RO116092B1

RO116092B1 - Procedeu si instalatie de regenerare a uleiurilor lubrifiante uzate

Info

Publication number: RO116092B1
Application number: RO95-01657A
Authority: RO
Inventors: Med MERCHAOUI; Naceur Khalef; Abdelhafidh Jaafar; Achour Ouazzane; Med Ali Boufahja; Salah Meziou
Original assignee: Tunisienne De Lubrifiants Sotu
Priority date: 1993-03-22
Filing date: 1994-03-21
Publication date: 2000-10-30
Also published as: UA39881C2; PL178021B1; FR2703067B1; OA10185A; DE69414699D1; FR2703067A1; DE69414699T2; ES2124879T5; BG63637B1; CA2159006C; EP0690903B2; CA2159006A1; EP0690903B1; DE69414699T3; BG100012A; HU9502763D0; HUT72015A; CZ290614B6; PL310803A1; ES2124879T3

Abstract

Inventia se refera la un procedeu si o instalatie de regenerare a uleiurilor lubrifiante uzate. Procedeul conform inventiei include urmatoarele etape de tratament: omogenizarea uleiurilor colectate si eliminarea acelora care nu satisfac unul dintre testele urmatoare respectiv, testul cu flacara pentru detectarea prezentei clorurilor, testul pentru detectarea combustibilului prin testul in picatura, testul cu soda caustica pentru detectarea prezentei acizilor grasi; preincalzirea la o temperatura de 120...250°C a uleiurilor ce urmeaza a fi regenerate; adaugarea unei baze tari, in solutie apoasa, in proportie de 1... 3% baza pura, in masa de ulei lubrifiant; deshidratarea si extractia hidrocarburilor usoare; extractia si recuperarea motorinei prin stripare; extractia impuritatilor prin distilare fractionata sub vid, rezultand pe de o parte, uleiuri de baza lubrifiante si un reziduu continand impuritatile, pe de alta parte. Instalatia pentru aplicarea procedeului de regenerare, conform inventiei, este formata dintr-un rezervor (2) de stocare a uleiurilor uzate, prevazut cu mijloace de amestecare si omogenizare, mijloace de preincalzire (3) a uleiurilor uzate, mijloace de amestecare (5) a bazei tari cu uleiurile uzate, o unitate de extractie (6) a apei si a hidrocarburilor usoare prin detenta, o unitate de extractie (8) a motorinei si mijloace de extractie (10, 14) a impuritatilor cuprinzand o unitate de distilare sub vid (10) care este legata la un evaporator (13) pentru evacuarea produsului de blaz.

Description

Invenția se referă la un procedeu și la o instalație de regenerare a uleiurilor lubrifiante uzate.

Este cunoscut că, uleiurile lubrifiante suferă în general modificări și alterări în timpul utilizării lor, fapt care implică reînoirea acestora mai mult sau mai puțin frecventă, iar eliminarea sau regenerarea acestor uleiuri uzate constituie până în prezent o sursă importantă de poluare, deoarece, după utilizare, acestea conțin în general reziduuri solide, reziduuri de ardere etc.

Până în prezent au fost aplicate diferite procedee de recuperare. Uleiurile degradate sunt mai întâi recuperate,iar apoi aceste uleiuri de origini diverse sunt uneori amestecate cu produse mai mult sau mai puțin străine, susceptibile de a perturba procedeele de regenerare.

Până în prezent, procedeele cele mai utilizate cuprind o etapă de tratare a uleiurilor uzate și recuperare cu acid sulfuric, urmate de neutralizare cu piatră de calcar și carbonat de sodiu, urmată apoi de decolorare cu pământ activ și filtrare.

Sunt cunoscute mai ales instalația și procedeul descrise în documentul GB-A-243666. Această instalație cuprinde două bacuri, care permit două tratamente, unul cu sodă, iar celălalt cu pământ, și două subansamble de centrifugare, care asigură separarea, unul a apei, iar celălalt de pământurile uzate, a uleiului de tratat, sau procedeul descris în documentul GB-A-202131. în acest procedeu de regenerare a uleiurilor uzate se efectuează o primă fază de deshidratare și de eliminare a hidrocarburilor clorurate într-un interval de temperatură cuprins între 10O și 2OO°C. Apoi este efectuat un tratament alcalin în sistem închis la 3OO°C cu un amestec de sodă și de hidroxid de potasiu. Apoi se efectuează o distilare sub vid termic, atingând o temperatură de 480°C.

Acest tip de procedee permit recuperarea unei părți din uleiurile uzate, dar prezintă următoarele dezavantaje :

- generează deșeuri nereutilizabile puternic poluante ;

- coeficientul de recuperare al instalațiilor industriale care aplică aceste procedee nu depășește 85%, iar costul lor de punere în aplicare este ridicat.

Sunt cunoscute de asemenea și alte procedee de recuperare bazate pe hidrofinisarea uleiului după tratament termic și distilarea sa sub vid. Hidrogenarea uleiului este realizată de niște catalizatori de hidrodesulfurare și de hidrodezazotare.

Aceste procedee prezintă dezavantajul că, în cursul aplicării lor catalizatorii se epuizează în mod progresiv și dau în final naștere unor produse nereutilizabile puternic poluante, iar costurile de operare sunt ridicate.

Problema tehnică pe care o rezolvă invenția o constituie elaborarea unui procedeu de regenerare a uleiurilor lubrifiante uzate, nepoluant, și a cărui punere în aplicare poate fi făcută în condiții optime din punct de vedere tehnic și economic și care să conducă la obținerea unui coeficient ridicat de recuperare a uleiului.

Conform invenției, procedeul include următoarele etape succesive de tratament:

- omogenizarea uleiurilor colectate și eliminarea acelora care nu satisfac unul dintre testele următoare, respectiv, testul cu flacără pentru detectarea prezenței clorurilor, testul cu sodă caustică pentru detectarea combustibilului prin testul în picătură, testul pentru detectarea prezenței acizilor grași ;

- preîncălzirea la o temperatruă de 120 ... 25O°C a uleiurilor ce urmează a fi regenerate;

RO 116092 Bl

- adăugarea unei baze tari în soluție apoasă, în proporție de 1 ... 3 % bază pură, în masa de ulei lubrifiant;

- deshidratarea și extracția hidrocarburilor ușoare ; 50

- extracția impurităților prin distilare fracționată sub vid, rezultând, pe de o parte, uleiuri de bază lubrifiante și un reziduu conținând impuritățile, pe de altă parte.

Instalația pentru aplicarea procedeului de regenerare a uleiurilor lubrifiante uzate este formată dintr-un rezervor de stocare a uleiurilor uzate, prevăzut cu mijloace de amestecare și omogenizare, mijloace de preîncălzire a uleiurilor uzate, mijloace de 55 stocare a bazei puternice pure, mijloace de amestecare a bazei puternice cu uleiurile uzate, o unitate de extracție a apei și a hidrocarburilor ușoare prin detentă, o unitate de extracție a motorinei și mijloace de extracție a impurităților cuprinzând o unitate de distilare sub vid, care este legată la un evaporator pentru evacuarea produsului de blaz. 60 în diferite moduri de realizare preferate, invenția prezintă caracteristicile următoare, considerate ca fiind luate în toate combinațiile lor posibile.

înainte de preîncălzire, uleiurile uzate sunt omogenizate.

în timpul etapei de preîncălzire, uleiurile de regenerare sunt aduse la o temperatură cuprinsă între 120 și 25O°C. Această temperatură este de preferință 65 cuprinsă între 140 și 16O°C.

Baza tare este în soluție apoasă și în proporție de 1 la 3% în masă de bază pură.

□ etapă de destindere (flash) realizată după adăugarea bazei puternice și înainte de extragerea impurităților asigură deshidratarea și extragerea hidrocarburilor 7 o ușoare din amestecul tratat.

Coloana de distilare sub vid cooperează cu un evaporator de consum al fundului de coloană.

Baza tare este hidroxid de sodiu și/sau hidroxid de potasiu.

Se descrie în continuare un exemplu de realizare a invenției, cu referire la 75 figură, care este o reprezentare schematică a instalației de regenerare a uleiurilor uzate, conform invenției.

Uleiurile uzate colectate pot avea origini diferite, poate fi vorba, de exemplu, ulei de motor, ulei de angrenaje sau ulei pentru instalații hidraulice, ulei de turbină etc.

Capacitatea acestor uleiuri de a fi tratate este verificată la intrarea în unitatea a o de regenerare.

Procedeul de regenerare conform invenției se referă în mod esențial la eliminarea componentelor ușoare, ca, de exemplu, a benzinei, motorinei și apei, dar nu permite eliminarea componentelor la fel de grele ca uleiurile, având astfel proprietăți fizice diferite. Ar putea fi vorba, de exemplu, de combustibil lichid a cărui eliminare 8 5 sau tratament nu ar putea fi obținut decât printr-un procedeu de rafinare complet.

Un conținut excesiv în clor al amestecurilor ar putea provoca o uzură prematură a instalației.

Uleiurile colectate conținând deci un procentaj prea ridicat de combustibil lichid, de acid gras sau de clor ar trebui eliminate. în scopul evaluării concentrațiilor acestor 90 compuși diferiți, se folosesc testele binecunoscute ca atare folosite în domeniu.

Printre acestea, poate fi citat testul “Chior Test” (test de clor] care permite detectarea prezenței clorurilor. 0 sârmă de cupru muiată în uleiul uzat este pus într-o flacără. Culoarea verzuie a flăcării indică prezența clorurilor.

RO 116092 Bl “Drop Test” (testul în picătură) permite detectarea prezenței combustibilului lichid. O picătură de ulei este depusă pe o hârtie cromatografică. O pată concentrică cu o aureolă gălbuie indică prezența combustibilului lichid.

“Fat Test” (testul de grăsime) permite detectarea prezenței acizilor grași în uleiuri. Se încălzește o cantitate de 2 ml ulei uzat în prezența unei pastile de sodă: când uleiul se încheagă, după răcire, aceasta indică prezența acizilor grași.

Uleiurile uzate colectate care au trecut cu succes aceste diferite teste sunt aduse într-un rezervor 2.

Acestea sunt apoi amestecate fie chiar în interiorul rezervorului, fie în timpul extracției lor, prin intermediul unor mijloace clasice, nereprezentate pe figură.

Uleiurile prelevate din rezervorul 2 sunt aduse la o temperatură cuprinsă între 120 și 25O°C și de preferință între 140 și 16O°C, prin intermediul unor mijloace de preîncălzire 3.

Apoi, este adusă dintr-un rezervor 4 de stocare o bază care este amestecată cu ajutorul unor mijloace 5 cu uleiurile uzate preîncălzite.

De preferință, la uleiurile uzate se adaugă o cantitate de bază pură cuprinsă între 1 și 3 % în masă.

Acest coeficient poate fi precizat în mod avantajos în funcție de calitatea uleiurilor uzate și de natura bazei utilizate.

Baza utilizată este o bază puternică, de preferință hidroxid de sodiu sau de potasiu. Se poate de asemenea prevedea utilizarea unui amestec al acestor baze.

Uleiurile uzate, aduse la o temperatură ridicată, la care s-a adăugat ba?¹puternică, alimentează o unitate 6 de extracție a apei și a hidrocarburilor ușoare prin destindere (flash). într-o asemenea unitate, evaporarea apei este produsă prin destinderea bruscă a amestecului în balon.

Apa și hidrocarburile ușoare sunt extrase, iar amestecul rămas este dirijat către o unitate 8 de extragere a motorinei (stripping). Această eliminare este realizată prin distilare într-o coloană de distilare.

Motorina 9 este evacuată în această etapă, iar amestecul rămas este condus către o coloană de distilare 10 care permite fracționarea amestecului în fracțiuni de ulei de bază lubrifiante și separarea reziduului în care sunt concentrate toate impuritățile.

Uleiurile de bază pot fi separate la diferite niveluri, conform numărului de fracțiuni dorit.

S-au obținut rezultate bune separând, pe de o parte, un ulei de bază de 150 Neutral 11 și un ulei de bază de 400 la 500 Neutral 12.

Coloana de distilare 10 este o coloană tradițională sub vid, care permite disocierea și extracția reziduurilor, care sunt dirijate către un balon de acumulare 14. Reziduurile sunt evacuate în această etapă și sunt susceptibile de a fi utilizate, de exemplu, cu gudron sau bitum pentru construcția drumurilor. Acestea pot fi de asemenea utilizate ca combustibili.

Coloana de distilare sub vid 10 este asociată de preferință unui evaporator de consuma al fundului de coloană 13, care permite ameliorarea eficacității sale. 0 parte a energiei necesare ridicării temperaturii uleiurilor uzate înainte de adăugarea bazei pure provine, de preferință, din recuperarea energiei termice a fracțiunilor de ulei lubrifiante 11,12 de la ieșirea coloanei 10.

RO 116092 Bl

Uleiurile uzate sunt filtrate în mod avantajos în timpul recuperării și în timpul ieșirii din rezervorul de stocare 2, astfel încât să se elimine particulele solide pe care le pot conține.

Diferite pompe, nereprezentate, asigură circulația amestecului și a produselor extrase prin instalația descrisă.

Procedeul și instalația conform invenției permit, deci, obținerea, pornind de la uleiurile uzate, a uleiurilor de bază de diferite calități, reutilizabile, a unor reziduuri utilizabile, apă, hidrocarburi ușoare și motorină.

Toate produsele obținute sunt deci reutilizabile, acesta fiind motivul pentru care acest procedeu permite evitarea principalelor riscuri de poluare.

Acest procedeu permite obținerea unui coeficient minim de recuperare de 90 %. Acest coeficient de recuperare este raportul în masă al cantităților de uleiuri recuperate prin acest procedeu industrial, față de cele al uleiurilor recuperate în laborator, în condiții în mod optim independența de orice considerent de ordin economic.

într-un exemplu de realizare alternativ, eliminarea deșeurilor este realizată printr-un procedeu de centrifugare.

Cele două moduri de eliminare a deșeurilor, coloană de distilare și centrifugare, pot fi combinate.

Exemplul de realizare preferat pune în aplicare coloana de distilare sub vid, asociată cu un evaporator de consum al fundului de coloană. Este astfel posibilă obținerea unui coeficient înalt de recuperare pe fracțiune de ulei de bază lubrifiant, diminuarea costurilor de producție și de exploatare față de alte procedee de regenerare cunoscute, obținere a uleiurilor regenerate la fel de performante ca și uleiurile de bază noi și eliminarea din acestea a cvasitotalității metalelor.

în plus, toate impuritățile sunt conținute în reziduurile acestora, care, după cum s-a arătat deja, sunt ușor de valorificat.

Instalația, conform invenției, poate fi pusă în aplicare cu ușurință în cele mai bune condiții de fiabilitate.

Exemplul ilustrat prin cifre, care urmează, pune în evidență aplicarea invenției.

La a) s-a indicat rezultatul distilării sub vid a uleiurilor uzate în laborator, cu furnizarea componentelor și caracteristicile precise ale acestora.

La b] s-a reprezentat rezultatul distilării obținute printr-un procedeu anterior, fără adaosul bazei, acest procedeu trebuie, conform stadiului anterior al tehnicii, să fie urmat de tratamentul chimic de finisare, printr-un procedeu tradițional cu acid și cu pământ căruia i-au fost indicate mai sus inconvenientele. Rezultatele acestui tratament sunt reprezentate în c).

La d] s-a reprezentat regenerarea uleiurilor conform procedeului industrial revendicat.

în aceste tabele, produsele sunt componentele recuperate, în care :

Rdt reprezintă randamentul acestora (raport în masă a cantității recuperate față de cantitatea inițială de ulei uzat de regenerat],

TAN reprezintă aciditatea acestora (indice de aciditate],

VIS 40°C reprezintă viscozitatea acestora la 4O°C exprimată în centristock.

Culoarea este exprimată față de culorile de referință normalizate. Cu cât valoarea numerică indicată este mai mică, cu atât este mai bună culoarea, iar aspectul este o indicație calitativă.

145

150

155

160

165

170

175

180

RO 116092 Bl

Ba reprezintă bariul, Ca, calciul, Pb, plumbul, Zn, zincul, P, fosforul, Cr, cromul, Fe, fierul, iar Si, siliciul.

Comparația tabelului c) cu tabelul d) pune în evidență calitatea superioară a fracțiunilor de ulei de bază obținute conform invenției. în particular, conținutul de metale în uleiurile recuperate este mai mic, iar randamentul este mai mare. în plus, ansamblul fracțiunilor este cu ușurință reutilizabil.

încercările motoarelor cu uleiurile regenerate conform invenției au demonstrat echivalența acestora cu uleiurile noi. Acestea sunt mai performante decât cele regenerate prin procedeele cunoscute.

Semnele de referință introduse după caracteristicile tehnice menționate în revendicări au ca singur scop facilitarea înțelegerii acestora din urmă, nelimitând în nici un mod întinderea protecției.

A] Distilarea uleiurilor uzate în laborator:

PRODUSE	EdL (%)	TAN (mgKOH/g)	VIS 40°C (cSt)	CULOARE	ASPECT
Motorină	4,06	2,01	2,97	5
Fracț. ușoară	23,15	0,75	27,05	4	tulbure
Fracț.grea	43,30	0,49	74,8	4,5	tulbure
Reziduu	19,60	-	-	-	-
Apă+Benzină	8,39	-	-	-	-
Pierderi	1,50	-	-	-	-

Randament al distilării : 66,45 %.

b) Distilarea uleiurilor uzate în uzină fără pretratament alcalin (Stadiul anterior al tehnicii):

PRODUSE	Rdt	TAN (mgKOH/g)	VIS 40°C (cSt)	CULOARE	ASPECT
Motorină	6,99	4,70	3,70	5	tulbure
Fracț. ușoară	12,40	0,10	30,57	4	tulbure
Fracț.grea	49,95	0,41	75,98	4,5	-
Reziduu	20,27	-	-	-
Apă+Benzină+ Pierderi (dist.)	10,39	-	-	-	-
Conținut în metal (ppm)

RO 116092 Bl

Tabel [continuare)

225

	Ba	Ca	Pb	Zn	P	Cr	Fe	Si
Ulei uzat	8	692	1138	694	704	5	84	77
Fracț. ușoară	2	1	6	1	8	0,5	□,5	26
Fracț.grea	2	1	5	1	5	0,5	0,5	6
Motorină	2	1	39	2	101	0,5	8	327
Reziduu	85	4901	2529	3469	2570	36	652	228

230

Randament al distilării : 62,35 %.

c) Regenerarea uleiurilor uzate în uzină, conform procedeului acid/ pământuri 235

- [Stadiul anterior al tehnicii]

PRODUSE	Rdt	TAN	VIS 40°C	CULOARE	ASPECT
Motorină (fără trat.)	6,99	4,70	3,70	5	tulbure
Fracț. ușoară	11,16	0,01	30,04	1,5	C+B
Fracț.grea	44,05	0,05	75,85	3	C+B
Reziduu	20,27	-	-	-
Apă+Benzină+ Pierderi (dist.)	10,39	-	-	-	-
Pierderi trat. chimic [ppm]	7,14	-	-	-	-
Conținut în metale (ppm)
	Ba	Ca	Pb	Zn	P	Cr	Fe	Si
Fracț. ușoară	2	1	5	1	5	0,5	0,5	5
Fracție grea	2	1	5	1	5	0,5	0,5	5

255

Randament al regenerării : 55,21 %.

Coeficient de recuperare: 83,09 % [calculat în raport cu distilarea în laborator fără pretratament).

d) Regenerare a uleiurilor în uzină, conform invenției:

PRODUSE	Rdt (%)	TAN (mgKOH/g)	VIS 40°C (cSt)	CULOARE	ASPECT
Motorină	5,41	0,02	6,02	1,5	C+B
Fracț. ușoară	12,77	0,01	33,89	2	C+B

RO 116092 Bl

Tabel (continuare)

Fracț.grea	49,99	0,01	84,91	2,5	-
Reziduu	20,44	-	-	-	-
Apă+Benzină +Pierderi (dist.)	11,39	-	-	-	-
Conținut în metal (ppm)
	Ba	Ca	Pb	Zn	P	Cr	Fe	Si
Fracț. ușoară	2	1	2	1	5	0,5	0,5	3
Fracț.grea	2	1	2	1	5	0,5	0,5	3
Motorină	2	' 1	6	1	95	0.5	1	122
Reziduu	132	7624	2788	3500	2644	40	664	279

Randament al regenerării : 62,76 %. ,

Coeficient de recuperare : 94,45 % (calculat în raport cu distilarea în laborator fără pretratament).

Claims

1. Procedeu de regenerare a uleiurilor lubrifiante uzate, cuprinzând o etapă de tratare cu o bază puternică, caracterizat prin aceea că include următoarele etape succesive de tratament:

- omogenizarea uleiurilor colectate și eliminarea acelora care nu satisfac unul dintre testele următoare, respectiv, testul cu flacără pentru detectarea prezentei clorurilor, testul pentru detectarea combustibilului prin testul în picătură, testul cu sodă caustică pentru detectarea prezenței acizilor grași ;

- preîncălzirea la o temperatură de 120 ... 25O°C a uleiurilor ce urmează a fi regenerate ;

- deshidratarea și extracția hidrocarburilor ușoare ;

2. Procedeu, conform revendicării 1, caracterizat prin aceea că baza tare este hidroxid de sodiu și/sau hidroxid de potasiu.

3. Procedeu, conform revendicărilor 1 și 2, caracterizat prin aceea că baza tare este hidroxid de sodiu ;

4. Procedeu, conform revendicării 1, caracterizat prin aceea că etapa de deshidratare și extracție a hidrocarburilor ușoare se efectuează prin destindere.

5. Procedeu, conform revendicării 1, caracterizat prin aceea că temperatura de preîncălzire este de 140 ... 16O°C.

RO 116092 Bl

6. Instalație pentru aplicarea procedeului de regenerare a uleiurilor lubrifiante uzate, definit în revendicarea 1, caracterizată prin aceea că este formată dintr-un rezervor (2] de stocare a uleiurilor uzate, prevăzut cu mijloace de amestecare și omogenizare, mijloace de preîncălzir (3) a uleiurilor uzate, mijloace de stocare (4) a bazei tari în stare pură, mijloace de amestecare (5) a bazei tari cu uleiurile uzate, o unitate (6) de extracție a apei și a hidrocarburilor ușoare prin detentă, o unitate de extracție (8) a motorinei și mijloace de extracție (10, 14) a impurităților, cuprinzând o unitate de distilare sub vid (10), care este legată la un evaporator (13) pentru evacuarea produsului de blaz.