DE2850540A1

DE2850540A1 - Verfahren zur aufbereitung von altoel

Info

Publication number: DE2850540A1
Application number: DE19782850540
Authority: DE
Inventors: Hubert Dr Ing Coenen; Ernst Dr Ing Kriegel
Original assignee: Fried Krupp AG
Current assignee: COENEN, HUBERT, DR.-ING., 4300 ESSEN, DE
Priority date: 1978-11-22
Filing date: 1978-11-22
Publication date: 1980-05-29
Also published as: GB2037807B; US4522707A; FR2442266A1; BE880074A; FR2442266B1; NL7908322A; IT7927428A0; GB2037807A; IT1126344B; DE2850540C2

Description

FRIED. KRUPP GESELLSCHAFT MIT BESCHRÄNKTER HAFTUNG in Essen

Verfahren zur Aufbereitung von Altöl

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Aufbereitung von Altöl, das aus etwa 70 Gew.-% Spindel- und Neutralöl, 5 Gew.-% niedriger und höher siedenden Ölen, 10 Gew.-% Additiven und Oxidationsprodukten, 10 Gew.-% Wasser sowie 5 Gew.-% schwer bzw. nicht flüchtigen Kohlenwasserstoffen besteht und einen wechselnden Feststoff gehalt aufweist. Bei den im Altöl enthaltenen Feststoffen handelt es sich beispielsweise um Sand, Staub und Metallteilchen. Die bei der Aufbereitung aus dem Altöl gewonnenen Zweitraffinate werden insbesondere als Schmieröl verwendet.

Es ist bereits ein Verfahren zur Aufbereitung von Altöl bekannt, bei dem zunächst aus dem Altöl durch Sedimentation in Lagerkesseln eine wässrige Phase und die Feststoffe abgetrennt werden. Danach werden aus der ölhaltigen Phase Lösungsmittel, emulgiertes Wasser und Leichtöle abdestilliert. Der als Trockenöl bezeichnete Destillationsrückstand wird dann zur Raffination mit 12 Gew.-% konzentrierter Schwefelsäure versetzt, wobei sich das sogenannte Säureharz bildet, das in Form eines Schlamms von dem als Saueröl bezeichneten Raffinationsprodukt abgetrennt wird. Nach der Zugabe von 5 Gew.-% Bleicherde zum Saueröl wird eine Vakuumdestillation durchgeführt, wobei Schwer- und Spindelöl anfällt. Aus einem Teil des Spindelöls und dem Schweröl wird ein Grundöl hergestellt, das durch Zusatz von geeigneten Additiven zu Maschinen- und Motorenöl verarbeitet wird. Die Raffinationsrück-

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stände (Säureharz, Rückstand aus der Destillation des
Saueröls) werden verbrannt oder nach Neutralisation
auf einer geeigneten Deponie gelagert.

Nach einem weiteren bekannten Verfahren wird das Trokkenöl mit Kalk vermischt, wodurch sehr viele ölfremde
Inhaltstoffe aber auch Additive zersetzt und die Zersetzungsprodukte gebunden oder polymerisiert bzw. koaguliert werden» Durch anschließende Vakuumdestillation werden Raffinate mit hohem Reinheitsgrad erhalten, die durch ilachraffination mit Schwefelsäure, Bleicherde

oder Extraktion mit einem Lösungsmittel noch weiter gereinigt werden müssen.

Auch eine Extraktion des Trockenöls mit flüssigem Propan wurde bereits vorgeschlagen. Dabei wird am Kopf der Extraktionskolonne das mit Öl beladene flüssige Propan abgezogen, während der unlösliche Rückstand am Fuß der Kolonne abfließt und nach Rückgewinnung von darin noch enthaltenem Propan zusammen mit Heizöl verbrannt wird. Aus dem ölhaltigen Extrakt wird das Propan durch eine

zweistufige Verdampfung abgetrennt und nach der Verflüssigung in die Extraktion zurückgeführt. Das propanfreie, extrahierte Öl wird der Schwefelsäurera,ffination zugeführt.

Der Nachteil der Schwefelsäureraffination besteht insbesondere darin, daß eine große Menge Schwefelsäure

(12 Gew.—# des Trockenöls) benötigt wird und daß erhebliche Mengen an Abfallschwefelsaure, Säureharz bzw.
Säureteer (ca. 36 Gew.—$ des Trockenöls) sowie Schwefeldioxid anfallen. Schwierigkeiten bereitet insbesondere die Beseitigung des Säureharzes_s da es vor seiner AbIa-

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gerung auf einer Deponie neutralisiert v/erden muß und bei seiner Verbrennung große Mengen Schwefeldioxid entstehen. Auch durch die Verwendung von Kalk oder Propan zur Altölaufbereitung kann die Entstehung von schwer zu beseitigenden Abfallprodukten nicht vermieden werden.

Schließlich ist aus der DE-AS 1 493 190 ein Verfahren zur Aufbereitung von unter Verfahrensbedingungen flüssigen und/oder festen Stoffgemischen, die organische Verbindungen und/oder organische G-ruppen aufweisende Verbindungen enthalten, bekannt, bei dem das Stoffgemisch mit einem unter überkritischen Bedingungen der Temperatur und des Drucks stehenden Gas im Temperaturbereich bis 100⁰C über seiner kritischen Temperatur behandelt und nach Abtrennung der beladenen überkritischen Gasphase die in ihr enthaltenen Verbindungen durch Entspannung und/oder Temperaturerhöhung zurückgewonnen werden. Each diesem bekannten Verfahren wurde gebrauchtes Getriebeöl mit Ithylen behandelt, wobei 90$ des öls ausgetragen werden konnten. Über die Zusammensetzung des extrahierten Produkts liegen jedoch keine Angaben vor.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zur Aufbereitung von Altöl zu schaffen, bei dem die zur Aufbereitung benötigten Stoffe wiederverwendet werden können, das bei vergleichsweise niedrigen Temperaturen durchführbar ist und das nur kleine Mengen einfach zu beseitigender Abfallprodukte liefert. Außerdem sollen möglichst alle, im Altöl noch vorhandenen brauchbaren Verbindungen zurückgewonnen v/erden.

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Die der Erfindung zugrunde liegende Aufgabe wird in überraschender V/eise dadurch gelöst, daß das entwässerte Altöl mit einem im überkritischen Zustand befindlichen inerten (Jas oder Gasgemisch bei einer Temperatur oberhalb T-g. (kritische Temperatur) und einem Druck von p™ (kritischer Druck) bis 350 bar behandelt und daß aus der abgetrennten überkritischen Gasphase das extrahierte Spindel- und ITeutralöl sowie die mit extrahiert en Additive durch Druck- und/oder Temperaturerniedrigung oder durch Druckerniedrigung und Temperaturerhöhung abgeschieden werden. Insbesondere im Hinblick auf die aus der DE-AS 1 4-93 190 bekannte Lehre war nicht zu erwarten, daß die noch im Altöl vorhandenen Additive mitextrahiert werden und' daß soxtfohl die extrahierten Öle als auch die mit'extrahierten Additive wiederverwendbar sind. Durch den erfindungsgemäßen Einsatz eines im überkritischen . Zustand befindlichen gasförmigen Extraktionsmittels erfolgt eine weitgehend quantitative Abtrennung der ölfremden Inhaltsstoffe, die z. B. durch Verbrennung auf einfächern Wege beseitigt werden können. Außerdem ist es vorteilhaft, daß das Extraktionsmittel wiederverwendet und das erfindungsgemäße Verfahren auch kontinuierlich durchgeführt werden kann. Das Verfahren kann den jeweiligen Gegebenheiten auch dadurch angepaßt werden, daß eine Führung des Extraktionsmittels und des Altöls im Gleich-, Gegen- oder Kreuzstrom möglich ist, wobei die teilweise Rückführung des aus dem Extraktionsmittel abgeschiedenen Raffinats erfolgen kann. Beim erfindungsgemäßen Verfahren v/erden im Vergleich zu den Destillationsprozessen, die bei den bekannten Altölaufbereitungsverfalisn zur Anwendung kommen, niedrige Temperaturen benötigt, wodurch Crack- und Polymerisationsreaktionen der im Öl vorhandenen Verbindungen weitgehend vermieden werden. Die Entwässerung des Altöls erfolgt in bekannter Weise durch

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Destillation, wobei auch ein Teil der niedrig siedenden Öle abgetrennt wird.

In weiterer Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, daß als inertes Gas Kohlendioxid, Propan oder Athen und als Gasgemisch Äthan/Äthen oder Propan/Propen verwendet wird. Diese Extraktionsmittel haben sich bei der erfindungsgemäßen Altölaufbereitung als besonders vorteilhaft erwiesen. Ferner ist es zweckmäßig, daß dem Gas oder Gasgemisch ein Schleppmittel zugesetzt wird. Das Schleppmittel hat die Aufgabe, die Aufnahmefähigkeit und Selektivität des Extraktionsmittels im Hinblick auf bestimmte Verbindungen zu verbessern. Insbesondere bei der kontinuierlichen Verfahrensführung hat es sich als vorteilhaft erwiesen, wenn das extrahierte Spindel- und ETeutralöl sowie die mitextrahierten Additive in mehreren !Fraktionen abgeschieden werden.

Der Gegenstand der Erfindung wird nachfolgend anhand von Ausführungsbeispielen näher erläutert.

Das aufzubereitende Altöl wird am Ort seiner Entstehung gesammelt und an die Aufbereitungsanlage abgegeben. Es gelangt mit einer durchschnittlichen Zusammensetzung von 70 Gew.-$ Spindel- und Neutralöl, 5 Gew.-5^ niedriger und höher siedender Öle, 10 Gew.-$ Additiven und Oxidationsprodukten, 10 Gew.-$ Wasser sowie 5 Gew.-φ schwer bzw. nicht flüchtigen Kohlenwasserstoffen in den erfindungsgemäßen Aufbereitungsprozeß, wo es zunächst in bekannter Weise durch eine Destillation entwässert wird. Bei der destillativen Entwässerung wird der größte Teil der niedrig siedenden Öle mit abgetrennt. Das entwässerte Altöl wird in einen Autoklaven gefördert, wo es mit einem unter überkritischen Bedingungen von Druck und Tempe-

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ratur stehenden Gas vermischt wird. Beim Durchströmen des Altöls belädt sich das Gas entsprechend dem Merinodynamischen Zustand mit dem größten Teil des Spindel- und Neutralöls sowie mit den Additiven. Die Oxidationsprodukte, die schwer bzw. nicht flüchtigen„Kohlenwasserstoffe und die Feststoffe bleiben nahezu quantitativ im Autoklaven zurück. Die beladene Gasphase wird oberhalb des Autoklaven abgezogen und anschließend durch ein Drosselventil entspannt. Infolge der Druckerniedrigung und Abkühlung verliert das Gas, entsprechend dem neuen thermodynamischen Zustand, seine Aufnahmefähigkeit für die gelösten organischen Stoffe teilweise oder ganz. Deshalb werden die extrahierten Stoffe teilweise oder vollständig abgeschieden und können am Boden eines Abscheiders abgezogen werden. Das entspannte, gasförmige Extraktionsmittel verläßt den Abscheider und wird nach seiner Kondensation einer Extraktionsmittelumwälzpumpe mit nachgeschaltetem Wärmetauscher zur erneuten Erzeugung eines überkritischen Gases zugeführt. Dem Autoklaven wird der Extraktionsrückstand entnommen, welcher in einem Abscheider entspannt wird. Auch das aus dem Extraktionsrückstand zurückgewonnene Gas wird in die Extraktion zurückgeführt.

Ein Massenstrom entwässertes Altöl von 1,044 kg/h wurde mit einem Massenstrom Propan von 6,782 kg/h bei einem Druck ρ von 76 bar und einer Temperatur T von 130°C behandelt. Dabei wurden 80 % des Altöls extrahiert. Das extrahierte öl, welches die mitextrahierten Additive enthielt, wurde bei einem Druck ρ von 10 bar und einer Tera-

peratur T von 66,7 C aus dem Propan abgeschieden. Das Propan hat eine kritische Temperatur T von 96,7 C und einen kritischen Druck P_x. von 42,6 bar.

Ein Massenstrom des entwässerten Altöls von 0,828 kg/h wurde mit einem Massenstrom Kohlendioxid von 12,799 kg/h bei einem Druck ρ von 320 bar und einer Temperatur T von 90°C behandelt. 52,8% des Altöls wurden als Zweitraffinat gewonnen. Das Zweitraffinat enthielt die im Altöl vorhandenen Additive. Aus dem Extraktionsmittel wurde das Zweitraffinat bei einem Druck ρ von 56 bar und einer Temperatur T von 70 C abgeschieden. Das Kohlendioxid hat eine kritische Temperatur T von 31°C

und einen kritischen Druck p„ von 73,9 bar.

Js.

Ein Massenstrom des entwässerten Altöls von 0,744 kg/h wurde mit einem Massenstrom Athen von 4,046 kg/h bei einer Temperatur T von 60 C und einem Druck ρ von 250 bar extrahiert, wobei 61,7 % des Altöls als Zweitraffinat gewonnen werden konnten. Das Zweitraffinat enthielt die im Altöl noch vorhandenen Additive. Die extrahierten Substanzen wurden aus dem Athen bei einer Temperatur T von 64,5 C und einem Druck ρ von 48 bar abgeschieden. Das Athen hat eine kritische

Temperatur T
κ

von 51,2 bar.

Temperatur T von 1O°C und einen kritischen Druck p_T i\ j

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Claims

Anspruches

Verfahren zur Aufbereitung von Altöl, das aus etwa 70 Gew.-$ Spindel- und Neutralöl, 5 Gew.-$ niedriger und höher siedenden Ölen, 10 Gew.-^ Additiven und Oxidationsprodukten, 10 Gew,-$ Wasser sowie 5 Gew. -4> schwer bzw. nicht flüchtigen Kohlenwasserstoffen "besteht und einen wechselnden Feststoffgehalt aufweist, dadurch gekennzeichnet, daß das entwässerte Altöl mit einem im überkritischen Zustand befindlichen inerten Gas oder Gasgemisch bei einer Temperatur oberhalb T^ und einem Druck von p_K bis 350 bar behandelt und daß aus der abgetrennten überkritischen Gasphase das extrahierte Spindel— und Heutralöl sowie die mitextrahierten Additive durch Druck- und/oder Temperaturerniedrigung oder durch Druckerniedrigung und Temperaturerhöhung abgeschieden werden.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß als inertes Gas Kohlendioxid, Propan oder Athen und als Gasgemisch Äthan/lthen oder Propan/ Propen verwendet wird.
3. Verfahren nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß dem Gas oder Gasgemisch ein Schleppmittel zugesetzt wird.
4. Verfahren nach den Ansprüchen 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß das extrahierte Spindel- und Neutmlöl und die raitextrahierten Additive in mehreren Fraktionen abgeschieden werden.

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