PL171473B1

PL171473B1 - Sposób oczyszczania olejów przepracowanych PL

Info

Publication number: PL171473B1
Application number: PL93297417A
Authority: PL
Inventors: Jose A G Minana; Renato Schieppati; Fabio D Giovanna
Original assignee: Viscolube Italiana Spa
Priority date: 1992-09-30
Filing date: 1993-01-14
Publication date: 1997-05-30
Also published as: DK0618959T3; CZ287418B6; HUT68935A; CZ157994A3; CN1086252A; CN1040995C; DE69324905D1; EP0618959A1; ATE180009T1; EP0618959B1; HU213650B; PL297417A1; SA95150447B1; WO1994007798A1; ITMI922271A0; HK1013280A1; RU2099397C1; HU9401725D0; ITMI922271A1; DE69324905T2

Abstract

1.Sposób oczyszczania olejów przepraco- wanych, znamienny tym, ze po wstepnym oczyszczeniu przeprowadza sie dalsza obróbke olejów w trzech fazach w jednej jedynej kolumnie, przy czym w pierwszej fazie do olejów przepracowanych, które tloczy sie w kierunku kolumny destylacji prózniowej, doprowadza sie odczynnik silnie zasadowy, który do- daje sie do przepracowanych olejów i miesza sie z nimi, przed operacja destylacji prózniowej w kolum- nie, a nastepnie, w drugiej fazie zmieszana ciecz pod- grzewa sie wstepnie w wymienniku ciepla, po czym przeprowadza sie dekantacje olejów polegajaca na okresowym usuwaniu zmydlonych kwasów tluszczowych i innych straconych czesci z przeplywu odwodnionych olejów przez odbieralnik zbiornika, przed destylacyjna kolumne prózniowa, a nastepnie w trzeciej fazie w destylacyjnej kolumnie prózniowej oddziela sie ciekla faze zawierajaca bardzo ciezkie frakcje oleju 1 wszystkie zanieczyszczenia zawierajace wielkoczasteczkowe polimery i metale ciezkie. F IG .4 PL

Description

Przedmiotem wynalazku jest sposób oczyszczania olejów przepracowanych, zwłaszcza olejów smarowych.

171 473

Poprzez termin “oczyszczanie” w tej konkretnej dziedzinie techniki rozumie gię przetwarzanie olejów i tłuszczów przepracowanych - pochodzących z silników lub innego zastosowania przemysłowego - na oleje bazowe. Te oleje bazowe są następnie stosowane, po uprzednim zmieszaniu z odpowiednimi dodatkami jako nowe oleje smarowe posiadające właściwości całkowicie porównywalne z tymi, które posiadają oleje otrzymywane bezpośrednio z rafinacji ropy.

Pierwsze instalacje przemysłowe oczyszczania olejów przepracowanych narodziły się w latach sześćdziesiątych, głównie jako odpowiedź na istotne problemy ekologiczne wynikające z odprowadzania olejów do ziemi i wody. W latach następnych, z powodu wzrostu zużycia z jednej strony, a kosztów olejów naturalnych po pierwszej rafinacji z drugiej strony, oleje oczyszczane zdobywają sobie coraz większe zainteresowanie, również jako surowiec. Aktualnie są konkurencyjne, zarówno ze względu na ich dostępność jak i na ponoszone koszty w porównaniu z olejami otrzymywanymi z ropy. Równolegle ze zwiększonym zainteresowaniem ekonomicznym olejami przepracowanymi, na szczeblu rządowym wzrosło uczulenie na problem ich zbiórki i gromadzenia poprzez tworzenie konsorcjów zbierających oleje przepracowane, którym oleje muszą być obowiązkowo dostarczone przez użytkowników. Do dziś ten proces jest jeszcze w fazie dopracowywania; w krajach Europejskiej Wspólnoty Ekonomicznej, w stosunku do rocznego zużycia około 4 milionów ton olejów smarowych i odpowiadającej temu teoretycznej ilości około 2,5 miliona ton olejów przepracowanych, w rzeczywistości zostaje zebrane i dostarczone do ośrodków oczyszczania tylko 1,5 miliona ton, reszta znika w sposób niekontrolowany szkodząc bez wątpienia środowisku.

Procesy najbardziej znane i używane w technice oczyszczania olejów przepracowanych są w zasadzie dwa: proces z zastosowaniem kwasu siarkowego i drugi z zastosowaniem propanu. W obu przypadkach przepracowane oleje, w pierwszym rzędzie zostają pozbawione wody, którą zawierają, a następnie zostają oczyszczone, z innych posiadanych nieczystości, odpowiednio kwasem siarkowym lub propanem, które zawierają. Te zanieczyszczenia stanowią związki o dużej wadze cząsteczkowej zawarte w dodatkach do olejów i metale pochodzące albo bezpośrednio ze zużycia części metalowych albo pośrednio z metali obecnych w paliwach lub dodatkach do olejów; na przykład takich jak ołów w benzynach.

Proces z zastosowaniem kwasu siarkowego był pierwszym, który opracowano i wykorzystano, ale aktualnie odchodzi się od niego ze względu na istotne problemy zanieczyszczeń które stwarza. Proces ten przebiega w następujących fazach jak to zostało przedstawione na schemacie, fig. 1:

A - wstępna destylacja w umiarkowanej próżni olejów przepracowanych Al, w celu oddzielenia warstwy górnej składającej się z wody A2 i węglowodorów lekkich A3 (gaz płynny) oraz warstwy dolnej składającej się z olejów odwodnionych A4;

B - obróbka olejów odwodnionych A4 stężonym kwasem siarkowym BI, w ilości równej 20-25% wagowych, w celu wyodrębnienia, a następnie dekantacji składników o wysokim ciężarze cząsteczkowym i metali ciężkich, potem

- oddzielenie szlamów kwaśnych B2 o wysokim poziomie frakcji olejowych od olejów oczyszczonych i zakwaszonych B3;

C - zobojętnienie olejów B3 i ich odbarwienie mieszankąCl wapna i ziemi odbarwiającej, potem

- filtracja wymienionych olejów w celu otrzymywania olejów obojętnych odbarwionych C3 i wyodrębnienia ziemi zużytej C2 przesiąkniętej frakcjami olejowymi wysoko stężonymi;

D - próżniowa destylacja w podwyższonej temperaturze olejów C3 z oddzieleniem wody powstałej w procesie i gazu płynnego Dl z góry kolumny, oraz olejów przepracowanych D2 we frakcjach o różnej lepkości w ujęciach bocznych kolumny; z dna kolumny wstrzykiwana jest przegrzana para;

E - odbarwienie końcowe olejów ziemiąodbarwiajiątąEl w celu otrzymania olejów bazowych E3 i oddzielenie ziemi zużytej E2 przesiąkniętej frakcjami olejowymi wysokostężonymi.

171 473

Na fig. 1 przy wejściu i wyjściu z każdego bloku wskazane są również przepływy masy dla poszczególnych odcinków przy wydajności u wejścia fazy równej 100. Widać stąd, że końcowa wydajność procesu z zastosowaniem kwasu siarkowego nie sięga nawet 60%.

Znaczna ilość olejów w rzeczywistości zostaje w kwaśnych szlamach B2 i nie jest łatwa do odzyskania. Skład tych szlamów jest w rzeczywistości bardzo różny i zawiera, poza kwasem siarkowym i związkami węglowodorowymi również związki polimeryczne o dużym ciężarze cząsteczkowym, związki organiczne i nieorganiczne siarki, chloru, azotu i fosforu, a także metali ciężkich takich jak chrom, miedź, cynk, żelazo, nikiel i ołów.

Biorąc pod uwagę złożoność technologii niezbędnej do ekologicznego zlikwidowania tego typu związków, rozwiązaniem do tej pory stosowanym w instalacjach istniejących,jest pozostawianie ich na hałdach. Czasami ten proces likwidacji jest poprzedzony operacją zobojętniania szlamów kwaśnych wapnem, co powoduje jednak znaczny wzrost ich objętości jak również wzrost kosztów ich likwidacji, ponieważ dla każdego kg szlamów kwaśnych potrzeba od 0,4 do 0,5 kg wapna. Również i spopielanie nie jest zalecane, ponieważ wymagałoby zainstalowania i stosowania wyszukanych i kosztownych urządzeń do oczyszczania dymów.

To właśnie z powodu zanieczyszczania środowiska przy eliminacji szlamów kwaśnych (mniejszych ilościowo, ale na pewno bardziej niebezpiecznych od tych, które występują przy bezpośrednim usuwaniu olejów przepracowanych) szybko zaniechano budowy nowych instalacji oczyszczania przy użyciu kwasu siarkowego gdy tylko okazało się, że jest dostępny na rynku drugi ze znanych procesów, ten w którym stosuje się propan.

Zasadniczy schemat funkcjonowania tego drugiego procesu jest analogiczny do wyżej wspomnianego, w którym stosuje się kwas i jest przedstawiony na fig. 2: również i na tym rysunku różne przepływy poszczególnych bloków wskazane są w odniesieniu do wielkości zasilania Al równego 100. W procesie przy zastosowaniu propanu fazą, w której stosowany jest kwas, zostaje całkowicie zastąpiona przez operację B klarowania tym węglowodorem w stanie płynnym.

Taki węglowodór może być w rzeczywistości łatwo skroplony i w tej fazie ma bardzo zmniejszoną gęstość. Propan, kiedy zostaje zmieszany z olejami przepracowanymi, ma działanie rozpuszczające i upłynniające, pozwalając łatwo oddzielić pierwszą płynną frakcję Blo wysokiej lepkości, zawierającą wielkocząsteczkowe polimery i metale ciężkie, ogólnie określaną terminem “asfalty”, od drugiej frakcji płynnej B2, złożonej wyłącznie z olejów klarowanych i odwodnionych. Instalacja przewiduje oczywiście proces odpropanowania frakcji płynnej B2 i ponownego wprowadzenia do obiegu propanu odzyskanego w ten sposób.

Kolejne stadium C filtracji ziemią odbarwiającą dokonane zostaje na ciepło tak, że poza wyodrębnieniem ziemi zużytej C2, ma miejsce również odzyskanie frakcji gazowej C3 złożonej z mniejszej części gazu płynnego zawartego w B2. Pozostała część gazu płynnego wychodzi z tego stadium razem z olejami odbarwionymi C4 i zostaje odzyskana w Dl, w następnej fazie destylacji. Faza destylacji D i odbarwienia końcowego E są identyczne jak te, opisane uprzednio w procesie z użyciem kwasu siarkowego.

Proces z zastosowaniem propanu jest odczuwalnie doskonalszy w stosunku do procesu z kwasem siarkowym, zarówno z punktu widzenia wydajności procesu, która dochodzi do 68% jak i z punktu widzenia ochrony środowiska, gdzie zanieczyszczenie w znacznym stopniu jest zmniejszone. Ale również i w tym przypadku istnieją pewne strony ujemne. Przede wszystkim operowanie propanem stwarza problemy bezpieczeństwa dla obsługi zważywszy najego wysoką wybuchowość; poza tym, pomimo działania mającego na celu odprowadzenie propanu, o którym była mowa wyżej, jego ślady pozostąjąobecne we frakcji ciężkiej asfaltów B1. Ta ilość propanu, aczkolwiek niewielka, czyni te asfalty bezużyteczne w dziedzinie, gdzie mogłyby wydać się przydatne, to znaczy w drogownictwie i budownictwie. Obecność propanu w rzeczywistości wzmaga znacznie łatwopalność asfaltów, czyniąc z jednej strony problematyczne ich użycie w bitumicznych nawierzchniach drogowych, z drugiej strony wykluczając możliwość ich zastosowania w budownictwie do powłok impregnujących. Powłoki wykonane z takich asfaltów nie mogłyby być zgrzewane bez niebezpieczeństwa pożaru.

171 473

Z tego powodu asfalty w procesie propanowym muszą być uważane za produkt odpadowy, który może być jednak stosowanym, po uprzednim rozcieńczeniu z gazem płynnym, tak aby stał się bardziej ciekły, tylko jako paliwo wysokokaloryczne ale w wysokim stopniu zanieczyszczające środowisko. Typowym jego zastosowaniem jest spalanie w piecach cementowni, które zaopatrzone są w wyszukane urządzenia do oczyszczania dymów, zdolne do wyeliminowania również i zanieczyszczeń obecnych we wspomnianych asfaltach.

Wreszcie z punktu widzenia energetycznego, proces propanowy okazuje się bardziej kosztowny w porównaniu z procesem stosującym kwas, zarówno ze względu na zużytą energię elektrycznąjak i na paliwa do produkcji pary, a także ogrzewania olejów.

W ostatnich latach został wprowadzony trzeci typ procesu, w którym oleje przepracowane, po zwykłej fazie odwadniania, zostają poddane procesowi destylacji filmowej. W takim postępowaniu oleje przepracowane zostają wprowadzone do wirnika osiowego kolumny destylacyjnej i stamtąd rozpylane są na ściany wewnętrzne kolumny. Te ściany są utrzymane w wysokiej stałej temperaturze płynem przebiegającym w płaszczu kolumny.

W kontakcie ze ścianią część olejów dająca się odparować przechodzi gwałtownie w stadium pary, gdy tymczasem frakcja ciężka pozostaje płynna i spływa na dno kolumny. Frakcja odparowana zostaje więc zbierana i frakcjonowana na żądane wielkości w następnej kolumnie.

Proces ten pozwala otrzymać interesujące wydajności, ma jednak pewne niedogodności, które ograniczająjego stosowanie. Przede wszystkim wymaga wstępnego oczyszczenia olejów przepracowanych po to, aby instalacja mogła działać przez dość długi czas bez konieczności dokonywania nadzwyczajnego czyszczenia; obecność wirnika powoduje, ze proces ten jest bardzo wrażliwy na zabrudzenia, a okresowe czyszczenie jest bardzo uciążliwe. Ponadto proces jest kosztowny zarówno jeżeli chodzi o samą instalację jak i ojej eksploatację i z ekonomicznego punktu widzenia nie jest konkurencyjny w stosunku do procesu opartego na propanie. Wreszcie ponieważ rozmiary kolumny destylacyjnej filmowej są ograniczone koniecznością całkowitego wyjęcia wirnika do czyszczenia, więc kiedy proces ma być stosowany do dużych ilości olejów, okazuje się konieczne używanie kilku kolumn jednocześnie. A nie jest to rozwiązaniem optymalnym.

Sposób według niniejszego wynalazku ma na celu udoskonalenie procesu oczyszczania olejów przepracowanych tak, aby zmniejszyć lub wykluczyć całkowicie zastosowanie odczynników trudnych do usunięcia lub szkodliwych dla środowiska, czy też zagrażających bezpieczeństwu; mógł on przebiegać w prostej i zwartej instalacji, która w niewielkim stopniu wpływałaby na koszty produkcji i pozwalałaby na zmniejszenie energochłonności; mógłby być przeprowadzany w instalacji, której poszczególne urządzenia nie wymagają obecności części ruchomych, znacznie narażonych na istotne problemy zanieczyszczenia, typowe dla obróbki olejów przepracowanych; wreszcie pozwoliłby na zwiększenie niezadowalającej jeszcze wydajności procesu, zarówno jeżeli chodzi o ilość i jakość olejów odzyskanych, jak również i o możliwość wykorzystania produktów wtórnych, które ostatecznie czynią proces korzystniejszy.

Sposób oczyszczania olejów przepracowanych według wynalazku charakteryzuje się tym, że przeprowadza się go w trzech fazach w jednej kolumnie, przy czym w pierwszej fazie do olejów przepracowanych, które tłoczy się w kierunku kolumny destylacji próżniowej, doprowadza się odczynnik silnie zasadowy, który dodaje się do przepracowanych olejów i miesza się z nimi, przed operacją destylacji próżniowej wkolumnie, a następnie, w drugiej fazie zmieszaną ciecz podgrzewa się wstępnie w wymienniku ciepła, po czym przeprowadza się dekantację olejów polegającą na okresowym usuwaniu zmydlonych kwasów tłuszczowych i innych straconych części z przepływu odwodnionych olejów przez odbieralnik zbiornika, przed destylacyjną kolumnę próżniową, a następnie w trzeciej fazie w destylacyjnej kolumnie próżniowej oddziela się ciekł^ą fazę zawierającą bardzo ciężkie frakcje oleju i wszystkie zanieczyszczenia zawierające wielocząsteczkowe polimery i metale ciężkie.

Korzystnym jest, że destylację frakcyjną przeprowadza się w czterostopniowej kolumnie frakcyjnej z wypełnieniem o spadku ciśnienia w sumie nie większym niż 40 mm Hg.

171 473

Korzystnym jest także, ze destylację frakcyjną przeprowadza się w czterostopniowej kolumnie frakcyjnej z wypełnieniem o spadku ciśnienia w sumie nie większym niż 20 mm Hg.

Korzystnym jest również, ze destylowaną frakcyjnie ciecz przeprowadza się przez metalowe blaszki ułożone harmonijnie, jedna obok drugiej w rzędach stanowiąc wypełnienie kolumny.

Następnie korzystnym jest to, że ostatnią fazę procesu polegającą na oddzielaniu ciekłej fazy z ciężkimi frakcjami oleju i zanieczyszczeniami z wielocząsteczkowymi polimerami i metalami ciężkimi zasila się poprzez rozpylanie odśrodkowe urządzeniem cyklonowym umieszczone w dolnej części kolumny destylacji frakcjonowanej.

Ponadto korzystnym jest, że rozpylanie odśrodkowe w kolumnie destylacyjnej wykonuje się za pomocą otwartego kanału w formie spirali obiegającej główną mrę, którą płyną ogrzane oleje i która połączona jest z górną, częścią kolumny.

Korzystnym jest, że czynnikiem silnie zasadowym jest NaOH.

Korzystnym jest także, że odczynnika używa się w ilości wystarczającej do utrzymania pH olejów odwodnionych przy wyjściu z fazy destylacji próżniowej, w przedziale między 10 i 13 a najlepiej 11,8 i 12,8.

Korzystnym jest również, że dekantację przeprowadza się w zbiorniku umiejscowionym pomiędzy odcinkiem, gdzie przebiega proces destylacji próżniowej a kolumną destylacji frakcjonowanej, i gdzie czas przewidziany na dekantację wynosi co najmniej 48 godzin.

Korzystnym jest ponadto, że frakcję olejów zdatnych do użytku, pobiera się z kolumny destylacji frakcjonowanej i poddaje się obróbce w kolumnie strippingowej zanim zostaną skierowane do procesu odbarwiania.

Korzystnym jest to, że proces odbarwiania odbywa się z zastosowaniem ziem odbarwiających, oraz że proces odbarwiania przeprowadza się z użyciem wodoru.

Przedmiot wynalazku zostanie uwidoczniony w przykładzie wykonania na tle stanu techniki na rysunku na którym: fig. 1 przedstawia schemat, który ilustruje proces oczyszczania kwasem siarkowym w sposób znany ze stanu techniki, fig. 2 - schemat ilustrujący proces oczyszczania propanem w sposób znany ze stanu techniki, fig. 3 - schemat obrazujący sposób oczyszczania olejów przepracowanych według niniejszego wynalazku, fig. 4 - schemat instalacji obrazujący bardziej szczegółowo fazy dodawania odczynnika zasadowego i destylacji próżniowej, fig. 5 - schemat instalacji, który szczegółowo obrazuje fazę destylacji frakcjonowanej i oddzielania frakcji ciężkiej zawierającej wielkocząsteczkowe polimery i metale, fig. 6 zestawienie porównujące koszty materiałów użytych i koszty eliminacji produktów otrzymanych w trakcie, a nienadających się do wykorzystania w przypadku procesu stanowiącego niniejszy wynalazek i procesów już znanych.

Oczyszczanie olejów przepracowanych według niniejszego wynalazku różni się od procesów już znanych tym, że znacznie uprościł sposób oczyszczania umieszczając w jednej i tej samej kolumnie zarówno wszystkie operacje destylacji (odbywające się w procesach znanych, w kilku kolumnach kolejno) jak i operację separacji frakcji ciężkiej zawierającej wielkocząsteczkowe polimery i metale. To ostatnie oddzielenie dokonuje się za pomocą cyklonu umieszczonego w dolnej części kolumny destylacyjnej, który nie przewiduj e zastosowania części ruchomych, wyklucza więc problemy zabrudzenia czy zablokowania spowodowane wysoką lepkością i szczególnym składem materiałów stosowanych.

Na rysunku 3 jest przedstawiony schemat ilustrujący główne fazy sposobu wynalazku. Jak na analogicznych fig. 1 i 2, które przedstawiają znane procesy poprzednio rozpatrywane, w tym przypadku pokazany jest napływ masy przy wejściu i ujściu do poszczególnych bloków w odniesieniu do ilości olejów przepracowanych przy wejściu Al równej 100.

Jak to zostało uprzednio powiedziane, oczyszczanie olejów przepracowanych z wielkocząsteczkowych polimerów i z metali ciężkich zakłada wstępne działanie odczynnikiem zasadowym. Najlepszym odczynnikiem do tego celu jest NaOH, który zostaje dodany w A2 i zmieszany z olej ami A1 w procesie destylacj i próżniowej. T en wstępny zabieg nie ma bezpośredniego wpływu na produkty zanieczyszczające, o których wyżej, ale służy z jednej strony zmydlaniu zawartych kwasów tłuszczowych, sprzyjając wytrącaniu, z drugiej strony służy

171 473 zobojętnieniu chloru obecnego zarówno w formie związanej jak i wolnej. Zmydlanie kwasów tłuszczowych, poza tym, że ułatwia ich eliminację przez dekantację a więc polepsza płynność systemu, obniża ich lotność. Tym samym uniemożliwia tymże kwasom przejście w kolumnie destylacyjnej w stan pary, i zanieczyszczanie olejów, a także pociągnięcie za sobą licznych zanieczyszczeń. Zobojętnienie chloru chroni ponadto instalację od niebezpiecznych zjawisk korozji, przedłużając jej życie.

Kolejny proces destylacji próżniowej B przewiduje, podobnie jak w przypadku technik znanych, oddzielenie strumienia B1 oleistej wody i strumienia B2 gazu płynnego. Przed skierowaniem go do kolejnej fazy, strumień odwodnionych olejów B3 wychodzący z fazy destylacji próżniowej osiada odpowiednią ilość czasu w celu uzyskania dekantacji części zmydlonych lub flokulowanych.

Strumień olejów w ten sposób traktowanych zostaje skierowany do odasfaltowania cieplnego i destylacji frakcjonowanej C, w której dokonuje się oddzielenia fazy lekkiej Cl zawierającej gaz płynny i fazy ciężkiej C2 zawierającej wysokocząsteczkowe polimery oraz metale, ajednocześnie destylacja frakcyjna w trzech odcinkach C3 o różnej gęstości. Otrzymane w ten sposób trzy odcinki, właściwie oczyszczone w procesie strippingu, zostają skierowane do znanego odbarwienia końcowego D, gdzie wprowadzony zostaje strumień D1 ziemi odbarwiającej, po czym odprowadzony zostaje strumień ziemi zużytych D2 otrzymuje się zasadniczy strumień D3 olejów oczyszczonych z dość dużą wydajnością, równą około 72%. Przy dodatkowym procesie odzyskiwania olejów, którymi przesiąknięte są ziemie zużyte strumienia D2, wydajność może dojść nawet do 75%. Alternatywnie odbarwianie olejów oczyszczonych D3 może być dokonane z zastosowaniem wodoru. Jest to proces doskonale znany w technice.

Szczegóły bloków A, B i C zostaną teraz opisane w sposób analityczny w odniesieniu do figur 4 i 5.

Na figurze 4 przedstawione są bloki A i B. Zasilanie A1 olejami przepracowanymi następuje pompą 1 do kolumny destylacyjnej próżniowej 2. Do orurowania wprowadza się zasilanie odczynnikiem zasadowym A2, regulowane pompą dozującą 3. Jak to wyżej zostało powiedziane najlepszym tego rodzaju odczynnikiem jest NaOH i zostaje on dodany, w formie 30% roztworu w ilościach takich, aby pH olejów przepracowanych było właściwe przy wyjściu z kolumny 2 i zawierało się pomiędzy 10 i 13, a najlepiej pomiędzy 11,8 i 12,2. Wydajność pompy 3 o ile to możliwe powinna być regulowana w sposób automatyczny przez rotametr 4 umiejscowiony przy wyjściu z kolumny 2.

Oleje przepracowane A1 i odczynnik A2 są dokładnie mieszane za pomocą mieszadła 5, po czym zostają podgrzane wstępnie do temperatury około 120-140° w wymienniku 6 zasilanym parą.

Kolumna destylacji próżniowej 2 utrzymana jest w próżni, w umiarkowanym stopniu, równym 200 mm Hg, poprzez inżektor 7 zasilany parą. Strumień A3 wchodzący do kolumny 2 zostaje następnie rozdzielony na fazę lotną, zawierającą wodę i gaz płynny oraz na fazę płynną, zawierającą oleje odwodnione i produkty szkodliwe dla środowiska. Faza lotna zostaje skroplona skraplaczem 8 ochładzanym wodą, a następnie odprowadzona do rozdzielacza grawitacyjnego

9. Do tego samego rozdzielacza 9 zostaje skierowana również i para wychodząca z inżektora 7, po uprzednim skropleniu w skraplaczu 9.

Rozdzielacz 9 dokonuje rozdziału fazy gazowej nie dającej się skroplić (GAZ) od dwóch faz płynnych B1 i B2 już wyżej opisanych. Faza GAZ zostaje skierowana do wysokotemperaturowego palnika w celu zniszczenia ewentualnych szkodliwych dla środowiska substancji gazowych. Faza wodna B1, umiarkowanie oleista, zostaje skierowana do instalacji oczyszczania biologicznego razem z wodami procesu pochodzącymi z innych części instalacji. W rzeczywistości chodzi o jeden jedyny produkt odpadowy procesu objętego niniejszym wynalazkiem, który nie przekracza 4% wagi zasilania i nie przedstawia żadnego szczególnego problemu jeżeli chodzi o jego właściwe wyeliminowanie. Gaz płynny B2 doskonałej jakości, ponieważ: oleje nie zostały poddane działaniu odczynników szkodliwych dla środowiska, może zostać włączony w normalny obrót handlowy paliwami.

171 473

Produkt z dna kolumny, ewentualnie skroplony przez wężownicę chłodzącą 10 zostaje skierowany pompą 11 do zbiornika oleju 12. Rozmiary zbiornika 12 i rozmieszczenie orurowania wej ściowego i wyjściowego, sątak obliczone, że czas pozostawania w nim strumienia A3 wynosi co najmniej 48 godzin. W ten sposób zmydlone kwasy tłuszczowe i inne części flokulowane dzięki poddaniu ich działaniuNaOH mająmnżliwość dekantacji na dnie zbiornika 12, z którego okresowo są odprowadzane poprzez odbieralnik 13 pociągając za sobą pewną ilość nieczystości. Na kolejnej fig. 5 przedstawione są procesy odasfaltowywania cieplnego i destylacji frakcjonowanej, któremu jest poddany strumień B3 olejów odwodnionych. Wspomniane oleje przede wszystkim zostają ogrzane do temperatury około 360° w piecu 20 zasilanym gazem ziemnym. Podgrzane i częściowo odparowane oleje zostająskierowane do dolnej części kolumny destylacji frakcjonowanej 21, w której utrzymana zostaje próżnia co najmniej 10-20 mm Hg (na szczycie kolumny) dzięki inżektorowi głównemu 22 połączonemu szeregowo z dwoma inżektorami pomocniczymi 23, przy czym wszystkie zasilane są parą. W szczególności zasilanie zostaje skierowane do szczytu urządzenia cyklonowego 23’, umiejscowionego w dolnej części kolumny 21, które jest złożone z otwartego kanału w formie spirali obiegającego główną rurę połączoną z częścią górną kolumny.

Przy wejściu do kolumny 21 olej B3 prawie całkowicie odparowuje a urządzenie cyklonowe 23 ’ pozwala na doskonałe i pełne oddzielenie fazy gazowej od fazy płynnej, która zawiera bardzo ciężkie frakcje olejów, a także substancje zanieczyszczające środowisko złożone z wielkocząsteczkowych polimerów i metali ciężkich. Ta ciekła faza, powszechnie nazwana “asfaltami” kierowana jest do zbiorników olejowych poprzez pompę 24.

Faza parowa uwolniona przez cyklon 23’ wznosi się do góry kolumny 21, gdzie spotyka cztery kolejne warstwy wypełnienia 25 górujące nad odpowiednimi półkami zbiorczymi 26, zdolne w sposób znany, do przepuszczenia fazy gazowej ku górze i do zatrzymania cieczy powstałej ze skroplenia. Kolumna destylacji frakcjonowanej 21 niniejszego wynalazku została tak pomyślana, aby umożliwić na oddzielenie strumienia wchodzącego, w części szczytowej, zawierającej głównie parę wynikłą z procesu i gaz płynny i w trzech pośrednich frakcjach (zaznaczonych jako C3/1, C3/I1, C3/111) od olejów oczyszczonych o różnej gęstości, gotowych do obrotu handlowego, poza opisanąjuż frakcją dolną C2.

Aby otrzymać ten rezultat wypełnienie musi gwarantować bardzo niskie spadki ciśnienia (najwyżej 5-10 mm Hg) dla każdego pakietu i posiadać mocno rozwiniętą powierzchnię kontaktową gazu i cieczy. Niezwykle pozytywny rezultat osiągnięto wykorzystując wypełnienie metalowymi blaszkami ułożonymi w harmonijkę, w ten sposób, że utworzyły kanały zygzakowate przez które unosi się para o wymiarach średnich od jednego do kilku centymetrów. Wypełnienie tego typu, wykonane ze stali nierdzewnej zostało wyprodukowane przez firmę Glitsch Italiana z Campoverde di Aprilia (region Latiny) we Włoszech, powszechnie znane na rynku pod nazwą handlową GEMPACK.

Frakcja ciekła zebrana na górnej półce 26, a więc na tej, która jest poniżej pierwszej warstwy wypełnienia 25, zostaje podana przez pompę 27 do strefy znajdującej się bezpośrednio pod półką i po uprzednim ostudzeniu w wymienniku wody 28 u szczytu kolumny 21. Część przekraczająca zapotrzebowanie zbiera się w Cl jako gaz ciekły nadający się do wprowadzenia w obieg handlowy razem ze strumieniem B2 oddzielonym w poprzedniej fazie destylacji próżniowej.

Frakcje ciekłe zebrane na dwóch niższych półkach są podawane za pomocą pompy obiegowej 28 do tej części kolumny, która znajduje się bezpośrednio pod wspomnianymi półkami. Część przekraczająca zapotrzebowanie zostaje skierowana do kolumienki strippingu 29 składającej się z trzech oddzielnych części, do której dochodzi również bezpośrednio frakcja zebrana na półce niższej 26. W trzech częściach kolumienki strippingowej 29, trzy frakcje zostają dodatkowo opuszczane w celu poprawienia efektywności oddzielania, strumieniem pary pochodzącej z linii VAP i przegrzanym w piecu 20.

Frakcje zebrane w stripperze 29 zostająna koniec wysłane przez pompy 30 do zbiorników gromadzących oleje po uprzednim ochłodzeniu w wymiennikach powietrznych 31.

171 473

Analogicznie jak to było widoczne w poprzedniej fazie procesu, strumienie pochodzące z inzektora głównego 22 i inżektorów pomocniczych 23 zawierających parę otrzymanąw procesie, nieskraplające się gazy i pary gazu ciekłego, zostają skroplone w chłodnicach wodnych 32, a następnie zebrane w grawitacyjnym rozdzielaczu fazowym 33. Z rozdzielacza 33 odbiera się część fazy C1 gazu ciekłego, który wyciekł z góry kolumny, gazy które się nie skraplają skierowane do GAS, a potem do pieca paliwowego w celu wyeliminowania możliwych gazów zanieczyszczających środowisko i wreszcie strumień 34 wody powstałej w procesie, który zostaje ponownie wprowadzony do obiegu w kotłach produkujących parę, po ewentualnym uprzednim oczyszczeniu z substancji zanieczyszczających środowisko.

Frakcje olejów oczyszczonych otrzymane w ten sposób - C3/I olejów ciężkich, C3/II olejów średnich i C3/III olejów lekkich zostają skierowane do urządzenia, w którym następuje końcowe odbarwianie ziemiami lub wodorem, tak aby nadawały się do sprzedaży.

Strumień C2 asfaltów, dzięki całkowitemu braku rozpuszczalników i przez fakt zawierania, jako nośnik substancji szkodliwych dla środowiska, frakcji olejów bardzo ciężkich i lepkich (bright stock), może być sprzedawany po interesujących cenach do budowy bitumicznych nawierzchni drogowych, którym nadaje cechy elastomeryczne i asonoryzacyjne.

Proces oczyszczania olejówprzepracowanych stanowiący niniejszy wynalazekjest szczególnie korzystny w porównaniu ze znanymi procesami. Wynika to ze znacznego uproszczenia instalacji, a więc obniżenia kosztów jej budowy z jednej strony, zmniejszonej konieczności okresowej konserwacji dzięki wstępnemu oczyszczaniu zasadowemu i całkowitej nieobecności części ruchomych.

Również z punktu widzenia kosztów eksploatacji, proces niniejszego wynalazku jest konkurencyjny jak to widać z tabeli na fig. 6. Z tabeli tej można wyczytać, że koszty zużytych materiałów jak również i te związane z eliminacją produktów odpadowych, stanowią 25% kosztów procesu z użyciem kwasu i 60% kosztów procesu z zastosowaniem propanu.

Produkty odpadowe końcowego procesu złożone sąjedynie z wody oddzielonej od olejów w fazie destylacji próżniowej. Taka woda stanowi niewielki ułamek, około 4%, początkowego zasilania i w każdym razie, jak to widać wyżej, nie stwarza problemów ekologicznych.

171 473

F1G.2

171 473

ΝαΟΗ

Β	Βι 4
κ
Β2 2)
	Ba

C	Ci 5.7
Ν
C2 13.1 )
	C3

171 473

F1G.4

Cs/l C3/H C3/H

171 473

ZUŻYCIE PRODUKTÓW	RODZA.	J INSTALAJII
/na tonę przepracowanego	oleju/	kwasowa	propanowa	wd^ałaSku
Gaz ziemny	m³	160,2	215,8	98,61
Prąd elektryczny	kWh	75,6	102	58,53
Dodatki	USD	3,44	4,9	2
Odczynniki	kg			17
Propan	kg		5
Kwas	kg	178,3		...
Azot	kg	2,5	2,5	2,35
Ziemia odbarwiająca	kg	88,9.....	119,4	81,5
Papier,filtry itp.	USD	2,08	1	2
Ziemia zużyta	kg	239,8	190,67	131
Kwaśne szlamy	kg	356,25	-	-
KOSZTY CAŁKOWITE /na tonę pracowanego oleju /	prze- USD	200	100	60

WYDAJNOŚĆ	58,2 %	68,79%	72%

KOSZTY CAŁKOWITE /na tonę wyprodukowanego przerafinowanego olejulJSE	344	145	83

WARTOŚCI INFORMACYJNE

Gaz ziemny	USD/_m3-0,18	Azot	USD/kg-0,37
Prąd elektryczny	USD/kWh-0,095	Ziemia odbarwiająca	USD/kg-0,25
Odczynniki	USD/kg-0,16	Eliminowanie ziemi zużytej	USD/kg-0,056
Propan	USD/kg-0,45	Eliminowanie kwaśnych szlamów	USD/kg-0,28
Kwas	USD/kg-0,12

FIG.6

171 473

Α4

89.20

Η 2 SOz,

Departament Wydawnictw UP RP. Nakład 90 egz. Cena 4,00 zł

Claims

Zastrzeżenia patentowe

I. Sposób oczyszczania olejów przepracowanych, znamienny tym, że po wstępnym oczyszczeniu przeprowadza się dalszą obróbkę olejów w trzech fazach w jednej jedynej kolumnie, przy czym w pierwszej fazie do olejów przepracowanych, które tłoczy się w kierunku kolumny destylacji próżniowej, doprowadza się odczynnik silnie zasadowy, który dodaje się do przepracowanych olejów i miesza się z nimi, przed operacją destylacji próżniowej w kolumnie, a następnie, w drugiej fazie zmieszaną ciecz podgrzewa się wstępnie w wymienniku ciepła, po czym przeprowadza się dekantację olejów polegającą na okresowym usuwaniu zmydlonych kwasów tłuszczowych i innych straconych części z przepływu odwodnionych olejów przez odbieralnik zbiornika, przed destylacyjną kolumnę próżniową, a następnie w trzeciej fazie w destylacyjnej kolumnie próżniowej oddziela się ciekłą fazę zawierającą bardzo ciężkie frakcje oleju i wszystkie zanieczyszczenia zawierające wielkocząsteczkowe polimery i metale ciężkie.
2. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, że destylację frakcyjną przeprowadza się w czterostopniowej kolumnie frakcyjnej z wypełnieniem o spadku ciśnienia w sumie nie większym niż 40 mm Hg.
3. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, że destylację frakcyjną przeprowadza się w czterostopniowej kolumnie frakcyjnej z wypełnieniem o spadku ciśnienia w sumie nie większym niż 20 mm Hg.
4. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, że destylowaną frakcyjnie ciecz przeprowadza się przez metalowe blaszki ułożone harmonijnie, jedna obok drugiej w rzędach stanowiąc wypełnienie kolumny.
5. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, że ostatnią fazę procesu polegającą na oddzielaniu ciekłej fazy z ciężkimi frakcjami oleju i zanieczyszczeniami z wielkocząsteczkowymi polimerami i metalami ciężkimi zasila się poprzez rozpylanie odśrodkowe urządzeniem cyklonowym umieszczonym w dolnej części kolumny destylacji frakcjonowanej.
6. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, że rozpylanie odśrodkowe w kolumnie destylacyjnej wykonuje się za pomocą otwartego kanału w formie spirali obiegającej główną rurę, którą płyną ogrzane oleje i która połączona jest z górną częścią kolumny.
7. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, że czynnikiem silnie zasadowym jest NaOH.
8. Sposób według zastrz. 7, znamienny tym, że odczynnika używa się w ilości wystarczającej do utrzymania pH olejów odwodnionych przy wyjściu z fazy destylacji próżniowej, w przedziale między 10 i 13 a najlepiej 11,8 i 12,8.
9. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, że dekantację przeprowadza się w zbiorniku umiejscowionym pomiędzy odcinkiem, gdzie przebiega proces destylacji próżniowej a kolumną destylacji fracjonowanej i gdzie czas przewidziany na dekantację wynosi co najmniej 48 godzin.
10. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, że frakcje olejów zdatnych do użytku, pobiera się z kolumny destylacji frakcjonowanej i poddaje się obróbce w kolumnie strippingowej zanim zostaną skierowane do procesu odbarwiania.

II. SposSb wedłwg zastrz. 1, znamienny tym , że proces odb arwiiaria odbywa się z zastosowaniem ziem odbarwiających.
12. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, że proces odbarwiania przeprowadza się z użyciem wodoru.