FR2787118A1

FR2787118A1 - Process for the recycling of used lubricating oil from automobiles, comprises the removal of contaminant metals followed by low temperature vacuum distillation stages

Info

Publication number: FR2787118A1
Application number: FR9815520A
Authority: FR
Inventors: Richard Deutsch
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1998-12-09
Filing date: 1998-12-09
Publication date: 2000-06-16

Abstract

Process for the recovery of reusable synthetic oils of high viscosity index from used lubricating oils together with the removal of contaminating materials comprises low temperature fractional distillation.

Description

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PROCEDE DE RECUPERATION DES HUILES DE SYNTHESE ET PROCESS FOR RECOVERING SYNTHETIC OILS AND

D'ELABORATION D' HUILES A HAUT INDICE DE VISCOSITE A PARTIR FOR THE PREPARATION OF HIGH VISCOSITY OILS FROM

D'HUILES DE LUBRIFICATION USAGEES.USED LUBRICATING OILS.

La présente invention concerne un procédé qui permet de récupérer la fraction d'huile de synthèse contenue dans les huiles lubrification usagées The present invention relates to a process which makes it possible to recover the fraction of synthetic oil contained in used lubricating oils

appelées couramment huiles de vidange. commonly called drain oils.

Ce procédé permet aussi après extraction de l'huile de synthèse d'élaborer une huile de lubrification à haut indice de viscosité. Les huiles de lubrification usagées proviennent principalement de l'opération de vidange des moteurs automobiles. Ces huiles usagées sont extrêmement toxiques et une loi impose leur collecte et leur élimination en This process also allows after extraction of the synthetic oil to develop a lubricating oil with a high viscosity index. Used lubricating oils come mainly from the draining process of automobile engines. These used oils are extremely toxic and a law requires their collection and disposal in

centres agréés dans toute l'Europe. approved centers throughout Europe.

L'huile usagée, dite aussi huile de vidange des moteurs, se compose d'additifs auxquels viennent s'ajouter les souillures dues au fonctionnement des moteurs aux températures d'utilisation (+ de 300 C). En fait, cette huile contient des constituants volatils (eau, essence, gazole), des composés solubles dans l'huile formés par oxydation, (résines, savon métalliques, additifs d'indice de viscosité, composés organo-métalliques), des composés insolubles dans les huiles (particules de carbone, poussières atmosphériques, métaux, oxydes métalliques, oxydes de plomb maintenus en suspension par les détergents additionnés aux l'huiles), des additifs renfermant un métal, des Used oil, also known as engine drain oil, is made up of additives to which there is added soiling due to engine operation at operating temperatures (+ 300 C). In fact, this oil contains volatile constituents (water, gasoline, diesel), oil-soluble compounds formed by oxidation, (resins, metallic soap, additives of viscosity index, organometallic compounds), insoluble compounds in oils (carbon particles, atmospheric dust, metals, metal oxides, lead oxides kept in suspension by detergents added to oils), additives containing a metal,

additifs dispersants, des additifs sans cendre, des additifs antioxydants et anti- dispersant additives, ashless additives, antioxidant and anti additives

corrosifs, des métaux provenant des canalisations ou des raccords (fer, cuivre, -2- plomb), des coussinets (argent, cadmium), des carburants (plomb tétrastyle, corrosive, metals from pipes or fittings (iron, copper, -2- lead), bushings (silver, cadmium), fuels (tetrastyle lead,

entre autres).among others).

La liste des produits cités n'est pas limitative mais données à titre The list of products mentioned is not exhaustive but given for

d'exemple. Les descriptions sont communiquées à titre illustratif mais non example. Descriptions are provided for illustrative purposes but not

limitatifs. L'huile s'altère et se colore par action oxydante dans les moteurs, par limiting. The oil deteriorates and becomes colored by oxidizing action in the engines, by

formation de vernis colorés et sous l'action du soufre. formation of colored varnishes and under the action of sulfur.

L'élimination des métaux lourds, des métalloïdes, des produits complexes, des goudrons, des résidus colloïdaux et autres contenus dans les huiles usagées des moteurs est réalisée actuellement par action combinée de la chaleur, de l'acide sulfurique, des terres décolorantes, de la filtration, de la The removal of heavy metals, metalloids, complex products, tars, colloidal residues and other content in used engine oils is currently carried out by the combined action of heat, sulfuric acid, bleaching earth, filtration,

centrifugation, de la distillation.centrifugation, distillation.

Une autre méthode d'élimination des métaux lourds, des métalloïdes, des produits complexes, des goudrons et autres contenus dans les huiles usagées, consiste en l'utilisation d'agents complexants afin d'extraire les métaux lourds et les métalloïde et de compléter cette épuration par une action Another method of removing heavy metals, metalloids, complex products, tars and the like contained in waste oils, consists in the use of complexing agents in order to extract the heavy metals and the metalloid and to supplement this. purification by action

de centrifugation.centrifugation.

Les huiles de lubrification actuellement disponibles sur le marché ont beaucoup évoluées car les fabricants ajoutent à l'huile de base et aux additifs courants une fraction comprise entre 5 et 10 % d'huile de synthèse, (généralement des polyalphaoléfines) ainsi que de l'huile à très haut indice de viscosité dans proportion variable suivant la qualité désiré de l'huile (entre 5 et The lubricating oils currently available on the market have evolved considerably since the manufacturers add to the base oil and to common additives a fraction of between 5 and 10% of synthetic oil (generally polyalphaolefins) as well as oil with very high viscosity index in variable proportion according to the desired quality of the oil (between 5 and

%), ainsi que des épaississants (au minimunm 5 % de polymères). %), as well as thickeners (at least 5% of polymers).

3 - Ces additifs de plus en plus élaborés qui sont ajoutés actuellement à l'huile de base ont générés des problèmes qui ont totalement perturbés les systèmes de régénération employés jusqu'à présent par l'industrie du recyclage des huiles. De plus ces nouveaux additifs empêchent l'utilisation de techniques performantes du type membranes, car ils colmatent celle-ci. En effet, la présence de polymères dans les huiles usagées a généré 3 - These more and more elaborate additives which are currently added to the base oil have generated problems which have totally disrupted the regeneration systems used until now by the oil recycling industry. In addition, these new additives prevent the use of effective techniques of the membrane type, because they clog it. Indeed, the presence of polymers in used oils has generated

des problèmes très complexes dans le bas des colonnes de distillation. very complex problems at the bottom of the distillation columns.

Notamment des problèmes de prise en masse ainsi que des problèmes de solidification dans les échangeurs thermiques. Les régénérateurs ont tentés de résoudre ces problèmes par une augmentation de la température de distillation. Cette augmentation de température de distillation dans la bas de la colonne (environ 375 C) a généré des phénomènes de craquage donnant une forte odeur à l'huile après distillation. Cette forte odeur entraînant une décote importante sur le prix de vente de l'huile régénérée. Ces phénomènes de craquage génèrent aussi une coloration des huiles imposant un traitement de décoloration poussé sur des terres décolorantes occasionnant un surcoût notable du prix de production. De plus cela n'a pas résolu les problèmes de In particular problems of solidification as well as problems of solidification in the heat exchangers. Regenerators have attempted to solve these problems by increasing the distillation temperature. This increase in distillation temperature at the bottom of the column (around 375 ° C.) generated cracking phenomena giving a strong odor to the oil after distillation. This strong odor resulting in a significant discount on the sale price of the regenerated oil. These cracking phenomena also generate a coloration of the oils imposing an extensive bleaching treatment on bleaching earths, resulting in a significant additional cost of the production price. In addition, this did not resolve the problems of

prise en masse et de solidification dans la colonne de distillation. solidification and solidification in the distillation column.

Les études menées par les Autorités environnementales ont démontré la présence de polynucléaires aromatiques dans les huiles de vidange. Ces produits aromatiques sont considérés cancérigènes par les Autorités, la majorité des pays européens impose leur diminution avec comme objectif final The studies carried out by the environmental authorities have demonstrated the presence of aromatic polymers in waste oils. These aromatic products are considered carcinogenic by the Authorities, the majority of European countries impose their reduction with the final objective

à court terme leur élimination dans les huiles lubrifiante. in the short term their elimination in lubricating oils.

Tu I X -4- Tous ces additifs sont d'un coût élevé, généralement plus de trois fois la valeur de l'huile de lubrification de base. Les procédés actuels de détoxication qui permettent d'obtenir une huile de base recyclabe ne prennent Tu I X -4- All these additives are expensive, usually more than three times the value of the base lubricating oil. Current detoxification processes which make it possible to obtain a recyclable base oil do not take

pas en compte la possibilité de récupérer ces additifs de très hautes valeurs. not take into account the possibility of recovering these additives of very high values.

La baisse du prix de l'huile de lubrification de base rend le recyclage de celle- The drop in the price of basic lubricating oil means that it is recycled

ci beaucoup moins attractif.this much less attractive.

Compte tenu des investissements mis en jeu et du faible rendement financier obtenu dans la régénération des huiles il est important de mettre en Given the investments involved and the low financial return obtained in the regeneration of oils, it is important to put in place

oeuvre un procédé permettant une meilleures valorisation de ce recyclage. implements a process allowing better recycling of this recycling.

L'exposé de l'invention et des revendications résout ce problème The disclosure of the invention and the claims solves this problem

économique. La présente invention concerne un traitement permettant de récupérer, à partir d'huiles usagées, la fraction d'huile de synthèse dans une première phase et de produire de l'huile à haut indice de viscosité dans une deuxième economic. The present invention relates to a treatment making it possible to recover, from used oils, the fraction of synthetic oil in a first phase and to produce oil with a high viscosity index in a second

phase.phase.

Le procédé utilisé permettra de récupérer aussi les polymères en fond de distillation. Ces polymères sont un excellent expenseur de bitume et The process used will also recover the polymers at the bottom of the distillation. These polymers are an excellent bitumen expander and

possèdent une forte valeur ajoutée sur le marché. have a high added value on the market.

Dans une première phase l'huile de vidange sera démétalisée soit par la méthode acide, soit par la méthode en phase acqueuse, soit par une autre méthode disponible sur le marché. Cette démétalisation permettra d'extraire des métaux, les métaux lourds et les métalloïdes. Tous ces produits sont indésirables soit dans le procédé qu'ils perturbent ou ne sont pas désirés dans le produit final, car leur présence ne correspond pas aux spécifications In a first phase, the drain oil will be demetalized either by the acid method, or by the aqueous phase method, or by another method available on the market. This demetalization will extract metals, heavy metals and metalloids. All these products are undesirable either in the process that they disrupt or are not desired in the final product, because their presence does not correspond to the specifications

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-5- techniques des huiles de base. Il sera alors procédé à une déshydratation soit thermique (140 C), soit par centrifugation car l'eau n'est pas souhaitable dans -5- techniques of base oils. Dehydration will then be carried out either thermally (140 C) or by centrifugation since water is not desirable in

la phase de distillation.the distillation phase.

Après cette opération, une extraction des composants volatils sera effectuée dans une colonne flash à 180 C et vide partiel. La phase suivante consiste en un fractionnement qui sera opéré soit dans une colonne de distillation, soit dans un évaporateur à couche mince sous une température impérativement inférieur à 275 C pour éviter tout craquage idéalement 250 C et sous un vide très poussé moins de trois torr. Cette unité de distillation sera spécifiquement conçue pour obtenir deux coupes (ou fractions): la première coupe qui sera d'un volume d'environ 60 % du volume initial entrant dans la colonne, sera composé de Neutral Solvant 150 d'huile de synthèse et de polynucléaires aromatiques. La seconde coupe en fond de colonne sera le volume restant composé de polymères mélangés avec du Neutral Solvant 300. La démétalisation opéré au premier stade du procédé permettra donc d'obtenir en deuxième coupe un produit ne contenant pas de métaux lourd (donc pas de toxicité) et pouvant être directement commercialisé comme After this operation, an extraction of the volatile components will be carried out in a flash column at 180 C and partial vacuum. The next phase consists of a fractionation which will be carried out either in a distillation column or in a thin-layer evaporator at a temperature imperatively below 275 C to avoid any cracking ideally 250 C and under a very high vacuum less than three torr. This distillation unit will be specifically designed to obtain two cuts (or fractions): the first cut which will be of a volume of approximately 60% of the initial volume entering the column, will be composed of Neutral Solvent 150 of synthetic oil and of aromatic polymorphonuclear. The second cut at the bottom of the column will be the remaining volume composed of polymers mixed with Neutral Solvent 300. The demetalization carried out at the first stage of the process will therefore make it possible to obtain in the second cut a product that does not contain heavy metals (therefore no toxicity ) and can be directly marketed as

expenseur de bitume.bitumen expander.

L'opération suivante consiste à reprendre le Neutral Solvant 150 et en extraire l'huile de synthèse par passage dans une unité de séparation par membrane à seuil de coupure adapté. Le Neutral Solvant 150 restant après cette opération sera reprit dans une unité d'hydrogénation. On fera subir alors à ce Neutral Solvant 150 une hydrogénation catalytique afin dans un premier stade d'éliminer des polynucléaires aromatiques et en poursuivant cette hydrogénation d'obtenir une huile à très haut index de viscosité (supérieur à The following operation consists in taking up the Neutral Solvent 150 and extracting the synthetic oil by passing it through a membrane separation unit with suitable cut-off threshold. The Neutral Solvent 150 remaining after this operation will be taken up in a hydrogenation unit. This Neutral Solvent 150 will then be subjected to catalytic hydrogenation in order, in a first stage, to eliminate aromatic polynuclear cells and by continuing this hydrogenation to obtain an oil with a very high viscosity index (greater than

un indice de 125).an index of 125).

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Claims

1) Process for the recovery of synthetic oils and the production of oils with a high viscosity index from used lubricating oils, distilled at low temperature, characterized by fractional distillation at low temperature. 2) Method according to claim 1, characterized in that one demetalizes and

detoxifies used lubricating oil.

3) Method according to claim 2, characterized in that one proceeds to a

either thermal or mechanical dehydration.

4) Method according to claim 3, characterized in that one operates an extraction of volatile components to recover diesel at 180 C and partial vacuum. ) Method according to claim 4, characterized in that a fractionation is carried out in two sections, either in a distillation column or in a thin-film evaporator at a temperature below 275 C and

a vacuum of less than three torr.

6) Method according to claim 5, characterized in that the bottom section of the distillation column will be composed of polymers mixed with Neutral Solvent 300 which will have all the characteristics of a bitumen expander.

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7) Method according to claim 6, characterized in that the top cut of the distillation will be composed of a Neutral Solvent 150 of synthetic oil and

of aromatic polymorphonuclear.

8) Method according to claim 7, characterized in that one operates an extraction of the synthetic oil from Neutral Solvent 150 by a process of

membrane type.

9) Method according to claim 8, characterized in that the remaining Neutral Solvent will undergo catalytic hydrogenation in order to eliminate the

aromatic polymorphonuclear.

10) Process according to claim 9, characterized in that after the elimination of the polymers, the catalytic hydrogenation is continued in order to obtain a

oil with high viscosity index.