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Verfahren zur Regenerierung von verbrauchtem Schmieroel und nach diesem
Verfahren gewonnenes 0e1 Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren, um benutztes,
verbrauchtes, geaeltertes, zersetztes oder verunreinigtes Schmieroel zu regenerieren,
d.h. ihm eine Beschaffenheit zu geben, bei der es die gleichen Schmiereigenschaften
wie im urpsruenglichen Zustand aufweist. Weiter bezieht sich die Erfindung
auf das nach diesem
Verfahren regenerierte Schmieroel.
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Es ist bekennt, dass das meistens, jedoch nicht ausschlieseMch fuer
chmierzwecke verwendete Mineraloel nach einer bestimmten Benutzungszeit in
Abhaengiqkeit von dl Betriebs- und Benutzungsbedingungen sich
teil,se
verbraucht4 zerse-(,ztv veraendert oder verschmutzt,
so dass
es erneuert werden muss. Der dauernd steigende Verbrauch an Schmieroelen,
eine unmittelbare Fölge der industriellen Entwicklung, hat bereits seit langen zur
Entwicklung und Anwendung von sogenannten "Regenerations-", "Reinigungs-"
oder "Nachraffinationsverf ahren" gefuehrt, die den Zweck haben, dem benutzten,
verbrauchten oder zersetzten Oel Eigenschaften zu geben, die seine Wiederverwendung
fuer Schmierzwecke ermoeglichen. Diese Verfahren bestehen im allgemeinen aus einer
Raffination des gebrauchten, verbrauchten oder zersetzten Oels.
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Es ist auch bekannt, dass die bisher bekannten Verfahren zur Regeneration
von Schmieroelen gewisse Nachteile auf-weisen und im allgemeinen eine geringe
quantitative und teilweise auch qualitative Ausbeute des behandelten
Oels, d.h, ein unguenstiges Verhaeltnis zwischen der Menge
des
behandelten gebrauchten Oels und der Menge des ver-wendbaren regenerierten
Oels, erbringen.
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Die Regenerierungsverfahren fuer benutztes, verbrauchtes
oder
zersetztes 0e1 sind nur teilweise mit den Raffinationsverfahren
der urspruenglichen destillierten Schmieroele vergleichbar. Bei
den letzteren ist naemlich nur die
Entfernung von bestimmten unerwuenschten
Bestandteilen
erforderlich. Solche Bestandteile sind beispielsweise
die Harze und die Substanzen mit niedrigen Viskositaetsindex
und chemisch unbestaendige Substanzen: Bestandteile, die leicht zu lokalisieren
sind und deren Entfernung sich
in voraus bestimmen laesst.
Bei der Nachraffination von
gebrauchten oder verbrguchten Oelen
muessen dagegen
zahlreiche aeusserst verschiedenartige und nicht
in voraus berechenbare Bestandteile entfernt werden, weil sich-in
dem
gebrauchten Schmieroel ausser den durch Benutzung zersetzten Substanzen zahlreiche
Zusatzstoffe und Fremdkoerper befindea.
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Obgleich daher bekannt ist, dass anstelle der Verwendung von Schwefelsaeure
bei der Raffination der urspruenglichen Oeldestillate seit langen praktisch ausschliesslich
Loesungsmittel mit Selektivwirkung getreten sind, die die vorher ermittelten unerwuenschten
Bestandteile durch physikalische Ausscheidungsverfahren beseitigen, laesst sich
deren Verwendung nicht zufriedenstellend auch auf das Gebiet der Nachraffination
von verbrauchten Schmieroelen ausdehnen, weil die selektive Wirkung dieser Loesungsmittel
bei verbrauchten Oelen nicht vollstaendig ausgenutzt werden kann. Auf Grund dieser
Umstaende und auch wegen der hohen Kosten der sehr empfindlichen Ausruestungen ist
die Verwendung von Loesungsmitteln bei der Regenerierung von verbrauchten Schmieroelen
schon alleine vom wirtschaftlichen Standpunkt aus gesehen unzweckmaessig. Daher
beschraenken sich die bekannten Verfahren zur Regenerierung von verbrauchtem Schmieroel
fast ausschliesslich auf die Verwendung von Schwefelsaeure, wenn auch unter Mitverwendung
von anderen Substanzen und in verschiedenen Anwendungsformen; durch deren gemeinsame
physikalische und chemische Wirkung die verschiedensten unerwuenschten Bestandteile
und Fremdkoerper beseitigt werden koennen.
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Es ist bekannt, dass die Wirkungsweise der Schwefelsaeure sehr kompliziert
und noch gar nicht ganz erforscht ist: sie wirkt als Oxydations- und Polymerisationsmittel
und fuehrt zur Bildung von Makromolekuelen, die in nicht kristallischem und nicht
reinem Zustand sowie in Verbi ndung mit Oel und unreagierter Saeure auftreten. Die
Fremdkoerper
und unerwuenschten Bestandteile koennen jedoch nur durch Ausfaellen oder Schleudern
von der Oelmasse getrennt werden, wobei erhaebliche Mengen con Oelschlamm entstehen.
Da die Schwefelteure ausserdem auf die Spaltprodukte der in den urspruenglichen
Schmieroelen vorhandenen Zusatzstoffe einwirkt, ent-. stehen hierdurch uebelriechende
Nebenprodukte, die sich nachteilig auswirken, wenn sie nicht beseitigt werden. Ausser
der geringen Wirtschaftlichkeit der Regenerationsverfahren unter Verwendung von
Schwefelsaeure, die in erster Linie auf die grosse Menge des in unbrauchbaren Schlamm
verwandelten Oels zurueckzufuehren ist, haben diese Verfahren zahlreiche technische
Nachteile. So muss das verbrauchte Oel zunaechst dehydratisiert werden, um einerseits
die fuer die Wirksamkeit erforderliche Saeurekonzentration bei einem unveraenderlichen
Wert zu halten ,und andererseits zu vermeiden, dass die bei der Saeure-Wasser-Reaktion
auftretende Waermeentwicklung die Wirkung der Schwefelsaeure beeintraechtigt. Die
Erwaermung, die das 0e1 bei dem Dehydratisierungsvorgang erf aehrt, hat eine Wertminderung
des Oels zur-Folge, indem sich einerseits die Intensitaet seiner Faerbung erho¢ht
und andererseits die Oxydationsprodukte zunehmen, die bekanntlich Kettenreaktionen
verursachen. Ausserdem fuehrt die Verwendung der Schwefelsaeure
zur Beeintraechtigung wichtiger Eigen-
schaften des Schmieroels wegen
der unkontrollierbar Bedingungen, unter denen die Behandlung erfolgt und die einen
nachteiliegen Einfluss der Steure auf die Bestand-
teile mit
polaren Eigenschaften und auf die die Trübung und Viskositaet hemmenden
Substanzen zur Folge haben.
Schliesslich sind auch die Nachteile
bekannt, die auf den Eigenschaften der Schwefelsaeure selbst beruhen,
insbesondere
die Gefaehrlichkeit dieser Saeure und die Schwierigkeiten, die
beim Transport und der Vernichtung des uebrig bleibenden Saeureschlamms
auftreten.
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Es ist daher die Aufgabe der vorliegenden Erfindung! ein Verfahren
zur Regenerierung und/oder Nachraffination von verbrauchtem oder zersetztem Schmieroel
zu schaffen, bei dem die vorgenannten technischen Nachteile beseitigt oder zumindest
erheblich eingeschraenkt werden und das Verhaeltnis von verbrauchtem zu regeneriertem
Oel verbessert und damit der wirtschaftliche Nutzen des Verfahrens fuer industrielle
Zwecke erhoeht wird. Eine weitere Aufgabe der Erfindung besteht in der Erzeugung
von regenerierten Schmieroelen, deren Qualitaet mit der der urspruenglichen Schmieroele
besonders hinsichtlich der Haltbarkeit- und Viskositaetseigenschaften durchaus vergleichbar
ist.
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Das erfindungsgemaesse Verfahren zur Regenerierung und/oder Nachraffination
von benutztem, verbrauchtem oder zersetztem Schmieroel zeichnet sich dadurch aus,
dass das 0e1 in einer schwachsauren Umgebung unter bestimmten Temperatur- und Druckverhaeltnissen
und unter Ruehren mit einem Halogenderivat und einer Substanz in Beruehrung
gebracht wird, die einatomigen Sauerstoff freimacht.
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Die Behandlungsbedingungen, naemlich das Erwaermen unter Ruehren zunaechst
bei atmosphaerischem Druck bis 110/1300C und dann unter allmaehlich
zunehmendem Vakuum, stellen
ein besonderes grundlegendes Merkmal
der Erfindung dar,
indem sie einerseits die Entfaltung der entschwefelnden,-entfaerbenden,
desodorisierenden, polymerisierenden,
saettigenden, ausfaellenden
und katalysierenden Funktionen des Halogenderivates ermoeglichen und andererseits
das Auftreten von anderen, das Ergebnis des Verfahrens beeintraechtigenden Wirkungen,
wie die des Krackens sowie der Dehydratisierung und der Zyklisierung, verhindern.
Der unmittelbar in der Masse des verbrauchten Schmieroels erzeugte einatomige Sauerstoff
fuehrt durch seine oxydierende und polymerisierende Wirkung zur Umwandlung der unerwuenschten
Bestandteile und Fremdkoerper, die urspruenglich in Form von kolloidalen Molekuelen
vorlagen. in kristalline Makromolekuele, die auf mechanischem Wege beseitigt werden
koennen. Ausserdem wird der von dem ainatomigen Sauerstoff ausgeloeste Oxydationsprozess
in der Praxis bis zum Endstadium der Oxydationsreaktion fortgesetzt, wodurch
ein
regeneriertes Produkt erzielt wird, das hohe Stabilitaetseigenschaften
bzw. Oxydationsfestigkeit aufweist.
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Um den ungestoerten Ablauf der Reaktionen zu gewaehrleisten,
muss eine Mindestmenge von Wasser vorhanden sein, die bei etwa 0.5 % der
zu regenerierenden Oelmasse liegt. Damit die vorbereiteyWen Analysen zur Ermittlung
der urspruenglich in dem verbrauchten Oel vorhandenen Wassermenge wegfallen koennen,
kann vor der Einbringung der Salze Wasser zugesetzt werden, das durch Zusatz von
Mineralsaeuren im
Verhaeltnis von 20--25 % des Wassers angesäuert wurde, wobei
die Menge dieses zuzusetzenden Wassers so gewaehlt wird, dass sie ausreicht, um
ein Uebermass der benoetigten Wasser-menge zu gewaehrleisten. Durch das Uebernass
an Wasser wird
der Ablauf der Reaktionen nicht gestoert
oder irgendwie
beeintraechtigt.
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Die verschiedenen Reaktionen und der.Umgruppierungsprozess
der Kohlenstoffteilchen und sonstigen suspendierttn_Frend-
koerper
sind in verhaeltnismaessig kurzer Zeit abgeschlossen. Durch die Fortsetzung der
Behandlung im Vakuum und bei hoeherer Temperatur-wird der Ablauf det durch
das
Halogenderivat hervorgerufenen Reaktionen gewaehrleistet und die Entfernung
der letzten Spuren der gasfoermigen Reaktionsprodukte und des vorhandenen Wassers
sichergestellt sowie die Polymerisation der eventuell vorhandenen Naphthene *abgeschlossen
und schliesslich, wenn es in diesem Stadium erwuenscht ist, der gewuenschte Flammpunkt
des Fertigproduktes erzielt.
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Die wie gesagt in eine im wesentlichen kristalline Form verwandelten
Teilchen und Fremdkoerper koennen ausser auf mechanischem Wege, wie durch Filtern,
Schleudern od.dgl., auch durch Dekantieren entfernt werden. Daraus ergibt sich,
dass die Ausfuehrung einer eventuellen an sich bekannten Destillationsbehandlung
mit oder ohne Zusatz von Erde sehr erleichtert' wird und besonders vorteilhaft ausgefuehrt
werden kann, wenn das wie oben angegeben regenerierte
Produkt waehrend der
verschiedenen im Verlaufe des Regenerationsprozesses ausgefuehrten Behandlungsphasen
mit-Schwefelsseure behandelt wird. Fuer die Destillation stehen dann klare, von
Wasser, Fremdkoerpern und Saeuren freie
Produkte zur Verfuegung
und sie kann bis zur Abdestillierung fast des gesamten Produkte fortgesetzt werden,
so dass
die Moeglichkeit der Entnahme der verschiedenen Viskositaetsstufen
gegeben ist.
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Als Halogenderivate werden Metallchloride, vorzugsweise Zinkchlorid,
verwendet. Als anorganische Saeuremalze, die
in Gegenwart von
Wasser einatomigen Sauerstoff entwickeln, werden die Perborate, Persulf
ate und Permanganate von, Natrium und/oder Kalium u.dgl. verwendet.
Die
quantitative Ausbeute des erfindungsgemaessen Verfahrens laesst sich danach beurteilen,
dass der Verlust an brauchbaren Oelfraktionen, der bei der mechanischen Behandlung
oder beim Dekantieren des nach dem erfindungsgemaessen Verfahren behandelten
Oels festgestellt wird, auf wenige Prozent beschraenkt ist. Zum Vergleich wird auf
die Verluste hingewiesen, die bei der bekannten Schwefelbehandlung auftreten, bei
der die Verunreinigungen in Form von kolloidalen hoesungen und manchmal sogar von
kolloidalen Emulsionen auftreten und bei der die ausfaellende Wirkung der Schwefelsaeure
zur Entfernung von erheblichen Mengen brauchbaren Oels fuehrt.
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Nachstehend werden einige Beispiele von ausgefuehrten Versuchen gegeben.
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Beisp-jeli 1
Auf 1000 g verbrauchtes Oel mit einem Wassergehalt
von 097 % wurden 5 g zuvor mit 25 % Schwefelsaeure vermischtes Wasser und 10 g handelsuebliches
Zinkchlorid bei 66° zugesetzt; danach wurde das Ganze unter Ruehren auf 130° erwaermt.
Unter fortgesetztem Ruehren wurde die Erwaermung bis 280° unter Vakuum erhöeht und
das Vakuum allmaehlich von 30 auf 65 mm erhoeht. Nach einer teilweisen Abkuehlung
auf 160° C wurde das 0e1 24 Stunden zur Klaerung abgestellt, Das abgeklaerte Produkt
wurde mit 6% aktivierter Entfaerbererde behandelt und gefiltert. Es wurden 815 g
klares Schmieroel mit einem Flammpunkt von 215° C, 94 g leichte Produkte und 82
g Schlamm gewonnen.
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1000 g verbrauchtes Schmieroel der gleichen Art wie im Beispiel
1 wurde in dar gleichen Weise wie im Beispiel 1,
aber mit einem
weiteren Zusatz von 2 g handelsueblichem Sodaperborat behandelt. Beim Filtern mit
Entf aerbererde nach einer Klaerungszeit von 12 Stunden wurden 840 g klares Schmieroel
mit einem Flammpunkt von 212° C, 97 g leichte Produkte und 52 g Restschlamm gewonnen.
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Beispiel, 3
1000 g verbrauchtes Schmieroel der gleichen Art
wie im Beispiel 1 und behandelt wie im Beispiel 2 wurde nach der Erwaermung im Vakuum
auf 280° C zunaechst auf einen Bett aus Natursand und dann mit 5 % aktivierter Entfaerbererde
gefiltert. Es wurden 865 g Schmieroel, 92 g leichte Produkte und 32-34 g Schlamm
gewonnen. Der Schlamm blieb im Filterbett zurueck.
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Beispiel _4 ,_ 1000 g verbrauchtes Schmieroel der gleichen
Art wie im Beispiel 1 wurde nach dem Verfahren gemaess Beispiel 2 behandelt. Die
Erwaermung im Vakuum wurde dann bei 250° C unterbrochen und die Masse wurde auf
einem Bett aus Natursand gefiltert. Dem Filterprodukt wurde 3 % aktivierter Entfaerbererde
zugesetzt und bei seiner anschliessenden Destillierung im Vakuum wurden daraus 4
Fraktionen gewonnen, die nach der Filtrierung insgesamt 962 g Produkte verschiedener
Viskositaet ergaben.