DK153227B - Fremgangsmaade til oparbejdning af brugt olie - Google Patents

Description

DK 153227 B

Opfindelsen angår en fremgangsmåde til oparbejdning af brugt olie. Nærmere betegnet angår opfindelsen en fremgangsmåde til oparbejdning af brugt olie ved ekstraktion med en gas i en superkritisk tilstand under 5 fastlagte driftsbetingelser for at adskille olien fra de deri indeholdte urenheder og additiver.

Nedenfor beskrives nogle kendte fremgangsmåder til oparbejdning af brugt olie.

Én af disse fremgangsmåder består i, at den brugte 10 olie føres til en ekstraktionskolonne, hvortil der også føres flydende propan. Den i propanen opløste olie udtages fra kolonnens top, og den uopløselige remanens fjernes fra kolonnens bund.

Den olie- og propanholdige blanding føres til et 15 totrins inddampningsapparat, hvori olien fraskilles fra propanen, medens resten efter udvinding af den indeholdte propan brændes med naphtha.

Den udvundne propan, både fra resten og fra blandingen, komprimeres og recirkuleres til ekstraktions-20 kolonnen, og olien føres til en raffineringsproces, hvor der anvendes svovlsyre. Denne afsluttende behandling kræver en betydelig mængde svovlsyre og frembringer også visse mængder uønskede restprodukter.

En yderligere fremgangsmåde er beskrevet i BE 25 patentskrift nr. 880 074, tilhørende KRUPP, og hvori den brugte olie føres til en ekstraktionskolonne med en gas, der er over dens kritiske tryk og temperatur.

Ved denne fremgangsmåde overvindes nogle af de ulemper, der fremkommer ved den forannævnte fremgangs-30 måde, men der opnås en renset olie, der også indeholder additiver, der efterfølgende kun kan adskilles med stor vanskelighed.

Man har nu overraskende fundet en fremgangsmåde til oparbejdning af brugt olie, hvorved de ovennævnte 35 ulemper overvindes, således at der opnås klare tekniske og økonomiske fordele.

Fremgangsmåden ifølge opfindelsen omfatter de følgende trin: 2

DK 153227B

a) den brugte olie føres til en fordestillationskolonne for at fjerne vand og lette carbonhydrider fra kolonnens top, b) den brugte olie udsættes for varmebehandlingλ 5 c) den fordestillerede og varmebehandlede brugte olie føres til en ekstraktionskolonne, hvortil en gas under supefkritiske betingelser tilføres separat for at opløse det meste af carbonhydridfraktionen, og efterlade de i olien indeholdte urenheder og 10 additiver uopløste, d) den opløste carbonhydridfraktion fra trin c) føres til én eller en række separeringskolonner, for at adskille en eller flere gasfrie oliefraktioner fra de tilsvarende oliereducerede gasligevægtsfraktioner, 15 e) ekspandering til det samme tryk i separeringstrin af både det uopløste produkt fra trin c), hvorved den carbonhydrid-, additiv- og urenhedholdige rest adskilles fra gassen, der anvendes til ekstraktionen, og den gasrige oliefraktion eller fraktioner fra 20 trin d), undtagen den fra en enkelt separerings kolonne eller sidste kolonne i rækken af separeringskolonner, således at carbonhydridfraktioner med forskellige viskositeter adskilles fra gassen, f) den fra trin e) og som topprodukt fra den sidste 25 separeringskolonne udtagne gas, komprimeres og recirkuleres til ekstraktionskolonnen , og g) resten og olien med forskellige viskositeter fra separeringstrinnene ved trin e) og fra bunden af den enkelte separeringskolonne eller fra den sidste 30 kolonne i rækken af separeringskolonner, udtages.

Ekstraktionen af en brugt olie med en gas i en superkritisk tilstand under anvendelse af varmebehandling og fastlagte driftsbetingelser, muliggør at olien adskilles fra de deri værende urenheder og additiver.

35 Som anført tidligere, giver fremgangsmåden i- følge Krupp-patentet en olie indeholdende additiver, der er vanskelige at fjerne, hvorimod den nævnte u-lempe ved den omhandlede fremgangsmåde overvindes på 3

DK 153227B

grund af, at der udover anvendelse af en gas under superkritiske betingelser, foretages den anførte varmebehandling inden ekstraktionen, hvilket fremmer uopløseligheden af additiverne i fremgangsmådens næste trin.

5 Denne varmebehandling kan udføres enten inden fordestillationskolonnen eller i selve kolonnen ved at forøge driftstemperaturen., eller igen derefter: inden den brugte olie føres til den første ekstraktionskolonne.

Varmebehandlingens temperatur kan vælges mellem 10 200 og 420°C og opholdstiden kan variere fra 1 min. til 2 timer, idet de nævnte grænser bestemmes af den type olie, der skal oparbejdes, og af de særlige tilstedeværende additiver og urenheder.

Som procesgas kan anvendes carbonhydrider inde-15 holdende fra 2-5 carbonatomer eller carbondioxid.

Især anbefales anvendelse af propan. Ekstraktionskolonnens temperatur og tryk vælges til at give den bedste adskillelse af olien både fra urenhederne og fra additiverne# eftersom det vil være vanskeligt at opnå 20 adskillelse af additiverne fra olien såfremt den superkritiske gas opløselighedsbetingelser var således at additiverne også opløstes.

De inde i ekstraktionskolonnen og i separerings-kolonnen anvendte temperaturer ligger mellem den an-25 vente gas1 kritiske temperatur og en temperatur, der et 100°C større end den kritiske temperatur, og trykkene overskrider de kritiske tryk.

Ekstraktionskolonnen kan arbejde enten medstrøms eller modstrøms.

30 Yderligere arbejder hver separeringskolonne, under overholdelse af de ovennævnte grænser, yed en temperatur, der er større end og/eller ved et tryk, der er mindre end den forudgående kolonne.

Denne fremgangsmåde er egnet både til kontinu-35 erlig og portionsvis drift.

Det bør også bemærkes# at der opnås olie med bedre renhed såfremt olieudbyttet i topproduktet fra ekstraktionskolonnen reduceres ved passende drifts- 4

DK 153227B

betingelser, f.eks. til ca. 80 vægt%.

Opfindelsen beskrives nærmere nedenfor under henvisning til den udførelsesform, der er vist som et strømningsdiagram på den medfølgende 5 figur.

En fødestrøm 1 af brugt olie underkastes først fordestillation i en fordestillationskolonne 2 for at fjerne vand og lette carbonhydrider 3 fra kolonnens top, mens den brugte olie afgår fra bunden 4.

10 Derefter udføres en,på figuren ikke vist^ varme behandling, enten inden, efter eller i fordestillationskolonnen, for at hæmme opløsningen af additiverne i fremgangsmådens næste trin.

Efter varmebehandling, føres den brugte olie til 15 en ekstraktionskolonne hvori den ekstraheres med en gas 6 der tilføres separat under super-kritiske betingelser

Den i gassen til ekstraktionen opløste olie 7 forlader toppen af ekstraktionskolonnen 5 i væskefase, og denne strøm føres til en separeringskolonne 8, der 20 arbejder ved en større temperatur og/eller lavere tryk end ekstraktionskolonnen.

Carbonhydridfraktionen, uopløste urenheder og additiver og en del af procesgassen, der er medført af disse, udtages fra bunden af kolonnen 5 , og denne strøm 25 ekspanderes gennem en ventil 9 og føres til et trin 10 hvori carbonhydriderne, urenhederne og additiverne (dvs. remanensen) 11 adskilles fra ekstraktionsgaseen 12 der recirkuleres.

En væskefase 13 indeholdende olie opløst i 30 gassen, forlader som topprodukt separeringskolonnen 8 og føres til en anden separeringskolonne 14, der arbejder ved en højere temperatur og/eller mindre tryk end den forudgående, og bundstrømmen fra kolonnen 8 udtages og ekspanderes gennem en ventil 15 og sepa^· 35 reres i et trin 16 i en tung olie 17 og ekstrak’-tionsgas 18, der recirkuleres,

Topproduktet fra den anden kolonne 14 er en strøm 19 indeholdende carbonhydrider opløste i gassen, 5

DK 153227B

og føres til en tredje separeringskolonne 20, der arbejder ved en højere temperatur og/eller lavere tryk end den forudgående, idet bundstrømmen fra kolonnen 14 udtages og ekspanderes gennem en ventil 21 og 5 separeres i et trin 22 til en medium olie 23 og ekstraktionsgas 24, der recirkuleres.

En strøm 25,der i det væsentlige indeholder procesgassen, forlader den tredje kolonne 20 som topprodukt og recirkuleres, hvorimod der udtages en bund-10 strøm 26, der i det væsentlige indeholder let olie.

Ekspansionenerne udføres således, at der opnås det samme sluttryk ved alle trin, så det er muligt at anvende en enkelt kompressor til komprimering af strømmene 12, 18, 24 og 25 der også justeres til samme 15 tryk, idet disse strømme recirkuleres til ekstraktionskolonnen efter komprimering.

En del af den komprimerede gas kunne om nødvendig føres til bunden af separeringskolonnen til op^· nåelse af bedre separering. En anden mulighed ville 20 være at opvarme trinene 10, 16 og 22 til opnåelse af bedre separering af ekstraktionsgassen fra den tilstedeværende remanens eller olie.

Endelig vil en yderligere mulighed være at forøge temperaturen ved toppen af ekstraktionskolonnen 25 og/eller separeringskolonnen i forhold til resten af kolonnen for at give intern tilbagesvalfiing.

Til belysning af opfindelsen anføres nedenfor to udførelseseksempler.

30 Eksempel 1

En brugt olie, der var varmebehandlet ved 230°C i 215 sekunder og fordestilleret, ekstraheredes kontinuerligt med propan under superkritiske betingelser i en ekstraktionskolonne, der holdtes ved en temperatur o 2 35 på 140°C og et tryk på 120 kg/cm. Det anvendte propan/ olieforhold, beregnet udfra væskerumfang ved 15°C var 10/1.

Væskefasen, der udtoges som topprodukt,ekspanderes

DK 153227B

6 ved atmosfæretryk til opnåelse af en olie med de egenskaber der er anført i den følgende tabel.

Tabel 1 5 Brugt fødeolie Olie ekstraheret med varmebehandlet ved propan under super-230°C i 215 sek. kritiske be-og fordestilleret tingelser

Udbytte vægt% 100 92

Viskositet 99°C cst 13,2 9,8 10 Metaller m.v.

(Røntgenfluorescens)

Ba ppm 400 <5

Ca " 1800 13

Pb " 2350 185 15 Zn " 900 75 P ” 720 350

Cl " 800 120

Br " 500 30 20 Såfremt den som topprodukt udtagne væskefase istedet.føres direkte til en separeringskolonne under de anvendte driftsbeting eiser t dvs. en temperatur på 140°C og tryk på 112 kg/cm , er den tungeste oliefraktion uopløselig således at olien fraktioneres til to frak-25 tioner med forskellige viskO-siteter.

Udbytterne og egenskaberne af de således opnåede produkter er anført i den følgende tabel.

DK 153227 B

7

Tabel 2

Top Bund

Udbytte vægt% 80 20

Viskositet 99°C cst 8,0 30,5

Farve ASTM D1500 6 >8

Metaller m.v.

5 (Røntgenfluorescens)

Ba ppm 4< 5 <5

Ca " <5 68

Pb " 170 215

Zn " 20 265 10 P " 300 560

Cl " 100 125

Br " 18 65

Den tunge bundolie og topolien, hvilken sidst-15 nævnte er en blanding af medium olie og let olie, strippes med damp og behandles med affarvende jord under anvendelse af kendte metoder til opnåelse af produkter med de i den følgende tabel anførte egenskaber-

DK 153227B

8

Tabel 3

Medium base + Tung base let base

Massefylde ved 15°C g/crn^ 0,872 0,899

Viskositet 3fiPCcst 56,52 - 5 " 99° Cest - 29,55

Farve Α£3ΊΜ D1500 <2 <6 IP 48 oxidationsprøve carbon restforøgelse

Ramsbottcm vægt% 0,28 0,70 10 Viskositetforhold 1,29 1,33

Metaller m.v.

(Røntgenfluorescens)

Ba ppm <5 <5

Ca " <5 <5 15 Pb " <5 <5

Zm " <5 <5 P <40 <40

Cl " 50 40

Br " <5 <5 20

Eksempel 2

En ved 350°C i 215 sekunder varmebehandlet og fordestilleret brugt olie ekstraheredes kontinuerligt med 25 propan under su^erkritiske betingelser med det samme apparaturscm. i eksempel 1, ved en temperatur på 140°C og et tryk på 120 kg/cm , under anvendelse af et propan/ olieforhold på 10/1 beregnet udfra væskerumfang ved 15°C.

30 Efter ekspansionen ved atmosfæretryk, afgav, den som topprodukt udtagne væskefase en olie med de i den følgende tabel angivne egenskaber.

DK 153227B

9

Tabel 4

Brugt fødeolie Olie ekstraheret med varmebehandlet ved propan under super- 350° C i 215 sek. kritiske be- og fbrdestilleret tingelser

Udbytte vægt% 100 ' 93 5 Viskositet 99° Cest 13/2 9/9

Metaller m. v.

(Røntgenfluorescens)

Ba ppm 420 <5

Ca " 1500 10 10 Pb " 2350 C 5

Zn " 770 < 5 P " 980 <40

Cl " 250 60

Br " 320 30 20

Claims (10)

1. Fremgangsmåde til oparbejdning af brugt olie, kendetegnet ved, at den omfatter de følgende trin: a) den brugte olie føres til en fordestillerings- 5 kolonne for at fjerne vand og lette carbonbydrider fra kolonnens top, b) den. brugte olie underkastes varmebehandling, c) den fordestillerede og varmebehandlede brugte olie føres til en ekstraktionskolonne, hvortil der sepa- 10 rat føres en gas under superkritiske betingelser, for at opløse det meste af carbonhydridfraktionen og efterlade de i olien indeholdte urenheder og additiver uopløste, d) den opløste carbonhydridfraktion fra trin c) føres 15 til en eller en række separeringskolonner for at adskille en eller flere gasrige oliefraktioner fra de tilsvarende oliereducerede gasligevægtsfraktioner, e) ekspandering til samme tryk i separeringstrin af 20 både det uopløste produkt fra trin c)t hvorved den carbonhydrid-, additiv- og urenhedholdige gas adskilles fra den til ekstraktionen anvendte gas, samt også den gasrige oliefraktion eller fraktioner fra trin d), bortset fra den fra den enkelte 25 separeringskolonne eller fra den sidste kolonne i rækken af separeringskolonner, hvorved carbonhydridfraktioner ned forskellige viskositeter adskilles, f) komprimering og recirkulation til ekstraherings-kolonnen af den under trin e) og som topprodukt fra 30 den sidste separeringskolonne udtagne gas, og g) udtagning af resten og olien med forskellige viskositeter fra separeringstrinnene i trin e) og fra bunden af den enkelte separeringskolonne eller fra den sidste kolonne i rækken af separerings-35 kolonner.

2. Fremgangsmåde ifølge krav 1, kendetegnet ved, at ekstraktions- og separerings- DK 153227B kolonnerne arbejder ved temperaturer mellem den anvendte gas' kritiske temperatur og en temperatur, der er 100°C større end den kritiske temperatur, samt et tryk, der overskrider gassens kritiske tryk, og at hver af 5 separeringskolonnerne arbejder ved en højere temperatur og/eller ved lavere tryk end den forudgående kolonne, men altid indenfor de ovennævnte grænser.

3. Fremgangsmåde ifølge krav 3, kendetegnet ved, at den til ekstraktionen anvendte gas 10 vælges bandt carbonhydrider med fra 2-5 carbonatomer.

4. Fremgangsmåde ifølge krav 1, kendetegnet ved, at den til ekstraktionen anvendte gas er carbondioxid.

5. Fremgangsmåde ifølge krav 1 og 3, kende- 15 tegnet ved, at den til ekstraktionen anvendte gas er propan.

6. Fremgangsmåde ifølge krav 1, kendetegnet ved, at varmebehandlingen enten udføres inden, efter eller samtidig med fordestilleringen.

7. Fremgangsmåde ifølge krav 1 og 6, kende tegnet ved, at varmebehandlingen udføres ved en temperatur på mellem 200 og 420°C og under en opholdstid på mellem 1 minut og 2 timer.

8. Fremgangsmåde ifølge krav 1, kende- 25 tegnet ved, at separeringen af resten og oliefraktionerne fra den til ekstraktionen anvendte gas, også udføres ved hjælp af opvarmning,

9. Fremgangsmåde ifølge krav 1, kendetegnet ved, at en del af den udvundne., og 30 komprimerede gas tilføres bunden af separerings-kolonnen eller -kolonnerne.

10. Fremgangsmåde ifølge krav 1, kendetegnet ved, at temperaturen ved toppen af ekstraktionskolonnen og/eller separeringskolonnen eller 35 -kolonnerne forøges i forhold til resten af kolonnen for at opnå intern tilbagesvalning.