DE69405711T2

DE69405711T2 - Behandlung von rueckstandsoel

Info

Publication number: DE69405711T2
Application number: DE69405711T
Authority: DE
Inventors: Antony Needham; Ian Stanley Ripley
Original assignee: Great Eastern Bermuda Ltd
Current assignee: Great Eastern Bermuda Ltd
Priority date: 1993-01-19
Filing date: 1994-01-19
Publication date: 1998-04-30
Anticipated expiration: 2014-01-20
Also published as: GB2274850A; EP0680505B1; WO1994017155A1; KR100283362B1; NO952820D0; AU684066B2; CN1095088A; DE69405711D1; IL108375A0; AU5841094A; FI953483A; DK0680505T3; EP0680505A1; US5853563A; ZA94338B; TW301667B; JPH08508759A; KR960700326A; FI953483A0; CA2154155A1

Description

Kurze Beschreibung der Erfindung

Entkopplung der Anbindung der Öl- und Petroleum-Komponente in Altöl an Verunreinigungen, durch eine kombinierte Behandlung mit Lösungen und Ultraschall. Verschiedene Trenntechniken isolieren umweltsicher verwendbares Öl von festen Verunreinigungen.

Hintergrund der Erfindung

Rund um die Erde befinden sich Altölanlagerungen (unter dem Begriff Altöl wird hier Öl in jeder Form aufgefaßt, und zwar von Rohöl bis zu raffiniertem Öl und von Asphalt-Materialien von raffiniertem Asphalt, welche durch die natürliche Ablagerung von Öl und die menschliche Ablagerung von Öl entstehen und die Ölschlämme, Tankreinigungswasser, Tankreste, Schwarzölreste und Ölschlämme die Petroleumträger u. s. w. umfassen), die von Bergen von Plastiksäcken reichen, die mit Altölschlämmen versehen sind und auf einer eine halbe Quadratmeile großen Fläche in Pulau-Sebarok-Gegend in Singapur gelagert sind, sowie Reste, die in Tanks oder Teichen, die aus Tanks austreten, bis zu den großen Asphaltablagerungen (Orinoco) in Venezuela und Trinidad. Außer den Onnoco-Ablagerungen sind alle Ablagerungen menschlich verursacht worden. Die Orinoco-Ablagerungen ist dagegen ein natürliches Produkt. Die Schlämme in Singapur, die aus Schiffsspeichertanks stammen, haben jeweils von Sack zu Sack eme andere Zusammensetzung. Sie werden gelagert, da Singapurs Behörden keine kosteneffiziente Methode gefunden haben, sie zu entsorgen. Das Verbrennen von Schlämmen oder anderen Altöl-Formen ist nicht kosteneffizient und auch nicht umweltverträglich, da die Notwendigkeit zur Handhabung von NOx, SOx und Schwermetall-Emissionen besteht. Westlich von Bahrain befinden sich sieben Pechteiche (pitch ponds) mit einer Gesamtfläche von 70.000 m², die mit schwarzen Petroleumresten gefüllt sind, welche von einer Raffinerie zwischen 1938 und 1942 abgelassen wurden. Die einzigen Veränderung an diesem Restpechkörper, die sich über die Jahre ergeben haben, sind die, die durch Naturkräfte wie Staub durch Wüstensände, Verdunstungen durch die glühende mittelasiatische (Mittlerer Osten) Hitze und Ablagerungen von Regen und eindringendem Seewasser hervorgerufen wurden. Das "Bahrain-Pech" ist in all den Jahren ein ernstes Umweltproblem geblieben.
-Ähnliche Bedingungen, mit verschiedentlichen Modifikationen, gibt es in der ganzen Welt. Kaum ein Land ist davon ausgenommen. Viele Raffinerien lehnen es ab, ihre Altölprobleme wahrzunehmen. Andere haben versucht, mit begrenzten Möglichkeiten und Aktivitäten, damit fertig zu werden. In vielen Fällen stammt das Problem aus Raffinerien, die Altöl in Geländegruben ausbringen. Dies Verfahren resultiert letztlich in einem Grundwasservermengen mit dem abgelagerten Altöl beim größeren B-, S- und W- (basic sediment and water) Gehalt, der nur die Wiedergewinnungsanteile betrifft. Wenn der Grad an Verschmutzung groß ist und die Beseitigung teuer, vertrauen viele Umweltverschmutzer auf politische Manipulationen oder sie vertrauen darauf, die Handlung des Problemes zeitlich zu verlagern oder die Kosten der Öffentlichkeit aufzuerlegen.
Altölablagerungen führen gelegentlich zu unvorhersehbaren Komplikationen. Singapurs Behörden haben z. B. die Schlämme zur Lagerung in Säcke und Beutel abgefüllt. Im Laufe der Zeit tritt jedoch das Problem auf, daß abgelagerte Beutel und Säcke beschädigt werden, so daß Öl in den Boden sickern kann. Dies erfordert die Behandlung der Erde unter den Säcken zur Entfernung des eingedrungenen Öls. Andere Ablagerungen in der Landschaft führen zu einer Vermischung des Öls mit großen Mengen Wassers. In diesem Fall gibt es zwei oder mehr Arten von Altöl, z. B. eins mit einem hohen Anteil von Feststoffen und einen anderen mit einem hohen Anteil von Wasser.
Es gibt eine ganze Reihe verschiedener Techniken auf dem chemischen und ingenieurtechnischem Gebiet, um Altöl sicher zu entsorgen. Bis zu dieser Erfindung gab es jedoch keine Technik oder eine Kombination für Techniken, mit der das Problem in ökonomisch vertretbarer Weise vollständig gelöst werden konnte. Die Schwierigkeit bei der Lösung des Umweltverschmutzungsproblemes leitet sich aus einer Reihe von Faktoren her. Der größte Anteil des Altöls hat eine variable Zusammensetzung, die die Effizienz der Schritte der Verfahren beeinflußt. Typischerweise ist jeder Schritt für eine bestimmte Altöl-Zusammensetzung ausgelegt. Dieser Schritt wird weniger effizient, wenn die Zusammensetzung des Materiales veränderlich ist. Zusätzlich werden Altölablagerungen gelegentlich als Entsorgungsflächen für eine Vielzahl von Materialien genutzt, die typischerweise in gewöhnlichen Müllhalden aufgefunden werden. Auch wenn das Altöl relativ homogen zusammengesetzt ist, wie beispielsweise im Bahrain-Fall, ist die Veränderlichkeit der Zusammensetzung immernoch so groß, daß sie die Effizienz der Trennung der Verunreinigungen vom Altöl herabsetzt.
Altöl, ob es nun als Flüssigkeit oder in Form von Pech auftritt, ist typischerweise mit einer signifikanten Menge von Feststoffen kontaminiert. Die Feststoffe können zwischen 1 und 99 % des Altöles ausmachen. Derartige Spannen werden bei Erdverunreinigungen erreicht. Im allgemeinen reicht der Anteil von Feststoffen von 2 bis 50 % des Altöles. Gewöhnlich variiert auch der Feststoffanteil des Altöles innerhalb einer Quelle. Das Entfernen der Feststoffe stellt keine große Schwierigkeit dar, wenn die Menge von Altöl, die in den Feststoffen ansich enthalten ist, vernachlässigt wird. Der Altöl-Anteil kann jedoch mehr als 4 bis 10 % des Gewichtes der Feststoffe betragen, die schließlich vom Altöl getrennt werden. Bei diesem Grad von Verunreinigung sind die Feststoffe umweltunverträglich und nicht zur Landentsorgung geeignet. In vielen Ländern existieren auch Gesetze, welche derartige Landentsorgungen verbieten. Es ist wünschenswert, den Feststoffanteil abzutrennen, und zwar derart, daß er relativ frei von Öl ist, z. B. weniger als 1 % Öl in den Feststoffen enthalten ist.
Eine Anzahl der Verfahren, die zur Entsorgung von Altöl angeboten werden, umfassen eine Brikettiertechnik, um die Feststoffe in einem Rest-Altöl-Anteil zusammenzufügen, und zwar in einer Form, die für Anwendungen geeignet ist. Beispielsweise wird die Verwendung der Brikette als Konstruktionsmaterial vorgeschlagen. Dadurch wird das Umweltproblem jedoch nur verringert und nicht gelöst. Mit der Zeit wird die Natur die Briketts zerbrechen, so daß schließlich das gelöste Öl in die Erde sickert.
Ein Verfahren zur Behandlung von Altöl ist nur begrenzt brauchbar, wenn es nicht möglich ist, mit ihm die Bandbreite existierender Altöl-Arten zu behandeln. Bei jeder Behandlung von Altöl ist im voraus ein Teil der Feststoffzusammensetzung des zu reinigenden Materials bekannt. Was jedoch nicht so exakt vorhersagbar ist, ist die Veränderung der Feststoffzusammensetzung von Bereichen der Ablagerungen. Dies trifft z. B. zu, wenn Landablagerungen wie das Bahrain-Pech zu behandeln sind, wobei die Feststoffe von Fläche zu Fläche jeder Ablagerung variieren. Diese Veränderlichkeit wirkt sich signifikant im Fall der Singapur- Schlämme aus(sowie bei anderen Schlämmen) wo Feststoffe überlagert sind, so daß man nicht sicher sein kann, welche Feststoffe jeweils von Sack zu Sack variieren. Einige Säcke enthalten Sägespäne, andere Lumpen und andere schließlich Polyethylen-Taschen. Derartige Bestandteile können das Equipment, das bei der Behandlung des Altöls verwendet wird beschädigen. Insofern ist ein Verfahren, daß zur Behandlung des Bahrain-Pechs entwickelt wurde nicht zur Behandlung der Singapur-Schlämme geeignet.
Einige der Faktoren, welche die Verwirklichung eines universalen Ansatzes zur Behandlung von Altöl zu verhindern sind:
1. Wenn die Feststoffanteile des Altöles hoch sind, höher als 15 bis 20 Gew.%, wird die Viskosität des Materials ein bestimmender Prozeßfaktor. Die Viskosität des Materials muß gering genug sein, damit es transportierbar ist und der ersten Stufe des Verfahrens zugeleitet werden kann.
2. Petroleum hat eine größere Feststoffaffinität, wie Silicium-Materialien und verbindet sich fest mit ihnen. Bis diese Verbindung unterbrochen wird, wird das Altöl bzw. das Öl von Stufe zu Stufe des Verfahrens festgebunden an die Feststoff mitgeführt.
3. Altöl enthält immer Wasser. Das Wasser ist fest an die Feststoffe gebunden und bildet Emulsionen mit Öl aus, die schwer aufzubrechen sind. Teure chemische Cocktails finden daher typischerweise ihren Einsatz bei der Demulsifikation des Öls und des Wassers. Diese Chemiekalien stellen jedoch einen unerwünschten Faktor im wiedergewonnenen Produkt dar und stören nachfolgende Raffinerieprozesse. Die Entfernung des Wassers bis auf tollerierbare Pegel ist daher ein vordringliches Problem bei der Behandlung von Altöl.
4. Es gibt andere Verunreinigungen, die die Altöl-Behandlung nachteilig beeinflussen. Beispielsweise ist Schwefel eine gewöhnliche Verunreinigung, und zwar aufgrund seiner chemischen Affinität für viele der chemischen Strukturen, die Öl bilden. Die Entfernung des Schwefels auf tollerierbare Pegel kann schwierig sein, wenn das Öl für den nachfolgenden Gebrauch mit ergänzenden Raffinerieschritten wiedergewonnen wird. Sogar dann, wenn das Öl durch Verbrennung entfernt wird, entstehen NOx- SOx- und Schwermetall-Emissionen bei der Verbrennung, die umweltpolitisch nicht akzeptabel sind.
Es besteht daher das Bedürfnis nach einer Technologie, die sich universell zur Behandlung von Altöl einigt. Es sollte mit der Technologie möglich sein, Altöl dort, wo gewünscht, so zu Öl wiederzugewinnen, daß es als Brennstoff verwendbar ist oder es derart zu reinigen, daß das Öl einer Raffinerie zugeführt werden kann, wo es weiter verarbeitet wird, um qualitativ genügende Ölprodukte herzustellen. Dies vermeidet die bei der Verbrennung des Öls auftretenden Probleme.
Es sollte ferner möglich sein, mit dem Verfahren verschiedene Feststoffe und Wasserbestandteile zu handhaben, so daß sich ein akzeptabler und geringer B-, S- und W-Wert ergibt. Bevorzugt sollten alle Verunreinigungen umwelttechnisch sicher entsorgt werden. Zum Beispiel sollten die Feststoffe, die zurückgewonnen werden genügend frei von Öl sein, daß sie selbst bei strengstem Umweltstandard abgelagert werden können. Es ist das Ziel der Erfindung, diese Probleme zu lösen.
Es gibt eine Reihe von Ausrüstungen zur Behandlung von Altölmischungen, aber mit keiner ergibt sich eine Flexibilität und Möglichkeit, die Altöl-Probleme genügend zu lösen. Unsere Studie hat gezeigt, daß eine vernünftige Auswahl des Equipments, jeweils ausgewählt zum Erreichen einer begrenzten Aufgabe, derart kombiniert werden kann, daß sich ein Verfahren ergibt, mit dem im wesentlichen alle Arten von Altöl-Problemen gelöst werden können, und zwar von Schlämmen, die aus Schiffen entsorgt werden, Asphalt-Ablagerungen wie die Bahrain- Pech-Ablagerungen, die Schlämme Singapurs und andere Schlämme u. s. w. Eine derartige Vorrichtung wird beispielsweise in Dodsons US-Patent 4,479,920 (patentiert am 30. Oktober 1984) zur Behandlung von Feststoffen in einem runden dynamischen Lager gezeigt. Die im Patent dargestellte Technologie (die "Torbed-Verfahren" genannt wird, wird von Davy McKee (London) Ltd., London, U.K. lizensiert. Der Torbed-Prozeß wird für einer Reihe von Anwendungen empfohlen (Gioszek, "The Torbed Process: A Novel Concept in Heat and Mass Transfer, International Deep Mining Conference: Innovations in Metallurgical Plant, Johannesburg, SIAMM, 1990 and product brochure) so auch in folgenden Fällen:
- Die Calcinierung von Lehmen und Ton, Magnesium und Dolomiten, um sowohl "abgebrannte" und hochreaktive Produkte zu behandeln;
- die Verbrennung von niedrig calorischen sowie einen hohen Ascheanteil enthaltenden Brennstoffen, bei denen die Kohlenstoffverbrennung 99 % übersteigt;
- die Erzeugung von leichtgewichtigen Aggregaten durch das Verfeuern und "Ausbluten" von Lehmen;
- die Regenerierung aktivierter Kohlenstoffe;
- die Regenerierung von kathalytischen Stoffen;
- daß Trocknen von Sand, Filterkuchen und Konzentraten;
- Verdampfung;
- Ausgasen;
- Pyrolysen;
- Hitzetransfer.
Die Vorteile des Torbed-Verfahrens bestehen u. a. in folgendem:
a) Es wird eine wesentliche Entkopplung des Massenflusses des Trägermediums und der Fluidizierungsgeschwindigkeit erreicht;
b) hohe Raten von Hitze und Massentransfer können von Verwendung der hohen Stoßgeschwindigkeit des Gasstromes des Verfahrens erreicht werden;
c) die Geschwindigkeitsstreuung des Trägermediums versieht die Verarbeitungsmittel mit einem weit verteilten Material;
d) ireguläre Formen können unter strikt gesteuerten Bedingungen verarbeitet werden;
e) der niedrige Massenstrom und der thermische Einfluß bilden sich schnell auf die Prozeßsteuerung aus;
f) es existiert ein niedriger statischer Druckverlust über dem torodoidförmigen, dynamischen Bett. Andere Patente, die sich mit dem Torbed-Verfahren beschäftigen sind: US 4,559,719, US 4,908,811, US 4,952,140, US 5,033,205, EP 0 346 004 und US 5,075,981. Aus der Beschreibung des Apparates wird deutlich, daß er spezifische Aufgaben löst. Aus dem nachfolgenden wird zudem deutlich, daß er zusammen mit anderem Equipment in einem Gesamt- Altöl-Verfahren verwendet werden kann, daß die Rückgewinnung von Altöl umfaßt, welches mit Silicium-Partikeln verbunden ist.
Die US 4,053,506 beschreibt die Rückgewinnung von Bitumen aus Teersänden durch Verwendung von Ultraschallenergie und mechanischen Verfahren. Die zu behandelnden Materialien enthalten jedoch kein Wasser als Verunreinigung, so daß kein Vorschlag gegeben ist, daß die Technik bei der Trennung von Wasserverunreinigungen hilft um reinere Öl-Produkte zu erhalten. Die Kombination aus Schritten, die in der US 4,054,506 beschrieben ist, verringert die Aufenthaltszeit im Reaktionsgefäß und hilft dadurch die Effizienz der Bitumenrückgewinnung.
Mit der Erfindung wird ein Verfahren zur Rückgewinnung von Müll aus Altöl geschaffen, in welchem das Öl mit Feststoffen und Wasserverunreinigungen vermischt ist, wobei das Verfahren folgende Schritte umfaßt: Das Entkoppeln der Verbindung des Erdöls von den Verunreinigungen durch Behandlung des Erdöls mit einem Lösungsmittel für das Erdöl, das Unterziehen der die Mischung mit Erdöl enthaltenden Lösung mit einer Ultraschallbehandlung, das Abscheiden der Verunreinigungen durch Waschen mit einem Nicht-Lösungsmittel für die Erdölkomponente und das Lösungsmittel und das darauffolgende Abscheiden des Erdöls.
Die Erfindung betrifft somit ein Verfahren zur Wiedergewinnung von Öl aus Altöl in einer Form, die es erlaubt, das Öl sowohl als Verbrennungsstoff zu benutzen als auch brauchbare Ölprodukte zu raffinerieren, beispielsweise Treibstoffe oder Stoffe für eine ökonomische und sichere Verbrennung. Ein Merkmal der Erfindung besteht in der Abtrennung von Verunreinigungen aus dem Altöl, wobei die Verunreinigungen in umweltgerechter und sicherer Art rückgewonnen werden. Ein anderes Merkmal der Erfindung besteht in der Fähigkeit, alle Arten von Altöl effizient zu verarbeiten, und zwar von Schlämmen, die von Schiffen, Tanks, Tankrückständen und Asphalten oder Pech in Gruben oder Untergrundlagern stammen.
Die Erfindung umfaßt die Behandlung des Altöls durch eine Entkopplung der Anbindung der Öl-Komponente an Kontaminierungen, durch Lösungsbehandlung der Öl-Komponente, gefolgt von einer Ultraschallbehandlung und von einem Abtrennen der Kontaminierungen durch Auswaschen mit einem Nicht- Lösungsmittel für das Öl und mit löslichen Komponenten und durch das Abtrennen des Öls von den Kontaminierungen.
Zwei Schritte des Verfahrens initiieren die schwierige Abtrennung des Öls aus dem Altöl, das Wasser und Feststoffe enthält. Zunächst wird das Altöl in einem mit Wasser unvermischbaren Lösungsmittel für die Ölkomponente gelöst und dann wird die Mischung, welche das Lösungsmittel enthält Ultraschallwellen ausgesetzt. Die Ultraschallbehandlung wird überwacht, um die Trennung des Öls von den Feststoffen ohne signifikante Emulgierung des Wasser und des Öls durchzuführen. Die Kombination aus Lösungsmittel- und Ultraschallbehandlungen aktiviert die Lösung des Petroleums bzw. Öls derart, daß aus den Feststoffen auf einer "Pro-Volumen"-Basis mehr extrahiert wird als mit der Lösungsbehandlung allein. Die behandelte Mischung wird ferner mit einem Nicht-Lösungsmittel für das Lösungsmittel und das Petroleum ausgewaschen. Daraus ergibt sich eine Mischung aus extrahiertem Petroleum und dem Solvent bzw. Lösungsmittel und eine getrennte Feststoffkomponente, die von einem wesentlichen Anteil des angebundenen Öls befreit ist.
Bei dem Verfahren wird dann eine Anzahl von Verfahrensschritten durchgeführt, die den Reinheitsgrad des Öls und den der Feststoffe erhöhen. Der Trennschritt kann ferner zusätzliche Trennung umfassen, so z. B. Destilation, Kondensierung, Extrahierung, Filtrierung, Zentrifugierung, Verdampfung u.s.w..
Nach Abtrennung des Lösungsmittels aus dem rückgewonnen Öl durch Destillation wird die ölreiche Komponente einer Hydroseparierung unterworfen. Die Hydroseparierung kann als Einschritt- oder Mebrschrittverfahren ausgebildet sein und optional von einer Dekantierung und/oder einer Zentrifugierung zum Trennen von Restfeststoffen nachgefolgt werden.
Die Feststoffe, die zurückgewonnen wurden, werden im wesentlichen frei von Öl- Verunreinigungen erhalten, und zwar durch eine Anzahl von Verfahrensschritten. In den Fällen, in denen die Feststoffe nicht völlig von Öl-Anteilen befreit werden, können die Feststoffe einem toroid-förmigen dynamischen Lager (Bett) unter Verdampfungsbedingungen ausgesetzt werden. Damit wird auch der Rest des Öls, das an die Feststoffe gebunden ist, verdampft und es wird ein Feststoff zurückgewonnen, der einen Ölanteil von weniger als 1 Gew.% hat, vorzugsweise sogar als 0,5 Gew.%, und besonders bevorzugt weniger als 0,1 Gew.%. Alternativ können die Feststoffe auch einer gewöhnlichen Verbrennung zugeführt werden um das Restöl auszubrennen.
Mit dem erfmdungsgemäßen Verfahren ist es möglich, Restölmischungen zu behandeln, die verschiedene Feststoffe oder Ölgehalte aufweisen. Es ist mit dem Prozeß ferner möglich, Restölmischungen zu behandeln, die niedrige bis hohe Feststoffanteile aufweisen. Beispielsweise können die Feststoffe sogar nur 1 Gew.%, aber auch bis zu 99 Gew.% des Altöl-Anteiles ausmachen. Der Öl-Anteil der Altöl-Mischung kann entsprechend variieren. Dies ist deshalb der Fall, da ein großer Anteil der Altöl-Verunreinigungen Öl umfaßt, welches in Gruben gelagert ist, in welchen sich das Öl mit verschiedenen Feststoffen wie Plastik, Lumpen, Papier, Sand, Wasser, Eisen und Eisenoxid, carbonhaltige Materialien u. s. w., zu Schlämmen verbunden hat, die einen großen Bereich an verschiedenen Konzentrationen umfassen können. Der Öl-Anteil des Altöls bzw. Altöl-Mischung kann somit nur 1 Gew.%, aber auch bis zu 99 Gew.% des Altöls betragen. Der Wasseranteil des Altöls kann sich entsprechend verändern. Mit dem erfindungsgemäßen Verfahren ist es möglich, verschiedenste Mischungen zu behandeln, aber sollte der Wunsch entstehen, beim Betrieb des Verfahrens die Variabilität herabzusetzen, kann dies auf einfache Weise erfolgen. Beispielsweise kann die Zusammensetzung des Altöls dadurch gesteuert werden, daß in homogener Weise genügend veränderliche Verunreinigungsmischungen zugemischt werden, um den Durchsatz eines Zyklus des Verfahrens der Erfindung zu überschreiten, so daß bei jedem Zyklus des Verfahrens eine mittlere Verbindung behandelt wird. Dieser Art können Fluktuationen der Zusammensetzung durch die Art des Verfahrenszyklus ausgeglichen werden. Unter diesen Bedingungen wird die Altöl- Zusammensetzung in einem Haltetank mit einer genügenden Kapazität zur Homogenisierung einer genügenden Menge von Altöl-Mischung vermischt, und zwar wenigstens während eines Zyklus des Prozesses. Ein Prozeßzyklus ist deffiniert als Menge von Material zur Füllung der Vorrichtung des Verfahrens vom Start bis zum Ende. Als Start des Verfahrens wird der Punkt definiert, zu dem dem Altöl bzw. Altöl-Mischung als erstes ein Lösungsmittel zugesetzt wird. Das Ende des Verfahrens wird dadurch definiert, daß das Öl im wesentlichen vollständig von den Feststoffkontamlnierungen getrennt ist, d.h., daß das Öl weniger als 1 Gew.% an Feststoffen umfaßt.
Das Verfahren ermöglicht die Verdampfung von Öl aus Silikaten und anderen Festkörpern, (Lehme, flockenartige Materialien mit hohem Eisengehalt, typischerweise Rostflocken, carbonhaltige Materialien, u. s. w.) durch Einleitung solcher Teilchen sowie von Teilchen, die das Altöl enthält, welche aber nicht selbst Altöl aufweisen, in ein toroidförmiges, dynamisches Bett, bei einer Temperatur überhalb der Verdampfungstemperatur des Öls und unterhalb der Verbrennungstemperatur des Öls, wodurch das Öl aus den Teilchen verdampft wird. Das verdampfte Öl wird danach von den Teilchen getrennt und kondensiert. Die siliciumhaltigen und andere Partikel sind typischerweise frei von Petroleum- bzw. Öl-Kontaminierungen, und zwar bis zu einem Grad, bei dem der Ölgehalt des Partikel weniger als 1 % des Gewichtes der Partikel beträgt. Bevorzug ist der Öl- Gehalt weniger als 0,5 % und besonders bevorzugt liegt er unter 0,1 Gew.%. Es ist damit möglich, die Partikel in den Geländegruben zu lagern, ohne daß sich nachteilige Umwelteinflüsse ergeben.

Kurze Beschreibung der Zeichnung

Fig. 1 ist ein schematisches Flußdiagramm des erfindungsgemäßen Verfahren;
Fig. 2 ist eine schnittperspektivische Ansicht eines toroidiörmigen, dynamischen Bettes bzw. einer Vorrichtung, welche die zirkulierende und toroidförmige Teilchenbewegung illustriert;
Fig. 3 zeigt die selbe Ansicht wie Fig. 2, wobei auch dargestellt wird, daß Gas durch die feststehenden Schneiden der Vorrichtung strömt;
Fig. 4 entspricht den Fig. 2 bis 3 und zeigt ergänzende Merkmale der Vorrichtung, beispielsweise den Brenner; und
Fig. 5 zeigt eine Querschnittsansicht des dynamischen Bettes im Betrieb der Vorrichtung, entsprechend zu Fig. 2 und 3, und die feststehenden Schneiden, die in Flußrichtung verwendet werden.

Detailierte Beschreibung der Erfindung

Das erfindungsgemäße Verfahren umfaßt eine Anzahl von Schritten, welche die Trennung der Öl-Komponente des Altöls von den Festkörperkomponenten umfaßt. Dies wird dadurch erreicht, daß das Altöl in einer anfänglichen Phase des Trennungsverfahrens nach Lösung eines Lösungsmittels für die Öl-Komponente emer Ultraschallbehandlung unterzogen wird, und zwar zyklisch in einer Rate pro Sekunde, die genügend dazu ist, eine Erhöhung der Trennung der Feststoffkomponente von der Öl-Komponente zu registrieren. Die Grenzrate von Zyklen pro Sekunde sollte nicht so hoch sein, daß die Emulgierung des Wassers im Petroleum signifikant erhöht wird, wodurch es nicht möglich wäre, das Wasser im Verfahren nach unten zu leiten. Die Ultraschallbehandlung kann einer Lösungsbehandlung des Altöls oder einer Vor-Ultraschallbehandlung folgen, die mit einer Lösungsbehandlung kombiniert wird. Einige der Feststoffe im Altöl können vor der Ultraschallbehandlung durch Filtrierung, Zentrifugieren, Dekantieren und ähnliche Verfahrensschritte entfernt werden, wenn dies die Natur des Altöls erlaubt.
Typischerweise erfolgt die Ultraschallbehandlung im Kilohertzbereich von Zyklen pro Sekunde, d.h. Bereich von ungefähr 1.000 Zyklen pro Sekunde. Wünschenswert ist es, wenn die Behandlung in einem Frequenzbereich von mehr als 15 kHz ausgeführt wird, bevorzugt im Bereich von ungefähr 15 kHz bis 60 kHz. Besonders bevorzugt wird die Behandlung bei 20 bis ungefähr 45 kHz ausgeführt.
Mit einem einfachen Laborexperiment kann der Effekt der Uitraschallbehandlung beim Durchführen des erfindungsgemäßen Verfahrens demonstriert werden. Ein unbehandeltes Beispiel von Singapur-Schlamm der nachfolgenden Zusammensetzung wird bei dem Experiment verwendet. Die Zusammensetzungsbeispiele der nachfolgenden Tabelle A würden durch Mischung mit einem herköminlichen Mischer behandelt und dann mittels einer Ultraschallbehandlung, wie nachfolgend dargestellt behandelt, wobei die Trenngrade gemessen und tabelliert wurden. Tabelle A
Nachfolgende Schritte des Verfahrens umfassen die Trennung von Wasser aus dein Öl, eine abschließende Separierung von Sediment aus dem Öl, die Behandlung des separierten bzw. abgetrennten Sedimentes zur Bereitstellung der Ableitung u. s. w. Um den Betrieb eines bevorzugten Ausführungsbeispiels des Verfahrens der Erfindung näher zu beschreiben wird auf Fig. 1 verwiesen.
Fig. 1 veranschaulicht schematisch das Trennsystem 1, das mit Behältnissen zur Lagerung des Altöls (Behältnisse 3) startet. Es ist die Aufgabe des Systems 1, Altöl-Schlämme, die aus Singapur stammen, wie vorstehend beschrieben, welche in Polyethylen-Taschen bzw. -Säcken aufbewahrt wurden, die durch Polypropylen-Gewebe verstärkt sind, mit einem Standard erprobten Verfahrensequipment, welches dazu ausgelegt ist verschiedene Veränderungen in der Materialzusammensetzung und deren Eigenschaften auszugleichen. Nachfolgend wird unter teilweisem Vergleich mit früheren Proben, welche durch die Hafenbhörden Singapurs bereitgestellt wurden (PSA) eine allgemeine visuelle Einteilung von Schlämmen vorgenommen, die in 8 Trommeln enthalten waren:
- In den Trommeln 1, 2 und 3 war das Produkt sehr weich und ölig, es bestanden nur geringe Zeichen von Klumpen mit höherem Eisengehalt und spezifischem Gewicht, welche in einer früheren durch das PSA bereitgestellten Probe enthalten war.
- Trommel 4 enthält Säcke (die 2 bis 5 Gew.% des gesamten Trommelinhaltes ausmachen), welche Sägespäne sowie Teile wie Brocken, Handschuhe, Tannen, Steine und zersplitterte Taschen enthalten.
- Die Trommeln 5, 6 und 7 enthalten Produkte, die sich von festen "Tafeln" bis viskosen dicken Flüssigkeiten erstrecken, entsprechend zum Material in den Trommeln 1, 2 und 3.
- Die Trommel 8 umfaßt Material, das dem entspricht, welches früher von der PSA zur Verfügung gestellt wurde.
- Alle Säcke der acht Trommeln enthalten eine Menge zusätzlicher Stoffe wie geschredderte Polyethylenfilme von Säcken und zersetzte Lumpen.
Eine Analyse dieser Materialien ergibt folgendes:
Das PSA führt dazu aus, daß der Hauptteil der Öl-Schlämme vom Säubern und Auskratzen des Boden der Ladetanks von Rohöl-Tankern stammt, welche vor dem Anlegen an den Schiffskais Singapurs gasfrei gemacht werden. Die Schlämme variieren von flüssigem Schlamm bis zu klebrigen und lehmartigen Schlamm mit einem spezifischen Gewicht, das von 1,01 bis 1,8 variiert. Die Schlämme können gefährliche Öldämpfe abgeben, wenn sie erhitzt oder gerüttelt werden. Die Schlämme sind in Säcke verpackt, um an Bord der Tanker leicht gehandhabt werden zu können. Die Säcke bestehen aus zwei Lagen, einer inneren Polyethylen-Lage und einer äußeren Polypropylen-Gewebelage. Die Schlämme bestehen im wesentlichen aus Rostflocken und sind mit Rohöl und einer Seewassermischung imprägniert. Nach den Ausführungen des PSA können verschiedene Teile von Metallobjekten, Lumpen u. s. w. in den Schlammsäcken enthalten sein. Die Behörde Singapurs (das PSA) führt dazu aus, daß die Zusammensetzung der Schlämme wie folgt variiert:
Die Schlämme werden in einer Speichereinrichtung 3 in 30 bis 60 kg-Beuteln 9 aufbewahrt. Die Säcke 9 werden mit einem Gabelstapler von einem Stapel genommen (Bezugszeichen 5) der mit einem Gefäß versehen ist, um beschädigte Säcke zu bewegen, und auf einen Ladetisch 7 und schließlich auf ein Förderband 11 gelegt. Das Förderband 11 ist dazu ausgelegt, von einer Grundlänge von 50 m bis auf eine Gesamtlänge von 100 m verlängert zu werden, wenn der Speicherbereich zunimmt. Es ist mit Säcken 9 über den Ladetisch 7 beladbar, welcher die Säcke auf das Förderband gibt. Das Förderband 11 ist aus 450 mm breiten Polyurethan/Polyvenylchlorid-Materialien gewebt, um ihm eine lange Lebensdauer und eine gute Resistenz gegen Ölangriff von leckenden oder gerissenen Säcken zu verleihen. Die Menge des Materials, welches durch das Förderband 11 gefördert wird, wird durch eine Unterförderband-Auto-Wiegeeinheit (nicht dargestellt) angezeigt. Die Wiegeeinheit bestimmt die Masse des Materials, das in der letzten Minute behandelt wurde und gibt eine integrierte Ausgabe, welche die Gesamtmenge und - falls nötig - die Tagesmenge anzeigt. Die Säcke 9 verlassen das Förderband 11 über einen Abladetisch 12. Ein Förderband und ein automatisches Wegesystem gemäß dieser Beschreibung können von F. N. Nickolson, Oldham, England bezogen werden.
Die Säcke verlassen den Abladetisch 12 und treten in die Sack-Streifenpresse 13 ein (erhältlich von CPI Ltd., Mansfield, England). Dabei handelt es sich um eine hydraulische 10 t-Absenkpresse, mit harten gummiartigen, angeformten Schneidstempeln 15, welche den Schlamm in einem fortschreitenden Auspressen nach Art einer Zahnpastatube ableiten. Der Sack 17 ist in der Ausnehmung des unteren Schneidstempels angeordnet. Das freistehende Ende des Sackes 17 wird aufgeschlitzt und die Presse wird herabgelassen, um die obere Platte mit den angeformten harten Gummischneidstempeln 15 abzusenken. Dabei wird der Schlamm fest aus dem Sack 17 ausgeführt, wobei nur ein geringer bzw. minimaler Rest in dem geschlitzten Sack 17 verbleibt. Der Schlamm gleitet eine Wasser geschmierte Stahlschlammrutsche 33 zur Pumpstation 41 herunter. Die Pumpstation 41 ist ummantelt und Dampf wird über eine Leitung 35 zur Ummantelung zur normalen Erwärmung durch Wärmeleitung zugeführt.
Die leeren Säcke 17 rutschen die leere Sackrutsche 19 herunter, um in der Sack- Waschmaschine 25 gewaschen zu werden. Die die Rutsche 19 herunterrutschenden Säcke werden in einem Schredder 21 geschreddert (der von Hidrostal Process Engineering Ltd., Newbury, England erhältlich ist) und zwar in kurze Streifen. Diese Streifen werden der Sack-Waschmaschine 25 über die Pumpstationsöffnung 23 zugeführt. Sie werden im Waschkorb 29 gelagert und durch Kerosin- oder Dieselöl-Waschabschnitte 27 geführt. Das Lösungsmittel, das dazu gewählt wird, um die Streifen zu reinigen ist eines, welches den zu behandelnden Schlamm vollständig löst. Ublicherweise wird Dieselöl oder Kerosin sich als exellentes und billiges Lösungsmittel für diesen Schritt erweisen. Das Lösungsmittel wird im Tank 16 gespeichert und vom Tank 16 über Leitungen 30 und 32 zugeleitet. Über die Leitung 34 wird dem Tank 16 ein Aufbereitungs- und Reinigungslösungsmittel zugefügt. Der Restinhalt im Tank 16 wird über die Leitung 35 abgeleitet.
Das Geschredderte wird nach dem Waschen abgeleitet und dann über einen Auslaß 31 einer endgültigen Feststoffablagerung zugeführt. Die Waschllüssigkeit wird durch die Leitung 26 über eine Pumpe rückgeleitet (nicht dargestellt), die durch einen beim Lauf veränderlichen Duplexfilter vor losem Sackgeschreddertem geschützt. Die Waschflüssigkeit wird den Leitung 30 und 32 zugeleitet. Das Waschlösungsmittel aus der Leitung 32 wird durch diesen 27 auf die Streifen gesprüht. Wenn das Lösungsmittel extrem mit Schlammaterial versetzt ist, wird es in den Schlammstrom 30 und 38 zur Schlammbehälter 41 gepumpt und wird Teil des wiedergewonnen Produktes.
Der Schlammbehälter 41 enthält Schlamm 39, welcher verdünnt wird und/oder erhitzt wird, um die Viskosität soweit wie nötig zu erhöhen. Etwas Dampf, der über eine Leitung 37 und eine Dampfleitung 35 zugeleitet wird und/oder ein Solvent, das über eine Leitung 38 zugeleitet wird, können in dem Maße zugefügt werden, wie durch eine Studie der physikalischen Eigenschaften des Schlammes bestimmbar, um derart die optimale Viskosität für die restliche Schlammbehandlung zu ermitteln. Die Wasser (Dampf) - und Lösungsmittel- Zugabepunkte, in Verbindung mit Dampfummantelung ergeben eine maximale Betriebsflexibilität. Die Herabsetzung der Viskosität durch Erhitzen, Verdünnen und Lösungsmittelzugabe ist von großer Hilfe bei der Sicherstellung der geeigneten Viskosität beim Transfer des Schlammes von der Schlammpumpe zur nächsten Stufe. Sowohl die Lösungsmittel- und die Schlammbehandlung werden bei einer leichten Temperaturerhöhung im Schlamm durchgeführt, in Verbindung mit einer Reduzierung der Viskosität, welche dadurch hervorgerufen wird. Ein sphärischer Spiralmischer (nicht dargestellt) kann im Behälter 41 angeordnet sein, um Schlamm und Zusätze zu vermischen. Der Behälter 41 wird von Dampf ummantelt, um den Schlamm zu erhitzen und der Dampf wird durch die Leitung 35 zugeführt. Der Dampf wird über die Leitung 42 und die Dampffalle 48 abgeleitet, aus der Kondensat der dampferzeugenden Quelle zurückgeführt wird.
Die Transferpumpe 43 sollte die Fähigkeit dazu haben, auch trockensten und sehr viskosen Schlamm im Behälter 41 weiter zu fördern. Dies ist dadurch möglich, indem eine Pumpe vom reziprokaten Typ verwendet wird, die speziell dazu ausgelegt ist, schwere industrielle Schlämme zu fördern. Eine derartige Pumpe stellt die Abel Pumpe (Modell EKP 15/RKP63) dar, die durch die Fa. Abel Pumpen Ltd., Derby, England verkauft wird. Die Abel -Pumpe ist eine Schwerlastförderpumpe mit speziellen Auslegungen zur Handhabung von trockenen, schwer beladenen Schlämmen. Sie ist mit leicht wechselbaren Abnutzungsbeschlägen versehen. Zu diesem Zeitpunkt kann der Schlamm auch noch kein zugefügtes Wasser oder Lösungsmittel enthalten oder er kann bis zu (i) 20 % und (ü) bis zu 100 % Lösungsmittel (also die gleiche Menge wie der Schlamm) enthalten.
Der erhitzte und gelöste Schlamm wird einem Standard-Industriemischer-/ und Wärmetauscher 47 zugefügt, der den Schlamm zu einer homogenen Masse mischt. Dies ist eine gute Gelegenheit, um auch Additive beizumischen. Der Mischer 47 wird derart angeordnet, daß er leicht zum Säubern geöffnet werden kann.
Der von der Pumpe 43 und dem Mischer 47 durch die Leitung 49 weitergeleitete Schlamm passiert als nächstes eine in die Leitung geschaltete Mühle 51 in indistrieller Standardausführung (beispielsweise erhältlich von Hidrostal Process Engineering Ltd. Newbury, England). Die Funktion dieser Mühle 51 ist es, Feststoffansammlungen im Schlamm in feine Partikel aufzubrechen, so daß die Ultraschallbehandlung mit maximaler Effizienz durchführbar ist. Daraus ergibt sich eine homogene Weiterleitung über die Leitung 53 zum in die Leitung geschalteten Mischer und Wärmetauscher 55 (erhältlich von Chemineer, Derby, England), wobei die Schlammtemperatur dort für die nachfolgende Ultraschallwaschbehandlung optimiert wird. Der erwärmte bzw. erhitzte und homogenisierte Schlamm wird durch die Leitung 57 einer ersten Ultraschalleinheit 59 zugeführt, wo der Feststoff beschallt wird, um den Prozeß des Lösens des Petroleums bzw. der Petroleum- und Öl-Verunreinigungen von den Feststoffen zu starten. Die Frequenz und Energie zur Führung des Ultraschalls von der Ultraschalleinheit sind so gewählt, daß Abstreifeffekt maximiert wird, wobei vermieden wird, daß in den Betriebsbereichen Emulsionen und/oder Emulgate gebildet werden. Die Frequenz, welche bei der Schlammbehandlung benutzt wird, kann zwischen 20 und ungefähr 40 kHz liegen. Um einen möglichst effizienten Kontakt herzustellen, werden die Umsetzer in die Seiten einer hexagonalen Leitung eingesetzt. Bevorzugte Ultraschalleinrichtungen sind die Tubeducer und Cylsonic - Geräte, die vom Branson Ultrasonics, Dawe Division, Hayes, Middlesex, England verkauft werden, wobei die Mehrfachumsetzer auf den äußeren Seiten einer pentagonal quer geschnittenen Leitung angebracht sind. Die angelegte Frequenz hängt von der Natur des Schlammes ab und wird experimentell für jede wesentliche Änderung des Materials bestimmt. Die Frequenz variiert typischerweise zwischen 20 kHz und 40 kHz und die zugefügte Energie wird entsprechend so ausgelegt, daß die Bedürfnisse des jeweils behandelten Materials getroffen werden. Der Energiezufluß wird üblicherweise im Bereich von 120 bis 200 W pro Liter liegen.
Die Ultraschalleinheit 59 kann so modifiziert werden, daß sich ein unter Druck stehendes Gefäß ergibt, als Ergebnis des Aulbaus von Gasdruck. Mit einer geeigneten Steuerung des Drucks und der Temperatur kann die in der Einheit befindliche Lösung in einen superkritischen Status gebracht werden. Dies erhöht die Lösungsenergie und erleichtert die Ablösung des Öls von den Feststoffen.
Nach der Ultraschallbehandiung wird der behandelte Schlamm durch die Leitung 60 geleitet, der ein weiteres Lösungsmittel durch die Leitung 94 zugefügt wird, in den Schlammstrom hinein, um die Viskosität herabzusetzen und um dabei die Lösung des abgetrennten Öls von den Feststoffen zu unterstützen. In Fig. 1 sind zwei Mischstufen gezeigt. Alternativ kann auch eine Mischstufe genügen. Zwei Mischstufen genügen aber allen Fällen.
Das Lösungsmittel wird derart gewählt und ausgelegt, daß es den Charakteristiken des jeweiligen Altöls, welches zu behandeln ist, genügt. Das benutzte Lösungsmittel kann aus einer weiten Bandbreite von aliphatischen und aromatischen Lösungsmitteln ausgewählt werden, beispielsweise kann Kerosin, Dieselöl oder Tuoloin gewählt werden. Im vorliegenden Fall wurde Tuoloin verwand. Das Zubereiten der Lösung kann durch Zusetzen Tubin durch die Leitung 118 zum Tank 96 erreicht werden, in das zurückgewonnene Öl hinein. Die Zugabe des Lösungsmittels wird im allgemeinen zwischen 0 bis 150% des Gewichtes des Schlammes variieren. Die Endrate des Lösungsmittels im Schlamm (hier der Singapur-Schlamm), wird ca. zwischen 75 und 150 % liegen, unter Steuerung der variablen Geschwindigkeits-Lösungsmittelzufuhrpumpe 58. Eine unverwünschte Rückleitung des Lösungsmittels wird durch ein Rückschlagventil (nicht dargestellt) in der Leitung 60 verhindert. Die geeignete Mischung von Lösungsmittel und Schlamm, die gewünscht ist, um Öl gut von den Feststoffen zu lösen, wird dadurch erhalten, daß die Mischung in den in der Leitung angeordneten Mischer 61 geleitet wird (erhältlich von Chemmeer, Derby, England), wo die Schlämme und Lösungsmittel vermischt werden. Ein Dosierpunkt (nicht dargestellt) ist in den Leitungen 63 oder 60 vorgesehen, um die Einleitung von Emulgat lösenden Chemikalien, wenn nötig, zu ermöglichen.
Die Schlamm/Lösungsmittelmischung wird dann durch die Leitung 62 der ersten Waschstufe zugeleitet, zum ersten Waschgefäß 63. Der Schlamm und das Lösungsmittel treten nach oben gerichtet ein, um optimale Fließcharakteristiken zu erreichen. Das in der Einheit enthaltene Wasser ist Seewasser, welches durch die Leitung 44 zugeführt wird, um eine maximale Schweredifferenz zwischen dem Öl in dem Schlamm und dem Wasser zu erreichen. Es kann Frischwasser anstelle des Seewassers oder ein anderes nicht lösendes Mittel für das Öl und das Lösungsmittel verwendet werden, die eine spezielle und geeignete Schwere für die Trennung haben. Das Öl, das durch die Ultraschallbehandlung freigesetzt wird, sowie durch die Wirkung des Lösungsmittels, steigt mit dem Lösungsmittel durch das Wasser bzw. die Wasserschicht auf die Oberfläche 56 im oberen Teil des Gefäßes 63 durch die Teilungsplatte 24 auf, welche eine Trennung der Feststoffe von Öl und Lösungsmittel erzwingt. Die schweren Feststoffe 69 werden abgetrennt und fallen auf den konischen Grund des Behältnisses 63.
Das Behältnis 63 hat eine Dampfummantelung 65, mit einer 3,5 bar Dampfeingabe durch die Leitung 64. Die Dampfkondensatleitung 20 leitet den kondensierten Dampf von der Ummantelung ab. Dabei wird die Wassertemperatur zur guten Trennung aufrechterhalten. Die Wasserauffüllung 63 dient zur Ersetzung von Verlusten aufgrund der Abscheidung von Feststoffen, sie wird gesteuert durch ein automatisches Pegelriegelsystem (nicht dargestellt), das an der Schnittstelle zwischen der Petroleumlösung und den Wasserschichten angeordnet ist. Dabei wird eine Heißwasser-Auffüllzentrifugalpumpe (nicht dargestellt) in der Wasserleitung 44 eingeschaltet um den Wasserpegel aufrechtzuerhalten.
Die abgeleiteten Feststoffe 69 werden vom konischen Grund des Gefäßes 63 durch eine Feststoffpumpe (nicht dargestellt) (erhältlich von Tuthill UK Ltd., Ikeston, England) in der Leitung 70 abgeleitet. Um die Ableitung von Feststoffen 69 zu diesem Zeitpunkt zuzulassen, ist im konischen Grund des Behältnisses 63 eine interne Düsenspülung (nicht dargestellt) mit Heißwasser vorgesehen. Die abgeleitete petroleumreiche Mischung mit dem Lösungsmittel wird durch eine Pegel gesteuerte Pumpe (nicht dargestellt) in der Leitung 67 vom oberen des Gefäßes abgeleitet, wobei die Pumpe durch einen Pegel gesteuert wird, der im Behältnis 63 über der Verteilerplatte 24 liegt. Diese Einheit führt die Mischung zum Verdampfer 84, wo Öl und Lösungsmittel voneinander getrennt werden. Der Lösungsmittelverdampfer enthält einiges Öl, welches aus der oberen Region 56 des Waschbehältnisses 63 abgeleitet wird und direkt durch die Leitung 66 zur Rückgewinnung zum Kondensor 93 geführt wird. Die Leitung 66 vom Kessel 63 verbindet sich mit der Leitung 79 vom zweiten Waschkessel 75, um Lösungsmitteldampf aus den ersten und zweiten Waschbehältnissen zum Kondensator 93 zu führen.
Die einmal gewaschenen Schlammfeststoffe werden über die Leitung 70 dem in die Leitung geschalteten Mischer 100 zugeführt, wo die Schlammstoffe und Restlösungsmittel vermengt werden. Eine unerwünschte Rückkopplung wird durch ein Rückschlagventil verhindert. Dies wird von (a) einer Lösungsmittelzugabe durch die Leitung 92 ergänzt, gesteuert durch eine variabel schnelle Lösungsmittel-Zugabepumpe 40 und (b) die Zuführung zur Ultraschalleinheit 71, welche vergleichbar ist mit der Ultraschalleinheit 59 in Größe und Art des Betriebes. Die Lösungsmittelleitung 92 ist direkt (nicht dargestellt) an die Leitung 94 angeschlossen, vor der Pumpe 58. Die gelösten Feststoffe werden dann durch die Zufuhrleitung 73 in einen zweiten Waschbehälter 75 geleitet, der dem Waschbehältnis 63 entspricht. Die Eigenschaften des Behältnis 75 sind den Eigenschaften des Behältnis 63 vergleichbar und in folgender Tabelle dargestellt:
Der Betrieb des zweiten Waschbehältnisses 75 entspricht dem für des ersten Waschbehältnisses 63. Wenn Dämpfe abgeleitet werden, egal, ob Lösungsmittel, Öl oder Feststoffe, ist der je Betrieb gleich. Beim Düsenwaschen wird, wie zuvor, der konisch geformte Boden des zweiten Waschbehältnisses zur Entfernung von Feststoffen 74 genutzt. Die Leitung 81 vom zweiten Waschbehältnis zur Feststoffpumpe (nicht dargestellt) führt die Feststoffe zum Behältnis 83. Dieses Behältnis ermöglicht die Abscheidung des Lösungsmittels aus der zweiten Waschstufe bzw. den Feststoffen der zweiten Waschstufe. Das abgetrennte Lösungsmittel wird direkt über Leitung 85 bzw. 66 dem Kondensator zugeführt. Der Endrest im Behältnis 83 wird durch die Leitung 52 zur Torbed-Verarbeitungseinheit 50 geführt, wo eine abschließende Abscheidung des Öls durch Verdampfung von den Restfeststoffen durchgeführt wird, was den Ölgehalt der abgeleiteten Feststoffe auf weniger als 0,1 Gew.% bringt. Die erzeugten Dämpfe können kondensiert werden und vom Torbed-Auslaß-Gasstrom (wenn gewünscht), aus Umweltgründen rückgewonnen werden. Der kondensierte Stoff kann in den Produktstrom rückgeleitet werden. Die Wahl des Kondensators und die Kühlungstemperatur ermöglichen die selektive Kondensierung. Dadurch ist es möglich, spezielle Substanzen, wenn gewünscht, abzuschalten. Die sauberen Feststoffreste haben einen genügend geringen Ölgehalt, um in Landgruben 54 ausgebracht zu werden.
Abgetrennte Öle mit dem Lösungsmittel aus den zwei Waschstufen werden durch eine Leitung 18 (von den Leitung 67 und 80) zur Wiedererwärmungsstufe der Verdampfersäule 84 geleitet (erhältlich von Alval Engineering, Fifo, Schottland). Das Lösungsmittel wird durch die dampferwärmenden Spulen und die Dämpfe in der Säule 84 der Leitung 82 abgetrennt und in der Leitung 66 gesammelt, zusammen mit dem Lösungsdampf aus den zwei Waschstufen, und zwar unter Hilfe der Pumpe 86 zum Kondensator 93. Diese Einheit umfaßt eine Spule 95 (S), einen Abzug 98 und einen Lüfter 97 zur Luftkühlung. Die kondensierten Materialien werden mit der Pumpe 116 abgeleitet und zum Speichertank 96 über die Leitung 99 geführt.
Das Öl aus der Verdampfersäule 84 wird mit der Leitung 88 dem Tank 89 zugeführt, der eine Pufferhaltekapazität auf dem Weg zur Hydrozyklonstufe hat. Das Öl im Tank 89 wird durch die Leitung 90 mit Hilfe der Pumpe 102 abgeleitet, in eine Leitung 103. Ein Wärmetauscher 105 (erhältlich von Transon Heat Engineering Ltd., Andover, England), der so gesteuert ist, daß er einen gesetzten Wert durch ein Steuerventil (nicht dargestellt) in der Dampfleitung aufrechterhält, ist in die Leitung 90 integriert, um die Temperatur des Hydrozyklones zu optimieren. Vom Wärmetauscher 105 wird das Ölkondensat durch die Leitung 106 zum Hydrozyklon 109/110 zugeleitet (erhältlich von Conoco Specialty Products Limited, Clucester, England), über eine Leitung 112, nach Aufnahme von benötigtem heißen Wasser (optional zugeleitet), welches durch eine Leitung 105 und 107 zur Unterstützung der Hydrozyklontrennung zugeführt wird. Der Hydrozyklon 109/110 umfaßt einen Schlitten, der drei oder vier Hydrozykloneneinheiten umfaßt (von denen nur zwei 109 und 110 dargestellt sind, welche durch die Leitung 112 verbunden sind). Dies hängt von den Wasser- und Ölmengen und Qualitäten im rückgewonnenen Ölstrom ab. Wasser wird über die Leitung 113 rückgeleitet. Alle Wasser der Anlage werden einer separaten Einheit vom Standardtyp mit geneigter Platte zugeführt, um Spuren von Öl abzuscheiden, so daß das rückgewonnene Wasser/Öl gesetzlichen Ansprüchen genügt, beispielsweise wird weniger als ungefähr 50 ppm Öl im Wasser oder sogar weniger als 10 ppm erreicht. Das abgeschiedene Öl in dieser Stufe wird in den Produktstrom rückgeleitet. Wenn nötig, wird eine pH-Justierung durchgeführt, um saure und alkalische Eigenschaften zu eliminieren, und Flockmittel werden zugesetzt, um unerwünschte Festsstoffe im abgeleiteten Wasser abzuscheiden, oder das abgeschiedene Wasser wird durch einen Membranfilter geleitet, um Restspuren von Feststoffen abzuscheiden.
Der Hydrozyklon ist eine integrierte Einheit, mit einer ersten Öl- Abscheidungsstufe, welche von einer zweiten Wasserreinigungsstufe gefolgt wird, er ist dazu in der Lage, Ableitungswasser mit einem Ölgehalt von weniger als 50 ppm zu erzeugen. Um in dem Hydrozyklon eine optimale Reinigung zu erzielen, kann zusätzliches Wasser durch eine Leitung 107 zugeleitet werden. Das Öl- und Wasserrecycling wird durchgeführt, indem mit Wasser kontaminiertes Öl einem Haltetank 89 über eine Leitung 91 zugeleitet wird, um mit dem Ölgemisch zum Hydrozyklon geführt zu werden.
Das Öl aus dem Hydrozyklon wird durch die Leitung 110 zum Ausgleichstank 101 geleitet, der zwischen den Hydrozyklonen und der Zentrifugenstufe angeordnet ist. Der Tank 101 wird erwärmt, um eine Einstellung der Öltemperatur für einen optimalen Zetrifugalvorgang zu erlauben. Das Öl aus dem Tank 101 wird durch die Leitung 104 einer temperatureinstellenden Wärmetauschereinheit 108 zugeleitet und dann durch die Leitung 114 zur Zentrifugenstufe 115 geführt (erhältlich von Westfalia, Milton Keynes, England). Das schließlich gereinigte Öl wird mit Hilfe von Pumpen (nicht dargestellt) aus der Zentrifugeneinheit 115 den Speichertanks 123 und 120 zugeführt (Dampfspulenerhitzt und mit Pegelsteuerung und Indikatoren versehen). Das Öl wird dabei über einen "Öl in Wasser-Meter" (nicht dargestellt) geführt (erhältlich von Agar/Aurioma Ltd., Slough, England) welcher die Produktqualität pruft. Die Zentrifuge 115 ist eine vollständige Betriebseinheit, wie sie durch den Hersteller bereitgestellt wird und enthält eine temperatureinstellende Wärmetauschereinheit, eine Zufuhrtank, eine Hochgeschwindigkeitszentrifuge, und eine Schlammabscheidungspumpe. Schlämme, welche von der Zentrifuge abgeführt werden, werden zum Speichertank 120 geführt. Das von der Hydrozyklonstufe Abgeleitete wird in dieser Stufe auf B-, S- und W-Werte gebracht, die einem nominell spezifizierten 2%-Maximum genügen. Der Schlamm 120 kann dem Torbed 50 zur Endbehandlung zugeführt werden.
Um sicherzustellen, daß die extrahierten Feststoffe genügend sauber sind, um in Landgruben verfüllt zu werden, passieren sie einen "Torbed" bzw. eine Torbed- Reinigungsstufe 50 (erhältlich von Davy McKee, Stocton-on-Tees, England). Die "Torbed"-Einheit leitet heiße Gase von einem Ölbrenner als Spezialspiraldampfstrom zu, der auf winklig angeordnete Schneiden in einem Bett von Petroleum kontaminierten Teilchen gerichtet ist, insbesondere siliciumartige und andere Arten von Teilchen, um ein turbulentes, gasgestützes Bett der kontaminierten Feststoffe zu schaffen, wobei jegliches verbleibendes Öl durch Verdampfung entfernt wird, so daß sich ein trockenes und sauberes Endprodukt ergibt. Das Öl in den Abgasdampfströmen wird durch Kondensierung rückgewonnen. Da der Erwärmungsprozeß geschlossen gesteuert ist, werden unerwünschte Elemente, die durch Verbrennung entstehen vermieden, und die Emmissionene können leichter innerhalb spezifischer lokaler Behördenvorgaben gehalten werden.
Der Torbed-Prozeß bzw. das Torbed-Verfahren wird in den Fig. 2, 3, 4 und 5 dargestellt. Wie in den Fig. dargestellt, umfaßt die Torbed-Einrichtung 140 innerhalb einer zylindrisch isolierten Wand 160 eine Zufuhrleitung 150, durch welche die jeweiligen Feststoffe, welche abzuleiten sind, vom anderen Ende 152 in rotierende Flügel auf einer ansteigenden Oberfläche 154 geleitet werden, um der umlaufenden Schneidenzone 190 ausgesetzt zu werden, die durch eine nach innen geneigte Überhangoberfläche 158 geschlossen ist. Heiße Flüssigkeit vom Brenner 188 wird tangential eingeführt, um einen nach oben gerichteten Strom 156 zu schaffen und um den Teilchen ein genügendes dynamisches Teilchenbett zu schaffen. Wie in Fig. 3 gezeigt, werden die heißen Flüssigkeiten 162 durch Schneiden abgegeben, die die Flüssigkeit in winkliger Richtung 164 ausspritzen. Die heiße Flüssigkeit verläßt die Vorrichtung durch den Flüssigkeits- Ableitungsauslaß 180 und führt verdampftes Öl mit, das die Teilchen umschließt. Die heiße Flüssigkeit wird einem Kondensator zugeführt, der es errnöglicht, die Ölkomponente abzutrennen. Die behandelte Flüssigkeit wird derart gestreut, daß Öl abgeschieden wird. Ein dynamisches Bett heißer Partikel 176 wird um die Zone 158 in Richtung 164 spirallörmig geführt, die dem Weg der Schneiden 172 und der tangentialen Zufuhr vom Brenner 188 folgt. Wie in Fig. 5 gezeigt, wird die heiße Flüssigkeit 170 zur Schneidenzone zwischen den Schneiden 172 im Raum 174 zwischen den Schneiden 172 und im Zwischenraum der Schneiden 172 zugeführt, was bewirkt, daß der Flüssigkeitsstrom eine Winkelrichtung hat, die der der Pfeile über den Schneiden 172 entspricht. Die der Vorrichtung zugeführten Teilchen bilden ein dynamisches Bett 176, das sich in Richtung des Flüssigkeitsstromes bewegt, denn dies ist die Geometrie des Weges der Umfangsschneidenzone 158. Der Vorgang wird ausführlich im US-Patent 4,479,920, supra, beschrieben. Das Fluid kann eine Temperatur von mehr als 1400ºC haben, bevorzugt hat sie eine Temperatur von ungefähr 100ºC bis 1.400ºC, ganz besonders bevorzugt liegt sie um 150ºC bis zu einer Temperatur von weniger als 1.400ºC, gemessen durch Thermokoppler 182, wenn die heiße Flüssigkeit um die Teilchen fließt. Dabei wird an den Teilchen haftendes Petroleum verdampft. Das Fluid ist im allgemeinen Abgas, das vom Brenner stammt. Der Brenner, der heiße Gase in spiralförmige Richtung in die Schneidenanordnung 172 leitet, kann jedoch mit Einspritzmöglichkeiten versehen sein, strömungsabwärts gerichtet relativ zum Brenner, so daß andere gasförmige oder dampfförmige Materialien im Flüssigkeitsstrom enthalten sein können. Solche Materialien umfassen eine Anzahl von Gasen wie Luft, Kohlendioxid, Stickstoff, Methan, Ethan, Propan, Isopropan, Hexan u. s. w. Es ist wünschenswert, als Fluid eine gasförmige Mischung zu verbrennen, die dazu in der Lage ist, das Petroleum, welches an den Teilchen haftet, aufzulösen. Dies Material unterstützt die Lösung des Öls von den Teilchen durch eine Verbindung von Verdampfung und Extraktion. Die Feststoffe werden in der zentralen Ableitungskammer 186 gehalten und zur Füllung von Landgruben verwendet.

Claims

1. Verfahren zur Wiedergewinnung von Erdöl aus Altöl (60), in welchem das Erdöl mit Feststoffen und Wasserverunreinigungen vermischt ist, dadurch gekennzeichnet, daß das Verfahren umfaßt: das Entkuppeln der Verbindung des Erdöls mit den Verunreinigungen durch Behandlung des Erdöls mit einem Lösungsmittel (34) für das Erdöl; das Unterziehen der die Mischung mit Erdöl enthaltenden Lösung einer Ultraschallbehandlung (59); das Abscheiden der Verunreinigungen durch Waschen (63) mit einem Nichtlösemittel für die Erdölkomponente und das Lösungsmittel; und das darauffolgende Abscheiden des Erdöls (67).

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Lösungsmittel mit Wasser unvermischbar ist und die Ultraschallbehandlung ausreicht, um die Abscheidung des Erdöls von den Feststoffen ohne Emulgieren des Wassers und des Erdöls zu verbessern.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß es sich bei dem Nichtlösemittel um Wasser handelt.

4. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß es sich bei dem Wasser um Meerwasser handelt.

5. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Lösungsmittel durch Destillierung (84) vom Erdöl abgeschieden wird.

6. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das abgeschiedene Erdöl einer Wasserabtrennung (109, 110) unterzogen wird.

7. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß aus der Abscheidung eine erdölreiche Komponente vorhanden ist und diese der Wasserabtrennung (109, 110) unterzogen wird.

8. Verfahren nach Anspruch 6 oder Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß der Wasserabtrennung ein Dekantieren (121)) und/oder Zentrifugieren (115) folgt, um restliche Feststoffe abzuscheiden.

9. Verfahren nach einem der Ansprüche 2 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß die abgeschiedenen Festkörper als Feststoffpartikel in ein ringförmiges, dynamisches Bett (50), suspendiert in einer heißen Flüssigkeit, eingeführt werden, um die Erdölablagerungen von den Partikeln abzuscheiden.

10. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Feststoffe in einer Müllgrube abgelagert werden.