DE69414699T3

DE69414699T3 - Verfahren und vorrichtung zur aufbereitung von schmierölen

Info

Publication number: DE69414699T3
Application number: DE69414699T
Authority: DE
Inventors: Med Hedi Merchaoui; Naceur Khalef; Abdelhafidh Jaafar; Achour Ouazzane; Med Ali Boufahja; Salah C/O Senda Sahraoui Meziou
Original assignee: TUNISIENNE DE LUBRIFIANTS SOTU; Tunisienne De Lubrifiants-Sotulup Ste
Current assignee: TUNISIENNE DE LUBRIFIANTS SOTU; Tunisienne De Lubrifiants-Sotulup Ste
Priority date: 1993-03-22
Filing date: 1994-03-21
Publication date: 2005-02-10
Anticipated expiration: 2014-03-22
Also published as: AU6285794A; CA2159006A1; DZ1762A1; CZ243395A3; CA2159006C; DE69414699T2; HUT72015A; UA39881C2; RU2107716C1; WO1994021761A1; EP0690903B1; BG63637B1; PL178021B1; FR2703067B1; RO116092B1; CZ290614B6; DK0690903T4; FR2703067A1; EP0690903B2; EP0690903A1

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Regeneration gebrauchter Schmieröle.
Die Schmieröle erfahren bei ihrer Verwendung im Allgemeinen Modifikationen und Veränderungen, was bedingt, dass sie mehr oder weniger häufig erneuert werden müssen.
Die Beseitigung oder Regeneration dieser gebrauchten Öle ist bis heute eine erhebliche Quelle von Umweltbelastung.
Nach der Verwendung enthalten diese Öle im Allgemeinen feste Rückstände, Additive, Verbrennungsrückstände usw.
Bisher wurden verschiedene Rückgewinnungsverfahren entwickelt. Die zersetzten Öle werden zuerst zurückgewonnen, und diese Öle verschiedener Herkunft sind zuweilen mit mehr oder weniger fremden Produkten gemischt, die die Regenerationsverfahren stören können.
Bis heute umfassen die am meisten verwendeten Verfahren einen Schritt der Behandlung der gebrauchten Öle und Rückgewinnung mit Schwefelsäure, dann ihre Neutralisation mit Kalk und Natriumcarbonat und schließlich die Entfärbung mit aktivierter Bleicherde und 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 ermöglichen, eine mit Soda und eine mit Bleicherde, sowie zwei Zentrifugen, die die Abtrennung aus dem zu behandelnden gewährleisten, eine die von Wasser und die andere die der gebrauchten Bleicherden.
Diese Art Verfahren erlaubt die Rückgewinnung eines Teils der gebrauchten Öle, erzeugt aber nicht wiederverwendbare, stark umweltbelastende Abfälle.
Der Rückgewinnungsgrad der industriellen Vorrichtungen, die diese Verfahren durchführen, übersteigt nicht 85%, und ihre Durchführungskosten sind hoch.
Außerdem kennt man auch andere Rückgewinnungsverfahren auf der Basis des Hydrofinishing des Öls nach der thermischen Behandlung und seiner Destillation im Vakuum. Die Hydrierung, des Öls erfolgt durch Hydrodesulfurierungs- und Hydrodeazotierungskatalysatoren.
Im Verlaufe der Ausführung dieser Verfahren werden diese Katalysatoren fortschreitend erschöpft und führen schließlich zu nicht wiederverwendbaren, stark umweltbelastenden Produkten.
Außerdem sind diese Verfahren noch kostspieliger.
Bekannt ist außerdem das im Dokument GB-A-2 022 131 beschriebene Verfahren. In diesem Verfahren zur Regeneration von gebrauchten Ölen wird eine erste Phase der Dehydrierung und der Entfernung von chlorierten Kohlenwasserstoffen in einem Temperaturbereich zwischen 100 und 200 °C durchgeführt. Dann wird eine alkalische Behandlung im geschlossenen System bei wenigstens 200 °C mit einem Gemisch von Soda und Pottasche durchgeführt. Anschließend erfolgt eine thermische Destillation im Vakuum, die eine Temperatur von 480 °C erreicht.
Das Ziel der vorliegenden Erfindung ist also die Entwicklung eines Verfahrens zur Regeneration von wenig oder nicht umweltbelastenden gebrauchten Schmierölen, dessen Ausführung unter guten wirtschaftlichen Bedingungen erfolgen kann.
Es ist außerdem ein Ziel der vorliegenden Erfindung, ein Verfahren zur Regeneration von gebrauchten Ölen bereitzustellen, das einen hohen Ölrückgewinnungsgrad ermöglicht.
Zu diesem Zweck betrifft die Erfindung ein Verfahren zur Regeneration gebrauchter Schmieröle, das einen Schritt der Behandlung mit einer starken Base umfasst.
Gemäß der Erfindung umfasst das Verfahren die aufeinanderfolgenden 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 auch eine Vorrichtung zur Regeneration gebrauchter Schmieröle, die die Durchführung des oben genannten Verfahrens ermöglicht.
Diese Vorrichtung bildet den Gegenstand von Anspruch 3.
Vorzugsweise ist die Vakuumdestillationseinheit mit einem Kolonnenboden-Absaugverdampfer verbunden.
Eine Ausführungsform der Erfindung ist ausführlicher unter Bezugnahme auf die einzige Figur beschrieben, die eine schematische Darstellung der Vorrichtung zur Regeneration von gebrauchten Schmierölen 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 der leichten Bestandteile, wie Benzin, Dieselöl und Wasser, erlaubt aber nicht, Bestandteile zu entfernen, 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 zugeführten Gemische könnte zu einem vorzeitigen Verschleiß der Vorrichtung führen.
Gesammelte Öle, die einen zu hohen Prozentsatz an Heizöl, Fettsäuren oder Chlor enthalten, müssen also ausgesondert werden. Zur Bewertung der Konzentrationen an diesen verschiedenen Verbindungen führt man an sich wohlbekannte Tests durch, die auf dem Gebiet gebräuchlich sind.
Von diesen sei der "Chlortest" genannt, 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 2 selbst oder bei ihrer Extraktion mit klassischen Mitteln, die auf den Figuren nicht dargestellt sind, miteinander gemischt.
Mittel zum Erhitzen 3 bringen die aus dem Reservoir 2 entnommenen Öle auf eine Temperatur zwischen 140 und 160 °C.
Eine Base, die außerdem in einem Reservoir 4 aufbewahrt wird, wird zugeführt und mit Hilfe von Einrichtungen 5 den vorerhitzten gebrauchten Ölen zugemischt.
Den gebrauchten Ölen wird eine Menge an reiner Base zugesetzt, die zwischen 1 und 3 Massen-% liegt.
Dieser Wert kann mit Vorteil in Abhängigkeit von der Qualität der gebrauchten Öle genauer angegeben werden.
Die auf eine erhöhte Temperatur gebrachten, mit starker Base versetzten gebrauchten Öle gelangen in eine Einheit 6 zum Entziehen von Wasser und der 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 abgeleitet, 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 andererseits 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 abgeleitet 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 notwendig ist, stammt vorzugsweise aus der Rückgewinnung der Energie aus den Fraktionen der rohen Schmieröle 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 deshalb erlaubt es dieses Verfahren, die Hauptumweltbelastungsgefahren zu vermeiden.
Dieses Verfahren erlaubt es, einen minimalen Rückgewinnungsgrad von 90% zu erhalten. Dieser Grad ist das Massenverhältnis der Mengen der durch dieses industrielle Verfahren zurückgewonnenen Öle zu der Menge der im Labor unter optimalen Bedingungen ohne jede wirtschaftliche Betrachtungsweise zurückgewonnenen Öle.
Die bevorzugte Ausführungsform beinhaltet jedoch eine Vakuumdestillationskolonne, die mit einem Kolonnenboden-Absaugverdampfer verbunden ist. Somit ist es möglich, einen ausgezeichneten Rückgewinnungsgrad der Fraktion des rohen Schmieröls zu erhalten, die Investitions- und Ausbeutungskosten im Vergleich zu anderen bekannten Regenerationsverfahren zu senken, regenerierte Öle zu erhalten, die genauso leistungsfähig sind wie neue rohe Öle und fast die gesamten Metalle daraus zu entfernen.
Außerdem sind alle Verunreinigungen in ihren Rückständen enthalten, die, wie bereits gesagt, leicht zu valorisieren sind.
Die Vorrichtung der Erfindung kann leicht unter den besten Zuverlässigkeitsbedingungen eingesetzt werden.
Das folgende Zahlenbeispiel veranschaulicht die Durchführung der Erfindung.
Unter a) ist das Ergebnis der Vakuumdestillation von gebrauchten Ölen im Labor angegeben, wobei die Bestandteile und ihre genauen Merkmale angegeben sind.
Unter b) ist das für ein Verfahren des Standes der Technik ohne Zugabe von Base erhaltene Ergebnis der Destillation dargestellt. Diesem Verfahren muss gemäß dem Stand der Technik eine chemische Endbehandlung durch ein herkömmliches Verfahren mit Säure und Bleicherde folgen, dessen Nachteile oben angegeben sind. Die Ergebnisse dieser Behandlung sind unter c) dargestellt.
Unter d) ist die Regeneration der Öle gemäß dem beanspruchten industriellen Verfahren dargestellt.
In diesen verschiedenen Tabellen sind die Produkte die zurückgewonnenen Bestandteile.
Rdt bedeutet ihre Ausbeute (Massenverhältnis der zurückgewonnenen Menge zur Anfangsmenge des zu regenerierenden gebrauchten Öls).
TAN bedeutet ihre Acidität (Säurezahl).
VIS 40 °C stellt ihre in Centistoke ausgedrückte Viskosität bei 40 °C dar.
Die Farbe wird im Verhältnis zu standardisierten Referenzfarben ausgedrückt. Je geringer der angegebene Zahlenwert ist, desto besser ist die Farbe, und das Erscheinungsbild 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) zeigt die überlegene Qualität der erhaltenen Fraktionen roher Öle gemäß der Erfindung. Insbesondere die Gehalte an Metallen in den zurückgewonnenen Ölen sind sehr viel geringer, und die Ausbeute ist höher. Außerdem können alle Fraktionen leicht wiederverwendet werden.
Die Motorversuche mit den regenerierten Ölen gemäß der Erfindung haben ihre Äquivalenz mit neuen Ölen gezeigt. Sie sind leistungsfähiger als solche, die durch bekannte Verfahren regeneriert werden.
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.

Claims

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 160 °C 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.
Verfahren zur Regeneration gebrauchter Schmieröle gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Kolonne bei der Destillation im Vakuum mit einem Kolonnenboden-Absaugverdampfer zusammenarbeitet.
Vorrichtung zur Regeneration gebrauchter Öle, umfassend: – einen Vorratsbehälter (2) für gebrauchte Öle; – Einrichtungen zum Mischen und Homogenisieren der anfangs in dem Vorratsbehälter (2) enthaltenen Öle; – Einrichtungen (3) zum Vorerhitzen, die die aus dem Vorratsbehälter (2) entnommenen gebrauchten Öle auf eine Temperatur zwischen 140 °C und 160 °C bringen; – Einrichtungen (4) zur Aufbewahrung von reinem Natriumhydroxid; – Einrichtungen (5) zum Zumischen von Natriumhydroxid in einem vorbestimmten Anteil zwischen 1 und 3 Massen-% zu den vorerhitzten gebrauchten Ölen; – eine Einheit (6) zum Entfernen von Wasser und leichten Kohlenwasserstoffen durch Entspannung (Flashverdampfen) aus den gebrauchten Ölen, die auf eine erhöhte Temperatur gebracht und mit reinem Natriumhydroxid versetzt wurden; – 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.