DE2927275C2

DE2927275C2 - Verfahren zum thermischen Spalten von Öl/Wasser-Emulsionen

Info

Publication number: DE2927275C2
Application number: DE2927275A
Authority: DE
Inventors: Arno 7012 Fellbach Kiechle
Original assignee: Daimler Benz AG
Current assignee: Daimler Benz AG
Priority date: 1979-07-06
Filing date: 1979-07-06
Publication date: 1981-12-03
Also published as: DE2927275A1

Description

Beispiele 1 bis 12

Ein Gemisch aus verbrauchten synthetischen und mineralölhaltigen Kuhlschmierstoffen aus der spanab-

hebenden Bearbeitung mit einem ölgehalt von 5,5% wird bei einer Temperatur von 8O⁰C mit verschiedenen Mengen Wasserstoffperoxid versetzt. In einem Teil der Proben wird nach 30- bzw. 60minütigem Stehen bei 80°C Menge und ölgehalt der abgeschiedenen Ölphase bestimmt, einen anderen Teil der Proben läßt man nach 60minütigem Stehen bei 80°C auf Raumtemperatur abkühlen und bestimmt nach insgesamt 14 Stunden Menge und Ölgehalt der abgeschiedenen ölphase. In

dem letzteren Fall treten zwei ölhaltige Phasen auf: eine obere ölreiche Phase und eine darunterliegende ölärmere Zwischenphase mit einem ölgehalt von 10 bis 20%. Die Menge der ölphase bezogen auf die zur Spaltung eingesetzte Gesamtmenge an Emulsion wird bestimmt und ihr ölgehalt mit einem genormten Bohrölprüfer (Prüfgerät 130 DIN 51 368) gemessen. Aus

Tabelle

der Menge der ölphase und ihrem ölgehalt wird der Entölungsgrad berechnet, wobei z, B, ein Entölungsgrad von 90% besagt, daß 90% des ursprünglich in der Emulsion vorhandenen Öls in der ölphase enthalten ist und nur noch 10% in der wäßrigen Phase vorliegen. Die Ergebnisse sind in der Tabelle zusammengefaßt

Beispiel	H₂O₂- Zugabe	Behand lungs- dauer	Ölphase Menge	Ölgehalt	Entölungsgrad	44,5	Bemerkungen
	[ppm]	[h]	[%1	[%]	£%]	90,9
1 (ζ- Vgl.)	ohne	0,5	7,0	35		94,6	Ölphase grau, trübe
2	150	0,5	8,2	61		90,0	Ölphase oben: gelblich, klar unten: grau
3	600	0,5	6,5	80		53,2	Ölphase gelblich, klar
4	3300	0,5	9,0	55		91,6	Ölphase grau, trübe
5 (ζ- Vgl.)	ohne	1	8,0	40		94,6	Ölphase grau, trübe
6	150	1	8,0	63		90,0	Ölphase oben: gelblich, klar, unten: grau, trübe
7	600	1	6,5	80		• 63,5	Ölphase gelblich, klar
8	3300	1	9,0	55		• 90,2	Ölphase grau, trübe
9 (z. Vgl.)	ohne	14 I	3,0 8,0	71 17	38,75 1 24,75 j	• 96,7
10	150	14 \	7 1	71 17	87,1 1 3,1 1	> 96,8
11	600	14 ί	6 1	86 16	93,8 1 2,9 I
12	3300	14 ί	7 0,5	75 14	95,5 \ 1,3 I

Claims

Patentanspruch:

Verfahren zum thermischen Spalten von Öl/Wasser-Emulsionen, dadurch gekennzeichnet, daß man der Emulsion 150 bis 3000 ppm, vorzugsweise 500 bis 700 ppm Wasserstoffperoxid zusetzt

Gegenstand der Erfindung ist ein verbessertes Verfahren zum Spalten von Öl/Wasser-Emulsionen.

Öl/Wasser-Emulsionen finden in der Technik häufig Verwendung, z. B. als Schneidöl-Emulsionen oder Kühlschmieremulsionen bzw. Emulsionsreiniger oder fallen als unerwünschtes Nebenprodukt, z. B. in Reinigungsanlagen oder veröltem Kühlwasser an. Aus gewerbehygienischen Gründen können nicht mehr brauchbare Emulsionen nicht in das Abwassernetz gegeben werden, sondern müssen gespalten werden in eine ölreiche Phase, die im allgemeinen wiederverwertet oder verbrannt wird und in eine wäßrige Phase, deren Mineralgehalt unter 20 mg · 1-' liegt und die in das Abwassernetz gegeben werden kann.

Zur Spaltung von Emulsionen sind viele Verfahren bekannt Allgemein angewendet werden das Verdampfen der einen Flüssigkeit die Adsorption einer Phase an einem Material mit großer Oberfläche, die Zugabe von Elektrolyten (Aussalzen) oder die Spaltung durch Elektrolyse, ggf. nach Zugabe eines Leitsalzes.

Weit verbreitet ist auch die Aufspaltung von instabilen Öl/Wassergemischen durch Erhitzen auf Temperaturen zwischen 50 und etwa 100° C (sog. thermisches Spalten, s. Ullmanns Encyclopädie der technischen Chemie, Band VI, 1955, Seite 586). Dieses Verfahren hat den Vorteil, daß zur Spaltung der Emulsion keinerlei Chemikalien benötigt werden, die das Abwasser belasten oder als Ballast in der entstehenden ölphase vorliegen.

Es hat sich jedoch gezeigt daß die Spaltung der Emulsion durch Erhitzen in manchen Fällen sehr zeitraubend ist und mitunter nur unvollständig abläuft

Die Aufgabe der Erfindung besteht daher darin, das Verfahren des Spaltens von Emulsionen durch Erhitzen (thermisches Spalten) zu verbessern.

Diese Aufgabe wird durch ein Verfahren zum thermischen Spalten von Öl/Wasser-Emulsionen gelöst, bei dem man der Emulsion 150 bis 3000 ppm, vorzugsweise 500 bis 700 ppm Wasserstoffperoxid zusetzt

Es hat sich überraschenderweise gezeigt, daß durch den Wasserstoffperoxid-Zusatz eine wesentliche Verbesserung der Trennwirkung bei der thermischen Spaltung von Emulsionen auftritt. Anwendbar ist das erfindungsgemäße Verfahren auf alle Emulsionen, die bisher schon nach dem Verfahren der thermischen Spaltung gebrochen werden, insbesondere auf verbrauchte hochkonzentrierte Kühlschmieremulsionen (mineralölhaltig) bzw. Kühlschmierlösungen (synthetisch) von der spanabhebenden Bearbeitung bzw. auf Ölkonzentrat-Emulsionen, die als Retentat bei der Aufarbeitung von Emulsionen durch Ultrafiltration anfallen.

Derartige Emulsionen enthalten im allgemeinen 5—50% Mineralöl bzw. Amine, Emulgatoren, Stabilisatoren, Wasser. Bereits bei einer Zugabs von 150 ppm H2O2 (150gH2C>2 pro m³) wird eine wesentliche Verbesserung der Spaltung erreicht Gibt man weniger als 150 ppm H2O2 zu, verringert sich der Effekt immer mehr. Eine Zugabemenge von mehr als 3000 ppm H2O2 bringt keine Verbesserung der Wirkung mehr, da dann in zu starkem Maße die Entwicklung gasförmigen Sauerstoffs einsetzt, was zu unerwünschten Nebenwirkungen führen kann und außerdem die Chemikalienkosten zu hoch werden. Die notwendige Zugabemenge hängt teilweise von der Menge der in der Lösung befindlichen oxidierbaren Stoffe wie Emulgatoren, Bakterien, gelöste Fe²⁺-Salze usw. ab. Besonders günstige Ergebnisse werden bei einer Zugabe von 500 bis 7000 ppm H2O2 erzielt da in diesem Bereich eine ausgezeichnete Trennwirkung bei noch vertretbaren Chemikalienkosten erreicht wird. Zur Spaltung wird die Emulsion in üblicher Weise auf die gewünschte Spalttemperatur zwischen 50 und etwa 100⁰C erhitzt und dann wird das Wasserstoffperoxid unter Vermischen zugegeben. Je höher die Temperatur der Emulsion ist desto besser ist die Wirkung. Bevorzugt wird das Wasserstoffperoxid daher bei Temperaturen von 75 bis 85° C zugesetzt Nach dem Zusatz des Wasserstoffperoxids ist die Spaltung der Emulsion in etwa 20 Minuten bis 2 Tagen beendet Diese Zeit hängt unter anderem von der Behandlungstemperatur sowie von der Höhe des Aufrahmbehälters ab, je höher z. B. die Temperatur ist desto kürzer ist die Zeit Das Wasserstoffperoxid kann auch der kalten Emulsion bereits vor Beginn der Erhitzung zugesetzt werden, in diesem Falle ist jedoch zur Erzielung der gleichen Wirkung eine etwas größere Menge H2O2 erforderlich. Die Zugabe des Wasserstoffperoxids zu der auf Spalttemperatur erhitzten Emulsionen wird daher bevorzugt Das Wasserstoffperoxid wird der Emulsion in handelsüblicher Form (etwa 30prozentige Lösung) zugesetzt Die Konzentration der Wasserstoffperoxidlösung hat keinen Einfluß auf das Verfahren, da allein die zugesetzte H2C>2-Menge maßgebend ist

Die mit der Erfindung erzielbaren Vorteile bestehen

vor allem darin, daß das Verfahren in bereits bestehenden Anlagen zur thermischen Spaltung von Emulsionen ohne Schwierigkeiten zur Anwendung kommen kann, wobei deren Kapazität durch die schnellere Spaltung erhöht und die Wirksamkeit der Trennung wesentlich verbessert wird und daß durch die Zugabe des H2O2 keine zusätzliche Belastung des Abwassers oder des abgespaltenen Öls auftritt, da sich überschüssiges H2O2 in der heißen Lösung zu Wasser und Sauerstoff zersetzt und daß durch die H₂O2-Zugabe sogar der CSB-Wert, d. h. der chemische Sauerstoffbedarf des Abwassers verringert. Falls das erhaltene Abwasser je nach den örtlichen Gegebenheiten noch einen zu hohen Ölgehalt hat, kann es wie üblich aufgearbeitet werden, z. B. mittels einer Ultrafiltrationsanlage.