DE69524533T2

DE69524533T2 - Verfahren und Anlage zur Reinigung von Altölen

Info

Publication number: DE69524533T2
Application number: DE69524533T
Authority: DE
Inventors: Marcel Aussillous; Pierre-Henri Bigeard; Alain Billon; Patrick Briot
Original assignee: IFP Energies Nouvelles IFPEN
Current assignee: IFP Energies Nouvelles IFPEN
Priority date: 1994-10-17
Filing date: 1995-10-16
Publication date: 2002-05-29
Anticipated expiration: 2015-10-17
Also published as: JP4051488B2; SA95160353B1; SA95260105B1; KR100372802B1; JPH08199185A; US5759385A; PL310964A1; ES2169748T3; FR2725725B1; NO954097L; PL177602B1; CN1100854C; CA2160652C; NO954097D0; EG20615A; CN1128789A; EP0708174A1; KR960014307A; DE69524533D1; EP0708174B1

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Reinigung verbrauchter Öle, d.h. eine Behandlung, deren Ziel darin besteht, wenigstens ein von neuem verwendbares Basisöl zu erzeugen.
Diese Öle sind insbesondere mineralische Öle von Kohlenwasserstoffen, im allgemeinen von Erdölursprung, die meist verschiedene Additive wie Antirostmittel, Antioxdantien, Emulgiermittel, Viskositätsadditive etc. enthalten, Öle, die nach mehr oder weniger langem Gebrauch in einer Brennkraftmaschine als Schmiermittel ihre Eigenschaften in ungünstiger Weise modifiziert sehen und die mit Produkten wie kohlehaltigen Rückständen, Oxidationsprodukten, Wasser, nicht verbrannten Kohlenwasserstoffen beladen sind, was dazu geführt hat, sie abzulassen.
Die verbrauchten Öle enthalten eine Vielzahl von verunreinigenden Elementen, da praktisch sämtliche Gruppen des Periodensystems repräsentiert werden können, wie es das Beispiel weiter unten deutlich macht.
Außer der Vielzahl der vorhandenen Elemente und der Diversität ihrer Gehalte im Öl muss man, um die Schwierigkeit des zu lösenden Problems abzuschätzen, berücksichtigen, dass jedes Öl von besonderer Herkunft ist, also unterschiedlich verunreinigt ist.
So müssen große Mengen an komplexen Ölgemischen behandelt werden.
Die französische Patentschrift FR 2.301.592 schlägt ein Verfahren zur Behandlung dieser Öle vor, das die wesentlichen folgenden Stufen umfasst:
1/ Extraktion des verbrauchten Öls vermittels eines paraffinischen Kohlenwasserstoffs, der 3 bis 6 Kohlenstoffatome einschließt oder eines Gemisches aus mehreren dieser Kohlenwasserstoffe, gefolgt von der Trennung der Extrakt- und Raffinatphasen; der Extrakt wird anschließend beispielsweise durch Strippen vom leichten Kohlenwasserstoff, der der Extraktion gedient hat, befreit.
Dieser Extraktion geht vorzugsweise eine Behandlung durch Erwärmung voraus, die darin besteht, das Öl von den leichten Fraktionen, die es enthielt, zu befreien, beispielsweise von Wasser und Benzin und zwar durch Erhitzen auf eine Destillationstemperatur unterhalb 200ºC, beispielsweise von 120 bis 150ºC. Andere bekannte Vorbehandlungen sind die Dekantierung, die Filtrierung, die Zentrifugierung und die Neutralisation.
2/ Destillation des vorher vom leichten Extraktionskohlenwasserstoff befreiten Extrakts, derart, dass wenigstens eine destillierte Schmierölfraktion von einem Rückstand eines nicht destillierten Schmieröls abgetrennt wird.
3/ Hydrierung der destillierten Fraktion.
4/ Behandlung des Destillationsrückstands der Stufe (2) vermittels eines Adsorptionsmittels, beispielsweise von Aluminiumoxid, Bauxit, Siliziumoxid, Ton einer aktivierten Erde oder einem Siliziumoxid-Aluminiumoxid.
Leider konnte festgestellt werden, dass die Behandlung des Rückstands durch ein Adsorptionsmittel sich durch einen Ölverlust und damit eine Verminderung der Ausbeute des Verfahrens darstellt. Darüber hinaus stellt die Eliminierung dieser erheblichen Mengen an verunreinigtem (meist durch Verbrennung) Adsorptionsmittel Umweltprobleme dar.
Ein anderes Verfahren zur Regenerierung der verbrauchten Öle verwendet eine Behandlung mittels Schwefelsäure der während der Klärung mit Lösungsmittel enthaltene Schnitte oder während der Destillation unter Vakuum. Diese von den sauren Schlämmen befreiten Schnitte werden anschließend auf Adsorptionsmitteln behandelt.
In den beiden vorbeschriebenen Fällen stellen sich Abfallprodukte ein (saure Schlämme, Adsorptionsmittel), deren Eliminierung es notwendig macht, ökologische Zwänge zu berücksichtigen, die mit dem Schutz der Umwelt verknüpft sind. Diese Eliminierung, Speicherung und Behandlung ist also teuer und erhöht die Kosten der aktuellen Verfahren.
Darüber hinaus riskieren solche Behandlungen durch Adsorptionsmittel es, in Zukunft verboten zu werden.
Der Anmelder schlägt hier ein Verfahren und eine Vorrichtung vor, die keine Säuren oder Adsorptionsmittel verwenden und somit mit einem Ölrückgewinn, der höher liegt, um Öle verbesserter Qualität herzustellen, welche den neuen Qualitätsnormen genügen, d.h. Öle, die äquivalent den in der Raffinerie erhaltenen sein können.
Darüber hinaus kann dieses einfache Verfahren, das ein Minimum an Operationen erfordert, an existierende Anlagen angepasst werden.
Im übrigen ist aus dem Dokument FR-A-2,414,549 bekannt, verbrauchte Öle zu behandeln, indem man sie den folgenden aufeinanderfolgenden Stufen aussetzt:
Dehydratisierung, Lösungsmittelextraktion, Heizung, Vakuumdestillation zur Erzeugung leichter und schwerer Öle (Rückstand), Erhitzung des Rückstands, Lösungsmittelextraktion des beheizten Rückstands zur Erzeugung eines extrahierten Öls sowie Hydrotreatment des leichten und extrahierten Öls.
Das Dokument FR-A-2,353,631 lehrt auch die Behandlung der verbrauchten Öle durch Dehydrierung, Vakuumdestillation und Extraktion mit Lösungsmittel der destillierten Öle, der Rückstand jedoch wird nicht behandelt (mazout/schweres Heizöl).
Genauer ist der Gegenstand der Erfindung ein Verfahren zur Reinigung der Gesamtheit eines verbrauchten Öls, umfassend die Stufen der Dehydratisierung, der Vakuumdestillation, der Lösungsmittelextraktion und des Hydrotreatments, Verfahren, bei denen
- das verbrauchte dehydratisierte Öl direkt unter Vakuum destilliert wird, um einen Rückstand und wenigstens eine Fraktion destillierten Öls zu erzeugen,
- der Vakuumdestillationsrückstand wird direkt dieser Extraktion derart ausgesetzt, dass ein sogenanntes geklärtes Öl und ein Extraktionsrückstand erhalten wird.
- die Fraktion(en) des destillierten Öls und des geklärten Öls werden einer Stabilisierungsbehandlung durch Hydrotreatment ausgesetzt.
Eine einfachere Beschreibung der Erfindung erfolgt anhand des Schemas von Verfahren und Vorrichtung gemäß Fig. 1.
Die Charge des oder der verbrauchten Öle, die behandelt werden sollen, die vorher von den in Suspension befindlichen Partikeln durch eine Filtration, beispielsweise auf einem Sieb, befreit worden ist, wird in die Dehydratationszone 2 eingeführt.
Die Techniken der Dehydratation sind die, wie sie an der Vielzahl der Ölregenerierungsketten oder -wege verwendet werden.
Üblicherweise wird, nachdem das Öl in einem speziell ausgestatteten Ofen erwärmt wurde, eine sanfte Destillation des Rohöls derart vorgenommen, dass Wasser (im allgemeinen 2 bis 4%) eliminiert wird.
Diese Destillation erfolgt unter atmosphärischem Druck oder unter leichtem Vakuum, um die Produkte nicht zu verderben. Die Destillationstemperatur liegt unter 240ºC, selbst unter 200ºC, beispielsweise zwischen 120 und 180ºC, oder bei 120-150ºC.
Man kann auch wenigstens einen Teil des Benzins (1 bis 2%), Lösungsmittel, Glykol, gewisse Additivderivate eliminieren. Diese eliminierten leichten Fraktionen werden mit L in Fig. 1 und das Wasser mit E symbolisiert. Diese Fraktionen L und das Wasser können zusammen oder getrennt abgezogen werden. Auf diese Weise dehydratisiertes Öl HD wird direkt in eine Vakuumdestillationszone 5 gegeben, d.h. ohne eine Lösungsmittelextraktion wie im Stand der Technik zu erleiden.
Diese Ölcharge wird auf eine erhöhte Temperatur derart gebracht, dass sie eine geeignete thermische Behandlung erleidet, derart, dass das Öl nicht thermisch gecrackt wird, vielmehr werden die dispergierenden Additive destabilisiert.
Unter Destillation unter Vakuum stellt sich ein Rückstand R und wenigstens eine destillierte Ölfraktion D (die so Destillat unter Vakuum genannt werden kann) ein.
Die zu destillierende Vakuumkolonne wird vorzugsweise so geregelt, dass man am Kopf einen sogenannten Gas-Öl-Schnitt (GO) erhält, beim seitlichen Abziehen einen oder mehrere sogenannte Vakuumdestillatschnitte und am Boden einen Destillationsrückstand. Diese bevorzugte Realisierung ist in Fig. 1 in der Produktion von zwei Vakuumdestillaten gezeigt.
Der am Kopf der Kolonne gesammelte Gas-Öl-Schnitt ist sehr reich an Chlor und enthält Metalle, hauptsächlich Silizium. Ihr endgültiger Siedepunkt liegt zwischen 280 und 370ºC.
Die Vakuumdestillate enthalten sehr wenig Metalle und Chlor.
Die destillierte Fraktion kann beispielsweise eine Spindelfraktion sein (Leichtöl von einer Viskosität bei 40ºC nahe 20 · 10&supmin;&sup6; m²/s) und Basisöle für Motoren wie SSU- Öle 100 bis 600.
Der Rückstand unter Vakuum enthält die Majorität der Metalle und Metalloide (in einer Größenordnung von 6000-25000 ppm beispielsweise), die im Öl enthalten sind und im wesentlichen vorgenannte Polymere. Er entspricht einem Anfangssiedepunkt von 450 bis 500ºC.
Der erhaltene Rückstand unter Vakuum wird in eine Extraktionszone 9 geschickt, wo er bevorzugt vermittels eines paraffinischen Kohlenwasserstoffs behandelt wird, der 3 bis 6 Kohlenstoffatome enthält oder vermittels eines Gemisches aus mehreren dieser Kohlenwasserstoffe in flüssigem Zustand, derart, dass geklärtes Öl aus dem Rückstand extrahiert wird.
Die Extraktionsbehandlung mittels flüssigen leichten paraffinischen Kohlenwasserstoffs wird bevorzugt zwischen 40ºC und der kritischen Temperatur des Kohlenwasserstoffs unter einem ausreichenden Druck vorgenommen, um diesen Kohlenwasserstoff in flüssigem Zustand zu halten. Mit dem Propan beispielsweise liegt die bevorzugte Temperatur zwischen 45ºC und der kritischen Temperatur des Kohlenwasserstoffs. Man versucht, einen größtmöglichen Temperaturgradienten in der Extraktionszone zu erhalten. Aus diesem Grund wird die Eintrittstemperatur gering erhöht (kleiner als 70ºC und besser kleiner als 60ºC). Der Temperaturgradient liegt bevorzugt höher als 20ºC und besser wenigstens bei 25ºC. Das Volumenverhältnis flüssiger Kohlenwasserstoff/Öl liegt bei bevorzugt bei 2 : 1 bis 30 : 1, bevorzugt bei 5 : 1 bis 15 : 1. Propan ist der bevorzugte Kohlenwasserstoff.
Allgemein soll der Rückstand also gekühlt werden, bevor er in die Extraktionszone eingeführt wird. Er wird niemals zwischen der Destillation unter Vakuum und der Extraktion erwärmt. Man spricht also davon, dass er "direkt" zur Extraktion gegeben wird.
Die Kontaktierung des Rückstands unter Vakuum mit dem leichten paraffinischen Kohlenwasserstoff wird im allgemeinen kontinuierlich in einer Kolonne (Extraktionsvorrichtung) realisiert, aus der man einerseits am Kopf ein Gemisch aus paraffinischem Kohlenwasserstoff, ungeklärtem Öl und andererseits am Fuß einen Extraktionsrückstand R' abzieht, der einen Teil dieses paraffinischen Kohlenwasserstoffs mitreißt.
Bevorzugt wird die Menge an Lösungsmittel (paraffinischer Kohlenwasserstoff), der in den Extraktor eingeführt wurde, in zwei gleiche oder ungleiche Teile unterteilt. Eine Menge dient dazu, die Charge zu verdünnen und die Injektionstemperatur des Gemisches zu regeln, der andere Teil, direkt in die Kolonne injiziert, dient dazu, die Bodentemperatur der Kolonne einzustellen und auch weiter das im Rückstand gefangene Öl zu extrahieren.
Dieses Verfahren ist sehr wirksam auf Grund der Tatsache der selektiven Lösung des Öls in dem paraffinischen Kohlenwasserstoff und der Abscheidung eines extrem konzentrierten Rückstands am Boden der Kolonne. Diese Behandlung ist sehr durchschlagend, was die Qualität und die Ausbeute des gewonnenen viskosen Öls angeht (Bright Stock; Viskosität bei 100ºC =30 · 10&supmin;&sup6; bis 35 · 106 m2/s).
Der leichte paraffinische Kohlenwasserstoff wird vom geklärten Öl HC getrennt und kann dann gegen die Extraktionszone rezykliert werden. In der klassischen Realisierung beispielsweise, wo das Lösungsmittel vom Öl durch Verdampfen des Kopfgemisches des Extraktors getrennt wird, trennt man durch Entspannen und Erwärmen, gefolgt von einem Mitreißen durch Dampf, den leichten Kohlenwasserstoff vom geklärten Öl. Der leichte Kohlenwasserstoff wird nach Kühlung, Kompression und Kondensation vorzugsweise durch eine neue Extraktion rezykliert.
Nach einer anderen Ausführungsform wird das Lösungsmittel unter überkritischen Bedingungen gewonnen wie in der französischen Patentschrift FR-2.598.717 beschrieben, deren Lehre hierin mitaufgenommen ist. In diesem Fall arbeitet die Extraktionszone unter einem überkritischen Druck, der höher als bei der ersten Ausführungsform (P = 35 oder 40-70 bar anstatt von 30-40 bar liegt). Die Trennung der Phasen wird dann durch Erwärmen ohne Verdampfung noch Kondensation erhalten. Das Lösungsmittel wird dann unter einem überkritischen Druck rezykliert. Der Vorteil dieser überkritischen Bedingungen besteht darin, die Verdampfungs- und Kondensationsvorgänge der Dämpfe, die unter klassischen Bedingungen zum Rückgewinn des Lösungsmittels notwendig waren, zu eliminieren.
Das Fußgemisch des Extraktors enthält den Teil des im leichten Kohlenwasserstoff abgeschiedenen Rückstands. Dieses Gemisch hat eine ziemlich geringe Viskosität wegen der Menge an leichten Kohlenwasserstoffen, die es enthält. Sobald einmal ein leichter Kohlenwasserstoff entfernt ist, wird seine Handhabung sehr diffizil wegen der erhöhten Viskosität. Um diesen Nachteil zu beheben, kann der Extraktionsrückstand, der am Boden des Extraktors abgezogenes Lösungsmittel enthält, mit einem Viskositätssenker verbunden werden. Das Gesamte wird nach Entspannung beispielsweise erwärmt und mit Dampf gestrippt. Der leichte Kohlenwasserstoff wird nach Kompression und Kondensation zur Extraktionskolonne rezykliert. Der vom Lösungsmittel befreite Komplementrest kann in Form von Brennstoff oder gemischt mit Bitumen vergütet werden.
Die destillierte Ölfraktion(en) und das geklärte Öl HC werden dann (allein oder im Gemisch) in eine Hydrotreatmentzone 12 geschickt, wo sie mit Wasserstoff in Anwesenheit wenigstens eines Katalysators behandelt werden, um ihre Reinigung zu einem Ende zu bringen und ihre Qualität zu einer Veredelung zu verbessern.
Diese Behandlung ermöglicht es, Schweröle entsprechend den Normen zu erhalten, ohne auf eine Behandlung mit der Erde und/oder mit der Schwefelsäure zurückgreifen zu müssen. Diese Schmieröle haben eine sehr gute thermische Stabilität und eine gute Lichtstabilität. Die Hydrotreatmentkatalysatoren haben eine verlängerte Lebensdauer, da die Produkte, welche die Vorbehandlungsschritte erfahren haben, gut gereinigt sind.
Der Katalysator ist ein Hydrotreatmentkatalysator, der wenigstens ein Oxid oder ein Sulfid wenigstens eines Metalls der Gruppe VI und/oder wenigstens eines der Metalle der Gruppe VIII wie Molybdän, Wolfram, Nickel, Kobalt, einen Träger, beispielsweise Aluminiumoxid, Siliziumoxid-Aluminiumoxid oder einen Zeolith enthält.
Ein bevorzugter Katalysator ist ein Katalysator auf der Basis von Sulfiden des Nickels und des Molybdäns auf Aluminiumoxid als Träger.
Die Arbeitsbedingungen des Hydrotreatments sind die folgenden:
- Raumgeschwindigkeit: 0,1 bis 10 Volumen flüssiger Charge pro Volumen Katalysator und Stunde
- Temperatur Eintritt Reaktor: zwischen 250 und 400ºC, bevorzugt zwischen 280 und 370ºC,
- Druck im Reaktor: zwischen 5 und 150 bar, bevorzugt zwischen 15 und 100 bar,
- vorzugsweise Rezyklierung reines H&sub2;, 100 bis 2000 Nm³/m³ Charge.
Da man während der vorhergehenden Behandlungen Vakuumdestillate und einen "Bright Stock"-Schnitt, der aus dem geklärten Öl stammt, alle gereinigt, hat erhalten können (die restlichen Metalle liegen jeweils unter 5 und 20 bpm) ist das Hydrotreatment von beachtlicher Qualität.
Eine abschließende Destillation ermöglicht es, gewünschtenfalls die Cut-points einzustellen.
Der bei Beendigung der Destillation unter Vakuum erhaltene Gas-Öl-Schnitt kann auch dem Hydrotreatment unterworfen werden, um das Chlor zu eliminieren und den Schwefelgehalt abzusenken. Man kann vorzugsweise den Gas-Öl-Schnitt mit den leichten Fraktionen L vermischen, die bei Dehydratation durch atmosphärische Destillation erhalten wurden.
Dieses Hydrotreatment wird bevorzugt mit den Katalysatoren durchgeführt, welche für die Behandlung des oder der Vakuumdestillate und des geklärten Öls verwendet werden. Die am Ende dieses Hydrotreatments erhaltenen Qualitäten des Gasöls ermöglichen es, mit Erfolg sämtliche Normen zu erfüllen und ermöglichen den Einbau dieses Schnitts bei der Kraftstofflagerung.
Die Behandlung gemäß der vorliegenden Erfindung, durchgeführt mit dem Hydrotreatment, ermöglicht es, ein gutes Aktivitätsniveau des Katalysators beizubehalten.
Bei Beendigung des Hydrotreatments (ggf. begleitet von einer Enddestillation) wird für jede der behandelten Fraktionen erhalten:
- das oder die Öle, ausgehend von der oder den Fraktionen des destillierten Öls in ihrer Entsprechung,
- der "Bright Stock", ausgehend von der Fraktion des geklärten Öls,
- das Gemisch aus Gasen, leichten Kohlenwasserstoffen, welche Reinigungswasserstoff enthalten,
- ein Benzingasölschnitt ausgehend vom Gas-Öl-Schnitt und den leichten, das Benzin enthaltenden Fraktionen.
Die erhaltenden Ölqualitäten gehorchen den geforderten Normen. Sie weisen thermische Stabilitäten auf und sind auch unter Licht betrachtet sehr zufriedenstellend.
Man beobachtet einen sehr geringen Viskositätsverlust bezogen auf die Charge der verwendeten Öle und eine geringe Veränderung des Fließpunkts in gewissen Fällen.
Der Gehalt an Metallen ist kleiner als 5 ppm und der Chlorgehalt kleiner als 5 ppm und ist meist nicht nachweisbar.
Der Gehalt an polynuklearen aromatischen Verbindungen (PNA) ist meist in der Größenordnung von denen der Basisöle, die durch Hydroraffinierung erhalten wurden (Größenordnung von 0,2-0,5 Gew.-%). Er kann gleich dem der mit Lösungsmittel raffinierten Öle (beispielsweise Furfurol) sein, d.h. etwa 1,5 Gew.-% betragen.
Gegenstand der Erfindung ist auch eine Installation zur Durchführung des beschriebenen Verfahrens, welche umfasst:
- eine Zone (2) der Dehydratation, versehen mit einer Leitung (1) zum Einführen der Charge des verbrauchten Öls, eine Leitung (3) zum Austritt des Öls und eine Leitung (4) zum Abzug des dehydratisierten Öls,
- eine Leitung (4), welche aus der Dehydratisierungszone das dehydratisierte Öl abzieht und es direkt in die Vakuumdestillationszone (5) führt, - eine Vakuumdestillationszone (5), in welche die Leitung (4) mündet und die mit wenigstens einer Leitung (7) des oder der Fraktion(en) des destillierten Öls versehen ist und mit wenigstens einer Leitung (8) zum Abzug des Vakuumrückstands ausgestattet ist,
- eine Zone (12) des Hydrotreatments, versehen mit wenigstens einer Leitung (7, 10, 13) zur Einführung des zu behandelnden Schnitts, wenigstens eine Leitung zum Abziehen des behandelten Schnitts (16, 17), wenigstens eine Leitung (14) zum Zuführen des Wasserstoffs und wenigstens eine Leitung (15) zum Abführen der Gase,
- eine Extraktionszone (9), versehen mit einer Leitung (18) zum Einführen des Lösungsmittels, eine Leitung (8) zum direkten Einführen des Rückstands aus der Destillationszone (5) unter Vakuum zur Zone (9), eine Leitung (11) zum Abziehen des Extraktionsrückstands und eine Leitung (11) zum Austritt des geklärten Öls.
Vorzugsweise umfasst die Installation als Zone (2) eine atmosphärische Destillation oder eine Zone unter leichtem Vakuum, unter Abtrennung des (der) leichten Fraktionen L, die das Benzin enthalten und zwar eine Leitung (13). Vorzugsweise umfasst sie auch eine Leitung (6) zum Abziehen des Gasölschnitts aus der Vakuumdestilllationszone (5).
Die Fraktionen Gasöl, destilliertes Öl, geklärtes Öl können direkt dem Hydrotreatment in der Zone (12) (Darstellung in Fig. 1) ausgesetzt werden, vorausgesetzt, dass sie getrennt behandelt werden. Vorzugsweise werden sie getrennt gelagert und pro Kampagne behandelt.
Wasserstoff wird in die Hydrotreatmentzone (12) direkt in den Reaktor (beispielsweise in Fig. 1) geführt, kann aber auch mit der zu behandelnden Charge eingeführt werden. Die Erfindung schließt diese Möglichkeit ein.
An der Abzugsleitung (8) für den Vakuumrückstand ist ein Wärmeaustauscher vorzugsweise zur Kühlung des Rückstands angeordnet.
Nach der Extraktion, d.h. in Höhe der Zone (9) ist vorzugsweise ein Mittel zur Trennung des Lösungsmittels vom geklärten Öl vorgesehen. Dieses Mittel ist bevorzugt ein Verdampfungsmittel. Es ist vorzugsweise zusammengesetzt aus wenigstens einer Entspannungseinrichtung, einem Heizmittel und einer Dampfmitreißeeinrichtung (Stripper)
Das rückgewonnene Lösungsmittel passiert dann bevorzugt einen Wärmeaustauscher, einen Kompressor und einen Kondenstor, bevor es zur Extraktion durch eine adäquate Leitung rezykliert wird, die dieses Trennmittel und die Extraktionszone (9), verbindet.
In einer anderen Ausführungsform ist in Höhe der Zone (4) unter überkritischen Bedingungen ein Heizmittel angeordnet, welches es ermöglicht, das Lösungsmittel zu trennen sowie eine Leitung zum Rezyklisieren des Lösungsmittels zur Zone (9).
Das folgende Beispiel erläutert die Erfindung, ohne sie begrenzen unter Beschreibung eines Öls, das dehydratisiert wurde und dessen Analyse die folgende ist.
*die Viskosität wird ausgedrückt in cST (Centistocke) und 1 cSt = 10&supmin;&sup6; m²/s.
Das bei der atmosphärischen Destillation entfernte Wasser stellt 4 Gew.-% der Charge und 2,4 Gew.-% der leichten Charge L dar.
Das dehydratisierte Öl (93,6% der Charge) wird zur Vakuumdestillationseinheit gegeben: im gewählten Beispiel haben wir die beiden Destillate der seitlichen Abzugsvorgänge regruppiert. Die Destillate 1 + 2 entsprechen Siedepunkten, die zwischen 280ºC und 565ºC liegen. Die Destillate 1 + 2 werden in die Hydrotreatmenteinheit gegeben, der Vakuumrückstand wird zur Lösungsmittelkläreinheit (Zone 9) der Extraktion geschickt. Die Analyse der aus der Vakuumdestillation stammenden Produkte ist in unserem Beispiel die folgende:
*1 cSt = 10&supmin;&sup6; m2/s;
Der Bodenschnitt (Vakuumrückstand), der bei der Vakuumdestillation erhalten wird, wird in die Lösungsmittelextraktionseinheit gegeben.
Die anlässlich dieses Vorgangs angewendeten Arbeitsbedingungen sind die folgenden:
Gesamtverhältnis Lösungsmittel Öl: 8/1
Leichter Kohlenwasserstoff: Propan
Temperatur am Kopf des Extraktors: 85ºC
Temperatur am Fuß des Extraktors: 55ºC
Druck: 39 bar
Nach dieser Extraktion der leichte Kohlenwasserstoff vom Rückstand durch Verdampfung getrennt. Der erhaltene Rückstand wird "fluxiert" (gemischt mit dem dehydratisierten Öl oder mit dem viskositätssenkenden Kohlenwasserstoff) und kann als Brennstoff oder als Bindemittel in Straßenbaubitumen Verwendung finden.
Das geklärte Öl wird vom leichten Kohlenwasserstoff durch Verdampfung getrennt, um den Bright-Stock-Schnitt (B.S.) zu ergeben.
*1 cSt = 10&supmin;&sup6; m²/s
Das Gemisch der Vakuumdestillate 1 + 2 und das Öl (Bright Stock) werden jeweils (getrennt) zur Hydrotreatmenteinheit auf einen Katalysator gegeben, der Nickelsulfid, Molybdänsulfid und einen Aluminiumoxidträger enthält.
Die Arbeitsbedingungen sind die folgenden:
Temperatur: 300/280ºC
Wasserstoff-Partialdruck: 50 bar
Verweilzeit: 1 Stunde
Rezyklierung des Wasserstoffs: 380 Nm³/m³ Charge
Die Eigenschaften der erhaltenen Produkte bei Beendigung dieses Hydrotreatments werden mit denen in den Chargen, jeweils in der nachstehenden Tabelle verglichen:
* 1 cSt = 10&supmin;&sup6; m²/s.
Die bei Abschluss des Hydrotreatments erhaltenen Produkte charakterisieren sich durch eine Verminderung des Gehalts an schweren Aromaten, eine erhebliche Verminderung des Schwefelgehalts und durch eine Gesamteliminierung des Chlors und der Metalle. Der Viskositäts-Index dieser Basisöle wird feucht erhalten oder verbessert, die Stabilität bei Vorhandensein von Wärme oder Licht ist sehr gut.
Die Extraktionseinheit ist also sehr gut angepasst, um den Vakuumrückstandsschnitt zu behandeln und darüber hinaus erfordert sie eine Investition geteilt durch 3, bezogen auf die Investition einer Kläreinrichtung für Öl insgesamt nach Dehydratation, da die Kapazität der Einheit auf etwa ein Drittel von der im Stand der Technik notwendigen reduziert wurde.
Man hat beobachten können, dass eine Extraktion des Öls nach Dehydratation es nicht ermöglicht, eine genau so gute Ölqualität zu erhalten: die im geklärten Öl enthaltenen Metalle liegen in einer Menge oberhalb 300 ppm vor.
Man kann also darlegen, dass die Extraktion umso besser ist, je konzentrierter die behandelte Umgebung an Metallen und an schweren Molekülen ist.
Die die Metalle (Verunreinigungen) enthaltenden Moleküle scheiden sich leicht im Lösungsmittelmedium ab, die erhöhte Konzentration an Metallen (abgebaute Additive) ermöglicht es, über unlösliche Micellen zu verfügen, indem sie im Ausmaß in der Verweilzeit ihrer Kolonne dicker werden, infolge Dichtedifferenz zum Boden der Extraktionsvorrichtung fallen.
Die vorliegende Erfindung, welche diesen Effekt klargelegt und ausgenutzt hat, ermöglicht es, maximal die im verbrauchten gesammelten Öl enthaltenen Produkte zu bewerten bzw. zu veredeln. Die Ausbeute an veredelten Produkten liegt nahe 99% bezogen auf die Menge an im gesammelten Öl enthaltenen Kohlenwasserstoff. Es gibt keine flüssigen oder festen zu veraschenden Produkte, wie dies der Fall bei sämtlichen der anderen Verfahren ist. Der aus der Extraktion austretende Rückstand ist selbst veredelbar.

Claims

1. Verfahren zur Reinigung der Gesamtheit eines verbrauchten Öls die Stufen der Dehydratisierung, der Vakuumdestillation, der Lösungsmittelextraktion und des Hydrotreatments umfassend, dadurch gekennzeichnet, dass

- das verbrauchte dehydratisierte Öl direkt unter Vakuum zur Erzeugung eines Rückstands und wenigstens einer destillierten Ölfraktion destilliert wird,

- der Vakuumdestillationsrückstand direkt dieser Extraktion derart ausgesetzt wird, dass ein sogenanntes geklärtes oder gereinigtes Öl und ein Extraktionsrückstand erhalten wird, und

- die Fraktion (die Fraktionen) des destillierten Öls und des geklärten oder gereinigten Öls einer Stabilisierungsbehandlung durch Hydrotreatment unterzogen wird (werden).

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die verbrauchten Öle durch atmosphärische Destillation bei einer Temperatur von weniger als 240ºC dehydratisiert werden.

3. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Vakuumdestillationsrückstand einen Anfangssiedepunkt zwischen 450 und 500ºC aufweist.

4. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Vakuumdestillation einen sogenannten Gasölschnitt mit einem Siedeendpunkt zwischen 280 und 370ºC erzeugt.

5. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Extraktion vermittels eines paraffinischen Kohlenwasserstoffs, der 3 bis 6 Kohlenstoffatome hat, bei einer Temperatur zwischen 40ºC und der kritischen Temperatur des Kohlenwasserstoffs unter einem ausreichenden Druck durchgeführt wird, um den Kohlenwasserstoff im flüssigen Zustand zu halten, und dies bei einem Volumenverhältnis Kohlenwasserstoff/01 zwischen 2 : 1 und 30 : 1.

6. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Extraktion mit Propan durchgeführt wird.

7. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die aus der Extraktion stammende Fraktion, welche das geklärte Öl enthält und auch Lösungsmittel enthält, einer Verdampfung derart ausgesetzt wird, dass das Lösungsmittel, welches zur Extraktion rezykliert wird, abgetrennt wird.

8. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass das Lösungsmittel vom geklärten oder gereinigten Öl unter überkritischen Bedingungen getrennt wird und dass es zur Extraktion unter einem überkritischen Druck rezykliert wird.

9. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Extraktionsrückstand mit einem Viskositätssenker vermischt wird.

10. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der (die) Gasölschnitt(e) ebenfalls einem Hydrotreatment ausgesetzt wird (werden).

11. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Hydrotreatment unter Wasserstoff in Anwesenheit eines Katalysators durchgeführt wird, der über einen Träger verfügt und wenigstens ein Oxid oder ein Sulfid wenigstens eines Metalls der Gruppe VI und/oder wenigstens eines Metalls der Gruppe VIII bei einer Temperatur von 250-400ºC, einem Druck von 5-150 bar und einer Raumgeschwindigkeit von 0,1-10h&supmin;¹ stattfindet.

12. Installation zur Durchführung des Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 11, umfassend:

- eine Zone (2) zur Dehydratation, verbunden mit einer Leitung (1) zum Einführen der Charge des verbrauchten Öls, einer Leitung (3) zum Austritt des Wassers und einer Leitung (4) zum Abzug des dehydratisierten Öls,

- eine Zone (5) zur Vakuumdestillation, in welche die Leitung (4) mündet und die wenigstens mit einer Leitung (7) zum Abzug der Fraktion (der Fraktionen) des destillierten Öls und wenigstens einer Leitung (8) zum Abzug des Vakuumrückstands versehen ist,

- eine Zone (12) des Hydrotreatments, versehen mit wenigstens einer Leitung (7, 10, 13) zum Einführen des zu behandelnden Schnitts, wenigstens einer Leitung zum Abziehen des behandelten Schnitts (16, 17), wenigstens einer Leitung (14) zum Zuführen von Wasserstoff und wenigstens einer Leitung (15) für den Gasaustritt,

- eine Zone (9) zur Lösungsmittelextraktion,

wobei diese Installation sich dadurch auszeichnet, dass

- eine Leitung (4) aus der Dehydratisierungszone (2) das dehydratisierte Öl abzieht und es direkt in die Zone (5) der Vakuumdestillation gibt, und dass

- die Extraktionszone (9) mit einer Leitung (18) zum Einführen des Lösungsmittels, einer Leitung (8) zur direkten Zuführung des Rückstands aus der Vakuumdestillationszone (5) zur Zone (9), einer Leitung (11) zum Abzug des Extraktionsrückstands und einer Leitung (10) für den Austritt des geklärten oder gereinigten Öls versehen ist.

13. Installation nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass die Zone 2 der Dehydratation durch Destillation versehen ist mit einer Leitung (13) für den Austritt der leichten Fraktion, welche das Benzin enthält, und dass eine Leitung (6) aus der Vakuumdestillationszone (5) den Gasölschnitt abzieht.

14. Installation nach einem der Ansprüche 12 oder 13, dadurch gekennzeichnet, dass in Höhe der Zone (9) ein Mittel zum Trennen des Lösungsmittels vom gereinigten Öl angeordnet ist, und dass eine Rezyklierungsleitung für das Lösungsmittel dieses Trennmittel und die Extraktionszone (9) verbindet.