ES2346778T3 - Procedimiento para el tratamiento de aceites usados para dar aceites lubricantes con un alto indice de viscosidad. - Google Patents

Abstract

Procedimiento para el tratamiento de aceites usados, en particular para la transformación de los aceites usados en aceites lubricantes, caracterizado porque por inyección se añaden al aceite usado compuestos químicos orgánicos nitrogenados y oxigenados bifuncionales tomados del conjunto de las alcanolaminas y/o mezclas de estos compuestos con sustancias apróticas dipolares tomadas de la familia de las formamidas y acetamidas, así como ácido fosfórico o una sal de ácido fosfórico en solución acuosa, a una temperatura del aceite que está situada por encima del punto de ebullición de la solución acuosa y a unas presiones hasta de 10 bares, de manera tal que se impide una inmediata evaporación de la porción de agua de las soluciones del ácido y/o de la sal y de los compuestos nitrogenados y oxigenados, y es posible una mezcladura con el aceite, y porque la presión que carga sobre el sistema es suprimida repentinamente después de la adición.

Description

Procedimiento para el tratamiento de aceites usados para dar aceites lubricantes con un alto índice de viscosidad.

Los aceites usados son en una parte predominante aceites usados de motores. Para éstos es común un alto contenido de cenizas y, en particular a partir de la adición de aditivos, también un alto contenido de metales y de fósforo.

La eliminación de estos compuestos se puede conseguir, tal como sabido, mediante un ácido sulfúrico concentrado y tratamiento subsiguiente con una tierra de blanqueo (batán). En tal caso, el ácido sulfúrico, mediante un efecto catalítico, oxidante y polimerizador forma una denominada resina ácida con carácter ácido, difícil de eliminar, que a causa de su alta proporción de aceites minerales establece una gran pérdida de eficiencia del procedimiento conocido.

Otro procedimiento se sirve asimismo del ácido sulfúrico, que se añade en una forma diluida. Además, a partir del documento de patente alemana DE 3900159 se conoce un procedimiento de tres etapas, en el cual se le aportan al aceite usado unas soluciones acuosas de ácidos fuertes. Después de un tratamiento durante varias horas, en el caso de este procedimiento se efectúa a continuación la separación de aceite, agua y materiales sólidos, en particular a través de una decantación, una filtración y un prensado en filtros prensa. Los compuestos metálicos resultantes son separados en tal caso en lo esencial por lavado. Esto se puede conseguir, tal como es sabido, también mediante el recurso de que los metales de los compuestos aditivos se convierten químicamente en fosfatos difícilmente solubles y entonces se pueden separar junto con la fase acuosa.

También en otros procedimientos (con disolventes) los aditivos, después de la dilución de los aceites usados, se precipitan con el disolvente, después de lo cual la mezcla, para el tratamiento ulterior, debe de ser liberada nuevamente del disolvente.

Al contrario que esto, el presente invento está basado en la misión de mejorar fundamentalmente los procedimientos para el tratamiento de aceites usados y de proporcionar un procedimiento para el tratamiento de aceites usados con el fin de formar aceites lubricantes, cuyo producto tenga un valor más alto y cuyos residuos sean menos peligrosos.

El problema planteado por esta misión es resuelto conforme al invento por un procedimiento con las características de la reivindicación 1. Unas formas preferidas de realización se indican en las reivindicaciones subordinadas.

Conforme al invento, dentro de un aspecto del invento, en el aceite usado, en un proceso que trabaja preferiblemente de modo totalmente continuo y preferiblemente después de una eliminación por destilación de agua y de compuestos de bajo punto de ebullición, se inyecta en línea (online) una cantidad calculada con exactitud, de manera preferida de 0,5 a 2% de un compuesto químico orgánico oxigenado y nitrogenado bifuncional, con el fin de provocar unas reacciones, que conducen a la coagulación de los componentes indeseados del aceite. Así, conforme al invento, en una única etapa todos los agentes formadores de cenizas son eliminados totalmente por vía química (es decir no solamente metales sino también compuestos que contienen fósforo y el hollín contenido en el aceite usado). Además, mediante este procedimiento conforme al invento se consigue una reducción del contenido de cloro.

La adición se efectúa de manera preferida a unas temperaturas de 80ºC a 200ºC. En particular, el hollín y los compuestos que contienen fósforo, así como unas proporciones considerables de los compuestos que contienen cloro, se pueden separar fácilmente del aceite por esta vía. Dentro del conjunto de los compuestos químicos orgánicos nitrogenados y oxigenados bifuncionales eficaces se cuentan en particular las alcanolaminas sustituidas y sin sustituir, así como unas mezclas de estos compuestos con sustancias apróticas dipolares tomadas de la familia de las formamidas y acetamidas sustituidas una vez o dos veces.

Dentro de un aspecto adicional del invento, al mismo tiempo que la adición de los compuestos químicos orgánicos nitrogenados y oxigenados bifuncionales se le aporta(n) al aceite ácido fosfórico acuoso o soluciones acuosas de sus sales. Tanto la adición del ácido acuoso y/o de la solución acuosa de una de sus sales, así como también la inyección de los compuestos nitrogenados y oxigenados se efectúan preferiblemente a una temperatura que está situada por encima de sus puntos de ebullición, preferiblemente a unas temperaturas del aceite comprendidas entre 150ºC y 250ºC, en particular entre 160ºC y 170ºC, y se transforman todos los compuestos de metales y de fósforo y una proporción considerable de los compuestos que contienen cloro, en una forma fácilmente separable. La inyección se lleva a cabo preferiblemente a unas presiones hasta de 10 bares, puesto que de esta manera se impide una inmediata evaporación de la porción de agua de las soluciones del ácido y/o de las sales y de los compuestos nitrogenados y oxigenados, y es posible todavía una mezcladura con el aceite también en el caso de las altas temperaturas. Después de haber atravesado un corto tramo de mezcladura (que tiene una longitud de por ejemplo 0,1 m hasta 1 m) la presión que carga sobre el sistema es suprimida repentinamente y la substracción de agua establecida por evaporación impone instantáneamente la formación de los conglomerados que contienen metales, fósforo, cloro y hollín. Este modo de procedimiento permite acortar extremadamente los períodos de tiempo de contacto entre las sustancias empleadas y el aceite (se realizaron por ejemplo unos de 1 a 10 segundos) y conduce además de esto a un intervalo de tiempo extraordinariamente breve hasta que sean llevadas a terminación las reacciones deseadas.

Las reacciones, que conforme al invento transcurren con extremada rapidez, dan lugar ventajosamente a poder realizar en línea esta etapa de procedimiento, y la solución acuosa se hace reaccionar de este modo con los componentes del material en bruto del aceite usado, de manera tal que el producto de la reacción o de la conversión química resulta en forma de unos conglomerados, que a causa de su tamaño y/o de su peso pueden ser separados de una manera especialmente sencilla incluso solamente por sedimentación.

Como material en bruto para este procedimiento conforme al invento se puede utilizar p.ej. una mezcla usual de aceites usados, procedente de diferentes aceites lubricantes. Para la optimización del rendimiento se puede llevar a cabo previamente una selección de los tipos de aceites usados. El procedimiento puede producir, a través de varias etapas de procedimiento, en cada caso unos aceites de base para la producción de aceites lubricantes para motores con un índice de viscosidad de 120 hasta por encima de 145. Cada una de sus tres etapas principales posibles proporciona un aceite lubricante apto para la venta, que corresponde a las normas existentes para sustancias lubricantes. Es especialmente ventajoso el alto índice de viscosidad, que se puede ajustar mediante la realización del procedimiento.

La mezcla, después de la separación conforme al invento, se puede bombear dentro de recipientes de sedimentación, o preferiblemente es conducida en un funcionamiento en línea a través de unos filtros, pero también de unas centrífugas u otros aparatos para la separación de fases. El denominado aceite de base, que ha sido liberado de los productos de reacción, es transparente, tiene un contenido de cenizas de menos que 0,02%, un índice de viscosidad de más que 120 y está prácticamente exento de metales. Junto a su utilización como sustancia lubricante, también es apropiado como un "alimento de gatos" (del inglés Catfeed) para una subsiguiente hidrogenación.

El producto residual o de conversión química, que precipita al efectuar la separación de los aditivos, es un material pastoso que contiene aceites. Después de un tratamiento ulterior, p.ej. con las fracciones ligeras que resultan al realizar la desecación, se puede liberar mediante extracción por disolución de las porciones de aceites minerales conjuntamente separadas, y se puede reducir a la forma de un polvo. La fase líquida resultante después de la separación se puede añadir a continuación de nuevo al aceite usado sin que se produzcan daños. El residuo pulverulento, que resulta como único producto de reacción de esta refinación, contiene productos de reacción inertes de los aditivos convertidos químicamente. El polvo resultante se compone en lo esencial de carbono puro y de los productos de conversión química de los aditivos. Tiene una alta proporción de fosfato.

El procedimiento conforme al invento, inclusive sus variantes y alternativas, tiene varias ventajas. Se puede llevar a cabo "en línea". Puesto que también el residuo de una destilación en vacío facultativamente subsiguiente es utilizable como un agente plastificante de alto valor con sobresalientes propiedades, de una manera alternativa a unos polímeros más caros, este procedimiento hace posible de manera especialmente ventajosa el aprovechamiento total de todos los productos resultantes en el caso del tratamiento del aceite usado.

Claims (12)

1. Procedimiento para el tratamiento de aceites usados, en particular para la transformación de los aceites usados en aceites lubricantes, caracterizado porque por inyección se añaden al aceite usado compuestos químicos orgánicos nitrogenados y oxigenados bifuncionales tomados del conjunto de las alcanolaminas y/o mezclas de estos compuestos con sustancias apróticas dipolares tomadas de la familia de las formamidas y acetamidas, así como ácido fosfórico o una sal de ácido fosfórico en solución acuosa, a una temperatura del aceite que está situada por encima del punto de ebullición de la solución acuosa y a unas presiones hasta de 10 bares, de manera tal que se impide una inmediata evaporación de la porción de agua de las soluciones del ácido y/o de la sal y de los compuestos nitrogenados y oxigenados, y es posible una mezcladura con el aceite, y porque la presión que carga sobre el sistema es suprimida repentinamente después de la adición.

2. Procedimiento de acuerdo con la reivindicación 1, caracterizado porque mediante la inyección de los compuestos químicos orgánicos nitrogenados y oxigenados bifuncionales se eliminan a partir del aceite usado, en una única etapa por vía química, la totalidad de los agentes formadores de cenizas y del hollín y/o por lo menos una porción de los compuestos que contienen cloro.

3. Procedimiento de acuerdo con una de las precedentes reivindicaciones, caracterizado porque los compuestos químicos orgánicos nitrogenados y oxigenados bifuncionales se añaden en una proporción de 0,5 a 2%.

4. Procedimiento de acuerdo con una de las precedentes reivindicaciones, caracterizado porque los compuestos químicos orgánicos nitrogenados y oxigenados bifuncionales se añaden a unas temperaturas de 80ºC a 200ºC.

5. Procedimiento de acuerdo con una de las reivindicaciones precedentes, caracterizado porque, en particular al mismo tiempo que la adición de los compuestos químicos orgánicos nitrogenados y oxigenados bifuncionales, se añade mediante inyección el ácido fosfórico o la sal de ácido fosfórico en forma de una solución acuosa al aceite usado, a unas temperaturas del aceite situadas por encima del punto de ebullición de la solución acuosa.

6. Procedimiento de acuerdo con la reivindicación 5, caracterizado porque el ácido fosfórico o la sal de ácido fosfórico se añade en una cantidad de 0,5 a 5%.

7. Procedimiento de acuerdo con una de las reivindicaciones 6 ó 5, caracterizado porque el ácido fosfórico o la sal de ácido fosfórico se añade a unas temperaturas del aceite usado comprendidas entre 150ºC y 200ºC, en particular entre 160ºC y 170ºC.

8. Procedimiento de acuerdo con una de las precedentes reivindicaciones, caracterizado porque la adición se lleva a cabo después de que se hubo separado por destilación en una etapa de reacción la porción gaseosa del aceite.

9. Procedimiento de acuerdo con una de las precedentes reivindicaciones caracterizado porque la adición se llevó a cabo después de que se hubieron separado los componentes de bajo punto de ebullición, en particular los disolventes y los hidrocarburos ligeros, en particular bencina.

10. Procedimiento de acuerdo con una de las precedentes reivindicaciones, caracterizado porque la mezcla del aceite usado y de la adición para efectuar la separación se bombea dentro de recipientes de sedimentación o se conduce en línea a través de filtros, centrífugas u otros aparatos para la separación de fases.

11. Procedimiento de acuerdo con una de las precedentes reivindicaciones, caracterizado porque el producto residual o de conversión química, que resulta después de la adición al realizar la separación de los aditivos, es reducido a la forma de un polvo.

12. Procedimiento de acuerdo con una de las precedentes reivindicaciones, caracterizado porque las porciones de aceites minerales del producto residual o de conversión química, conjuntamente separadas, que resultan después de la adición al realizar la separación de los aditivos, se añade como fase líquida de nuevo al aceite usado.