheidetrichter intensiv mit einer aus 1 g Kaliumcarbonat, 0,5 g Kaliumsulfat und 50 g Wasser erhaltenen Lösung vermischt und bei atmosphärischem Druck auf eine Temperatur von 80 G aufgeheizt. Nach dem Ablassen der Wasser- und Schlammschicht bleiben 0,79 kg vorgereinigtes Motorenaltöl mit einer Viskosität0.8 mg KOH g, a water content of 6.2% by mass, a sludge content of 2.1% by mass and a sulfate ash content of 1.4% by mass are intensively mixed in a separating funnel with a 1 g of potassium carbonate, 0, 5 g of potassium sulfate and 50 g of water were mixed and heated at atmospheric pressure to a temperature of 80 g. After draining the water and sludge layer remain 0.79 kg pre-cleaned engine oil with a viscosity

2-1 ο von 48,5 ram s bei 50 C, einer Neutralisationszahl von 0,06 mg KOH g~ , einem Wassergehalt von 0,2 Masse-fa, einem Schlammgehalt von 0,2 Masse-fi und einem Sulfataschegehalt von 0,73 Masse-^.zurück.2-1 ο of 48.5 ram s at 50 C, a neutralization number of 0.06 mg KOH g ~, a water content of 0.2 mass-fa, a sludge content of 0.2 mass-fi and a sulfate ash content of 0, 73 mass - ^. Back.

Claims

-T-

Claim of invention. -

A process for the pre-purification of petroleum-containing oils with separation of water and solid particles with high-purity aqueous metal salt solutions, characterized in that the motor oils are mixed with 0.1 to 5 mass% of 50 to 95 mass% sodium - or potassium carbonate and 50 to 5 mass% of sodium or potassium sulfate in aqueous solution intensively mixed, under atmospheric pressure to a temperature of 20 to 100 ⁰ C or under a pressure of 0.1 to 1 MPa to a temperature of 100 to 160 G. heated and freed by gravity or centrifugal force of water and all solids.

2. The method according to item 1, characterized in that when the water content of the used Moiorenaltöles by appropriate dilution of the aqueous Me tallsalzlösung a volume ratio between the total water content and total solids content of at least 2: 1 is maintained.