DE69414699T2

DE69414699T2 - Verfahren und vorrichtung zur aufbereitung von schmierölen

Info

Publication number: DE69414699T2
Application number: DE69414699T
Authority: DE
Inventors: Med Ali Ras Jabel 7070 Boufahja; Abdelhafidh Metline 7034 Jaafar; Naceur Bizerte 7000 Khalef; Med Hedi Marsa 2070 Merchaoui; Salah C/O Senda Sahraoui F-92700 Colombes Meziou; Achour Ariana Superieure 2080 Ouazzane
Original assignee: TUNISIENNE DE LUBRIFIANTS SOTU
Current assignee: TUNISIENNE DE LUBRIFIANTS SOTU
Priority date: 1993-03-22
Filing date: 1994-03-21
Publication date: 1999-05-27
Anticipated expiration: 2014-03-22
Also published as: AU6285794A; CA2159006A1; DZ1762A1; CZ243395A3; CA2159006C; HUT72015A; UA39881C2; RU2107716C1; WO1994021761A1; EP0690903B1; BG63637B1; PL178021B1; FR2703067B1; RO116092B1; CZ290614B6; DK0690903T4; FR2703067A1; EP0690903B2; EP0690903A1; ES2124879T3

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Regeneration gebrauchter Schmieröle.
Schmieröle erfahren bei ihrer Verwendung im allgemeinen Modifikationen und Veränderungen, was dazu führt, daß sie mehr oder weniger häufig erneuert werden müssen.
Die Entsorgung oder Regeneration dieser gebrauchten Öle ist bis heute eine starke Quelle von Umweltbelastungen.
Nach dem Gebrauch enthalten diese Öle im allgemeinen feste Rückstände, Additive, Verbrennungsrückstände usw.
Verschiedene Verfahren der Rückgewinnung wurden bisher entwickelt. Die abgebauten Öle werden zuallererst gesammelt, und diese Öle verschiedener Herkunft sind zuweilen mit mehr oder weniger als Fremdprodukten zu bezeichnenden Substanzen vermischt, die die Regenerationsverfahren stören können.
Bisher umfassen die am häufigsten verwendeten Verfahren einen Schritt der Behandlung der gebrauchten und gesammelten Öle mit Schwefelsäure, ihre anschließende Neutralisation mit Kalk und Natriumcarbonat und schließlich die Entfärbung mit aktivierter Bleicherde und die Filtration.
Bekannt sind insbesondere die Vorrichtung und das Verfahren, die im Dokument GB-A-243.666 beschrieben sind. Diese Vorrichtung umfaßt zwei Behälter, die zwei Behandlungen erlauben, eine mit Soda und eine mit Erde, und zwei Zentrifugen, die eine Abtrennung von Wasser bzw. von verbrauchten Erden von dem zu behandelnden Öl gewährleisten.
Dieser Verfahrenstyp erlaubt die Rückgewinnung eines Teils der gebrauchten Öle, erzeugt jedoch nicht wiederverwendbare und stark umweltbelastende Abfälle.
Der Rückgewinnungsgrad der industriellen Anlagen, die diese Verfahren durchführen, überschreitet nicht 85%, und die Kosten ihrer Durchführung sind hoch.
Außerdem kennt man noch andere Rückgewinnungsverfahren, die auf dem Hydrofinishing des Öls nach thermischer Behandlung und seiner Vakuumdestillation beruhen. Die Hydrierung des Öls erfolgt durch Hydrodesulfurierungs- und Hydrodenitrogenierungskatalysatoren.
Im Laufe der Durchführung dieser Verfahren erschöpfen sich die Katalysatoren immer mehr und erzeugen schließlich Produkte, die nicht wiederverwendbar und stark umweltbelastend sind.
Außerdem sind diese Verfahren noch teurer.
Bekannt ist auch das im Dokument GB-A-2.022.131 beschriebene Verfahren. Bei diesem Verfahren zur Regeneration gebrauchter Öle wird eine erste Phase der Entwässerung und der Entfernung chlorierter Kohlenwasserstoffe in einem Temperaturintervall zwischen 100 und 200ºC durchgeführt. Dann erfolgt eine alkalische Behandlung im geschlossenen System bei wenigstens 200ºC mit einem Gemisch aus Soda und Pottasche. Anschließend erfolgt eine thermische Vakuumdestillation, bei der eine Temperatur von 480ºC erreicht wird.
Das Ziel der vorliegenden Erfindung ist daher die Entwicklung eines wenig oder gar nicht umweltbelastenden Verfahrens zur Regeneration gebrauchter Schmieröle, dessen Durchführung unter guten wirtschaftlichen Bedingungen erfolgen kann.
Es ist außerdem ein Ziel der vorliegenden Erfindung, ein Verfahren zur Regeneration gebrauchter Öle vorzuschlagen, das einen hohen Grad der Ölrückgewinnung erlaubt.
Zu diesem Zweck betrifft die Erfindung ein Verfahren zur Regeneration gebrauchter Schmieröle, das einen Schritt der Behandlung mit starker Base umfaßt.
Gemäß der Erfindung umfaßt das Verfahren nacheinander die Behandlungsschritte, die den Gegenstand von Anspruch 1 bilden.
In einer bevorzugten Ausführungsform umfaßt die Erfindung das folgende Merkmal:
- Die Kolonne bei der Destillation im Vakuum arbeitet mit einem Kolonnenboden-Absaugverdampfer zusammen.
Die Erfindung betrifft außerdem eine Vorrichtung zur Regeneration gebrauchter Öle, die die Durchführung des oben genannten Verfahrens erlaubt.
Diese Vorrichtung bildet den Gegenstand von Anspruch 3.
Vorzugsweise ist die Einheit zur Destillation im Vakuum mit einem Kolonnenboden-Absaugverdampfer verbunden.
Eine Ausführungsform der Erfindung wird im folgenden ausführlich unter Bezugnahme auf die einzige Figur beschrieben, die eine schematische Darstellung der Vorrichtung zur Regeneration gebrauchter Öle gemäß der Erfindung ist.
Die gesammelten gebrauchten Öle können verschiedener Herkunft sein; es kann sich zum Beispiel um Motoröl, Getriebeöl oder Hydrauliköl, Turbinenöl usw. handeln.
Bei der Ankunft dieser Öle an der Regenerationseinheit wird ihre Eignung zur Behandlung überprüft.
Tatsächlich zielt das Regenerationsverfahren der Erfindung im wesentlichen auf die Entfernung leichter Bestandteile ab, wie Benzin, Dieselöl und Wasser, erlaubt jedoch nicht die Entfernung der Bestandteile, die genauso schwer sind wie die Öle selbst, aber andere physikalische Eigenschaften haben. Es könnte sich zum Beispiel um Heizöl handeln, dessen Entfernung oder Behandlung nur durch ein vollständiges Raffinierungsverfahren zu erreichen wäre.
Ein übermäßiger Chlorgehalt der herangeführten Gemische könnte zu einem vorzeitigen Verschleiß der Vorrichtung führen.
Gesammelte Öle, die einen zu hohen Prozentsatz an Heizöl, Fettsäure oder Chlor enthalten, müssen also ausgesondert werden. Um die Konzentrationen dieser verschiedenen Verbindungen zu bestimmen, führt man an sich wohlbekannte Tests durch, die auf dem Gebiet gebräuchlich sind.
Unter diesen seien genannt der "Chlortest", der es erlaubt, die Anwesenheit von Chloriden nachzuweisen. Ein in das gebrauchte Öl eingetauchter Kupferdraht wird in die Flamme gehalten. Eine grünliche Flamme zeigt die Anwesenheit von Chloriden an.
Der "Tropfentest" erlaubt den Nachweis der Anwesenheit von Heizöl. Ein Tropfen Öl wird auf ein Chromatographiepapier aufgebracht. Ein konzentrischer Fleck mit einem gelblichen Saum zeigt die Anwesenheit von Heizöl an.
Der "Fett-Test" erlaubt den Nachweis der Anwesenheit von Fettsäuren in den Ölen. Man erhitzt 2 ml gebrauchtes Öl in Gegenwart einer Sodatablette: wenn das Öl nach dem Abkühlen erstarrt, bedeutet dies, daß Fettsäuren vorhanden sind.
Die gesammelten gebrauchten Öle 1, die diese verschiedenen Tests erfolgreich absolviert haben, werden in einem Reservoir 2 vereinigt.
Dann werden sie entweder innerhalb des Reservoirs selbst oder bei ihrer Extraktion mit klassischen Mitteln, die auf der Figur nicht dargestellt sind, miteinander gemischt.
Mittel zum Vorerhitzen 3 bringen die aus dem Reservoir 2 entnommenen Öle auf eine Temperatur zwischen 140 und 160ºC.
Eine Base, die in einem Reservoir 4 aufbewahrt wird, wird zugeführt und mit Hilfe von Einrichtungen 5 den vorerhitzten gebrauchten Ölen zugemischt.
Eine Menge von 1 bis 3 Massen-% reiner Base wird den gebrauchten Ölen zugesetzt.
Dieser Wert kann mit Vorteil in Abhängigkeit von der Qualität der gebrauchten Öle genauer bestimmt werden.
Die auf eine erhöhte Temperatur gebrachten, mit starker Base versetzten gebrauchten Öle gelangen in eine Einheit 6 zum Entziehen von Wasser und leichten Kohlenwasserstoffe durch Entspannung (Flashverdampfen). In einer solchen Einheit erfolgt die Verdampfung des Wassers durch eine plötzliche Ausdehnung des Gemischs in einem Ballon.
Das Wasser und die leichten Kohlenwasserstoffe werden entzogen, und das zurückbleibende Gemisch wird einer Einheit 8 zum Entziehen von Dieselöl (Strippen) zugeführt. Diese Entfernung erfolgt durch Destillation in einer Kolonne.
Dann wird das Dieselöl 9 abgepumpt, und das zurückbleibende Gemisch wird einer Destillationskolonne 10 zugeführt, die die Fraktionierung des Gemischs in Fraktionen mit rohen Schmierölen und die Abtrennung des Rückstands, in dem alle Verunreinigungen konzentriert sind, erlaubt.
Die rohen Öle können je nach der gewünschten Zahl der Fraktionen in unterschiedlichem Ausmaß aufgetrennt werden.
Gute Ergebnisse wurden erhalten, indem man einerseits ein rohes Öl mit 150 Neutral 11 und ein rohes Öl mit 400 bis 500 Neutral 12 abtrennte.
Die Destillationskolonne 10 ist eine herkömmliche Vakuumkolonne, die die Spaltung und Extraktion der Rückstände erlaubt, die einem Sammelballon 14 zugeführt werden.
Dann werden die Rückstände 15 abgepumpt und können zum Beispiel als Teer oder Bitumen für den Straßenbau verwendet werden. Sie können auch als Brennstoffe verwendet werden.
Die Kolonne bei der Destillation im Vakuum 10 ist vorzugsweise mit einem Kolonnenboden-Absaugverdampfer 13 verbunden, der ihre Wirksamkeit zu verbessern vermag. Ein Teil der Energie, die zur Erhöhung der Temperatur der gebrauchten Öle vor der Zugabe der reinen Base benötigt wird, stammt vorzugsweise aus der Rückgewinnung der Energie aus den Fraktionen des rohen Schmieröls 11, 12 am Ausgang der Kolonne 10.
Die gebrauchten Öle werden bei ihrer Rückgewinnung und bei ihrem Austritt aus dem Vorratsreservoir 2 vorteilhafterweise filtriert, so daß gegebenenfalls enthaltene feste Teilchen entfernt werden.
Verschiedene Pumpen, die nicht dargestellt sind, gewährleisten die Zirkulation des Gemischs und der entzogenen Produkte durch die beschriebene Vorrichtung.
Das Verfahren und die Vorrichtung der Erfindung erlauben es also, ausgehend von gebrauchten Ölen wiederverwendbare rohe Öle unterschiedlicher Qualität, verwertbare Rückstände, Wasser, leichte Kohlenwasserstoffe und Dieselöl zu erhalten.
Alle erhaltenen Produkte sind also wiederverwendbar, und aus diesem Grund erlaubt es dieses Verfahren, die Hauptgefahren der Umweltbelastung zu vermeiden.
Dieses Verfahren erlaubt es, einen Rückgewinnungsgrad von mindestens 90% zu erhalten. Dieser Wert ist das Massenverhältnis der Mengen der durch das industrielle Verfahren zurückgewonnenen Öle, bezogen auf die im Labor zurückgewonnenen Öle, unter optimalen Bedingungen, unabhängig von jeder wirtschaftlichen Betrachtung.
In der bevorzugten Ausführungsform ist die Kolonne bei der Destillation im Vakuum mit einem Kolonnenboden-Absaugverdampfer verbunden. So ist es möglich, einen ausgezeichneten Rückgewinnungsgrad an Fraktionen mit rohem Schmieröl zu erhalten, die Investitions- und Betriebskosten im Vergleich zu den anderen bekannten Regenerationsverfahren zu reduzieren, regenerierte Öle zu erhalten, die ebenso leistungsfähig sind wie die neuen rohen Öle, und praktisch alle Metalle aus diesen zu entfernen.
Außerdem sind alle Verunreinigungen in ihren Rückständen enthalten, die, wie bereits erwähnt, leicht verwertbar sind.
Die Vorrichtung der Erfindung kann leicht unter den besten Bedingungen der Betriebssicherheit betrieben werden.
Das folgende Zahlenbeispiel erläutert die Durchführung der Erfindung.
In a) ist das Ergebnis der Vakuumdestillation der gebrauchten Öle im Labor angegeben, indem die Bestandteile und ihre genauen Merkmale genannt werden.
In b) ist das Ergebnis der Destillation dargestellt, das man mit einem Verfahren des Standes der Technik ohne Zusatz von Base erhalten hat. An dieses Verfahren muß sich gemäß dem Stand der Technik eine chemische Endbehandlung durch ein herkömmliches Verfahren mit Säure und Erde anschließen, dessen Nachteile weiter oben angegeben sind. Die Ergebnisse dieser Behandlung sind in c) dargestellt.
In d) ist die Regeneration der Öle gemäß dem beanspruchten industriellen Verfahren dargestellt.
In den verschiedenen Tabellen sind die Produkte die zurückgewonnenen Bestandteile.
Rdt bedeutet ihre Ausbeute (Massenverhältnis der zurückgewonnenen Menge in bezug auf die Anfangsmenge des zu regenerierenden gebrauchten Öls).
TAN bedeutet ihre Acidität (Säurezahlgehalt).
VIS 40ºC bedeutet ihre in Centistoke ausgedrückte Viskosität bei 40ºC.
Die Farbe wird im Vergleich zu normalisierten Bezugsfarben ausgedrückt. Je geringer der angegebene Zahlenwert, desto besser ist die Farbe, und das Aussehen ist eine qualitative Angabe.
Ba bedeutet Barium, Ca Calcium, Pb Blei, Zn Zink, P Phosphor, Cr Chrom, Fe Eisen und Si Silicium.
Ein Vergleich von Tabelle c) mit Tabelle d) läßt die überlegene Qualität der gemäß der Erfindung erhaltenen Fraktionen des rohen Öls erkennen. Insbesondere die Metallgehalte in den zurückgewonnenen Ölen sind viel geringer, und die Ausbeute ist sehr hoch. Außerdem sind alle Fraktionen leicht wiederverwendbar.
Die Motorversuche der regenerierten Öle gemäß der Erfindung haben ihre Gleichwertigkeit mit neuen Ölen gezeigt. Sie sind leistungsfähiger als die mit den bekannten Verfahren regenerierten.
Die nach den in den Ansprüchen genannten technischen Merkmalen eingesetzten Bezugszeichen haben nur die Aufgabe, das Verständnis der Ansprüche zu erleichtern, und schränken deren Umfang in keiner Weise ein. a) Destillation der gebrauchten Öle im Labor
Ausbeute der Destillation: 66,45% b) Destillation der gebrauchten Öle in der Fabrik ohne Rückgriff auf eine alkalische Vorbehandlung (Stand der Technik)
Ausbeute der Destillation: 62,35% c) Regeneration der gebrauchten Öle in der Fabrik nach dem Säure/Erde-Verfahren (Stand der Technik)
Ausbeute der Regeneration: 55,21%
Grad der Rückgewinnung: 83,09% (berechnet in bezug auf die Destillation im Labor ohne Vorbehandlung) d) Regeneration der Öle in der Fabrik gemäß der Erfindung
Ausbeute der Regeneration: 62,76%
Grad der Rückgewinnung: 94,45% (berechnet in bezug auf die Destillation im Labor ohne Vorbehandlung)

Claims

1. Verfahren zur Regeneration gebrauchter Schmieröle, dadurch gekennzeichnet, daß es nacheinander die folgenden Behandlungsschritte umfaßt:

a) Homogenisieren der gesammelten Öle und Eliminierung derselben, wenn sie einen der folgenden Tests nicht bestehen:

- Chlorflammentest (Chlortest);

- Test auf Anwesenheit von Heizöl durch Fleckentest (Tropfentest);

- Test auf Anwesenheit von Fettsäure mit Soda (Fett-Test);

b) Vorerhitzen, wobei die zu regenerierenden Öle auf eine Temperatur zwischen 140 und 160ºC gebracht werden;

c) Hinzufügen von Natriumhydroxid in wäßriger Lösung in einer Menge von 1 bis 3% reine Base, bezogen auf die Masse des Schmieröls;

d) Entwässern und Entfernen leichter Kohlenwasserstoffe durch Entspannung (Flashverdampfen);

e) Entfernen und Rückgewinnen von Dieselöl (Strippen);

f) Entfernen von Verunreinigungen durch fraktionierende Destillation im Vakuum, die eine Auftrennung einerseits in rohe Schmieröle und andererseits in einen Rückstand, in dem alle Verunreinigungen konzentriert sind, gewährleistet.

2. Verfahren zur Regeneration gebrauchter Schmieröle gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Kolonne bei der Destillation im Vakuum mit einem Kolonnenboden- Absaugverdampfer zusammenarbeitet.

3. Vorrichtung zur Regeneration gebrauchter Öle, umfassend:

- einen Vorratsbehälter (2) für gebrauchte Öle;

- Einrichtungen zum Mischen und Homogenisieren der anfangs in dem Vorratsbehälter enthaltenen Öle;

- Einrichtungen (3) zum Vorerhitzen der gebrauchten Öle bei einer Temperatur zwischen 140 und 160ºC;

- Einrichtungen (4) zur Aufbewahrung von reinem Natriumhydroxid;

- Einrichtungen (5) zum Zumischen von Natriumhydroxid in einem vorbestimmten Anteil zwischen 1 und 3%, bezogen auf die Masse der gebrauchten Öle;

- eine Einheit (6) zum Entfernen von Wasser und leichten Kohlenwasserstoffen durch Entspannung (Flashverdampfen);

- eine Einheit (8) zum Entfernen von Dieselöl (Strippen); und

- Einrichtungen (10, 14) zum Entfernen von Verunreinigungen, die eine Einheit (10) zur Destillation im Vakuum umfassen.

4. Vorrichtung zur Regeneration gebrauchter Öle gemäß Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Einheit (10) zur Destillation im Vakuum mit einem Kolonnenboden- Absaugverdampfer (13) verbunden ist.