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BESCHREIBUNG
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Die Erfindung betrifft die Behandlung von Abfällen, die bl und/oder
vom öl abgeleitete Produkte enthalten.
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Die Beseitigung der Abfälle bei der Extraktion und dem Verarbeiten
von öl, z.B. in Ölraffinerien und ähnlichen Installationen, und während der Extraktion
von Öl z.B. aus Teersand, kann ein ernstes Problem darstellen. So besteht z.B. der
bei Ölraffinerien anfallende Abfall üblicherweise aus einer Mischung aus verschmutztem
Wasser, das normalerweise beträchtliche Mengen an Öl, ölableitprodukten und Feststoffreste
enthält, die von den Raffinerienverfahren herrühren, und aus den Reinigungs- oder
Spülabfällen der Prozeßgefäße und Speicherbehälter.
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Die zur Zeit praktizierte Abfallbeseitigung sieht das Sammeln aller
dieser Abfallmaterialien aus den Prozeßgebieten innerhalb der Raffinerie vor, und
anschließend werden die Abfallmaterialien einem oder mehreren API-Separatoren zugeleitet;
diese API-Separatoren bestehen aus festen Setzkammern, in denen eine grobe und ineffektive
Trennung von Öl, Wasser und festen Schlammbestandteilen stattfindet. Das flüssige
öl und die flüssigen Ölprodukte strömen zur Oberfläche und werden dort abgenommen,
und das Wasser, mit unvermeidlich enthaltenem
Öl, strömt zur Beseitigung
oder gewöhnlicherweise zur weiteren Behandlung in einen eigenen Behälter.
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Die am Boden des Separators sich ansammelnden Feststoffe werden von
Zeit zu Zeit ausgeräumt. Diese Verfahrensweise ist deshalb nicht befriedigend, da
das getrennte Wasser zur Wiederverwendung oder sogar zur Abgabe in den Boden oder
in Flüsse nicht hinreichend sauber ist, da der Ölabstrich eine weitere Behandlung
benötigt, bevor er in die Raffinerie nützlich zu#ückgeführt werden kann, und da
der aus Feststoffen bestehende Schlamm nicht einfach beseitigt werden kann.
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Aufgabe der Erfindung ist daher die Extraktion des Öls und der Ölprodukte
in einer solchen Form, daß sie sofort, z. B. zur erneuten Bearbeitung in einer Raffinerie,
einsetzbar sind; ferner soll ölfreies Wasser separiert werden, das in einigen Fällen
ohne weitere Behandlung freigesetzt werden kann, und es soll ein ölfreier Rest erzeugt
werden, der leicht und ohne Gefahr für die Umgebung verbrannt oder abgelagert werden
kann.
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Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Behandlung gemischter Abfallmaterialien,
die mit Öl und/oder Ölableitprodukten verschmutztes Wasser und Feststoffschlamm
enthalten. Das Verfahren sieht die Extraktion der Olkonstituenten aus dem Abfall
mittels eines Lösungsmittels in einer kontinuierlichen Melirkammer-Kontaktiervorrichtung
vor, in der die Abfallmaterialien und ein Lösungsmittel sich in getrenntel, Phasen
bewegen und miteinander mittels Behälter in Kontakt gebracht werden, die in der
Kontaktiervorrichtung rotieren. Eine zur Durchfühwung des Verfahrens geeignete Kontaktiervorrichtung
ist aus den UK-PS 972 035 undl 037 573 bekannt.
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im folgenden werden Ausführungsbeispiele der Erfindung
anhand
der Zeichnung näher erläutert. Es zeigen: Fig 1 und 2 Diagramme, die das erfindungsgemäße
Verfahren erläutern.
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Gemäß einer Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens wird
der Abfall von einer Ölraffinerie, der Wasser, flüssige Öl und Ölableitprodukte
und Feststoffanteile enthält, ohne vorherige Behandlung in eine kontinuierlich arbeitende
Kontaktiervorrichtung durch einen Einlaß am Boden eines Endes eingegeben. Die Kontaktiervorrichtung
kann entsprechend einem der genannten UK-Patente aufgebaut sein und besitzt einen
Abgabeauslaß am anderen Ende. Ein Strom aus Lösungsmittel, das bevorzugt Kerosin
ist, aber auch irgendein anderer geeigneter flüssiger Kohlenwasserstoff sein kann,
der in der Raffinerie erzeugt wird, wird kontinuierlich im Gegenstrom durch die
Kontaktiervorrichtung geleitet und tritt durch Anschlüsse an den oberen Bereichen
der Enden der Kontaktiervorrichtung ein und aus. Der Rotor der Kontaktiervorrichtung
ist in Kammern unterteilt, die mehrere Behälter enthalten. Der Rotor wird mit einer
mäßigen Geschwindigkeit gedreht, die hinreichend klein ist, um Turbulenz innerhalb
der Kontaktiervorrichtung zu verhindern.
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Während die Abfallmaterialien längs der Kontaktiervorrichtung laufen,
schwimmen die Ölkonstituenten oder werden durch die Behälter in den Lösungsmittelstrom
angehoben und dort verteilt. Während sich der Rotor dreht, heben die Behälter wiederholt
emulisiertes Öl und Feststoffe enthaltendes Wasser in den Lösungsmittelstrom und
bringen das Lösungsmittel in
den Abfallstrom, wodurch eine innige
Kontaktierung des Lösungsmittels mit dem Ölgehalt des Wassers und der Feststoffe
erreicht wird. Der die Kontaktiervorrichtung verlassene Abfallstrom wird dadurch
von seinem Ölgehalt befreit und besteht aus sauberem Wasser und Feststoffe, die
ohne Umweltbelastung weggeworfen werden können oder im Falle des Wassers in der
Raffinerie erneut benutzt werden können. Der das aus dem Abfallmaterial herausgezogene
Öl enthaltende Lösungsmittelstrom kehrt in die Raffinerie zurück und wird zusammen
mit der Rohölzufuhr wieder verarbeitet, so daß keine Verschwendung der verwendbaren
Ölkonstituenten auftritt.
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Das Lösungsmittel wird in den Raffinerie-Prozeßvorgängen getrennt
wiedergewonnen, und es geht daher kein Lösungsmittel verloren.
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In Fig. 1 ist ein Verfahren zur Reinigung von Abfallmaterialien einer
Ölraffinerie schematisch dargestellt.
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Wässriges Abfallmaterial, welches Wasser, Öl, flüssige Ölableitprodukte
und restliche Feststoffe enthält, wird aus der Raffinerie an der Stelle 2 durch
die Leitung 4 zum unteren linken Ende einer Kontaktiervorrichtung 6 geführt, die
der Vorrichtung nach den UK-Patenten 972 035 und 1 03 7 573 entspricht und einen
Rotor 7 mit Scheiben 8 enthält, die die Kontaktiervorrichtung in Kammern unterteilen,
welche mindestens am Rand der Scheiben miteinander kommunizieren. Zur gleichzeitigen
Drehung mit den Scheiben sind Eimer (nicht dargestellt) angeordnet, um Flüssigkeit
einer Phase in die andere Phase,et vice versalzu übertragen.
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Lösungsmittel, z.B. Kerosin, wird aus der Raffinerie dem oberen rechten
Ende der Kontaktiervorrichtung
mittels der Leitung 10 zugeführt.
Das Lösungsmittel und die wässrige Phase werden durch Drehung der Eimer kontaktbehandelt,
während eine Grenzschicht zwischen den beiden Phasen aufrechterhalten wird. Das
Lösungsmittel, welches Öl- und auf Öl basierende Produkte enthält, die aus der wässrigen
Phase herausgezogenen wurden, verläßt die Kontaktiervorrichtung über die Leitung
12 und kehrt, möglicherweise nach einer Mischung mit Rohöl von der Leitung 14 zur
Raffinerie 2 zurück. Die wässrige Phase, aus der das öl herausgezogen wurde, wird
durch die Leitung 16 abgeleitet und wird in der Prozeßeinheit 18 weiterbehandelt,
um die verbliebenen Festanteile über die Leitung 20 zu entfernen, sofern dies erforderlich
sein sollte. Das reine Wasser, dem der Ölgehalt herausgezogen wurde, kann dann über
die Leitung 21 zur Weiterverwendung zur Raffinerie gegeben werden oder über die
Leitung 22 in die Umgebung abgegeben werden.
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Raffinerie-Abfälle können auf diese Art und Weise mit einem Minimum
an Arbeit behandelt werden, wobei die Zufuhr des Abfallmaterials zu dertKontaktiervorrichtung
und die Abgabe der Restprodukte ,n der Kontaktiervorrichtung mechanisch und automatisch
durchgeführt werden. Das Verfahren besitzt ferner den wesentlichen Vorteil, daß
die Kontaktiervorrichtung in der Lage ist, Abfallmaterialien zu behandeln, die mit
irgendeiner Rate, die innerhalb eines relativ großen Bereiches liegt, zugeführt
werden, ohne daß die Operationsparameter geändert werden müssen. Das Verfahren ist
daher in der Lage, Anschwellungen und Minima der Abfallströmung zu bearbeiten, die
durch die Anforderungen des normalen Raffineriebetriebs auftreten.
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Gemäß dem erfindungsgemäßen Verfahren wird ferner beispielsweise eine
Kontaktiervorrichtung der beschriebenen Art bei der Behandlung von Öl und/oder Ölprodukte
enthaltenden Lagunen, z.B. Ölsandlagunen, eingesetzt, wie sie z.B. in den Ölsandzonen
von Kanada auftreten Derartige Lagunen enthalten Abfallprodukte vom Heißwasserprozeß
zum Extrahieren des Bitumens aus Ölsand, und diese Abfallprodukte enthalten relativ
kleine Mengen an Bitumen und Reagentien in relativ großen Wasservolumina. Der Inhalt
derartiger Lagunen kann dadurch behandelt werden, daß er durch eine beschriebene
Kontaktiervorrichtung im Gegenstrom mit einer Strömung eines geeigneten Lösungsmittels,
z.B. Kerosin, gegeben wird, um Bitumen und andere ölhaltige Konstituenten der Lagunen
zu extrahieren, und um ölfreies Wasser in die Umgebung zurückzugeben.
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Der Inhalt der Ölsandlagunen ist normalerweise alkalisch, während
der Lösungsmittel-Extraktionsprozeß mit Kerosin verlangt, daß die durch die Kontaktiervorrichtung
geleitete Flüssigkeit ungefähr neutral ist.
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Bevorzugt wird daher der Flüssigkeit aus den Lagunen Säure, bevorzugt
wässrige Salzsäure vor dem Eintritt in die Kontaktiervorrichtung zugefügt. Die Aktivität
der wässrigen Phase innerhalb der Rontaktiervorrichtung wird längs der Länge der
Kontaktiervorrichtung mittels Meßsonden in der Wand der Trommel unterhalb der Grenzfläche
zwischen der wässrigen und der organischen Phase überwacht, und es wird zusätzliche
Säure automatisch durch Düsen in der Trommel entsprechend den gemessenen pH-Werten
hinzugefügt, um sicherzustellen, daß die wässrige Phase während des gesamten Durchgangs
durch die Kontaktiervorrichtung neutral oder sauer ist.
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In Fig. 2 ist ein Prozeß zur Behandlung von Ölsandlagunen schematisch
dargestellt. Aus der Ölsandlagune 24 werden die geringe Mengen an Bitumen in relativ
großen Wassermengen enthaltenden Abfälle entnommen. Das ölverschmutzte Wasser wird
von der Lagune genommen und über die Leitung 28 zum unteren linken Ende einer Kontaktiervorrichtung
30 geführt, die der Kontaktiervorrichtung 6 der Fig. 1 entspricht.
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Ein Lösungsmittel für die Ölschmutzbestandteile, z.B.
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Kerosin, wird über die Leitung 32 zum oberen rechten Ende der Kontaktiervorrichtung
geleitet. Wenn der Lösungsmittelstrom und der wässrige Strom gegensinnig durch die
Kontaktiervorrichtung strömen, werden die Ölschmutzbestandteile in den Lösungsmittel
strom abgegeben, und das Lösungsmittel einschließlich der Ölschmutz bestandteile
wird über die Leitung 34 abgezogen. Lösungsmittel kann in einer Einheit 36 wiedergewonnen
und über die Leitung 38 zur Leitung 32 in den Zyklus zurückgeführt werden, während
die Ölabfallprodukte über die Leitung 40 entfernt werden.
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Das wässrige Abfallmaterial, aus dem die Ölschmutzbestandteile entfernt
wurden, wird von der Kontaktiervorrichtung über die Leitung 42 entnommen und der
Umgerbung zugeführt.
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Um den Inhalt der Kontaktiervorrichtung ungefähr neutral zu halten,
wird Säure, bevorzugt Salzsäure über die Leitung 44 der Leitung 28 zugeführt, oder
es wird alternativ oder zusätzlich Säure oder Salzsäure über die Leitungen 46 den
Düsen 47 in den Wänden der Kontaktiervorrichtung 30 zugeführt. Meßsonden 48, die
in Intervallen längs der Kontaktiervorrichtung 30 beabstandet angeordnet sind, überwachen
die Aktivität der
wässrigen Phase, und die Zugabe der Salzsäure
über die Leitung 44 oder durch die Düsen 47 wird geeignet geregelt, um den Inhalt
der Kontaktiervorrichtung bei einem neutralen oder sauren pH-Wert zu halten.
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Die Erfindung läßt sich auch bei anderen Öl und/oder Ölprodukte enthaltenden
lagunaren Ablagerungen, z.B.
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bitumenhaltigen Lagunen einsetzen, die bei der Verarbeitung von Schweröl
auftreten, welches von unterhalb des Erdbodens mittels Wärme und/oder Dampf nach
oben gebracht wird.
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Bei den beispielshalber beschriebenen Verfahren kann ein Dispersions-
oder Entflockungsmittel hinzugefügt werden, um das Absetzen der Feststoffe in den
Abfällen zu unterstützen. Geeignete Entflockungsmittel enthalten Ammoniumhydroxid,
Kaliumhydroxid, Natriumhydroxid, Natriumsilikat und andere, kommerziell erhältliche
Dispersionsmittel, wie z.B. das unter dem Handelsnamen DISPEX bekannte Mittel. Ein
geeigneter Zugabebereich liegt zwischen 0,05 und 0,5 Gewichtsprozent, bezogen auf
den Feststoffanteil. Alternativ oder zusätzlich zu der Verwendung des Dispersionsmittels
kann ein geeignetes hydrophobes Sanmel- oder kollektorreagens in die Kontaktiervorrichtung
eingegeben werden, um beim Aufsammeln von Verunreinigungen des Abfallmaterials in
der Grenzzwischenschicht zwischen den beiden flüssigen Phasen zu unterstützen, aus
der die Verunreinigungen (die gewünschte Werte enthalten können) separat abgenommen
werden. Als Kollektorreagens läßt sich ein weiter Bereich an Substanzen verwenden,
so z.B.
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Oleinsäure, Linolsäure, verschiedene Fettsäuren und Sulfonate, sowie
deren Salze und Seifen. Ein geeigneter Zugabebereich liegt zwischen 0,02 bis 0,1
Gewichtsprozent,
bezogen auf den Feststoffgehalt. Alternativ oder
zusätzlich lassen sich Kollektoren in Form von Aktivatorionen verwenden, z.B. Metalloxide,
Chloride oder Sulfate, z.B. Kalzium, Magnesium#oder Bariumchlorid . Das Dispersionsmittel
kann bequemerweise zusammen mit dem wässrigen Abfall vor dem Eintritt in die Kontaktiervorrichtung
eingegeben werden, das Kollektorreagens kann bequemerweise mit dem Lösungsmittel
eingegeben werden oder in Abtänden längs der Länge der Kontaktiervorrichtung zugegeben
werden. So kann z.B. das Kollektorreagens verwendet werden, um Teilchen eines Schwermetallkalalysators
zu beschichten, der in dem Abfall vorhanden ist, wobei der Katalysator sich an der
Grenzzwischenschicht absetzt und zur Wiederverwendung abgenommen werden kann.
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L e e r s e i t e