DE2436309B2 - Verfahren zum Reinigen von öl - Google Patents
Verfahren zum Reinigen von ölInfo
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Description
Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zum Reinigen von verbrauchtem Öl.
Verbrauchte Schmiermittel mit einem hohen Viskositätsindex, wie sie beispielsweise zum Schmieren von Automobilen verwendet werden, bilden ein ernsthaftes Problem bei der Reinhaltung der Umwelt. Derartige Schmiermittel enthalten im allgemeinen große Anteile von verschiedenartigen Detergentien und Hochdruckadditiven in Form von mehrwertigen Metallseifen, beispielsweise Bleiverbindungen, oxydierte kohlenstoffhaltige Materialien, Wasser und dgl. Infolge ihres verhältnismäßig hohen Anteils an verschieden-
Verbrauchte Schmiermittel mit einem hohen Viskositätsindex, wie sie beispielsweise zum Schmieren von Automobilen verwendet werden, bilden ein ernsthaftes Problem bei der Reinhaltung der Umwelt. Derartige Schmiermittel enthalten im allgemeinen große Anteile von verschiedenartigen Detergentien und Hochdruckadditiven in Form von mehrwertigen Metallseifen, beispielsweise Bleiverbindungen, oxydierte kohlenstoffhaltige Materialien, Wasser und dgl. Infolge ihres verhältnismäßig hohen Anteils an verschieden-
artigen Zusätzen können verbrauchte Schmieröle keineswegs einfach verbrannt werden, da dabei eine
wesentliche Verschmutzung der Luft auftritt. Es werden daher jährlich Millionen von Litern verbrauchter
Schmiermittel ungenutzt gelassen, da es bis heute keine wirtschaftlich vertretbare Wege für ihre Wiederaufbereitung
gibt.
Zum Wiederverwenden von verbrauchten Schmierölen sind zwar verschiedenartige Reinigungsverfahren
bekannt, jedoch haftet diesen Verfahren im allgemei- ι ο nen der Nachteil an, daß sie wegen der hohen Kosten
wirtschaftlich nicht vertretbar sind.
Durch die Änderung der Zusammensetzung von Schmierölen durch den Zusatz von Additiven, wie
Seifen, Hochdruckagentien, Viskositätsindexverbesserungs-
und polymeren Dispersionsmitteln, ist die Menge von wirtschaftlich wieder aufzubereitendem
Schmieröl durch Zurückgewinnungsverfahren gesunken. Zur Zeit beträgt die Ausbeute von Schmieröl,
das durch Rückgewinnung erhalten werden kann, etwa 50% oder weniger des wiedergewinnbaren organischen
Materials. Infolge der schwierigen Behandlung geht eine beträchtliche Menge des im verbrauchten Ol enthaltenen
wiedergewinnbaren organischen Materials verloren. Dabei wird das Wiederaufbereitungsverfahren
unwirtschaftlich und ergibt darüber hinaus eine steigende Menge an Schlamm und Nebenabfallprodukten,
deren Vernichtung zu einer Umweltverschmutzung führt.
Bei einem bekannten Verfahren wird das verbrauchte Schmieröl zunächst mit einem kaustischen Mittel bei
einer erhöhten Temperatur von etwa 2040C bis 3160C
behandelt, um das Wasser auszutreiben, die im Öl enthaltenen Seifen zu spalten und das öl zu neutralisieren.
Ferner werden im Verlauf des Erhitzens die leichteren Bestandteile ausgetrieben und im allgemeinen
verbrannt. Nach dem Erhitzen wird das Öl bis auf etwa 38°C oder weniger abgekühlt und eine geringe
Menge konzentrierter Schwefelsäure zugegeben. Nach dem Absetzen wird der Bodensatz abgezogen, der
einen Säureschlamm aus Schwefelsäure und gelösten Sulfonaten sowie oxydierten Kohlenwasserstoffen enthält.
Der Schlamm, der etwa 5 bis 20 Gew.-% des behandelten verbrauchten Öls darstellt, wird in einem
geschlossenen Behälter aufbewahrt, um das Entweichen von Säuredämpfen zu verhindern. Anschließend
wird der Schlamm abgelagert. Wegen der gefährlichen Eigenschaften von Säureschlamm ist es zur Zeit
sehr schwierig, eine Deponie zu finden, die derartiges Material aufnimmt. In der Praxis wird ein derartiger
Säureschlamm nur in Mülldeponien gelagert, die einen hohen Kalkgehalt aufweisen und daher Säureschlamm
aufnehmen können.
Nach dem Entfernen des Säureschlamms von dem Öl wird das Topp- oder Kopföl nochmals erhitzt und
fein verteilter Ton bei einer Temperatur von etwa 177°C zugegeben. Das Gemisch aus Ton und Kopföl
wird anschließend in einem Erhitzer auf eine Temperatur von etwa 316°C gebracht und später, nachdem
es für eine bestimmte Zeit auf dieser Temperatur ge- eo halten wird, auf etwa 177°C oder weniger abgekühlt
und durch eine Filterpresse geleitet.
Mit dem vorstehend beschriebenen Verfahren zum Aufbereiten von verbrauchtem Schmieröl wird eine
Ausbeute von nur etwa 50% zurückgewonnenes Öl, bezogen auf das Gesamtgewicht des behandelten verbrauchten
Öls, erzielt. Bei diesem Verfahren fallen große Mengen von Säureschlamm an, der schwierig
zu lagern ist. Als weiterer Nachteil kommt hinzu, daß das Verfahren ein aufwendiges, längeres Erhitzen
erforderlich macht, und des weiteren kostspielige Chemikalien verwendet werden müssen, die nicht zurückgewinnbar
sind.
Ein weiteres bekanntes Verfahren für die Behandlung von verbrauchten Schmierölen beinhaltet die
Aufbereitung des Öls mit Kalk und feinverteiltem Ton. Ferner ist ein Verfahren bekannt, bei dem das Öl mit
einem Gemisch aus einem kaustischen Mittel und Natriumsilikat behandelt wird. Alle erwähnten Verfahren
ergeben eine Ausbeute an gereinigtem Öl von höchstens 50% oder weniger, und zwar bezogen auf das
Gewicht des behandelten verbrauchtes Öls, zusammen mit der Erzeugung von 5 bis 20% von leichten Bestandteilen
oder Topp- bzw. Kopfprodukten, die verbrannt werden. Darüber hinaus ist es nachteilig, daß bei
allen bekannten Verfahren erhebliche Mengen an Schlamm anfallen, der nicht mehr aufbereitet werden
kann und daher abgelagert werden muß.
Neben den bisher beschriebenen Verfahren ist aus der DT-OS 15 94 535 ein Verfahren zum Reinigen
einer Emulsion aus einem Walzwerköl und aus Wasser unter Abtrennen von Trampöl bekannt. Beim Walzen
von Metallen wird beispielsweise eine Emulsion aus Walzwerköl und Kühlwasser zwischen die Formwalzen
und die Oberfläche des zu walzenden Metallstreifens gegeben. Trampöl, das ein hydraulisches, zum
Schmieren der Walzen verwendetes Öl ist, kann in die Emulsion aus Walzwerköl und Kühlwasser derart eintropfen
oder einsickern, daß es diesie Emulsion verunreinigt. Um die Emulsion zu reinigen, wird das sich
ergebende Gemisch aus Metallspänen, Trampöl und der Emulsion in einen Absetztank geleitet. Innerhalb
dieses Tanks bilden diese Materialien drei Schichten, wobei das Sediment sich am Boden absetzt, die Emulsion
aus Walzwerköl und Kühlwasser sich oberhalb des Sediments befindet und das Traitnpöl die oberste
Schicht oberhalb der Emulsion bildet. Ein Wehr oder eine ähnliche Konstruktion ist längs des einen Seitenteils
des Absetztanks angeordnet, so daß die Schicht aus Trampöl über das Wehr fließt, während die Emulsion
im Tank verbleibt. Auf diese Weise wird das Trampöl im wesentlichen von der Emulsion im Absetztank
getrennt.
Anschließend wird ein Abzugsrohr in den Absetztank eingebracht, wobei das offene Ende des Abzugsrohrs
innerhalb der Emulsion an einer Stelle oberhalb der Sedimentschicht angeordnet wird. Die Emulsion
wird dann durch das Abzugsrohr abgezogen, wobei die entfernte Emulsion weniger als etwa 1% an Trampöl
und nur eine relativ kleine Menge an Sediment enthält. Anschließend wird die abgezogene Emulsion
einer Flüssigkeitszentrifuge zugeführt, die drei Entladungsströme aufweist, von denen der eine Strom
das Feststoffsediment, der andere Strom das Trampöl und der dritte Strom die Emulsion enthält.
Das bekannte Verfahren umfaßt nur eine Absetzprozedur
in Verbindung mit einem Zentrifugiervorgang. Die alleinige Anwendung eines Absetzschrittes
oder des Zentrifugierens liefert kein gereinigtes Schmieröl aus Altöl. Die bekannte Behandlungsweise
ermöglicht es nicht, die im Altöl enthaltenen öllöslichen Verschmutzungen zu entfernen.
In der JA-PS 0 70 891 (CPI-Basic Abstracts Journal 1974, Referat 40494 V/22, HO7 OHKU/14.9.1971,
J4 3037-401) ist ein Verfahren zur Wiederaufbereitung von verbrauchtem Schmieröl beschrieben, bei dem zu-
erst das Öl mit einer kleinen Menge eines Ätzmittels
und anschließend mit einer geringen Menge eines Alkohols in Berührung gebracht wird. Das Atzmittel
hat die Aufgabe, das Öl zu neutralisieren, während der Alkohol nur die Kontaktmöglichkeiten zwischen
den wäßrigen und den Ölphasen des Altöls verbessert.
Anschließend wird eine sehr große Menge an Propan, die etwa dem 5fachen Gewicht des Öls entspricht,
hinzugefügt und im Öl verteilt. Dabei wird das Öl derart verdünnt, daß die Entfernung des Feststoffschlamros
aus dem Öl ermöglicht wird.
Bei diesem bekannten Verfahren ist eine große Menge eines Lösungsmittels, wie Propan, erforderlich,
wobei sehr große Volumina des Lösungsmittels beherrscht werden müssen. Als weiterer Nachteil kommt
hinzu, daß im Fall von Propan mit einem entsprechend hohen Druck gearbeitet wird, so daß die Anlage für
den notwendigen Druck ausgelegt werden muß. Ferner ist dieses bekannte Verfahren nicht in der Lage, im Öl
lösliche Verschmutzungen durch Extraktion aus dem Altöl zu entfernen.
Aus der GB-PS 7 42 909 ist es bekannt, eine aus Rohöl gewonnene Schmierölfraktion zur weiteren Raffination
dadurch zu behandeln, daß der Schmierölstrom mit einem wäßrigen Extraktionsmittel aus einem wäßrigen
Gemisch eines einwertigen Alkohols und einer alkalischen oder erdalkalischen Base in Berührung
gebracht wird. Die auf diese Weise behandelte Schmierölfraktion wird dann in einer zweiten Zone mit Wasser
in Kontakt gebracht und anschließend getrocknet, bevor eine weitere Raffinierung vorgenommen wird.
Das nach diesem bekannten Verfahren behandelte Öl enthält keine metallischen Seifen, wie es beispielsweise
bei verbrauchtem Schmieröl der Fall ist. Die in der GB-PS 7 42 909 beschriebene Behandlungsweise
ist somit nicht in der Lage, Metallkomponenten aus einem gebrauchten Schmieröl zu entfernen, und es sind
auch keine Maßnahmen vorgesehen, um einen etwa anfallenden Schlamm zu beseitigen.
Bei einem bekannten Verfahren nach der US-PS 36 39 229 wird Altöl zunächst mit einem aliphatischen
Alkohol behandelt, um Schlamm von dem Öl zu trennen. Danach wird das Öl mit einer großen Menge an
rauchender Schwefelsäure behandelt, die mit den oxydierten Verunreinigungen in dem Öl reagiert, um die
Verunreinigung in der Form von Säureschlamm auszuscheiden.
Die mit diesem bekannten Verfahren erzielbare Ausbeute an gereinigtem Öl ist in Anbetracht der scharfen
Behandlungsbedingungen relativ gering, und es fällt eine große Menge an festem Säureschlamm an. Wie
bereits erwähnt, ist die Lagerung von Säureschlamm infolge seiner giftigen Eigenschaften äußerst problematisch.
Aus der US-PS 23 76 418 ist es bekannt, Öl mit Isopropylalkohol
zu behandeln. Der Isopropylalkohol wirkt wie ein Agglomerationsmittel, wobei die Teilchengröße
von unlöslichen Stoffen in dem Öl vergrößert wird. Die unlöslichen Teilchen werden dann
mit Hilfe eines Filters vom Öl getrennt.
Mit diesem Verfahren ist es nicht möglich, lösliche Verunreinigungen, wie schwere Metallseifen, aus
einem gebrauchten Schmieröl zu entfernen.
Weiterhin ist es aus der US-PS 12 81 354 bekannt, Öl mit einer verhältnismäßig großen Menge eines
Kohlenwasserstoffiösungsmittels zu behandeln, und zwar mit einem Volumenverhältnis von Lösungsmittel
zu Öl von etwa 4:1. Danach wird eine verhältnismäßig große Menge an Fullererde, Knochenschwarz
oder dgl. dem Öl zugesetzt, das anschließend einer Säurebehandlung unterzogen wird. Wie bereits erwähnt,
ist infolge der scharfen Bedingungen bei einer
Säurebehandlung die Ausbeute an gereinigtem Öl verhältnismäßig
niedrig, und es fallen verhältnismäßig große Mengen an giftigem Säureschlamm an.
Ein aus der US-PS 17 07671 bekanntes Verfahren betrifft ebenfalls die Säurebehandlung von Öl. Auch
aus der US-PS 18 71 682 ist es bekannt, unter Verwendung einer großen Menge an Schwefelsäure Ö! einer
Säurebehandlung zu unterziehen. Wie bereits erwähnt, führt die Säurebehandlung von Öl zu einer verhältnismäßig
niedrigen Ausbeute an gereinigtem Öl, und es werden große Mengen an Säureschlamm erzeugt, dessen
Ablagerung äußerst aufwendig und teuer ist.
Demgegenüber liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zum Aufbereiten von verbrauchtem
Schmieröl in wirtschaftlicher Weise anzugeben, mit dem eine Ausbeute von etwa 80 bis 95% oder mehr
des wiedergewinnbaren organischen Materials in dem verbrauchten Öl erzielt wird und bei dem darüber
hinaus nur ein sehr geringer Anteil von Rückständen anfällt, die aus mehrwertigen Metallverbindungen in
Mischung mit oxydierten Kohlenwasserstoffen und den übrigen vielfältigen Verbindungen, die im
Schlamm von verbrauchten Schmierölen vorkommen, bestehen.
Diese Aufgabe wird nach der Erfindung dadurch ge-
löst, daß das gegebenenfalls vorbehandelte Öl mit einem flüssigen, überwiegend aus Kohlenwasserstoff
bestehenden Verdünnungsmittel, das einerseits das Öl löst und andererseits in dem Öl löslich ist, gemischt
wird, daß das so verdünnte Öl mit einem, einen geringen Anteil einer Säure enthaltenden Gemisch aus
einem wassermischbaren Alkohol und Wasser vermengt wird und daß das resultierende Gemisch zum
Entfernen von Ölschlamm und Metallverbindungen aus dem Öl und zum Trennen der verdünnten Ölphase
von der Alkohol-Wasser-Phase zentrifugiert wird.
Auf diese Weise wird mit dem Verfahren eine wesentlich geringere Umweltverschmutzung als durch Ablagerung
des verbrauchten Öls erzielt. Als weiterer Vorteil kommt hinzu, daß mit dem Verfahren eine neue
Quelle für die Gewinnung von Hochviskositätsölen geschaffen wird, die z. Zt. sehr knapp sind und in den
industrialisierten Ländern zur Schmierung von Maschinen und Anlagen dringend benötigt werden.
Zur Durchführung des Verfahrens können die an verschiedenen Orten anfallenden, verbrauchten Schmieröle von beispielsweise unabhängigen Servicestationen für ein größeres Gebiet gesammelt werden. Die verbrauchten Schmieröle werden zuerst tnit einem flüssigen Verdünnungsmittel vermischt, das überwiegend aus Kohlenwasserstoff besteht und vorzugsweise einen Siedebereich hat, der innerhalb eines Temperaturbereiches von etwa 38°C bis 288°C liegt. Das flüssige Verdünnungsmittel kann entweder aromatisch oder aliphatisch sein und löst einerseits das verbrauchte, kohlenwasserstoffhaltige Schmieröl und ist andererseits in diesem löslich. Die Funktion des flüssigen Verdünnungsmittels besteht bei dem Verfahren darin, die Viskosität des wiederaufzubereitenden Schmieröls herabzusetzen und dessen charakteristische Dispersionseigenschaften zu ändern, um in den weiteren Verfahrensschritten den Kontakt des verbrauchten Schmieröls mit einem wassermischbaren Alkohol-Wasser-Gemisch zu erleichtern.
Zur Durchführung des Verfahrens können die an verschiedenen Orten anfallenden, verbrauchten Schmieröle von beispielsweise unabhängigen Servicestationen für ein größeres Gebiet gesammelt werden. Die verbrauchten Schmieröle werden zuerst tnit einem flüssigen Verdünnungsmittel vermischt, das überwiegend aus Kohlenwasserstoff besteht und vorzugsweise einen Siedebereich hat, der innerhalb eines Temperaturbereiches von etwa 38°C bis 288°C liegt. Das flüssige Verdünnungsmittel kann entweder aromatisch oder aliphatisch sein und löst einerseits das verbrauchte, kohlenwasserstoffhaltige Schmieröl und ist andererseits in diesem löslich. Die Funktion des flüssigen Verdünnungsmittels besteht bei dem Verfahren darin, die Viskosität des wiederaufzubereitenden Schmieröls herabzusetzen und dessen charakteristische Dispersionseigenschaften zu ändern, um in den weiteren Verfahrensschritten den Kontakt des verbrauchten Schmieröls mit einem wassermischbaren Alkohol-Wasser-Gemisch zu erleichtern.
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Durch die Bezeichnung »überwiegend«, die bei der wohl es theoretisch nicht bewiesen ist, wird angenom-Definition
des Kohlenwasserstoffgehalts des flüssigen men, daß die Funktion der Säure darin besteht, mehr-Verdünnungsmittels
verwendet wird, soll dargelegt wertige Metallionen von den verschiedenen metalliwerden,
daß dessen Kohlenwasserstoffgehalt etwa 90 sehen Seifen in dem verdünnten, zu behandelnden
oder mehr Gewichtsprozent beträgt. In dem Ver- 5 Schmieröl zu ersetzen. Wenn die mehrwertigen Metalldünnungsmittel
enthaltene Verunreinigungen, bei ionen der Seifen durch Wasserstoffionen ersetzt werdenen
es sich um wiederaufbereitete leichte Bestand- den, tritt eine Überführung der Seifen in Säuren mit
teile des gereinigten Schmieröls handeln kann, können geringerem Molekulargewicht auf. Mit der Abnahme
beispielsweise geringe Mengen von schwefelhaltigen des Molekulargewichts nimmt die Löslichkeit der sich
Verbindungen, wie Mercaptane, und sauerstoffange- io ergebenden Säuren in dem verdünnten Schmieröl ab,
reicherte Kohlenwasserstoffe, wie Aldehyde oder während ihre Löslichkeit in der Wasser-Alkohol-Phase
Ketone, enthalten sein. Die in dem flüssigen Ver- zunimmt. Man nimmt an, daß dieses Phänomen die
dünnungsmittel vorhandenen Verunreinigungen kön- Extraktion der Metallseifen aus dem verdünnten
nen sich in Abhängigkeit von der Aufmachung des Schmieröl durch den Kontakt mit dem mit Wasser ververbrauchten
Schmieröls ändern, das die Quelle für 15 mengbaren Alkohol-Wasser-Gemisch erleichtert. Obdie
rückgeführten leichten Bestandteile darstellt. Die wohl es nicht bewiesen ist, wird ferner angenommen,
vorstehende Aufzählung von Verunreinigungen er- daß die sich ergebende Änderung in der Dispergenshebt
keinen Anspruch auf Vollständigkeit. zusammensetzung der Ölphase die peptizierten bzw.
Das flüssige Kohlenwasserstoff-Verdünnungsmittel feinverteilten festen Stoffe freigibt, die anschließend
weist vorzugsweise einen Siedebereich zwischen etwa 20 durch Zentrifugieren entfernt werden können.
380C und 2600C auf, obgleich auch kohlenwasserstoff- Zu den mit Wasser vermengbaren Alkoholen, die bei haltige Flüssigkeiten verwendet werden können, die diesem Verfahrensschritt Anwendung finden, gehören einen niedrigeren Siedepunkt haben, beispielsweise Methanol, Äthanol, Isopropylalkohol, normalerPropylflüssiges Propan. Das wiederaufbereitete, gereinigte alkohol (n-Propylalkohol), sekundärer, normaler Butyl-Schmieröl kann anschließend destilliert werden. Im 25 alkohol (sek.-Butylalkohol) und tertiärer, normaler Falle der Destillation werden die leichten oder Butylalkohol (tert.-Butylalkohol). Die höheren Al-Naphthabestandteile dem Prozeß wieder zugeführt, um kohole, wie Amylalkohol, und ebenso Alkohole mit als flüssige, überwiegend aus Kohlenwasserstoff beste- einer niedrigeren Wasserlöslichkeit, wie normaler hende Verdünnungsmittel für die zu behandelnden Butylalkohol (n-Butylalkohol), weisen eine derartig verbrauchten Schmieröle zu dienen. Das bedeutet, 30 niedrige Wasserlöslichkeit auf, daß sie im allgemeinen daß das Verfahren nach dem ersten Start durch die bei dem Verfahren unwirksam sind. Die mit Wasser dann einsetzende ausreichende Zufuhr von leichten mischbaren Alkohole, die für das Verfahren geeignet Naphtha-Bestandteilen, die bei der Destillation des sind, einschließlich von mehrwertigen Alkoholen, gereinigten Öls oder der organischen Phase anfallen, haben somit im allgemeinen eine Löslichkeit von etwa von selbst unterhalten wird, da das benötigte flüssige 35 20 oder mehr Vol.-% in Wasser.
Verdünnungsmittel für die Wiederaufbereitung des zu- Es hat sich herausgestellt, daß von den verschiedenen geführten verbrauchten Schmieröls durch das Ver- Alkoholen vorteilhafterweise Isopropylalkohol, Äthylfahren selbst geliefert wird. alkohol, normaler Propylalkohol und tertiärer, normaler
380C und 2600C auf, obgleich auch kohlenwasserstoff- Zu den mit Wasser vermengbaren Alkoholen, die bei haltige Flüssigkeiten verwendet werden können, die diesem Verfahrensschritt Anwendung finden, gehören einen niedrigeren Siedepunkt haben, beispielsweise Methanol, Äthanol, Isopropylalkohol, normalerPropylflüssiges Propan. Das wiederaufbereitete, gereinigte alkohol (n-Propylalkohol), sekundärer, normaler Butyl-Schmieröl kann anschließend destilliert werden. Im 25 alkohol (sek.-Butylalkohol) und tertiärer, normaler Falle der Destillation werden die leichten oder Butylalkohol (tert.-Butylalkohol). Die höheren Al-Naphthabestandteile dem Prozeß wieder zugeführt, um kohole, wie Amylalkohol, und ebenso Alkohole mit als flüssige, überwiegend aus Kohlenwasserstoff beste- einer niedrigeren Wasserlöslichkeit, wie normaler hende Verdünnungsmittel für die zu behandelnden Butylalkohol (n-Butylalkohol), weisen eine derartig verbrauchten Schmieröle zu dienen. Das bedeutet, 30 niedrige Wasserlöslichkeit auf, daß sie im allgemeinen daß das Verfahren nach dem ersten Start durch die bei dem Verfahren unwirksam sind. Die mit Wasser dann einsetzende ausreichende Zufuhr von leichten mischbaren Alkohole, die für das Verfahren geeignet Naphtha-Bestandteilen, die bei der Destillation des sind, einschließlich von mehrwertigen Alkoholen, gereinigten Öls oder der organischen Phase anfallen, haben somit im allgemeinen eine Löslichkeit von etwa von selbst unterhalten wird, da das benötigte flüssige 35 20 oder mehr Vol.-% in Wasser.
Verdünnungsmittel für die Wiederaufbereitung des zu- Es hat sich herausgestellt, daß von den verschiedenen geführten verbrauchten Schmieröls durch das Ver- Alkoholen vorteilhafterweise Isopropylalkohol, Äthylfahren selbst geliefert wird. alkohol, normaler Propylalkohol und tertiärer, normaler
Die Menge an flüssigem Verdünnungsmittel, die zum Butylalkohol den größten Nutzeffekt bei dem Verfahren
Verdünnen des gerade anfallenden verbrauchten 40 bringen. Bei einer weiteren bevorzugten Ausgestaltung
Schmieröls benötigt wird, kann unterschiedlich sein. des Verfahrens enthalten die Alkohol-Wasser-Ge-
Ein bevorzugtes, praktisches Volumenverhältnis des mische etwa 40 bis 60 Vol.-% Alkohol. Solche Gemische
flüssigen Verdünnungsmittels zu dem verbrauchten haben sich als wirkungsvoller als Gemische mit einem
Öl beträgt etwa 1 : 1 bis etwa 1 : 2, obgleich auch größeren oder kleineren Alkoholgehalt in bezug aul
andere Verdünnungsverhältnisse verwendet werden 45 den Wasseranteil in dem Alkohol-Wasser-Gemisch
können, beispielsweise 2 : 1 oder gar 4 : 1, und zwar herausgestellt.
in Abhängigkeit von dem Anteil an Feststoffen und von Es ist festzuhalten, daß das zu behandelnde Material,
der Viskosität des wiederaufzubereitenden Öls sowie nämlich verbrauchtes Schmieröl, nicht homogen ist
der Wirksamkeit des flüssigen Verdünnungsmittels bei Das bedeutet, daß in der Praxis die spezifischen Be-
der weiteren Kontaktherstellung durch das Extraktions- 50 triebsbedingungen veränderbar sein müssen, damit sie
lösemittel. der jeweiligen Charge von zu behandelndem Schmierö
Im allgemeinen ist es erwünscht, die geringstmög- angepaßt werden können. Wenn beispielsweise die ge·
liehe Menge an Verdünnungsmittel zu verwenden, da rade behandelte Schmierölmenge einen verhältnis
ein steigender Anteil an Verdünnungsmittel die nach- mäßig hohen Wassergehalt aufweist, so muß diesel
folgende Trennung des Verdünnungsmittels und des 55 Umstand bei der Bestimmung des Verhältnisses vor
Öls schwieriger und kostspieliger gestaltet. Bei einem Alkohol zu Wasser berücksichtigt werden, nachderr
steigenden Anteil des Verdünnungsmittels muß bei- das Schmieröl mit einem flüssigen Verdünnungsmittel
spielsweise die Größe der Trennungsanlage, also der das überwiegend aus Kohlenwasserstoffen besteht, ver
Destillationssäulen und dgl., proportional gesteigert dünnt wurde.
werden, was eine Erhöhung der Anschaffungs- und Be- 60 Zum Bestimmen der optimalen Prozeßbedingunger
triebskosten der Anlage für das Durchführen des Ver- für eine besondere Menge an verbrauchten Schmierölen
fahrens mit sich bringt. werden diese Schmieröle beispielsweise in einen
Nach dem Verdünnen des aufzubereitenden Schmier- großen Vorratstank gesammelt. Sobald der Tank gefüll
öls mit einem flüssigen Verdünnungsmittel, das über- ist, werden repräsentative Proben entnommen um
wiegend aus Kohlenwasserstoffen besteht, wird das 65 analysiert, um die optimalen Prozeßbedingungen fü
verdünnte Schmieröl mit einem Gemisch aus Wasser, die Behandlung des verbrauchten Öls in diesem Tanl
einem mit Wasser mischbaren Alkohol und einer ge- festzulegen. Zum Bestimmen des Verhaltens der Pro
ringen Menge einer Säure zusammengebracht. Ob- bcn wird beispielsweise festgestellt, wieviel flüssiges
überwiegend aus Kohlenwasserstoff bestehendes Verdünnungsmittel mit dem verbrauchten Schmieröl auf
der Grundlage eines Volumen-zu-Volumen-Verhältnisses
zugemischt werden muß, um optimale Ausgangsbedingungen für die Behandlung und das Zentrifugieren
zu erhalten. Darüber hinaus werden zur Bestimmung der optimalen Bedingungen Proben des
verbrauchten Schmieröls aus dem Vorratsbehälter in einem kleinen Umfang maßstabsgetreu entsprechend
dem erfindungsgemäßen Verfahren behandelt, um die ι ο Konditionen festzulegen, die die höchste Verminderung
des Aschengehalts des zu behandelnden Öls und die größte Ausbeute an gereinigtem Öl ergeben.
Verschiedenartige wasserlösliche Säuren, vorzugsweise anorganische Säuren, können für das Alkohol-Wasser-Gemisch
zum Behandeln des verdünnten Schmieröls verwendet werden. Salzsäure, Schwefelsäure,
Salpetersäure und Phosphorsäure haben sich beispielsweise als geeignet erwiesen. Obwohl es theoretisch
nicht bewiesen ist, wird angenommen, daß die Zersetzung der mehrwertigen, im allgemeinen zweiwertigen
Metallseifen und die Entfernung der organischen Säuren aus der organischen Schicht in die
Alkohol-Wasser-Schicht die Wirksamkeit der nicht ionischen Dispergenzien, die in dem Öl verbleiben,
vermindert, um die micellulare Anordnung aufrechtzuerhalten. Diese ist erforderlich, um die festen Teilchen
und den Schlamm in dispergierter Form in dem verdünnten Öl zu halten.
Beim Ersetzen von mehrwertigen Metallionen durch Wasserstoffionen, um in dem behandelten Öl Seifen in
Säuren mit niedrigem Molekulargewicht zu überführen, können die ersetzten Metallionen mit dem anionischen
Teil der behandelnden Säuren Salze bilden. Um die Wanderung solcher Salze in die Alkohol-Wasser-Phase
zu fördern, wird als behandelnde Säure vorzugsweise eine Säure ausgewählt, die keine sperrige
anionische Gruppe enthält, beispielsweise eine Sulfonsäuregruppe, die in der Ölphase die Löslichkeit von
Salzen unterstützen würde, die mit den ersetzten mehrwertigen Metallionen gebildet worden sind. Dadurch
würde die Wanderung dieser Salze in die Alkohol-Wasser-Phase unterbunden werden.
Die Menge der verwendeten Säure reicht im allgemeinen aus, um die mehrwertigen Metallionen der im
Öl enthaltenen Seifen zu ersetzen. Wenn man beispielsweise verdünntes verbrauchtes Schmieröl, das je zur
Hälfte des Volumens aus Schmieröl und einem damit gemischten flüssigen, überwiegend kohlenwasserstoffhaltigen
Verdünnungsmittel besteht, mit einem gleich großen Volumen eines Alkohol-Wasser-Gemisches vermengt,
das seinerseits in einem Volumenverhältnis von 50 : 50 steht, werden für je 100 ml des Alkohol-Wasser-Gemisches
3 ml einer Säure verwendet, beispielsweise konzentrierte Salzsäure, um ein zufriedenstellendes
Ergebnis zu erhalten.
Im allgemeinen erfolgt die Behandlung des verdünnten Schmieröls mit dem eine Säure enthaltenden Alkohol-Wasser-Gemisch
unter Rühren. Beispielsweise kann das Rühren während des Mischens in einem eo
großen Behälter durch einen Rührmischflügel in einem kontinuierlich arbeitenden, dosierenden Mischwerk,
wie einer Zahnradpumpe oder einem Homogenisiergerät, oder durch Anwendung von sonstigen Mischverfahren
erfolgen. e>5
Das Umrühren des verdünnten Schmieröls und des Alkohol-Wasser-Gemisches erfolgt im allgemeinen so
lange, bis sich eine Emulsion bildet, die anzeigt, daß das verdünnte Ol durchgehend mit dem Alkohol-Wasser-Gemisch
in Kontakt steht. Die Emulsion ist im allgemeinen nicht stabil und wird während des nachfolgenden
Zentrifugierens aufgespalten. Falls die Emulsion während des Zentrifugierens nicht aufgespalten
wird, ist dies von Nachteil, da die Verfahrensausbeute durch das Festhalten von wiedergewinnbarem Öl in
der Emulsionsphase verringert wird. Es wird daher angestrebt, daß die Bildung einer stabilen Emulsion,
die beim Zentrifugieren nicht aufgespalten wird, möglichst klein ist. Dies kann dadurch erreicht werden,
daß zunächst repräsentative Proben für das verbrauchte aufzubereitende Öl genommen werden und an Hand
dieser Proben die Prozeßparameter in kleinem Umfang, jedoch maßstabsgetreu zur Bestimmung der optimalen
Ausbeutebedingungen ermittelt werden. Durch die Bestimmung der optimalen Prozeßbedingungen für ein
besonderes verbrauchtes Öl kann man die Bildung einer stabilen Emulsion so klein wie möglich halten,
um eine maximale Ausbeute an wiederverwertbarem organischen Material aus dem Öl zu gewinnen.
Im Anschluß an die Behandlung des verdünnten Schmieröls mit dem Alkohol-Wasser-Gemisch wird das
entstandene Gemisch einer Zentrifuge zugeführt, um den Schlamm von dem Schmieröl und das Alkohol-Wasser-Gemisch
von dem organischen Gemisch aus dem flüssigen Verdünnungsmittel und dem Schmieröl
zu trennen. Industriell gefertigte Zentrifugen sind allgemein bekannt, und für das Verfahren können verschiedenartige
Ausführungsarten von Zentrifugen eingesetzt werden. Das resultierende Gemisch kann in
einfacher Weise in die Zentrifuge eingefüllt werden. Während des Zentrifugiervorganges setzt sich der
Schlamm an der Innenseite der Wände der Zentrifuge ab, während das Alkohol-Wasser-Gemisch über einen
ersten Auslaß und das organische Gemisch aus dem flüssigen Verdünnungsmittel und dem Schmieröl durch
einen zweiten Auslaß herausgenommen wird. Der sich im Inneren der Zentrifuge absetzende Schlamm muß
periodisch durch Ausspritzen, Rückspülen oder Absprühen der Innenseite der Zentrifugentrommel mil
einem Wasserstrahl entfernt werden. Zum Entfernen von Feststoffen aus Zentrifugen sind verschiedene
Verfahren bekannt, die daher nicht näher beschrieber zu werden brauchen.
Der aus der Zentrifuge abgeführte Alkohol-Wasser-Strom enthält organische Säuren. In Abhängigkeit vor
dem Säuregehalt des Alkohol-Wasser-Gemisches kanr das Gemisch aus dem mit Wasser vermengbaren Alkohol
und dem Wasser wieder direkt in den Prozeßablauf für die Behandlung des aufzubereitenden, verdünnten
Schmieröls mit einer überwiegend Kohlen· Wasserstoffe enthaltenden Flüssigkeit zurückgeführi
werden. Unter Umständen ist es auch erforderlich, der Alkohol-Wasser-Strom zuerst einer Reinigung zu unter
ziehen, bevor er wieder in den Prozeß zurückgeleite wird. Zum Reinigen des Alkohol-Wasser-Stroms kanr
man die organischen Säuren durch irgendein geeig netes Verfahren entfernen, beispielsweise durch Ex
traktion der organischen Säuren, Ionenaustausch Destillation oder Neutralisation, gefolgt von Destilla
tion des Alkohols, gefolgt vom Zusatz frischen Wasser! zum Alkohol, und dgl.
Das Gemisch aus dem gereinigten Schmieröl unc dem flüssigen, überwiegend Kohlenwasserstoff ent
haltenden Verdünnungsmittel kann al» Kraftstoff mi niedrigem Aschenanteil verwendet oder durch her
kömmliche Destillation aufgetrennt werden. Die
Naphtha-Fraktion der Destillation kann, wie bereits erwähnt,
in den Prozeß zurückgeführt werden, um das aufzubereitende verbrauchte Schmieröl zu verdünnen.
Die gereinigte Schmierölfraktion der Destillation bildet den Grundvorrat für die Herstellung neuer Schmieröle.
Ein übliches und genaues Verfahren zum Messen der Wirksamkeit des Prozesses in Form der Reinheit des
erhaltenen Schmieröls besteht darin, den Aschengehalt des verbrauchten Schmieröls mit dem Aschengehalt ι ο
des gereinigten Schmierölprodukts zu vergleichen. Aufgrund von experimentellen Untersuchungen, die mit
zwei verbrauchten Schmierölen von verschiedenen Quellen angestellt worden sind, wurde gefunden, daß
das Verfahren den Aschengehalt des Öls um 80 bis 90% vermindert. Beispielsweise wurde ein Aschengehalt
von etwa 2% in dem verbrauchten Öl auf etwa 0,2% in dom gereinigten Öl gesenkt. Zusätzlich wird der
Gehalt an Additiven des Öls herabgesetzt, wodurch die weitere Verarbeitung des gereinigten Öls unter
Anwendung von herkömmlichen Raffinierverfahren vereinfacht wird.
Der nach Durchführung des Verfahrens verbleibende Rückstand, der aus verschiedenen Materialien im Ölschlamm
des aufzubereitenden Schmieröls besteht, macht ungefähr 3 Gew.-% der Ausgangsmenge des verbrauchten
Schmieröls aus. Im Rückstand ist daher nur ein sehr geringer Gewichtsanteil des verbrauchten
Schmieröls enthalten. In Anbetracht der beträchtlichen Herabsetzung des anteiligen Gewichts des Rückstands,
der während der Reinigung aus dem verbrauchten Öl entfernt wird, ergeben sich bei dem Verfahren hinsichtlich
der Deponierung des Ölmülls nicht die Probleme, die bisher bei der Wiederaufbereitung von verbrauchten
Schmierölen aufgetreten sind.
Der nach Durchführung des Verfahrens verbleibende Rückstand weist einen hohen Gehalt an Metallen auf,
und zwar überwiegend an Blei, und stellt daher eine wertvolle Quelle für Metalle dar. Im Hinblick auf die
großen Mengen von verbrauchtem Schmieröl, die beim Wechsel von Öl im Kurbelgehäuse von Kraftfahrzeugmotoren
anfallen, kann man davon ausgehen, daß der Verfahrensrückstand eine beträchtliche Gewichtsmenge von Metallen ergibt, obwohl der Bodensatz
des wiederaufzubereitenden Schmieröls nur einen kleinen Gewichtsprozentsatz des benutzten Schmieröls
ausmacht. Aus den obengenannten Gründen ist es empfehlenswert, daß der Rückstand weiterverarbeitet
wird, sofern dies wirtschaftlich vertretbar ist, um die Metallanteile zurückzugewinnen.
Das Verfahren kann in Verbindung mit einem in der DT-AS 24 26 969 bereits vorgeschlagenen Verfahren
angewendet werden, auf das hiermit vollinhaltlich Bezug genommen wird. Bei dem bereits vorgeschlagenen
Verfahren wird ein verbrauchtes Schmieröl dadurch gereinigt, daß es zunächst mit einem flüssigen,
überwiegend kohlenwasserstoffhaltigen Verdünnungsmittel
gemischt wird, das einerseits das Öl löst und andererseits in diesem Öl löslich ist und vorzugsweise
einen Siedebereich zwischen etwa 38°C und 2880C
aufweist, daß anschließend das verdünnte Öl mit einem wassermischbaren Alkohol und einem, einen geringen
Anteil einer Ammonium- oder einer alkalischen Metallbase enthaltenden Wassergemisch vermengt wird
und daß schließlich das resultierende Gemisch zentri- bs
fugiert wird, um den Schlamm und die Metallverbindungen aus dem Öl zu entfernen und die verdünnte ölohase
von der Alkohol-Wasser-Phase zu trennen, um eine gereinigte organische Schicht mit einem geringen
Aschengehalt zu erhalten.
Ein Vergleich zwischen dem vorliegenden und dem vorgeschlagenen, in der DT-AS 24 26 969 beschriebenen
Verfahren zeigt, daß die allgemeinen Bedingungen der beiden Prozesse ähnlich bzw. gleich sind. Bei
dem bereits vorgeschlagenen Verfahren enthält das Alkohol-Wasser-Gemisch allerdings einen geringen
Anteil einer Ammonium- oder alkalischen Metallbase, während hier das Alkohol-Wasser-Gemisch eine
geringe Menge einer Säure enthält. Wie aus der genannten älteren Patentanmeldung hervorgeht, kann
man zum Behandeln des verdünnten Schmieröls verschiedenartige wasserlösliche Ammonium- und alkalische
Metallbasen in dem Alkohol- und Wasser-Gemisch verwenden. Ammoniumcarbonat, Natriumcarbonat,
Kaliumcarbonat, Lithiumcarbonat und Natriumhydroxid haben sich beispielsweise als geeignet
erwiesen. Von den verschiedenartigen Basen werden vorzugsweise Natriumcarbonat und Natriumphosphat
verwendet. Obwohl es theoretisch nicht erwiesen ist, wird angenommen, daß die Carbonat- und Phosphatanionen
insbesondere bei der Herabsetzung der Löslichkeit der mehrwertigen Metallkationen wirksam
sind. Die Metallkationen befinden sich in den im verdünnten Schmieröl enthaltenen metallischen Seifen.
Sie werden ersetzt durch die einwertigen Ammonium- und Alkalimetallionen. Bei der Herabsetzung der Wirksamkeit
der nichtionischen Dispergenzien, die in dem Öl verbleiben, um die micellulare Anordnung aufrechtzuerhalten,
die erforderlich ist, um die festen Stoffteilchen und den Schlamm in dispergierter Form in dem
verdünnten Öl zu halten, werden die Carbonat- und Phosphatanionen wirksam. Überraschenderweise hat
es sich herausgestellt, daß eng verwandte Anionen, beispielsweise Bicarbonationen, eine geringere Wirksamkeit
als Carbonationen entwickeln.
Bei der Durchführung des vorgeschlagenen Verfahrens hat es sich gezeigt, daß die Verwendung von
überschüssigen Mengen der wasserlöslichen Ammonium- oder Alkalimetallbase zu einer Herabsetzung der
Gesamtwirksamkeit des Verfahrens führt, und zwar insbesondere dadurch, daß ein gereinigtes Öl anfällt,
dessen Aschengehalt höher als bei einem Öl ist, das mit einer geringeren Menge an Base wiederaufbereitet
wird. Es wird angenommen, daß dieses Ergebnis auf die Anwesenheit von nichtionischen Detergenzien in den
aufzubereitenden Schmierölen zurückzuführen ist. Bei Verwendung von überschüssigen Mengen im Vergleich
zu der erforderlichen Menge einer einwertigen Kationenbase, beispielsweise Natriumbase, als Ersatz für
die mehrwertigen Metallkationen der Seifen im Öl wird aller Wahrscheinlichkeit nach das überschüssige Natrium
durch die nichtionischen Detergenzien aufgenommen. Dies erhöht die Fähigkeit der nichtionischen
Detergenzien, Schlamm und Metall im Öl zu suspendieren. Daraus folgt, daß bei dem vorgeschlagenen
Verfahren ein gereinigtes Öl, zu dessen Reinigung eine geringere Menge an Ammonium- oder Alkalimetallbase
verwendet wird, einen geringeren Aschengehalt als ein Öl aufweist, zu dessen Reinigung eine
überschüssige Menge der Base verwendet wird. Man bevorzugt daher eine Menge an Ammonium- oder Alkalimetallbase,
die gerade ausreicht, um die mehrwertigen Metallionen der Seifen in dem Öl zu ersetzen,
bei der jedoch ein Überschuß an Base nach Möglichkeit nicht auftritt.
Nach der Behandlung eines verbrauchten Schmier-
13 14
Öls gemäß dem vorgeschlagenen und in der DT-AS Inhalt der Rohre in mehrere Schichten aufgetrennt.
24 26 969 beschriebenen Verfahrens wird der Aschen- Auf dem Boden jedes der Rohre befindet sich eine
gehalt des Öls um etwa 80 bis 90% vermindert. Der Ölschlammschicht, die durch das angewendete Ver-
Gehalt an einwertigen Kationen, beispielsweise Na- fahren von dem Aböl getrennt worden ist. Über der
triumkationen, ist in dem auf diese Weise gereinigten 5 unteren Schlammschicht liegt eine wassermischbare
Öl im allgemeinen hoch, und zwar infolge der Anwe- Alkohol-Wasser-Schicht, und über dieser Schicht be-
senheit der Base in dem bei diesem Verfahren verwen- findet sich eine organische Schicht, die eine gereinigte
deten Alkohol-Wasser-Gemisch. Wenn ein nach viern organische Phase aus dem Kohlenwasserstoff-Verdün-
vorgeschlagenen Verfahren gereinigtes Öl oder eine nungsmittel und dem gereinigten Aböl enthält. Diese
entsprechend gereinigte Ölphase unter Anwendung des 10 obere Schicht wird als organische Schicht bezeichnet,
vorliegenden Verfahrens einer zweiten Behandlung Bei einigen Anwendungsbeispielen bildet sich eine
unterworfen wird, tritt ein weiterer beträchtlicher Rück- Emulsion oder Dispersion, die durch das Zentrifu-
gang des Aschengehalts auf, und zwar wiederum bis gieren nicht vollständig aufgebrochen wird und die
zu etwa 80 bis 90%. Wenn somit das ursprüngliche ver- innerhalb der organischen oder der Alkohol-Wasser-
brauchte Öl einen Aschengehalt von-etwa 2% hat, kann 15 Phase oder als eine Schicht an der Grenzfläche
dieser Aschengehalt durch eine erste Behandlung nach zwischen der organischen Schicht und der Alkohol-
dem vorgeschlagenen Verfahren auf einen Aschen- Wasser-Schicht auftritt.
gehalt von etwa 0,2% herabgesetzt werden. Wenn das Der Anteil des wiedergewinnbaren organischen Ma-
auf diese Weise gereinigte öl einer zweiten Behandlung terials in Volumenprozent des Aböls wurde durch
nach dem vorliegenden Verfahren unterzogen wird, 20 Messung des Volumens der gereinigten organischen
kann der Aschengehalt bis auf 0,02% herabgesetzt Schicht und durch Subtraktion des Volumens des
werden. flüssigen Verdünnungsmittels davon bestimmt. Das
Es hat sich überraschend gezeigt, daß eine zweite Be- verbleibende Volumen, das das Volumen des wiederhandlung
des Öls nach dem erfindungsgemäßen Ver- gewonnenen organischen Materials aus dem Aböl darfahren
erheblich wirksamer· ist als eine zweite Be- 25 stellt, wird durch das ursprüngliche Volumen des Abhandlung
unter denselben allgemeinen Bedingungen öls geteilt, um die prozentuale Ausbeute an wiederdes
ersten Behandlungsverfahrens. Wenn man somit gewinnbarem organischen Material zu bestimmen. In
beispielsweise ein nach dem vorgeschlagenen und in einigen Fällen, wie dies in den Tabellen gezeigt ist,
der genannten DT-AS beschriebenen Verfahren gerei- liegt der Anteil an wiedergewonnenem organischen
nigtes Öl einer zweiten Behandlungsstufe denselben 30 Material aus dem Aböl über 100%. In diesen Fällen
allgemeinen Bedingungen unterzieht, ist die durch die trat eine Dispersion oder Emulsion auf, und es fand ein
zweite Behandlungsstufe bewirkte prozentuale Herab- Übergang von Stoffen in die organische Schicht statt.
Setzung des Aschengehalts nicht annähernd so hovh wie Der zu hohe Prozentsatz ist auf dieses Faktum zubei
der ersten Behandlungsstufe. Wenn man jedoch rückzuführen.
bei der zweiten Behandlung die Bedingungen des vor- 35 Nach dem Zentrifugieren wurde eine Probe der orliegenden
Verfahrens anwendet, liegt die durch die ganischen Phase mit Hilfe einer 100 ml fassenden
zweite Behandlungsstufe bewirkte prozentuale Herab- Spritze mit einer 20-cm-Nadel entnommen. Diese
Setzung des Aschengehalts in der gleichen Größen- Probe der organischen Phase wurde analysiert, um den
Ordnung wie bei der ersten Behandlungsstufe. Z'.vi- Gehalt an Feststoffen und den Aschengehalt dieser
sehen dem vorliegenden Verfahren und dem in der 40 Feststoffe zu bestimmen. Der Aschengehalt des gerei-DT-AS
24 26 969 beschriebenen Verfahren tritt daher nigten Aböls wurde dann rechnerisch in einen Aschenein
einzigartiges Zusammenwirken auf, falls die beiden gehalt umgewandelt, der auf dem Gewicht des aufzu-Verfahren
als voneinander getrennte Behandlungs- bereitenden Aböls basiert, indem der Aschengehalt
stufen in einem mehrstufigen Ölbehandlungsverfahren der Feststoffe mit dem Prozentgehalt der Feststoffe
aufeinanderfolgend angewendet werden. 45 in dem verbrauchten Öl multipliziert wird. Dieses
Entsprechend den in den folgenden Tabellen be- Ergebnis ermöglicht dann einen direkten Vergleich
schriebenen Beispielen wurde im allgemeinen ein ab- der Wirksamkeit des Verfahrens in Einheiten des
gemessenes Volumen eines abgelassenen verbrauchten prozentualen Rückgangs des Aschengehalts.
Öls, analog dem Ausdruck »Abwasser« im folgenden Zum Bestimmen des prozentualen Teils der Fest- »Aböl« genannt, mit einem abgemessenen Volumen 50 stoffe in dem Aböl oder in der gereinigten organischen eines flüssigen, überwiegend aus Kohlenwasserstoff Schicht wurde eine Probe von 10 g in eine Schale aus bestehenden Verdünnungsmittels gemischt. Nach dem weichem, gefaltetem Aluminium gefüllt, die einen Mischen des Aböls und des Verdünnungsmittels wurde Durchmesser von etwa 60 mm, eine Tiefe von etwa das verdünnte Öl mit einem vorgeschriebenen Alkohol- 16 mm und einen Fingergriff aufweist. Die Schale Wasser-Gemisch vermengt, durch Umrühren voll- 55 wurde auf eine pyrokeramischeoOO-W.att-Heizplatte gekommen durchmischt und anschließend vier Stunden stellt, deren Oberflächentemperatur auf etwa 232°C lang zentrifugiert. eingestellt und auf diese Betriebstemperatur vorgeheizt
Öls, analog dem Ausdruck »Abwasser« im folgenden Zum Bestimmen des prozentualen Teils der Fest- »Aböl« genannt, mit einem abgemessenen Volumen 50 stoffe in dem Aböl oder in der gereinigten organischen eines flüssigen, überwiegend aus Kohlenwasserstoff Schicht wurde eine Probe von 10 g in eine Schale aus bestehenden Verdünnungsmittels gemischt. Nach dem weichem, gefaltetem Aluminium gefüllt, die einen Mischen des Aböls und des Verdünnungsmittels wurde Durchmesser von etwa 60 mm, eine Tiefe von etwa das verdünnte Öl mit einem vorgeschriebenen Alkohol- 16 mm und einen Fingergriff aufweist. Die Schale Wasser-Gemisch vermengt, durch Umrühren voll- 55 wurde auf eine pyrokeramischeoOO-W.att-Heizplatte gekommen durchmischt und anschließend vier Stunden stellt, deren Oberflächentemperatur auf etwa 232°C lang zentrifugiert. eingestellt und auf diese Betriebstemperatur vorgeheizt
Das Zentrifugieren erfolgte nach einer Modifikation war.
der ASTM-Methode D 1796-62. Für das Zentrifugieren Die Temperatur von etwa 2320C wurde für eine
wurden zunächst konisch geformte Rohre, wie sie nach 60 Stunde beibehalten, und anschließend wurde die Schale
der ASTM-Methode verwendet werden, mit dem re- entfernt, auf Umgebungstemperatur abgekühlt und
sultierenden Gemisch aus dem verdünnten Aböl und erneut gewogen. Der Prozentanteil an Feststoffen wurde
dem Alkohol-Wasser-Gemisch gefüllt. Die gefüllten, dann in der Weise bestimmt, daß das Endgewicht des
konisch geformten Rohre wurden anschließend in einer Rückstandes durch das Gewicht der Probe geteilt
Präzisionsölzentrifuge in Rotation versetzt. Hierbei ts und mit 100 multipliziert wurde,
wurde eine relative Zentrifugalkraft von 800 an der Der Aschengehalt des Aböls oder der gereinigten
Spitze der Rohre erzeugt. organischen Schicht wurde nach der ASTM-Methode
Nach Beendigung des Zentrifugierens hat sich der D 482-63 bestimmt. Bei der Feststellung des Aschen-
15 16
gehalls wurden die analytischen Probleme, die sich fahrens geringfügig, da der Schlamm und die Metalle,
durch die Anwesenheit von Phosphor- und Blei- die aus dem verbrauchten Aböl entfernt werden, Festkomponenten
ergeben, vernachlässigt, da die Ergebnis- stoffe bilden. Jedoch ist das Gewicht der entfernten
se lediglich auf einer Verp.leichsbasts ausgewertet Feststoffe im Vergleich zu dem Gesamtgewicht der
wurden. Ein durch die Anwesenheit von Phosphor 5 Feststoffe sehr gering, die sich hauptsächlich aus
oder Blei verursachter Fehler übt nämlich sowohl bei Kohlenwasserstoffen zusammensetzen, deren Siededer
Bestimmung des Aschenrückstands der gerei- punkt oberhalb von 232°C liegt. Aus den vorstehend
nigten organischen Flüssigkeit einen ähnlichen Einfluß erläuterten Gründen ist die Annahme, daß der Festaus.
Die ggf. auftretenden Fehler beeinflussen daher stoffgehalt des Aböls während der Behandlung im
nicht die Gültigkeit des Vergleichs des Aschengehalts io großen und ganzen unverändert bleibt, zulässig, und
des wieder aufzubereitenden Aböis mit demjenigen jeder resultierende Fehler, der sich aus dieser Ander
gereinigten organischen Flüssigkeit. näherung ergibt, liegt innerhalb einer Fehlerbreite von
Die Methode für die Bestimmung des Aschengehalts etwa 5% der beobachteten Werte, so daß jeder
besteht darin, eine Probe des Materials in einem beobachtete Wert eine Bandbreite von ±0,05 aufweist.
30 ml fassenden Porzellantiegel zunächst einzuwägen. 15
Das Material in dem Tiegel wird anschließend angezündet und so lange verbrannt, bis nur Asche und
Das Material in dem Tiegel wird anschließend angezündet und so lange verbrannt, bis nur Asche und
Kohlenstoff zurückbleiben. Der kohlenstoffhaltige Tabelle I
Rückstand wird anschließend durch Erhitzen in einem
Muffelofen auf 775°C zu Asche reduziert, mit nach- 20 Aböl mit 1,44 Gew.-% Asche
folgendem Kühlen und Wägen. Der nach dieser Me-
thode bestimmte Aschengehalt zeigt in erster Linie Beispiel-Nr. 1 2 3
den Metallgehalt der Probe in Einheiten der an- \
organischen Metallsalze an, bei denen es sich überwiegend um Phosphate, Oxide, Silicate, Sulfate und dgl. 25
handelt.
Durch die Bestimmung des durch das Gewicht des verbrauchten Aböls korrigierten Aschengehaltes des gereinigten
Aböls wurde der Feststoffanteil und der Aschengehalt des verbrauchten Aböls in Gewichtsprozenten m
der Abölprobe festgestellt. Der Aschengehalt der gereinigten organischen Schicht wurde gleichfalls in Prozenten,
basierend auf dem Feststoffgehalt der Probe, von der gereinigten organischen Schicht bestimmt. )
Das Gewicht der Feststoffe der gereinigten or- 35 Asche des rückgewonnenen 0,84 0,36 0,92
ganischen Schicht wurde in einfacher Weise festgestellt, Aböls (Gew -%)
und diese Feststoffe wurden anschließend verbrannt, _,. . .,„,.,
um ihren Aschengehalt zu ermitteln. Der Aschen- D.spersion - organische Sch.cht nein nein ja
gehalt der gereinigten organischen Schicht, ausgedrückt Dispersion - Alkoholschicht ja nein
in Prozenten der Feststoffe in der Probe, wurde an- 40
schließend in bezug auf das verbrauchte Aböl in Gewichtsprozent an Asche umgewandelt, und zwar
durch Multiplizieren mit dem Prozentanteil an Fest- Wie es aus der Tabelle I hervorgeht, betreffen die Beistoffen
in dem verbrauchten aufzubereitenden Öl. spiele 1 bis 3 ein Aböl mit einem Aschengehalt von
Die Grundlage für die Umwandlung der in der ge- 45 1,44 Gew.-%. Beim Beispiel 1 wurde der Aschengehalt
reinigten organischen Schicht vorhandenen Asche in auf 0,84 Gew.-% und beim Beispiel 2 auf 0,36 Gew.-%
einen Prozentanteil an Asche in dem verbrauchten herabgesetzt, und zwarjeweils bezogen auf das Gewicht
Aböl beruht auf der Tatsache, daß die Asche in den des ursprünglich vorhandenen verbrauchten Aböls. Die
Feststoffen enthalten ist und der gesamte Feststoff- durch das Hinzufügen einer Säure zu dem Alkoholgehalt
sowohl des Aböls als auch der gereinigten or- 50 Wasser-Gemisch erhöhte Wirksamkeit spiegelt sich
ganischen Schicht verhältnismäßig konstant ist und in den Ergebnissen des Beispiels 2 augenscheinlich
nur geringfügig durch das angewandte Verfahren be- wieder, bei dem alle übrigen Prozeßbedingungen die
einflußt wird. Bei der Bestimmung der Feststoffe wird gleichen wie beim Beispiel 1 waren. Der Einfluß
während des Erhitzens auf etwa 232CC das in der Probe der Verdünnung ist in dem Beispiel 3 veranschaulicht,
vorhandene flüssige Kohlenwasserstoff-Verdünnungs- 55 bei dem 50 ml des Abfallöls mit 50 ml eines Naphthamittel
aus der der gereinigten organischen Schicht Verdünnungsmittels gemischt und dann direkt zenentnommenen
Probe ausgetrieben. Die verbleibende trifugiert wurden, ohne mit dem Alkohol-Wasser-Feststoffe
sind daher diejenigen des wieder aufzu- Gemisch in Berührung zu gelangen. Wie es sich zeigt,
bereitenden Aböls. In ähnlicher Weise werden bei der wird eine gewisse Verminderung des Aschengehalts
Feststellung der Feststoffe in dem verbrauchten Aböl 60 durch die Verdünnung des Aböls mit einem Kohlenwährend
des Erhitzens auf etwa 232°C sowohl die wasserstoff-Verdünnungsmittel und durch Zentrifugieleichten
Fraktionen als auch in dem Aböl noch vor- ren erzielt. Jedoch ist diese Herabsetzung des Aschenkommendes Wasser ausgetrieben. Die verbleibenden gehalts weitaus geringer als diejenige, die beispiels-Feststoffe
sind größtenteils Kohlenwasserstoffe, die weise beim Beispiel 2 erzielt wurde, bei dem das
einen Siedepunkt von mehr als 2320C haben und die b5 verdünnte Aböl gründlich mit 50 ml eines 50%igen
daher durch das vorliegende Verfahren nahezu voll- Volumengemisches aus Isopropylalkohol und Wasser
ständig wiedergewonnen werden. vermengt wurde, das eine geringe Menge einer Säure
Der Feststoffgehalt ändert sich im Verlaufe des Ver- enthält.
Aböl (ml) | 25 | 25 | 50 |
Naphtha-Verdünnungsmittel | 25 | 25 | 50 |
50 Vol.-% Isopropylalkohol - | 50 | 50 | — |
Wasser (ml) | |||
Konzentrierte HCl | 3 | ||
(ml/100 ml Alkohol - Wasser) | |||
Rückgewinnung an Aböl | 102 | 98 | 98 |
(Vol.-%) |
Aböl mit 1,73 Gew.-% Asche (Verdünnungseffekt)
Beispiel-Nr. | 5 | 6 | 7 | 8 | |
4 | 66,7 | 50 | 33,3 | 20 | |
Aböl (ml) | 100 | 33,3 | 50 | 66,7 | 80 |
Naphtha-Verdünnungsmittel (ml) | 0 | 99,1 | 99,5 | 99,4 | 99,5 |
Rückgewinnung an Aböl (Vol.-%) | 99,8 | 1,30 | 1,22 | 1,11 | 0,90 |
Asche des rückgewonnenen Aböls | 1,60 | ||||
(Gew.-%) | ja | ja | ja | ja | |
Dispersion - organische Schicht | ja | ||||
Die Tabelle Il zeigt den Einfluß der Verdünnung, d. h. die Veränderungen im Anteil des Kohlenwasserstoff-Verdünnungsmittels
in bezug zu der Menge des Aböls, ohne nachfolgende Behandlung mit einem Alkohol-Wasser-Gemisch.
Aus dem Beispiel 4 ist ersichtlich, daß eine gewisse Herabsetzung des Aschengehalts
lediglich durch Zentrifugieren des rückgewonnenen
Aböl mit 1,73 Gew.-% Asche
Änderung der Alkoholkonzentration
Aböls erzielt wird. In dem behandelten Öl verblieb jedoch ein beträchtlicher Aschengehalt, wodurch angezeigt
wird, daß die Verdünnung, obwohl sie wichtig ist, nicht ausreicht, um das Aböl ohne den nachgeschalteten
Verfahrensschritt des Inkontaktbringens des verdünnten Aböls mit dem eine Säure enthaltenden
Alkohol-Wasser-Gemisch zu reinigen.
Beispiel-Nr. | 10 | 11 | 12 |
9 | 25 | 25 | 25 |
25 | 25 | 25 | 25 |
25 | 40 | 50 | 60 |
30 | 50 | 50 | 50 |
50 | 4 | 4 | 4 |
4 | 0,46 | 0,41 | 0,41 |
0,53 | nein | nein | nein |
nein | etwas | etwas | nein |
nein | |||
Aböl (ml)
Naphtha-Verdünnungsmittel (ml)
Isopropanol in Wasser (Vol.-%)
Isopropanol - Wasser (ml)
Konzentrierte HCl (ml/100 ml Alkohol - Wasser)
Rückgewinnung an Aböl (Vol.-%)
Asche des rückgewonnenen Aböls (Gew.-%)
Dispersion - organische Schicht
Dispersion - Alkoholschicht
Die in der Tabelle III zusammengestellten Beispiele 9 bis 12 zeigen die Wirkung von Änderungen in der
Alkoholkonzentration des benutzten Alkohol-Wasser-Gemisches. Für das besondere, zu behandelnde Aböl
mit 1,73 Gew.-% Asche wurde gefunden, daß eine Isopropylalkoholkonzentration von etwa 40 bis
60 Vol.-% in dem Alkohol-Wasser-Gemisch am wirksamsten war. Bei der Anwendung dieser Konzen-
Aböl mit 1,73 Gew.-% Asche
Änderungen im Alkohol
tration wurde eine erhebliche Herabsetzung des Aschengehalts des behandelten Öls und eine sehr
saubere Trennung zwischen der organischen Schicht und der Alkoholschicht erzielt. Bei niedrigeren Isopropanolkonzentrationen
arbeitet das Verfahren weniger effektiv, was sich durch den höheren Aschengehalt
in dem rückgewonnenen Öl zeigt.
Beispiel-Nr. | 14 | 15 |
13 | 25 | 25 |
25 | 25 | 25 |
25 | n-Propanol | tert.-Butanol |
Äthanol | 50 | 50 |
60 | 50 | 50 |
50 | ||
Aböl (ml)
Naphtha-Verdünnungsmittel (ml)
Alkohol
Alkohol in Wasser (Vol.-%)
Alkohol - Wasser (ml)
20
Tabelle IV (Fortsetzung)
Beispiel-Nr. 13
14
15
Konzentrierte HCI (ml/100 ml Alkohol - Wasser) 3
Rückgewinnung an Aböl (Vol.-%)
Asche des rückgewonnenen Aböls (Gew.-%) 0,50
Dispersion - organische Schicht nein
Dispersion - Alkoholschicht nein
94
0,37
nein
nein
108
0,35
nein
nein
In der Tabelle IV sind Beispiele 13 bis 15 zusammengestellt, bei denen der in dem Alkohol-Wasser-Gemisch
vorhandene Alkohol verändert wurde. Wie es sich zeigte, sind die verschiedenen überprüften Alkohole alle
geeignet, und zusätzlich zu Isopropanol haben sich Äthanol, n-Propanol und tert.-Butanol als besonders wirksam
erwiesen.
Aböl mit 1,73 Gew.-% Asche
Änderungen in der Säure
Aböl (ml) | Beispiel-Nr. | 17 | 18 | 19 | 20 | 21 | |
Naphtha-Verdünnungsmittel (ml) | 16 | 25 | 25 | 25 | 25 | 25 | |
50vol.-%iges Isopropanol - Wasser (ml) | 25 | 25 | 25 | 25 | 25 | 25 | |
ί | Säure (ml/100 ml Alkohol - Wasser) | 25 | 50 | 50 | 50 | 50 | 50 |
I | Rückgewinnung von Aböl (Vol.-%) | 50 | 2 ml H2SO4 |
3 ml HNO3 |
3 ml H3PO4 |
88%ige 2 ml Ameisensäure |
3 ml Eisessig |
al
1 |
Asche des rückgewonnenen Aböls (Gew.-%) |
3 ml HCl |
98 | 96 | 98 | 98 | 98 |
I | Dispersion - organische Schicht | 96 | 0,41 | 0,45 | 0,62 | 0,75 | 0,85 |
Ϊ; | Dispersion - Alkoholschicht | 0,36 | nein (Gel) |
nein | nein | nein | nein |
;'{ | nein | nein | ja | nein | geringfügig | geringfügig | |
nein | |||||||
In der Tabelle V sind die Ergebnisse der Beispiele 16
bis 21 zusammengestellt, bei denen in dem Alkohol-Wasser-Gemisch verschiedenartige Säuren verwendet
wurden. Wie ersichtlich ist, waren alle benutzten Säuren wirksam. Mit der Salzsäure und der Salpetersäure
wurden besonders gute Ergebnisse erzielt. Das optimale Verhältnis von Alkohol zu Wasser wurde nicht
für jede Säure bestimmt, wie es beispielsweise bei
Aböl mit 1,73 Gew.-% Asche
Änderungen im Verdünnungsmittel der Tabelle III für die Salzsäure gemacht wurde. Die
Trennung zwischen der organischen Schicht und der Alkoholschicht war bei den Beispielen 16 bis 19 sehr
sauber. Beim Beispiel 17 trat in der organischen Schicht eine gewisse Gelbildung, und bei den Beispielen 18,
20 und 21 eine gewisse Dispersionsbildung in der Alkoholschicht auf.
Aböl (ml)
Kohlenwasserstoff-Verdünnungsmittel
Verdünnungsmittel (ml)
50vol.-%iges Isopropylalkohol-Wasser-Gemisch (ml)
Konzentrierte HCl (ml/100 ml Alkohol - Wasser)
Rückgewinnung an Aböl (Vol.-%)
Asche des rückgewonnenen Aböls (Gew.-%)
Beispiel-Nr. | 23 | 24 |
22 | 25 | 25 |
25 | Xylen | dehydriertes Hochleistungs |
Kerosin | verdünnungsmittel | |
25 | 25 | |
25 | 50 | 50 |
50 | 3 | 3 |
3 | 98 | 98 |
94 | 0,36 | 0,36 |
0,36 | ||
Tabelle VI (Fortsetzung)
22
Beispiel-Nr.
22
22
23
Dispersion - organische Schicht
Jispersion - Alkoholschicht
Jispersion - Alkoholschicht
nein
nein
nein
nein
nein
nein
nein nein
In der Tabelle VI sind die Ergebnisse der Beispiele 22 zu erzielen. Die Verwendung von Kerosin als Ver-
bis 24 zusammengestellt, bei denen verschiedene dünnungsmittel zeigt, daß Lösungsmittel mit einem
Kohlenwasserstoff-Verdünnungsmittel verwendet wer- verhältnismäßig hohen Molekulargewicht geeignet
den. Diese Beispiele demonstrieren, daß man zahl- sind, während die Verwendung von Xylen darlegt, daß
reiche Kohlenwasserstoff-Verdünnungsmittel bei dem 15 ein aromatisches Verdünnungsmittel ebenfalls ver-
Verfahren verwenden kann, um eine beträchtliche Herabsetzung
des Aschengehalts des behandelten Öls
wendet werden kann.
Aböl mit 1,73 Gew.-% Asche
Änderung in der Säurekonzentration
Beispiel-Nr.
25
25
26
27
28
Aböl (ml) · 25
Naphtha-Verdünnungsmittel (ml) 25
50vol.-%iges Isopropanol-Wasser-Gemisch (ml) 50
Konzentrierte HCl (ml/100 ml Alkohol - Wasser) 0,5
Rückgewinnung an Aböl (Vol.-%) 102
Asche des rückgewonnenen Aböls (Gew.-%) 0,60
Dispersion - organische Schicht nein
Dispersion - Alkoholschicht ja
25 | 25 | 25 | 25 |
25 | 25 | 25 | 25 |
50 | 50 | 50 | 50 |
1,0 | 1,5 | 3,0 | 4,0 |
100 | 100 | 96 | 98 |
0,49 | 0,52 | 0,36 | 0,41 |
nein | nein | nein | nein |
etwas | nein | nein | nein |
Die in der Tabelle VII zusammengestellten Beispiele 40 zentrierter Salzsäure auf 100 ml des Alkohol-Wasser-25
bis 29 zeigen den Einfluß von Änderungen im Anteil Gemisches am wirksamsten war. Diese Konzentration
der konzentrierten Salzsäure in einem 50vol.-%igen führte zu der stärksten Herabsetzung des Aschen-Alkohol-Wasser-Gemisch
auf das Verfahren. Für das gehalts des behandelten Öls und zu einer sehr saubesondere
Aböl mit 1,73 Gew.-% Asche wurde beob- beren Trennung zwischen der organischen Schicht und
achtet, daß eine Säurekonzentration von 3 ml kon- 45 der Alkohol-Wasser-Schicht.
Tabelle VIII
(zweistufiges Verfahren)
(zweistufiges Verfahren)
(1. Stufe)
31
(2. Stufe)
32
(2. Stufe)
Aböl (ml)
Naphtha-Verdünnungsmittel (ml) Isopropanol in Wasser (Vol.-%)
Isopropanol - Wasser (ml)
Base (1,OgZlOOmI Alkohol - Wasser)
Konzentrierte HCl (ml/100 ml Alkohol - Wasser) Rückgewinnung an Aböl (Vol.-%)
Asche des rückgewonnenen Aböls (Gew.-%) Dispersion - organische Schicht
DisDersion - Alkoholschicht
25 | 50 | 50 |
25 | 50 | 50 |
50 | 50 | 50 |
50 | 50 | 50 |
Na2CO3 | ||
3 | 3 | |
92 | 98 | 98 |
0,30 | 0,049 | 0,17 |
nein | nein | nein |
nein | etwas | etwas |
In der Tabelle VIII sind die Ergebnisse eines zweistufigen
Reinigungsverfahrens zusammengestellt, bei dem die erste Stufe (Beispiel 30) nach dem bereits
vorgeschlagenen und in der DT-AS 24 26 969 beschriebenen Verfahren ausgeführt wird. Beim Beispiel 30
werden 25 ml eines verbrauchten Öls mit einem Aschengehalt von 1,73 Gew.-% mit 25 ml eines
Naphtha-Verdünnungsmittels gemischt, und anschließend wird dieses Gemisch mit 50 ml eines
50vol.-%igen Isopropanol-Wasser-Gemisches in Gegenwart einer Base mit einem einwertigen Kation in
Berührung gebracht. Obgleich auch andere Basen verwendet werden können, wurde als Base Natriumcarbonat
verwendet, und zwar mit einer Konzentration von Ig auf jeweils 100 ml des Alkohol-Wasser-Gemisches.
Nach ausgiebigem Umrühren, um einen engen Kontakt der organischen Phase und der Alkohol-Wasser-Phase
sicherzustellen, wurde das sich ergebende Gemisch zentrifugiert, um eine organische
Schicht bereitzustellen, die aus dem rückgewonnenen Aböl und dem Kohlenwasserstoff-Verdünnungsmittel
besteht. Der Aschengehalt des wiedergewonnenen Aböls betrug 0,30%, und zwar bezogen auf das Gewicht
des behandelten ursprünglichen Aböls. 92 Vol.-% des behandelten Aböls wurden wiedergewonnen.
Die beim Beispiel 30 anfallende organische Schicht (ein 50vol.-%iges Gemisch aus wiedergewonnenem
Aböl und Naphtha-Verdünnungsmittel) wurde als Aus gangsmaterial für eine zweite Verfahrensstufe verwendet.
Beim Beispiel 31 stellt diese zweite Behandlungs
stufe das vorliegende Verfahren dar, zu dessen Durch führung 50 ml der gereinigten organischen Schicht dei
ersten Behandlungsstufe als Ausgangsmaterial benutzi wurden. Wie es aus dem Beispiel 31 hervorgeht, ergab
die zweite Behandlungsstufe eine Herabsetzung des Aschengehalts des gereinigten Öls von 0,30 aul
0,049 Gew.-%, und zwar bezogen auf das Gewicht des ursprünglichen verbrauchten Öls. Diese Abnahme
des Aschengehalts ist beachtlich und fällt wesentlich größer als bei Verwendung eines zweistufigen Prozesses
aus, bei dem entweder beide Stufen nach dem in der DT-AS 24 26 969 beschriebenen Verfahren odei
lediglich nach dem vorliegenden Verfahren ausgeführt werden.
Beim Beispiel 32 wurde bei der zweiten Behandlungsstufe der Alkohol weggelassen. Im übrigen wurde die
zweite Behandlungsstufe entsprechend den Bedingungen des vorliegenden Verfahrens durchgeführt. Wie
man sieht, wurde durch die Weglassung des wassermischbaren Alkohols beim Beispiel 32 die Wirksamkeit
der zweiten Behandlungsstufe stark vermindert Der Aschengehalt des Öls wurde zwar herabgesetzt
jedoch nicht in dem hohen Maße wie beim Beispiel 31
Charakteristische Eigenschaften von Kohlenwasserstoff-Verdünnungsmitteln
Eigenschaften
Kerosin | Naphtha | Dehydratisier- tes Hoch- leistungs- Verdünnungs- mittel |
Xylen |
41,5 | 47,3 | 45,0 | 31,3 |
0,3 | 1,5 | ||
<0,01 | <0,01 | 0,1 | <0,01 |
67 | 40 | 16 | 28 |
193 | 155 | 82 | 139 |
259 | 197 | 249 | 145 |
Schwere in 0API (American Petroleum Institute)
Reid-Dampfdruck
Schwefel in Gew.-%
Flammpunkt im geschlossenen Tiegel (Tag.) in 0C
Anfangssiedepunkt bei der Destillation in 0C
Endsiedepunkt bei der Destillation in 0C
Die Tabelle IX gibt die Eigenschaften der Kohlenwasserstoff-Verdünnungsmittel
wieder, die bei den vorstehenden beschriebenen verschiedenen Beispielen verwendet wurden. Wie die Tabelle IX und die Beispiele
zeigen, kann eine Vielfalt von Verdünnungsmitteln von den aliphatischen bis zu den aromatischen
Kohlenwasserstoffen reichen und auch ein dehydratisiertes, rückgeleitetes Produkt von einem verbrauchten
Aböl umfassen.
Um die Natur der in den verbrauchten Schmierölen <>o
gefundenen Metalle festzustellen und die Wirksamkeit des Verfahrens zum Herabsetzen des Gehalts dieser
Metalle zu bestimmen, wurde die in der Tabelle X zusammengestellte Metallanalyse an einem verbrauchten
Aböl durchgeführt, das entsprechend dem Beispiel μ 30 behandelt wurde und einen Aschengehalt von
1,73 Gew.-% aufweist. Nach Durchführung der ersten Behandlungsstufe entsprechend den Bedingungen des
Beispiels 30, d. h. entsprechend den Bedingungen des in der DT-AS 24 26 969 beschriebenen Verfahrens
wurde in dem auf diese Weise gereinigten Öl der Gehalt an Metallen bestimmt. Das beim Beispiel 30 angefallene
organische Material (ein 50vol.-%iges Gemisch aus gereinigtem Abfallöl und einem Naphtha-Verdünnungsmittel)
wurde anschließend einer zweiter Behandlungsstufe entsprechend den Bedingungen des
Beispiels 31 unterworfen, also den Bedingungen dei vorliegenden Verfahrens. Der Metallgehalt des zweistufig
gereinigten Öls wurde bestimmt. Sowohl dei nach der ersten Behandlungsstufe als auch der nach dei
zweiten Behandlungsstufe festgestellte Metallgehall wurde unter Bezugnahme auf das Gewicht des ursprünglichen
verbrauchten Öls korrigiert, und zwar in der gleichen Weise, wio es vorstehend beschrieben
worden ist.
Metallgehalt des Aböls in Teile pro Million
Element | Behandeltes | Öl | Beisp. 31 |
ursprüngl. | Beisp. 30 | 0,049 | |
Aböl mit | 0,30 | Gew.-% | |
1,73 Gew.-% | Gew.-% | Asche | |
Asche | Asche | 43 | |
Blei | 5000 | 180 | 24 |
Zink | 1500 | 210 | 210 |
Phosphor | 860 | 260 | 3 |
Calcium | 1500 | 110 | 7 |
Eisen | 390 | 120 | 1 |
Magnesium | 420 | 50 | 30 |
Barium | 440 | 130 | 0 |
Kalium | 230 | 10 | 0 |
Natrium | 20 | 250 | 45 |
Sonstige Metalle | 210 | 50 | |
(Cr, Sb, Cd, Sn, | |||
B, Mn, Cu, Ni, | |||
Al, Bi, Mo, Li, | |||
Ag, Ti) | 363 | ||
Insgesamt | 10570 | 1379 | |
10
20
25
30
Aus den in der Tabelle zusammengestellten Daten geht hervor, daß das vorliegende Verfahren (Beispiel
31) den Gehalt von allen im Aböl vorkommenden Metallen wirksam herabsetzen konnte. Darüber hinaus
legen die Daten dar, daß das vorliegende Verfahren als zweite Behandlungsstufe für ein bereits in einer
ersten Behandlungsstufe gereinigtes Öl nach dem in der DT-AS 24 26 969 (Beispiel 30) beschriebenen Verfahren
äußerst wirksam ist. Wie es zu erwarten war, zeigte sich bei dem nach der ersten Behandlungsstufe
gereinigten Öl ein Anstieg im Natriumgehalt, was darauf zurückzuführen ist, daß die in dem Alkohol-Wasser-Gemisch
verwendete Base Natrium enthielt. Durch die zweite Behandlungsstufe wurde dann allerdings
der Natriumgehalt auf Null vermindert.
Der nichtmetallische Phosphor ist in der Tabelle X ebenfalls enthalten, da er das Gewicht der Asche beeinträchtigt.
Da nach der zweiten Behandlungsstufe mehr als die Hälfte des Gewichts der Asche des Öls
von Phosphor herrührt, beträgt der tatsächliche Metallgehalt des Öls lediglich etwa 0,02%. Diese außerordentliche
Herabsetzung des Metallgehalts in dem Öl, die mit der Herabsetzung des Aschengehalts des
behandelten Öls Hand in Hand geht, zeigt deutlich den beträchtlichen technischen Fortschritt dieses Verfahrens
sowohl zum Rückgewinnen von wertvollen Metallen als auch zum Rückgewinnen von wertvollen
Hochviskositätsölen.
Die Anwesenheit von Metallen in einem verbrauchten Schmieröl gestaltet die Behandlung des Öls durch
herkömmliche Raffinierverfahren sehr schwierig. Durch die beträchtliche Herabsetzung des Metallgehalts
in einem verbrauchten Schmieröl nach dem vorliegenden Verfahren kann dann das anfallende
gereinigte Öl sehr leicht unter Anwendung der üblichen Raffinierverfahren weiterbehandelt werden,
beispielsweise durch Destillieren, Hydroraffinieren und dgl.
Wie es die vorstehenden Ausführungen und Beispiele zeigen, bietet das Verfahren eine Lösung für das bereits
seit langem bestehende Problem der Rückgewinnung verbrauchter Schmieröle an. Die Anwendung des
Verfahrens wird durch die Herabsetzung der Luft- und Wasserverschmutzung infolge Verbrennens oder
Ablagerns von verbrauchten Schmierölen einen wesentlichen Beitrag zur Verbesserung der Umweltbedingungen
leisten. Als weiterer Vorteil kommt hinzu, daß das Verfahren einen erheblichen Anteil zu der
Erhaltung der natürlichen Rohstoffquellen beiträgt, da es die Wiederverwendung von relativ seltenem Hochviskoseöl
ermöglicht, das insbesondere im Motoren- und Maschinenbau zur Schmierung benötigt wird.
Claims (17)
1. Verfahren zum Reinigen von Öl, dadurch gekennzeichnet, daß das gegebenenfalls vorbehandelte
Öl mit einem flüssigen, überwiegend aus Kohlenwasserstoff bestehenden Verdünnungsmittel,
das einerseits das Ol löst und andererseits in dem Öl löslich ist, gemischt wird, daß das so
verdünnte Öl mit einem, einen geringen Anteil einer Säure enthaltenden Gemisch aus einem
wassermischbaren Alkohol und Wasser vermengt wird und daß das resultierende Gemisch zum Entfernen
von Ölschlamm und Metallverbindungen aus dem Öl und zum Trennen der verdünnten Ölphase
von der Alkohol-Wasser-Phase zentrifugiert wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß ein flüssiges, überwiegend aus Kohlenwasserstoff
bestehendes Verdünnungsmittel mit einem Siedebereich zwischen 38°C und 2600C verwendet
wird.
3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,
daß das Öl mit einem flüssigen, überwiegend aus Kohlenwasserstoff bestehenden Verdünnungsmittel
gemischt wird, wobei das Volumenverhältnis zwischen dem überwiegend aus Kohlenwasserstoff
bestehenden, flüssigen Verdünnungsmittel und dem Öl in einem Bereich von etwa 2 : 1 bis 1.: 2 liegt.
4. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß als mit Wasser zu vermischender Alkohol
Methanol, Äthanol, Isopropylalkohol, n-Propylalkohol, sekundärer Butylalkohol oder tertiärer
Butylalkohol verwendet wird.
5. Verfahren nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß pro Volumenteil des verdünnten
Öls etwa ein halbes bis ein Volumenteil des Wasser-Alkohol-Gemisches verwendet wird.
6. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die durch das Zentrifugieren anfallende
verdünnte Olphase bis zum Anfallen eines leichten Naphtha-Trennprodukts destilliert wird und daß
das leichte Naphtha-Trennprodukt zur Verwendung für das flüssige, überwiegend aus Kohlenwasserstoff
bestehende Verdünnungsmittel in den Prozeß rückgeführt wird.
7. Verfahren zum Reinigen von Öl nach den Ansprüchen 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß das
Öl mit einem flüssigen, überwiegend aus Kohlenwasserstoff bestehenden Verdünnungsmittel, das
einerseits das Öl löst und andererseits in dem Öl löslich ist und einen Siedebereich von etwa 38°C
bis 260°C aufweist, in einem Volumenverhältnis von etwa 2 : 1 bis 1 : 2 des Verdünnungsmittels
zu dem Öl vermischt wird, daß das verdünnte Öl mit einem Gemisch aus Isopropylalkohol, Äthanol,
n-Propylalkohol oder tertiärem Butylalkohol und
Wasser mit einem kleinen Anteil einer Säure in einem Verhältnis von etwa einem halben bis einem
Volumenanteil des Alkohol-Wasser-Gemisches auf einen Volumenanteil des verdünnten Öls vermengt
wird und daß das resultierende Gemisch zum Entfernen von Ölschlamm und Metallverbindungen
aus dem Öl und zum Trennen der verdünnten Ölphase von der Alkohol-Wasser-Phase zentrifugiert
wird.
8. Verfahren nach den Ansprüchen 1, 4 und 7, dadurch gekennzeichnet, daß als Säure eine Mineralsäure
verwendet wird.
9. Verfahren nach den Ansprüchen 1, 3, 4, 7 und 8, dadurch gekennzeichnet, daß als Säure Salzsäure,
Salpetersäure, Phosphorsäure oder Schwefelsäure verwendet wird.
10. Verfahren nach den Ansprüchen 1 und 7, dadurch gekennzeichnet, daß eine solche Menge an
Säure eingesetzt wird, die ausreichend ist, um die mehrwertigen Metallionen der in dem Öl enthaltenen
metallischen Seifen ersetzen zu können.
11. Verfahren nach den Ansprüchen 1,4 und 7, dadurch
gekennzeichnet, daß ein Alkohol-Wasser-Gemisch mit 40 bis 60 Vo!.-% Alkohol verwendet
wird.
12. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß als Alkohol ein Gemisch aus mit
Wasser vermengbaren Alkoholen verwendet wird.
13. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,
daß das zu reinigende Öl einer Vorbehandlung unterzogen wird, indem das Öl mit einem
flüssigen, überwiegend aus Kohlenwasserstoff bestehenden Verdünnungsmittel, das einerseits das Öl
löst und andererseits in dem Öl löslich ist, vermischt wird, daß das derart verdünnte Öl mit einem, einen
geringen Anteil einer Ammonium- oder Alkalimetallbase enthaltenden Gemisch aus einem wassermischbaren
Alkohol und Wasser vermengt wird und das resultierende Gemisch zum Entfernen von
Ölschlamm und von Metallverbindungen aus dem Öl sowie zum Trennen einer verdünnten Ölphase
von der Alkohol-Wasser-Phase oder eines Öls von der verdünnten Ölphase zentrifugiert wird.
14. Verfahren nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß für die Vorbehandlung ein flüssiges,
überwiegend aus Kohlenwasserstoff bestehendes Verdünnungsmittel mit einem Siedebereich zwischen
38°C und 2600C verwendet wird.
15. Verfahren nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß eine solche Menge an Ammoniumoder
Alkalimetallbase verwendet wird, die ausreichend ist, um die mehrwertigen Metallionen der im
Öl enthaltenen Metallseifen ersetzen zu können.
16. Verfahren nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß als für die Vorbehandlung mit Wasser
vermengbarer Alkohol Methanol, Äthanol, Isopropylalkohol, n-Propylalkohol, sekundärer Butylalkohol
oder tertiärer Butylalkohol oder ein Gemisch aus diesen Alkoholen verwendet wird.
17. Verfahren nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß als Base für die Vorbehandlung Natriumearbonat,
Kaliumcarbonat oder Natriumphosphat verwendet wird.
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