KR20210102268A - 오염되고 사용된 오일을 세정하기 위한 방법 및 디바이스 - Google Patents

Abstract

본 발명은 오염되고 사용된 오일을 세정하기 위한 방법 및 디바이스에 관한 것으로, 여기서 시작 재료는 기상으로 가열되며, 그리고 결과적인 증기는 정류되고, 정제된 오일은 정류 컬럼의 배수구로부터 응축물로서 제거된다. 본 발명에 의해 해결되는 문제는, 오염되고 사용된 오일을 정제하기 위한 방법 및 디바이스를 제공하는 것이며, 이 방법은, 심지어 시스템들 중 가장 작은 시스템에서 효과적인 작동을 가능하게 하여, 밀집한 시스템 구성 및 이에 따른 특히 컨테이너 구조에 의한 이동 사용이 가능하게 된다. 본 발명은 또한, 정비를 위해 요구되는 비용을 감소시키는 문제를 해결한다. 본 발명에 따른 문제는, 사용된 오일이 적어도 간접적으로 용융 배스와 접촉하게 시작 재료를 배치함으로써 증발 프로세스를 겪음으로 해결된다.

Description

오염되고 사용된 오일을 세정하기 위한 방법 및 디바이스

본 발명은, 프로세스에서 시작 재료로서 사용되는, 본원에서는 요약하여 오염되고 사용된 오일로서 지칭되는, 사용된 오일, 오염된 디젤, 난방용 오일 또는 해상 오일과 같은 액체 오일 함유 잔류물들의 처리에 관한 것이다. 사용된 오일의 정제는 분자 구조들이 변경되지 않고 순수 증류에 의해 실행될 수 있다. 그러나, 본 발명은 또한, 소위, 보다 짧은 사슬들로의 긴 분자 사슬들의 균열, 즉, 분해(breaking-up)가 발생하는 온도 범위에서 사용될 수 있다.

여기서, 본 발명은 오염되고 사용된 오일을 정제하기 위한 프로세스에 관한 것으로, 이 프로세스에서, 시작 재료는, 시작 재료가 기상을 형성할 때까지 가열되며 그리고 발생하는 증기가 정류될 때까지 가열되며, 정제된 오일은 정류 컬럼(rectification column)에서 유통관으로부터 응축물로서 떠난다.

본 발명은 또한, 주요 반응기 및 그에 부착되는 정류 컬럼을 포함하는, 오염되고 사용된 오일을 정제하기 위한 장치에 관한 것이다.

DE 198 20 635 A1은, 사용된 오일을 처리하기 위한 프로세스를 개시하며, 이 프로세스에서, 사용된 오일은 간단한(rough) 정제 및 후속 건조를 겪고, 그 후 400℃ 내지 500℃에서 열적으로 균열되고 그리고 균열 생성물은 증류를 겪는다. 염소 함량을 감소시키기 위해, 알칼리 화합물들은 사전정제되는 사용된 오일에 부가된다.

균열 및 후속 증류의 절차는 중유 또는 원유 산업으로부터 공지되어 있고 그리고, 예를 들어, www.seilnacht.com/versuche/erdoeld.gif에서 설명되고 그리고 도 1에서 다시 한번 묘사된다. 여기서, 원유는 튜브 오븐에서 360℃ 초과로 가열되어서, 성분들은 대체로 기화된다. 성분들은, 수많은 포종단들(bubble cap trays)로 구성되는 증류탑(distillation tower)으로 이동한다. 개별 분획물의 증류액들은 포종단들에 수집된다. 포종단들의 온도들은 최상부를 향해 감소된다. 상승하는 증기의 임의의 성분은 이러한 성분의 끓는점보다 낮은 온도를 가지는 임의의 포종단에서 응축된다. 개별 성분들의 분리는 이러한 방식으로 실행될 수 있다.

튜브 오븐에서, 시작 재료는 열 교환기를 통해 고온 가스와 접촉하게 된다. 시작 재료를 충분히 가열하기 위해, 목표 온도까지 가열하는 것을 가능하게 하는 이러한 온도 차이를 선택하는 것이 필수적이다. 이는, 연소 잔류물들이 내부에 부착되기 때문에, 열 교환기의 내부 튜브가 차단되게 되는 경향을 있는 것으로 이어진다. 외부는 또한 고온 가스로 인해 높은 응력을 겪는다. 이는, 고려할 수 없는 유지관리 요건을 발생시킨다. 이는, 다수의 반응기들을 사용하는 것이 가능하기 때문에, 대형 고정 플랜트들(large stationary plants)에서 문제를 나타내지 않아서, 하나 이상의 반응기는, 다른 반응기가 유지보수를 겪어야 할 때에도, 작동을 위해 항상 이용가능하다. 상대적으로 작고 그리고 이동가능한 플랜트들에서, 이러한 중복의 선택은 가능하지 않거나 적어도 불리하다.

DE 10 2012 008 458 A1은 외부 가열 요소들에 의해 액상이 되게 할 수 있는 충전재 및 금속으로 충전되는, 시작 재료의 가스화를 위한 반응기를 개시한다. 시작 재료는 하부측 상에 이러한 액체 금속 배스로 도입된다. 과립 형태의 고체 시작 재료의 사용은 여기서 예상된다. 이러한 시작 재료는 금속 배스의 온도로 인해 해중합을 경험할 것이다. 그 후, 시작 재료는 액상, 그리고 충전재를 통한 지연된 침투의 결과로서, 증기 상이 되고 그리고 출력 재료를 제공하기 위해 응축기에서 응축되고 그리고 수집기에서 수집된다.

EP 0 592 057 B1은, 마찬가지로 고체 시작 재료가 금속 배스에서 열분해를 겪는 프로세스를 설명한다.

WO 2014/106650 A2는 마찬가지로 금속 배스에서 탄화수소-함유 시작 재료를 오일로 변환하기 위한 프로세스를 설명한다.

금속 배스로의 시작 재료로서 사용된 오일의 처리는 언급된 참조들로부터 공지되지 않는다.

본 발명의 목적은, 밀집한 플랜트 구성 및 이에 따른 특히 이동식 사용이 컨테이너 구성에 의해 가능하게 되도록, 심지어 매우 작은 플랜트들에서 효율적인 작동을 가능하게 하는 오염되고 사용된 오일을 정제하기 위한 프로세스 및 장치를 제공하는 것이다. 본 발명의 다른 목적은 유지보수 요건들을 감소시키는 것이다.

본 발명의 프로세스에서, 오염된 오일-함유 잔류물들은 자동으로 정제되고, 응축되고 그리고 이에 따라 수 분 내에 사용가능한 연료로 다시 변환된다. 여기서, 프로세스는 원유 산업의 공지된 프로세스들을 탄화수소-함유 원 재료들을 위한 본 발명에 따라 구성되는 해중합 프로세스 및 소위 저온 균열 기술들과 조합할 수 있다.

폴리머들은 보통, 석유(petroleum)로부터 생성되며, 그리고, 간단히 말하면, 이의 탄화수소들은, 이전의 액체 재료로부터 고체 재료들을 형성하기 위해 결합된다(concatenated)(중합(polymerization)). 해중합은 이러한 프로세스를 역전시킨다. 체인들은 열의 작용에 의해 다시 분해되고, 그리고 생성물들[예컨대, 다시 오일들(보통 길이), 하지만 또한 왁스들(waxes)(다소 더 긴 체인들, 가열시 또한 액체) 및 가스들(매우 짧은 체인들)[이들 모두는 에너지를 생성하기 위해 용이하게 적합함]]은 단축된 체인 길이들을 가지고, 그리고 오일들의 경우에 또한 저장될 수 있고 그리고 매우 양호하게 운송될 수 있는 오일들의 경우에 발생한다. 이들은 또한, 본 발명의 프로세스의 시작 재료로서 사용될 수 있다.

본 발명의 목적은, 시작 재료로서 사용되고 그리고 용융 배스와 시작 재료의 적어도 간접적인 접촉에 의해 증발을 겪는 사용된 오일에 의해 달성되며, 용융 배스의 용융 온도는 사용된 오일의 기화 온도 초과이지만, 점화 온도 미만이고 그리고 증기는 정류 컬럼에서 정류된다.

사용된 오일은 본 프로세스에서 증류된다. 여기서, 주요 반응기의 특정 에너지 도입 시스템은 사용된 오일을 매우 제어가능한 그리고 신속한 가열을 보장한다.

본 발명의 방법의 일 실시예는 용융 배스 내로 직접적으로 도입되는 시작 재료에 의해 실행되도록 플래시 증발을 제공한다. 이러한 플래시 증발은, 수 밀리초 내에 발생한다. 플래시 증발 또는 플래시 열분해는 바람직하지 않은 재료들을 분리하고 그리고 오일 분획물을 매우 효율적으로 기상으로 변환한다.

본 발명의 프로세스의 다른 실시예에서, 시작 재료가, 직접적인 연결 없이 그리고 상기 용융 배스와의 열 전도성 연결을 통해 용융 배스를 통해 통과됨으로써 용융 배스로 간접적으로 도입되는 것이 제공된다. 이러한 열 전도 증발은, 사용된 오일로 균일한 에너지 입력을 보장하며, 이는, 열 교환기 표면들 상에 슬래그 형성을 회피하고 그리고 이에 의해 유지보수 요건을 적어도 상당히 감소시킨다.

본 발명의 프로세스의 실시예들의 일반적인 양태는 용융 배스의 사용이다. 여기서, 액체 금속을 용융 배스로서 사용하는 것이 가능하다. 여기서, 주석 또는 납을 금속으로서 사용하는 것이 가능하다.

모든 실시예에서, 기상은, 지금까지 중유 산업의 전유물(preserve)이었던 특수 정류 프로세스에서 높은 보일러들(boilers)로부터 낮은 보일러들까지 미리규정되고 그리고 제어된 분획물들로 분리된다. 다양한 증류액 등급들은 이러한 방식으로 획득된다. 엔진들에 적합한 연료들이 배출되며, 그리고 깨끗하지 않은 분획물들은, 깨끗하지 않은 분획물들이 사용가능한 성분들 및 폐기물 성분들로 완전히 분리될 때까지 프로세스를 다시 경험할 수 있다. 다양한 오일 분획물들은 사용의 분야에 따라 추가적으로 리파인되거나(refined) 가공된 생성물들의 형태로로 유통업체들 또는 최종 고객들에게 공급된다. 폐기물의 배출시, 원 재료의 5% 내지 10%가 타르형(tar-like) 폐기물로서 획득된다. 이는 도로 건설시의 역청(bitumen) 제조를 위해 또는 대체 연료로서 사용될 수 있다. 추가적으로, 폐기물들은 형성되지 않는다. 용융 배스 증발과 조합되는, 소규모 플랜트 섹터에서의 정류 프로세스의 사용은 본 발명의 핵심이다.

더욱이, 온보드 제너레이터(onboard generator)가 자체-제조된 연료로부터 또는 잔류 가스로부터의 에너지를 장치에 공급하는 것이 가능하다. 그 후, 이러한 장치는 에너지 측면에서 자족적으로(self-sufficiently) 작동한다. 이러한 방식으로, 현재, 약 75%의 총 효율이 달성된다. 모든 유닛은 하루에 최대 1000리터의 원료를 처리하지만, 이는 모듈식 구성에 의해 보다 큰, 제한되지 않은 양의 원 재료로 확장될 수 있다.

장치의 측면에서, 본 발명의 목적은, 용융 배스 증발기로서 구성되는 주요 반응기에 의해 달성되고, 증발 온도 초과이지만 사용된 오일의 점화 온도 미만인 용융점을 가지는 용융 배스 재료로 충전되는 반응기 공간에 의해 달성되며, 반응기 공간에는 반응기에 배열되는 사용된 오일을 위한 가열 디바이스 및 유입구가 제공된다.

본 발명의 장치의 실시예에서, 사용된 오일과 용융 배스 사이의 직접적인 열 전도성 연결은 용융 배스로 직접 형성되는 반응기로의 유입구에 의해 반응기 공간에서 실현될 수 있다.

기화될 유체 또는 해중합 재료는, 용융 배스로, 열전달 매체, 바람직하게는, 금속 배스로서 충전되는 반응기 튜브의 하부 파트로 이송되고 그리고 수직으로 세워지거나, 각을 가지고 배열된다.

용융 배스들에서 발생하는 열 전달을 위한 높은 대류 에너지들은, 저장된 에너지를 밀리초 단위로 기화될 유체로 전달할 수 있다.

그러나, 용융 배스들이 열 전달 매체로 활용될 때, 제어되지 않은 폭발이 발생할 수 있으며 결과적으로 열 전달 매체의 손실이 예상되어야합니다.

이러한 프로세스 단계에서, 표면에서 감압되는/터지는 매우 큰 가스 기포들이 형성된다. 그 결과, 금속 배스의 파트는 동반되고 그리고 반응기의 저부에 축적되거나, 도관들 등을 차단한다. 이러한 효과가 제공되는 바와 같이 취해진다면, 본 결과는, 프로세스가 규정된 작동 기간들 후에 중단되어야 하며 그리고 금속 배스가 값비싼 방식으로 다시 그의 원래 양이 되게 해야 한다는 것이다.

본 발명의 목적의 달성은 작동 시간들의 중단을 회피하는 것으로 목표된다. 이러한 목적을 위해, 연속 작동에서 발생하는 금속 배스 손실들은 용융 배스 반응기들에서 대응된다(countered).

이러한 목적을 위해, 대류 반응에서 형성되는 큰 가스 기포들은 이러한 가스 기포들의 감압시 금속 배스의 동반을 최소화하기 위해 보다 작게 만들어질 수 있다. 여기서, 반응기 구역을 강철 볼들과 같은 충전 재료들로 충전해서, 가스 기포들이, 그 후, 반응기 구역을 통과할 때 분할되고 그리고 금속 배스의 표면 상에 작은 기포들로서 도달하는 것이 가능하다. 2개의 중요한 이점들이 이러한 충전재 재료들에 의해 생성된다. 첫째로, 금속 배스의 동반이 최소로 감소되며, 그리고 둘째로, 가스가 보다 양호하게 분산될 수 있기 때문에, 개선된 증발 속도가 프로세스에서 달성된다.

장치의 추가 실시예에서, 금속 배스 런백은 충돌 플레이트에 의해 보장되며, 그 결과 금속 배스 스플래시들은 금속 배스로 직접적으로 복귀된다. 이러한 목적을 위해, 잇따라 위치되는 충돌 플레이트들은, 증기 유동 방향으로 용융 배스 위에 설치되며, 이러한 충돌 플레이트들 각각은 측방향 개구를 가지며 그리고 이러한 개구들은, 개구들이 증기 유동 방향으로 포개어져 있지 않지만 대신에 서로를 덮는 방식으로 오프셋된다.

충돌 플레이트들은 주요 반응기의 반응기 공간에 배열될 수 있다.

금속 배스 런백은 또한 제공될 수 있다. 금속 배스 런백은, 금속 배스 표면 위에, 반응기 공간에서 매우 작은 양들의 액체 금속을 수집하고 그리고 반응기 구역에 액체 금속을 복귀시키기 위해 이러한 용도를 위해 특히 구성된 구성요소이다. 강철 볼들에도 불구하고, 금속 배스 런백에서 잡히는 매우 작은 양들이 여전히 발생할 수 있고 그리고 반응기로 복귀될 수 있다. 구성요소는, 가스가 관통 유동할 수 있지만, 액체 금속이 잡히게 되고 그리고 실제 금속 배스로 다시 유동할 수 있는 것을 보장한다.

그러나, 다른 해결책은 또한, 용융 배스 손실들을 회피하기 위해 선택될 수 있다. 이는, 분할 벽에 의해 반응기 공간에서 사용된 오일과 용융 배스 사이에 제공될 간접적인 열 전도 연결을 제공하며, 분할 벽은 사용된 오일 및 용융 배스 사이에 제공되는 용융 배스로부터 사용된 오일을 분리시킨다.

열전도에 의해 사용된 오일로 입력되는 열 에너지는, 열 전도성 연결을 통해 실현되며, 온도 차이들을 균등화하기 위한 용융 배스의 우수한 특성들은 슬래그 형성 또는 유사한 현상 없이, 본 경우와 같이, 예를 들어, 열 전도성 연결시에 발생하는 공지된 튜브 오븐들에 대한 기화를 유발시키기 위해 활용된다.

구현을 위해, 유입구 및 유출구를 가지는 열 교환기는 주요 반응기의 반응기 공간에 설치될 수 있으며, 유입구는 사용된 오일을 위한 진입 지점을 형성하며 그리고 유출구는 정류 칼럼의 유입구로 개방된다.

사용된 오일로 입력되는 고도로 효율적인 그리고 균일한 에너지는, 용융 배스에서 가스 기포들을 터트리는 것으로부터 초래되는 용융 배스 손실들이 발생하지 않을 수 있으면서, 이러한 열 교환기에 의해 실현된다.

열 교환기는 튜브로서 구성될 수 있으며, 튜브의 일단부는 유입구를 형성하며 그리고 튜브의 타단부는 유출구를 형성한다. 이러한 튜브는 나선형으로 권선될 수 있다.

용융 배스, 특히 금속 배스는 열 교환기를 둘러싼다. 용융 배스는, 새롭게 피드인되는(fed-in) 사용된 오일이 우선적으로 가열되어야 하기 때문에, 균일한 에너지 입력을 유발시킨다. 용융 배스의 큰 열 용량은 용융 배스의 온도의 주목할만한 하강 또는 발생할 수 있는 에너지 입력의 지점에서 슬래그 형성 없이 사용된 오일의 신속한 가열을 허용한다.

본 발명은 제1 작업 예(도 2 내지 도 13) 및 제2 작업 예(도 14 내지 도 17)의 도움으로 아래에서 상세히 설명될 것이다. 첨부 도면들은 다음을 도시한다.
도 1은 종래 기술의 묘사를 도시한다.
도 2는 제1 작업 예에 따른 오염되고 사용된 오일을 정제하기 위한 장치의 개략적인 전체도를 도시한다.
도 3은 관통 유동 원리를 위한 주요 반응기의 구성을 도시한다.
도 4는 맞흐름 원리를 위한 주요 반응기의 구성을 도시한다.
도 5는 패킹 요소들을 갖는 관통 유동 원리를 위한 주요 반응기를 도시한다.
도 6은 해중합 재료의 기포 분산을 갖는 도 4의 주요 반응기를 도시한다.
도 7은 해중합 재료의 기포 분산을 갖는 맞흐름 원리를 위한 주요 반응기를 도시한다.
도 8는 패킹 요소들 및 해중합 재료의 기포 분산을 갖는 맞흐름 원리를 위한 주요 반응기를 도시한다.
도 9는 평면도로 금속 배스 런백의 원리적인 묘사를 도시한다.
도 10은 금속 배스 런백을 단면으로 도시한다.
도 11은 주요 반응기 상의 금속 배스 런백의 배열을 도시한다.
도 12는 금속 배스 충전 및 기화되지 않은 파트를 갖는 도 10에 따른 금속 배스 런백의 배열을 도시한다.
도 13은 장치의 원리적인 묘사를 단면으로 도시한다.
도 14는 제2 작업 예에 따른 열 전도-증발 원리에 따른 주요 반응기를 도시한다.
도 15는 제2 작업 예에 따른 오염되고 사용된 오일을 정제하기 위한 장치의 개략적인 전체 개요를 도시한다.
도 16은 제2 작업 예에 따른 본 발명에 따른 장치의 정면도를 도시한다.
도 17은 도 16의 단면 선(B-B)에 대응하는 단면도를 도시한다.
도 18은 도 17의 선(A-A)에 대응하는 단면도를 도시한다.
도 19는 제2 작업 예의 발명에 따른 배열의 평면도를 도시한다.

도 1에 도시된 바와 같이, 원유는 종래 기술에 따라 튜브 오븐(T1)에서 360℃ 초과로 가열되어서, 성분들은 대체로 기화된다. 이들은, 다수의 포종단들(bubble cap trays)(T3)로 구성되는 증류탑(T2)으로 들어간다. 개별 분획물들의 증류액들(T4 내지 T9)은 포종단들(T3)에 수집된다. 볼 수 있는 바와 같이, 사용된 오일이 이송되는 튜브(T10)는 연소실(T11)에 의해 발생되는 가열 가스와 직접 접촉하게 된다. 가열 가스는 튜브 오븐(T1)의 고온 측면 상에 균일하게 분포되지 않게 되어서, 튜브(T10)의 부분 과열이 발생한다. 가열 가스의 열용량은 또한 낮아서, 큰 온도 차이들을 사용하여 작업하는 것이 필수적이며, 즉, 가열 가스가 강하게 가열되며, 이는 튜브(T10의 과열로 다시 이어질 수 있다. 그 결과, 튜브(T10) 내부의 슬래그 형성을 회피될 수 없으며, 그리고 슬래그 침전물들은 정기적인 유지보수 작업의 과정에서 제거되어야 한다. 그러나, 이러한 유지보수 작업은 이러한 장치들의 이동 사용을 금지한다.

본 발명의 제1 실시예에서, 오염되고 사용된 오일은, 도 2에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 묘사된 장치에 의해 정제의 목적을 위한 외부 입력 탱크(1)에 제공된다. 이러한 입력 탱크(1)로부터, 이러한 사용된 오일은 저장소 펌프(2)에 의해 내부 저장소(3)로 그리고 내부 저장소로부터 주요 반응기(5)로 펌핑아웃된다(pumped out). 피드인되는(fed in) 사용된 오일의 양은 제어 변수로서 정류 컬럼(6)의 온도를 통해 조정된다.

피드인되는 새로운 사용된 오일이 주요 반응기(5)에 진입하기 전에, 사용된 오일은, 주요 반응기(5)로 이송되고 그리고 주요 반응기에서 소위 플래시 증발에 의해 급작스럽게 기화되는 해중합 재료(4)를 형성하기 위해, 아래에서 설명된 바와 같은 증류액(distillate) 및 저부들의 런백 스트림들(runback streams)과 혼합되게 된다.

도 2에 묘사된 바와 같이, 장치를 통한 실제 원리적인 유동이 또한 제2 작업 예에 적용된다는 것이 이미 여기서 언급될 수 있다. 차이는 본질적으로 주요 반응기에 있다. 제2 작업 예에서, 플래시 증발은 주요 반응기에서 발생하지 않지만, 대신에 열 전도 증발이 발생한다. 그러나, 정류 컬럼(6)으로 이송되는 스팀은, 작업 예들 둘 모두에서 형성된다. 이러한 정류 컬럼에서, 증기는 다양한 단계들에서, 즉 다양한 온도에서 응축된다. 유통관들(7 내지 10)이 이러한 단계들에서 제공된다. 제1 사이드 유통관(7) 및 제2 사이드 유통관(8)의 응축물이, 열 교환기들(11)을 통한 냉각 후, 저장소(3)로 다시 이송되면서, 생성물, 즉, 정제된 오일은 제3 사이드 유통관(9) 및 오버헤드 유통관(10)으로부터 떠나고 그리고 마찬가지로 열 교환기들(11)에 의해 냉각되고 그리고 생성물 탱크(12) 내로 이송된다. 이로부터, 그 후, 생성물은 생성물 펌프(13)에 의해 출력 탱크(14)로 수송된다.

유통관들(7 내지 10)을 통해 배출되지 않은 응축물 및 주요 반응기(5)의 금속 배스에서 기화되지 않고 부유하는 해중합 재료(4)의 성분들은, 해중합 재료(4)로서 재개된 기화(renewed vaporization)를 위해 순환 펌프(32)에 의해 순환 도관(31)을 통해 주요 반응기(5) 내로 다시 이송된다.

더 이상 증류될 수 없는 응축물의 비율들은 정류 컬럼의 저부에 저부들(bottoms)로서 축적된다. 그로부터, 저부들은 저부 런백(16)을 통해 처리 컨테이너(15)로 공급된다. 그로부터, 처리 컨테이너(15)의 내용물들은, 요구된다면, 외부 정화조로 이송될 수 있다.

도 3에 묘사되는 바와 같이, 주요 반응기(5)는 관통 원리로 구성될 수 있다. 여기서, 해중합 재료(4)를 위한 유입구(17)는 하부 단부에 위치되며 그리고 유출구(18)는 상부 단부에 위치된다. 해중합 재료(4)의 기화 온도보다 높은 용융점을 가지는 금속으로 구성되는 금속 배스(19)는 주요 반응기(5)에 존재한다. 금속은 가열 슬리브(20)에 의해 액상으로 유지된다. 해중합 재료(4)는 금속 배스(19)의 온도에 의해 즉시 기화되며, 이 온도는, 해중합 재료가 금속 배스(19) 내로의 유입구에 도달하자마자, 액상에서 기화 온도 초과여야 하며, 이는 플래시 증발로 지칭된다.

주요 반응기를 구성하기 위한 2개의 변형들은 도 3 및 도 4에 묘사된다. 도 3은 해중합 재료(4)가 주요 반응기(5)의 하부측 상에 직접적으로 배열되는 유입구(17)를 통해 금속 배스(19)의 하부측으로 직접적으로 이송되고 그리고 그곳에서 즉시 기화되는 관통 유동 원리를 나타낸다.

도 4는 유입구(17)가 맞흐름 튜브(21)를 가지는 맞흐름 원리를 나타낸다. 이러한 맞흐름 튜브(21)를 통해, 해중합 재료(4)는 금속 배스(19)를 통해 수송된다. 이러한 튜브를 통한 통과 동안, 해중합 재료(4)는 거의 기화 온도까지 가열되어서, 플래시 증발은 유입구(17)로부터 나올 때 훨씬 더 신속하게 진행된다.

도 7에 표시되는 바와 같이, 해중합 재료(4)의 파트들은 금속 배스(19)의 온도에 의해 기화되지 않는다. 기화되지 않은 파트(22)는 일반적으로 입력 탱크에서 사용된 오일의 오염으로부터 대체로 유래하는 상대적으로 긴-사슬 화합물들로 구성된다. 도 7에서 볼 수 있는 바와 같이, 이러한 파트(22)는 금속 배스(19) 상에서 부유하고, 그리고, 그리고 주요 반응기(5)와 정류 칼럼 사이의 연결 에지에서 저부 컨테이너(15) 내로 유동한다. 따라서, 이는, 개시되는 정류로 나머지 저부들과 함께 이송될 수 있다.

도 7에 도시되는 바와 같이, 발생하는 증기 기포들(23)은 금속 배스(19)의 표면에서 감압되고 그리고 터진다. 금속 배스(19)의 충전 레벨을 최소화하도록 금속 배스(19)의 파트들이 증기 기포들(23)의 팽창시에 동반되고 그리고 그 후 저부 컨테이너(15)에서의 단부에 도착하거나 도관들을 차단하는 것을 방지하기 위해, 금속 배스 런백(24)은 금속 배스(19) 위에 배열된다. 이러한 금속 배스 런백(24)은, 예를 들어, 주요 반응기(5)의 반응기 공간에서 또는 정류 칼럼(6)에서 배열될 수 있다. 이러한 금속 배스 런백은, 도 8 내지 도 12에 묘사되는 바와 같이, 증기 유동 방향(25)으로 위치되는 충돌 플레이트(26)를 갖는다. 이러한 충돌 플레이트들(26) 각각은 측방 개구(27)를 가지며, 이러한 개구들은, 개구들이 증기 유동 방향으로 포개어져 놓이지 않고 대신에 서로를 덮도록 오프셋된다. 충돌 플레이트(26)는 장력 로드(29) 상으로 나사결합되는 너트(28)에 의해 금속 배스 런백(24)에서 클램핑될 수 있다.

금속 액적들이 금속 배스(19)로부터 방출되고 증기 스트림에 의해 동반된다면, 금속 액적들은 이러한 충돌 플레이트들(25) 중 하나 상에서 충돌하고 그리고 그로부터 금속 배스(19)로 다시 유동한다.

금속 배스(19)의 금속이 충돌 플레이트들(26)에서 응축되지 않는 것을 보장하기 위해, 충돌 플레이트는 금속 배스(19)의 용융점 초과의 온도를 가져야 한다. 이는, 주요 반응기(5)의 벽을 통한 열 전도에 의해 그리고 충돌 플레이트들이 정류 칼럼(6)에 배열되는 경우에, 그의 벽을 통해 보장될 수 있다. 더 상세히 도시되지 않은 방식으로 충돌 플레이트들(25)을 가열하는 것이 또한 가능하다.

도 7에 묘사되는 바와 같이, 기화되지 않은 파트의 아래로 유동하는 원리는 도 12에서, 여기서 금속 배스 런백과 함께 볼 수 있다. 이러한 경우에, 기화되지 않은 파트(22)는 마찬가지로, 금속 배스(19) 상에서 부유하지만, 금속 배스 런백(24)을 그의 상부 에지까지 충전한다. 기화되지 않은 파트(22)가 항상 증가하기 때문에, 과잉은 금속 배스 런백(24)의 상부 에지에 걸쳐 저부 컨테이너(15)로 유동한다. 여기서 볼 수 있는 바와 같이, 따라서, 충돌 플레이트(26)는 기화되지 않은 파트(22)에서 존재한다. 따라서 금속 배스(19)로부터의 금속 스플래시들은 충돌 플레이트들(26)에서 기화되지 않은 파트(22) 내에 도달하고 그리고 그로부터 기화되지 않은 파트(22)을 통해 다시 금속 배스(19)로 유동한다.

도 5에 도시된 바와 같이, 금속 배스로부터 재료의 배출을 방지하기 위한 추가 조치는 주요 반응기(5)에 패킹 요소들(27)을 도입될 수 있다. 이러한 패킹 요소들은 금속 배스(19)보다 더 높은 용융점을 가지는 금속 또는, 가능하다면, 다른 불활성 재료, 예를 들어, 세라믹으로 구성될 수 있다.

패킹 요소(30)로의 이러한 충전은 도 5 및 도 6에서 묘사되는, 도 3에 따른 관통 유동 원리의 경우뿐만 아니라, 도 7 및 도 8에서 묘사되는 도 4에 따른 맞흐름 원리의 경우에 가능하다. 도 11 내지 도 13에 도시된 바와 같이, 패킹 요소들(30) 및 금속 배스 런백(24)의 조합은 또한 가능하다.

도 6 및 도 8에서 볼 수 있는 바와 같이, 효과는 유입구로부터 나오는 증기 기포들(23)이 여전히 상당히 크고 그리고 패킹 요소(30)에 의해 보다 작은 기포들로 분해된다는 것이다. 이러한 방식으로 보다 작게 만들어진 증기 기포들(23)은, 이제 금속 배스(19)의 표면에서 터질 때 금속 스플래시들을 방출하기 위한 보다 적은 에너지를 갖는다.

위에서 표시된 작업 예에서, 주석은, 300℃의 주석의 용융점이 사용된 오일의 기화 온도에 최적으로 일치하기 때문에, 사용된 오일을 기화하기 위한 금속 배스(19)의 금속으로서 사용된다. 그러나, 다른 금속들을 사용하는 것이 또한 가능하다. 다른 가용성 재료들의 사용이 또한 가능하다. 중요한 것은, 단지 사용된 가용성(fusible) 재료의 용융점이 각각의 경우에 해중합 재료의 기화 온도와 동일하거나 더 크다는 점이다. 그러나, 용융점은, 심지어 부분적으로는 아니더라도, 해중합 재료의 연소가 발생하지 않을 정도로 높도록 선택되지 않아야 한다.

이는, 또한, 금속 배스 용액의 이점이거나, 보다 일반적으로 용융된 배스 용액으로 표현된다. 구체적으로, 해중합 재료가, 예컨대 주요 반응기의 벽을 통해 외측으로부터의 열 에너지 입력에 의해 직접적으로, 즉, 용융 배스 없이 가열되는 경우, 벽에서의 해중합 재료의 과열 및 이에 따른 연소 잔류물들의 증착(이는 곧 주요 반응기의 값비싼 세정이 필수적이게 함)은 필연적으로 온도 구배의 결과로서 발생한다.

따라서, 용융된 배스 용액의 사용의 추가의 분야들은 또한 명백하다. 예를 들어, 오염된 용매들 또는 세정 조성물들 또는 연료들을 처리하는 것이 특히 가능해진다. 특히, 감압 하에서 작동하는 장치의 실시예는 그 후 선택될 것이다. 그러나, 과립화된 폴리머들을 용융 배스, 바람직하게는 금속의 배스로 이송하는 것이 또한 가능하다. 가열의 결과로 방출되는 증기들은 그 후, 귀중한 원 재료를 제공하기 위해 정류될 수 있다. 그러나, 다른 열 전달 매체, 예컨대, 포화된 염 용액들, 가용성 폴리머들 및 심지어 액화된 가스들은 또한 다양한 사용 분야들을 위한 용융된 배스 재료들로서 전술된 금속들 대신에 사용될 수 있다.

도 14 내지 도 19에 도시된 바와 같이, 제2 작업 예는 또한, 용융된 배스의 손실을 방지하고 그리고 연소 잔류물들을 회피하는 것에 관한 것이다.

도 14는 반응기 용기(34)를 가지는 주요 반응기(5)를 도시한다. 가열 슬리브들(20)은 반응기 용기의 외부 상에 배열된다. 여기서, 가열 디바이스들은 또한, 예를 들어, 대안으로, 유도 가열 디바이스들로서, 상이하게 구성될 수 있다.

금속 배스(19)는 반응기 용기(34)의 내부에 존재한다. 열 교환기 또는 가열 레지스터(35)는 이러한 금속 배스에 완전히 침지된다. 따라서, 금속 배스(19)는, 금속 배스가 액화될 때 가열 레지스터 주위에서 유동한다.

반응기 용기(34)에는 최상부에 플랜지(36)가 제공되며, 이에 의해, 반응기 용기(34)는 주요 반응기(5)에 결합될 수 있다. 이러한 플랜지(36)에는 비응축 액체가 저부 구역으로 직접적으로 배출될 수 있는 유출 홀(37)이 제공된다.

가열 레지스터는, 제1 단부(38) 및 제 2 단부(39)를 가지는 나선형으로 권선된 튜브로 구성된다. 차가운 사용된 오일은 제1 단부(38) 내로 도입되고 그리고 플랜지(36)를 대면하는 그의 단부에서 가열 레지스터(35)로 수송된다. 가열되어 증기상(vapor phase)을 제공하도록 가열되었던 사용된 오일은 제2 단부(39)에서 이에 연결되는 정류 칼럼(6) 내로 이동한다. 거기서, 전술된 증류가 발생한다.

도 15는 증기 상을 형성하도록 가열되었던 사용된 오일이 제2 단부(39)를 통해 정류 칼럼(6)으로 이송되고 그리고 내부에서 증발하는 원리를 도시한다. 정류 칼럼(6)에서 아직 정확하게 응축되지 않은 사용된 오일의 분획물들은 해중합 재료(4)로서 새로운 사용된 오일과 함께 주요 반응기의 그의 제1 단부(38)에 있는 가열 레지스터(35)로 이송된다.

도 16 내지 도 19는, 본 발명의 장치가 프레임(40)에 운송가능한 이동 설비로서 배열되는 것을 도시한다. 저장소(3), 생성물 탱크(12), 및 처리 컨테이너(15)가 내부에 위치된다.

제조 능력을 증가시키기 위해, 4개의 주요 반응기들(5.1 내지 5.4)(주요 반응기들의 제2 단부들은 중앙에 배열되는 정류 컬럼(6)으로 각각 개방됨), 및 도 14에 따른 구성이 제공된다.

제어부(41)는 플랜트의 정확한 작동을 위해 제공된다.

1 입력 탱크
2 저장 펌프
3 저장소
4 해중합 재료
5 주요 반응기
5.1 내지 5.4 주요 반응기
6 정류 컬럼
7 제1 사이드 유통관
8 제2 사이드 유통관
9 제3 사이드 유통관
10 오버헤드 유통관
11 열 교환기
12 생성물 탱크
13 생성물 펌프
14 출력 탱크
15 처리 컨테이너
16 저부 런백
17 유입구
18 유출구
19 금속 배스
20 가열 슬리브들
21 맞흐름 튜브
22 비기화된 파트
23 증기 기포들
24 금속 배스 런백
25 증기 유동 방향
26 충돌 플레이트
27 측방 개구
28 너트
29 장력 로드
30 패킹 요소들
31 순환 도관
32 순환 펌프
33 정화조
34 반응기 용기
35 열 교환기, 가열 레지스터
36 플랜지
37 유출 홀
38 제1 단부
39 제2 단부
40 프레임
41 제어부

Claims (15)

1. 오염되고 사용된 오일을 정제하기 위한 프로세스(process)로서,
   상기 프로세스에서, 시작 재료는, 시작 재료가 기상(gas phase)이고 그리고 형성되는 증기가 정류될 때까지 가열되며, 상기 프로세스에서, 정제된 오일(purified oil)은 정류 컬럼(rectification column)에서의 유통관(offtake)으로부터 응축물로서 떠나고,
   상기 사용된 오일은, 시작 재료로서 사용되고 그리고 기화 온도 초과이지만 상기 사용된 오일의 점화 온도 미만인 용융점을 가지는 용융 배스(melt bath)(19)와의 시작 재료의 적어도 간접적인 접촉에 의한 기화를 겪으며, 그리고 상기 증기는 상기 정류 컬럼(6)에 정류되는 것을 특징으로 하는,
   오염되고 사용된 오일을 정제하기 위한 프로세스.
2. 제1 항에 있어서,
   플래시 증발은 상기 용융 배스(19)로 직접적으로 이송되는 상기 시작 재료에 의해 실행되는 것을 특징으로 하는,
   오염되고 사용된 오일을 정제하기 위한 프로세스.
3. 제1 항에 있어서,
   상기 시작 재료는, 직접적인 연결 없이 그리고 상기 용융 배스와의 열 전도성 연결을 통해 상기 용융 배스(19)를 통해 수송됨으로써 상기 용융 배스(19)에 간접적으로 이송되는 것을 특징으로 하는,
   오염되고 사용된 오일을 정제하기 위한 프로세스.
4. 제1 항 내지 제3 항 중 어느 한 항에 있어서,
   상기 액체 금속은 용융 배스(19)로서 사용되는 것을 특징으로 하는,
   오염되고 사용된 오일을 정제하기 위한 프로세스.
5. 제4 항에 있어서,
   상기 주석 또는 납은 금속으로서 사용되는 것을 특징으로 하는,
   오염되고 사용된 오일을 정제하기 위한 프로세스.
6. 제1 항 내지 제5 항 중 어느 한 항에 있어서,
   응축물은 재개된 정류로 이송되는 것을 특징으로 하는,
   오염되고 사용된 오일을 정제하기 위한 프로세스.
7. 오염되고 사용된 오일을 정제하기 위한 장치로서,
   주요 반응기(5) 및 이에 연결된 정류 컬럼(6)을 포함하며,
   상기 주요 반응기(5)는 용융 배스 증발기로서 구성되고,
   상기 증발 온도 초과이지만 상기 사용된 오일의 점화 온도 미만인 용융점을 가지는 용융 배스 재료(19)로 충전되는 반응기 공간(34)을 가지며,
   상기 반응기 공간(34)에는 상기 반응기(5)에 배열되는 상기 사용된 오일을 위한 가열 디바이스(20) 및 유입구(17)가 제공되는 것을 특징으로 하는,
   오염되고 사용된 오일을 정제하기 위한 장치.
8. 제7 항에 있어서,
   상기 사용된 오일과 상기 용융 배스(19) 사이의 직접적인 열 전도성 연결은, 상기 용융 배스(19) 내로 직접적으로 형성되는 상기 반응기(5)로의 유입구(17)에 의해 상기 반응기 공간에 실현되는 것을 특징으로 하는,
   오염되고 사용된 오일을 정제하기 위한 장치.
9. 제8 항에 있어서,
   상기 증기 유동 방향(24)으로 서로 뒤에 위치되는 충돌 플레이트들(25)이 상기 용융 배스(19) 위에 설치되고, 이러한 충돌 플레이트들(25) 각각은, 측방향 개구(26)를 가지며, 이러한 개구들은, 개구들이 상기 증기 유동 방향에서 포개어져(above one another) 놓이지 않고, 하지만 대신에 서로를 덮는 방식으로 오프셋되는 것을 특징으로 하는,
   오염되고 사용된 오일을 정제하기 위한 장치.
10. 제8 항에 있어서,
    상기 충돌 플레이트들은 상기 주요 반응기(5)의 반응기 공간에 배열되는 것을 특징으로 하는,
    오염되고 사용된 오일을 정제하기 위한 장치.
11. 제9 항에 있어서,
    상기 사용된 오일과 용융 배스(19) 사이의 간접적인 열 전도성 연결은 상기 반응기 공간(34)에 제공되며, 분할 벽에 의해, 상기 사용된 오일은, 상기 사용된 오일과 상기 용융 배스(19) 사이에 제공되는 상기 용융 배스(19)로부터 분리되는 것을 특징으로 하는,
    오염되고 사용된 오일을 정제하기 위한 장치.
12. 제11 항에 있어서,
    유입구 및 유출구를 가지는 열 교환기(35)는 상기 주요 반응기(5)의 상기 반응기 공간(34)에 설치되며, 상기 유입구는 상기 사용된 오일을 위한 진입 지점을 형성하며, 그리고 상기 그의 유출구는 상기 정류 컬럼(6)의 상기 유입구로의 개방되는 것을 특징으로 하는,
    오염되고 사용된 오일을 정제하기 위한 장치.
13. 제12 항에 있어서,
    상기 유입구는 상기 정류 칼럼(6)을 대면하는 상기 주요 반응기(5)의 측면 상에 배열되며, 그리고 상기 유출구는 상기 정류 컬럼을 등지는(facing away from), 상기 주요 반응기(5)의 측면 상에 배열되는 것을 특징으로 하는,
    오염되고 사용된 오일을 정제하기 위한 장치.
14. 제13 항에 있어서,
    상기 열 교환기(35)는, 튜브(tube)로서 구성되며, 상기 열 교환기의 일 측면(38)은 상기 유입구를 형성하고 그리고 상기 열 교환기의 다른 측면(39)은 상기 유출구를 형성하는 것을 특징으로 하는,
    오염되고 사용된 오일을 정제하기 위한 장치.
15. 제13 항 또는 제14 항에 있어서,
    상기 튜브는 나선형으로 권선되는 것을 특징으로 하는,
    오염되고 사용된 오일을 정제하기 위한 장치.

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