DE2507270B2

DE2507270B2 - Verfahren zum aufbereiten von durch bis zu 40 % wasser und feststoffe verunreinigten schmieroelen

Info

Publication number: DE2507270B2
Application number: DE19752507270
Authority: DE
Inventors: Fritz 4630 Bochum Busch
Original assignee: Durch Bis Zu 40 Vo Wasser und Feststoffe Verunreinigten Schmieroelen Fried Krupp Huettenwerke Ag 4630 Bochum
Current assignee: Krupp Stahl AG
Priority date: 1975-02-20
Filing date: 1975-02-20
Publication date: 1977-09-22
Also published as: DE2507270C3; DE2507270A1

Description

40

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zum Aufbereiten von durch bis zu 40% Wasser und Feststoffe verunreinigten Schmierölen, bei dem man das Öl-Wasser-Feststoff-Gemisch nach Zugabe eines Trennmittels erhitzt, abstehen läßt und die geschiedenen Phasen voneinander trennt.

In das öl der Umlaufschmiersysteme von Hüttenanlagen, insbesondere Walzwerksanlagen, gelangt betriebsbedingt Wasser und fester Schmutz, vornehmlich Walzzunder. Zwar sind in den Umlaufschmiersystemen Filter, Separatoren und andere Abscheider vorgesehen, die flüssige und feste Frerndstoffe aus dem Umlauföl entfernen, doch wenn ein Teil der festen Fremdstoffe in Form feiner Teilchen vorliegt, können sich koiloiddisperse Systeme aus öl, Wasser und Feststoff bilden, die außerordentlich stabil sind und sich durch Filter oder Separatoren, Zentrifugen oder dergleichen nicht oder nur schwer trennen lassen. Bei der Analyse eines typischen Umlauföls wurden an Verunreinigungen gefunden: (₁₀

Wasser
Feststoffe

0-40%
100-2000 mg/1

Zur Trennung von öl-Wasser-Gemischen, die auch Feststoffe enihaiten können, sind zahlreiche Verfahren bekannt. Vielfach läßt sich eine Trennung durch Abschleudern in Separatorenzentrifugen erzielen, doch bringt diese Methode bei den vorstehend beschriebenen Öl-Wasser-Feststoff-Gemischen mit höherer Viskosität nur einen Teilerfolg, da bei Gemischen mit höherer Viskosität die Leistung der Separatoren rasch stark nachläßt.

Andere bekannte Verfahren zur Aufbereitung von Altolen sind Filtrieren, Vakuumdestillation, chemische Behandlung mit Säuren, Alkalien, Adsorptions- und Entfärbemittel, Bleicherde usw. sowie die Extraktion mit Lösungsmitteln. Eine Übersicht über diese Verfahren wird in der deutschen Auslegeschrift 19 17 357 gegeben. Diese Verfahren haben den Nachteil, daß sie zu Verlusten an wertvollen Schmierölkomponenten führen, in manchen Fällen auch die Qualität des regenerierten Öls ungünstig verändern und/oder kostspielig sind. Deshalb wird in der genannten DT-AS vorgeschlagen, das Altöl vor der Regeneration bei Atmosphärendruck auf 260 bis 360⁰C — zweckmäßigerweise unter Zusatz eines Filterhilfsstoffes, vorzugsweise Bleicherde — zu erhitzen und die abgeschiedenen, festen Verunreinigungen durch Filtrieren oder Zentrifugieren abzutrennen. Dieses Verfahren hat wiederum den Nachteil, daß man ein wiederverwendbares Schmieröl nur erhält, wenn der Erhitzungsbehandlung noch eine Hydrierung mit Furfurol-Extraktion und Schwefelsäure-Raffination nachgeschaltet wird.

Ein Verfahren zur Aufbereitung von Schmierölen für Verbrennungskraftmaschinen, insbesondere Dieselmotoren, ist aus der DL-PS 42 158 bekannt. Derartige Schmieröle sind nach dem Gebrauch durch Zersetzungsprodukte des Öls und der zur Verbesserung der Schmiereigenschaften zugegebenen Zusätze verunreinigt und enthalten zusätzlich als Verunreinigungen feinverteilten Kohlenstoff sowie Metallabrieb. Diese Schmieröle sind nicht mit Wasser vermischt, d. h. sie liegen nicht in Form eines Öl-Wasser-Feststoff-Gemisches vor. Gemäß der DL-PS 42158 wird den Schmierölen eine wäßrige Lösung eines Gerinnungsmittels zugesetzt, wodurch die Verunreinigungen mit dem geronnenen Anteil von der gebrauchten ölmischung entfernt werden. Durch den Zusatz eines oberflächenaktiven Mittels können die geronnenen Verunreinigungen in der wäßrigen Phase dispergiert und so leichter vom öl getrennt werden. Als Gerinnungsmittel werden, wie aus dieser Druckschrift zu entnehmen ist, wäßrige Lösungen von Phosphaten verwendet. Dieses vorbekannte Verfahren eignet sich nicht für die Reinigung eines in erster Linie mit Wasser verunreinigten Öls, wie es in den Umlaufschmiersystemen von Hüttenwerksanlagen anfällt.

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur Aufbereitung von Schmierölen, die durch bis zu 40% Wasser und Feststoffe verunreinigt sind. Bei diesen Schmierölen besteht die Gefahr, daß durch das eingedrungene Wasser der Korrosionsgrad des Schmieröles immer höher ansteigt. Dem erfindungsgemäßen Verfahren liegt daher die Aufgabe zugrunde, von dem verunreinigten, in der Funktion nicht mehr einwandfreien Schmieröl mit einfachen und wenig aufwendigen Verfahrensschritten zu einem wiederverwendbaren Schmieröl zu gelangen. Für diese Wiederverwertbarkeiit ist neben der weitgehenden Abscheidung der Feststoffe wesentlich, daß das Wasser entfernt wird, um den Korrosionsgrad auf 0 zurückzubringen.

Diese Aufgabe wird erfiindungsgemäß durch ein Verfahren mit den im kennzeichnenden Teil des Anspruchs 1 angegebenen Merkmalen gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen des Verfahrens sind in den Unteransprüchen wiedergegeben.

Das vorgeschlagene Verfahren hat den Vorteil, daß bei der Behandlung das Wasser nahezu vollständig entfernt wird. Dadurch wird der Korrosionsgrad von Ziffer 3 auf 0 gebracht, in der abgeschiedenen, wäßrigen Phase setzen sich zugleich die Feststoffe zum großen Teil ab. Man erhält dadurch ein gereinigtes Öl, das erneut der Ölversorgung des Umlaufschmiersystems zugeführt werden kann.

Zur Aufbereitung von Öl-Wasser- oder Öl-Wasser-Feststoff-Gemischen aus Umlaufschmiersystemen wird das zweckmäßigerweise noch betriebswarme oder erwärmte, verunreinigte Öl, dessen Wassergehalt möglichst in einem Bereich von 4—15% liegen soll, in einem Behälter mit einem öllöslichen Metallsalz der Dinonylnaphthalinsulfonsäure vermischt und das Gemisch auf 50—90°C, vorzugsweise 70—8O⁰C, erhitzt. Die besten Ergebnisse werden mit Bariumdinonylnaphthalinsulfonat, basischem Bariumdinonylnaphthalinsulfonat und Bleidinonylnaphthalinsulfonat erhalten, die in Form von 50%igen öligen Lösungen im Handel sind und folgende Formeln haben:

Bariumdinonylnaphthalinsulfonat:

SO₃ |₂

Basisches Bariumdinonylnaphthalinsulfonat:

C₉H₁₉

C₉H

9^X119

BaOH

Bleidinonylnaphthalinsulfonat:

Pb

is

30

35

40 Eine der in dem Umlaufschmiersystem enthaltenen ölmenge entsprechende Menge (0,02 bis 2%, vorzugsweise 0,05 bis 0,15%) der 50%igen, öligen Lösung des Barium-, basischen Barium- oder Bleisalzes der Dinonyinaphthalinsulfonsäure wird mit etwa der dreifachen Menge betriebswarmen Öles verdünnt und in dünnem Strahl in das drucklos zurückströmende Betriebsöl einfließen gelassen. Mit Hilfe der Pumpe des Umlaufschmiersystems wird das mit dem Trennmittel versetzte öl etwa 2 Stunden umgewälzt und dabei innig mit dem Trennmittel durchmischt. Danach wird das öl in dem Vorratsbehälter, der nun aus dem Schmiersystem herausgenommen wird, gesammelt und abstehen gelassen. Während dieser Zeit wird das Umlaufschmiersystern von einem anderen Vorratsbehälter mit Öl versorgt.

Das in dem aus dem Schmiersystem herausgenommenen Behälter enthaltene öl wird dann erhitzt, bis die Temperatur auf etwa 70 bis 80°C gestiegen ist. Unter Beibehaitung dieser Temperatur läßt man das öl etwa 8 Stunden abstehen; dann kann man aus dem Sumpfablaß des Behälters die abgeschiedene wäßrige Phase mit einer eventuell ebenfalls abgeschiedenen Schlammphase ablassen. Das in dem Behälter befindliche gereinigte öl kann sofort wieder dem ümlaufschi liersystem als Schmieröl zugeführt werden.

An Hund des folgenden Beispiels wird die Erfindung veranschaulicht.

Das Umlaufschmiersystem einer mehrgerüstigen Warmbreitbandstraße arbeitete mit hochviskosem Schmieröl mit einer Betriebsviskosität von 530 cSt bei etwa 40⁰C. Die Anlage war mit zwei Vorratsbehältern mit einem Füllungsvolumen von je etwa 30 m³ ausgestattet, und eine Schraubenspindelpumpe mit einer Förderleistung von 750 l/min förderte das öl durch Rohrleitungen zu den Schmierstellen. Von dort strömte es drucklos zu dem jeweils in Betrieb befindlichen Vorratsbehälter zurück.

Durch eingedrungenes Wasser und eingedrungene feste Verunreinigungen waren die Eigenschaften des Schmieröls so verändert worden, daß seine einwandfreie Funktion an den Schmierstellen nicht mehr gewährleistet war. Eine Analyse ergab folgende Werte:

45

Von einer derartigen 50%igen, öligen Lösung der Trennmittel wird dem aufzubereitenden öl eine Menge von etwa 0,02 bis 2% der ölmenge zugesetzt, so daß die zugesetzte Menge an aktivem Wirkstoff etwa 0,01 bis 1 % beträgt. Um mit wirtschaftlichem Aufwand ein gutes Ergebnis zu erhalten, hat es sich als zweckmäßig erwiesen, dem öl eine Trennmittelmenge von etwa 0,05 bis 0,15% der ölmenge in Form der 50%igen öligen Lösung der obengenannten Metallsalze der Dinonylnaphthalinsulfonsäure beizumischen.

Das mit dem Trennmittel versetzte öl wird auf einer Temperatur in dem angegebenen Bereich gehalten und mindestens 3, vorzugsweise 8 bis 16 Stunden, abstehen gelassen. Danach hat sich das Gemisch in eine obere, ölige Phase und eine untere, wäßrige Phase getrennt, die auch noch etwas Schlamm (»Majonaise«) enthalten kann. Die ölige Phase wird abgetrennt und stellt ein Schmieröl dar, das ohne weiteres wieder dem L.'mlaufschmiersystem zugeführt werden kann. <\5

Für die Ausführung des Verfahrens in einem Walzwerksbetrieb empfiehlt sich folgende Arbeitsweise:

Viskosität bei 37,8°C, cSt
Dichte bei 37,8°C, g/cm³
Wassergehalt, %
Feststoffgehalt, mg/1
Korrosionsgrad

626,9
0,892
9,2
333

Mit Hilfe einer im Nebenstrom arbeitenden Zentrifuge konnte eine Verbesserung der ölqualität durch Abscheidung von Wasser und festen Verunreinigungen nicht erreicht werden.

Die in dem Umlaufschmiersystem vorhandenen 30 000 1 Betriebsöl wurden mit 15 1 einer 50%igen öligen Lösung von Barumdinonylnaphthalinsulfonai; versetzt, die mit der 3fachen Menge betriebswarmen Öls verdünnt worden war. Die Lösung wurde in dünnem Strahl in das zurückströmende Betriebsöl einfließen gelassen, wobei für den Zusatz ca. 1 Std. benötigt wurde. Mit Hilfe der Pumpe wurde das mit dem Trennmittel versetzte Betriebsöl weitere zwei Stunden umgewälzt und dabei gründlich mit dem Trennmittel vermischt. Sodann wurde der Behälter aus dem Schmiersystem herausgenommen und der zweite Behälter für die Ölversorgung des Umlaufschmiersystems eingeschaltet.

Das in dem von dem System isolierten Behälter

befindliche Gemisch aus Öl und Trennmittel wurde sodannn indirekt mit Dampf erhitzt, bis die Temperatur 70⁰C erreicht hatte. Bei dieser Temperatur wurde das Öl/Trennmittel-Gemisch ca. 8 Std. stehen gelassen. Danach konnten aus dem Sumpfablaß des Behälters abgeschiedenes Wasser und eine dünr.e Schlammphase entfernt werden. Das in dem Behälter zurückgebliebene öl ergab bei einer Analyse folgende Eigenschaftswerte:

Viskosität bei 37,8°C,cSt
Dichte bei 37,8°C,g/cm^J
Wassergehalt, %

535,7
0,893
<0,5

<f

Festsioffgehait, mg/1
Korrosionsgrad

99
0

In einer anderen, mil Schmieröl einer Viskosität von 275 cSt bei 37,8°C betriebenen Anlage wurde ein öl festgestellt, das eine Viskosität von 316,5 cSt und einen Wassergehalt von 6,4% hatte. Nach Zugabe der berechneten Menge Bariumdinonylnapluhaiinsulfat, Erwärmen auf 70 bis 80⁰C und 8stündigem Abstehen wurde ein gereinigtes öl erhalten, dessen Viskosität bei 37,8"C 279,5 cSt, dessen Wassergehalt 0,6% und dessen Korrosionsgrad 0 betrug.

Claims

Patentansprüche:

I. Verfahren zum Aufbereiten von durch bis zu 40% Wasser und Feststoffe verunreinigten Schmieröien, bei dem man das Öl-Wasser-Feststoff-Gemisch nach Zugabe eines Trennmittels erhitzt, abstehen läßt und die geschiedenen Phasen voneinander trennt, dadurch gekennzeichnet, daß man dem Gemisch, vorzugsweise verunreinigten ι ο Schmierölen aus Umlaufschmiersystemen von Hüttenwerksanlagen, insbesondere Walzwerksanlagen, vor dem Erhitzen oder vorzugsweise nach dem Erhitzen auf 60 bis 90⁰C als Trennmittel ein öllösliches Metallsalz der Dinonylnaphthalinsulfonsäure in einer Menge von etwa 0,01 bis 1% des Gemisches zusetzt und das auf einer Temperatur in dem angegebenen Bereich gehaltene Gemisch mindesiens 3 Stunden abstehen läßt.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß man das Trennmittel in einer Menge von etwa 0,05 bis 0,15% des Gemisches verwendet.
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß man als Trennmittel Bariumdinonylnaphthalinsulfonat, basisches Bariumdinonylnaphthalinsulfonat und/oder Bleidinonylnaphthalinsulfonat verwendet.
4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß man das Gemisch auf eine Temperatur von 70 bis 8O⁰C erhitzt.
5. Verfahren nach den Ansprüchen 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Abtrennung der Verunreinigungen von dem Öl durch das Trennmittel in einem Vorratsbehälter des Umlaufschmiersystems vorgenommen wird, der während der Aufbereitung von dem Umlaufschmiersystem abgesperrt ist.