DE2408240C3

DE2408240C3 - Verfahren und Vorrichtung zur Aufarbeitung von Altölen

Info

Publication number: DE2408240C3
Application number: DE2408240A
Authority: DE
Inventors: Fernand Chelles Cleron; Andre Dr.-Ing. Paris Troesch
Original assignee: PARISIENNE DES LUBRIFIANTS NATIONAUX ET DES ENTREPOTS D'HYDROCARBURES AUBERVILLIERS (FRANKREICH) Ste
Current assignee: PARISIENNE DES LUBRIFIANTS NATIONAUX ET DES ENTREPOTS D'HYDROCARBURES AUBERVILLIERS (FRANKREICH) Ste
Priority date: 1973-03-01
Filing date: 1974-02-21
Publication date: 1979-08-23
Also published as: BE811171A; FR2219969B1; ES423724A1; GB1467822A; NO138341B; DE2408240A1; NL173767C; IT1008893B; FR2219969A1; NL173767B; IL44239A; BR7401441D0; NO740692L; CH592136A5; NO138341C; DE2408240B2; SE402309B; IL44239A0; JPS5024301A; NL7402340A

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur Aufarbeitung von Altölen, insbesondere von gebrauchten Motorölen und industriellen Schmierölen sowie auf

ι j eine Vorrichtung zur Durchführung dieses Verfahrens.

Es sind bereits Verfahren zur Aufarbeitung von Altölen durch Wärmebehandlung und/oder durch Behandlung mit chemischen Mitteln bekannt Alle diese Verfahren ergeben jedoch keine befriedigenden Ergeb-

2» nisse, da die mit ihnen erreichbare Entfernung der Sedimente nicht so vollständig ist, als daß die so gereinigten Öle für eine letzte Schlußreinigung z. B. durch eine Destillation unter Anfall nur geringer Rückstandsmengen geeignet wären.

2ϊ Darüber hinaus sind die bekannten Verfahren mit dem Problem der Beseitigung der bei ihrer Durchführung anfallenden flüchtigen Bestandteile und Rückstände behaftet, so daß sie zu Umweltschutzproblemen führen, die nach Möglichkeit zu vermeiden sind.

in Insbesondere ist ein Verfahren zur Vorbehandlung von Altschmierölen vor ihrer Regeneration bekannt, das im wesentlichen eine Wärmebehandlung des Altöls in einem Röhrenofen bei einer Temperatur zwischen 260 und 360° C, vorzugsweise zwischen 280 und 340° C

)) während 15 bis 110 Minuten und anschließende Abtrennung der festen Verunreinigungen durch Filtrieren oder Zentrifugieren vorsieht. Vor der Wärmebehandlung oder darauffolgend kann dem Altöl ein Filtrationshilfsstoff, zweckmäßigerweise Bleicherde,

4» beigemischt werden. Die Wärmebehandlung erfolgt im wesentlichen bei Atmosphärendruck.

Die Duichführbarkeit dieses Verfahrens ist je nach Geschwindigkeit, mit der die Altöle durch den Röhrenofen geführt werden, zufolge erheblicher Ab-

4^r) lagerungen und Anbackungen von Blei und vercrackten Kohlenwasserstoffen in den Rohren des Ofens mit allergrößten Schwierigkeiten verbunden und der erzielbare Aufarbeitungseffekt unbefriedigend.
Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist demge-

■Ί<> maß ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Aufarbeitung von Altölen, die zu so vollständig von Sedimenten befreiten ölen führt, daß sie für eine Schlußreinigung uneingeschränkt geeignet sind, und zwar sowohl für eine Raffination wie auch für eine Destillation unter

Ti Anfall geringer Rückstandsmengen. Im übrigen ist das Verfahren gemäß der Erfindung durch keinerlei Umweltschutzprobleme belastet.

Erfindungsgemäß erfolgt die Aufarbeitung der Altöle in der Weise, daß man diese einer thermischen

W) Behandlung bei einer Temperatur von 325—400°C unter einem Druck von 1—6 Bar während einer Dauer von mindestens 15 Minuten unterwirft, einen Teil des Öles kontinuierlich aus der Behandlungsstule abzieht und nach Wiederaufheizen im Kreislauf in die

hi Behandlungsslufe zurückführt, während man aus einem weiteren Teil des behandelten Öles die Rückstandssedimente abtrennt und diese zwecks Wiederaufheizung des im Kreislauf geführten Öles verbrennt.

Gemäß einer besonders vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung führt man die Abtrennung der Rückstände durch Filtration der behandelten öle mit Hilfe von zellulosehaltigen Produkten durch und verwendet die dadurch anfallenden verunreinigten Filtermaterialien für die Wiederaufheizung der im Kreislauf geführten öle.

Gegenstand der Erfindung ist darüber hinaus eine Vorrichtung zur Durchführung des vorstehend gekennzeichneten Verfahrens, die aus einem Reaktor für die thermische Behandlung der Öle besteht, ferner aus einem für die Wiederaufheizung der im Kreislauf geführten öle geeigneten Aufheizofen, der mit dem besagten Reaktor in Verbindung steht und der Einrichtungen für die Verbrennung der Rückstandssedimente aus den behandelten ölen sowie gegebenenfalls der bei der thermischen Behandlung frei werdenden flüchtigen Bestandteile besitzt Die Anlage besteht schließlich noch aus einer Vorrichtung zur Abtrennung der Rückstandssedimente aus den behandelten Ölen.

Gemäß einer bewährten Ausführungsform der Erfindung dient als Vorrichtung zur Abtrennung der Sedimentationsrückstände ein Filter. Auch sind Zentrifugen geeignet.

Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung sollen im Laufe der nachfolgenden Beschreibung aufgezeigt werden.

Die Zeichnung gibt beispielsweise eine schematische Darstellung einer Vorrichtung für die Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens wieder.

Danach wird ein Altöl, z. B. gebrauchtes Motorenöl oder Schmieröl, die die üblichen Zusätze enthalten können, über Leitung 1, Pumpe 2 und Leitung 3 dem Wärmeaustauscher 4 zugeführt. An Leitung 3 ist gegebenenfalls eine Zuleitung 5 angeschlossen, in die man erwünschtenfalls Agenzien und/oder Reaktionshilfsmittel einführen kann. Hierfür kommen in Frage:

Soda oder Kaik (etwa bis zu 3 Gew.-% — bezogen auf das öl —), anorganische oder organische Säuren (etwa bis zu 2 Gew.-% — bezogen auf das öl —), Salze wie Zinkchlorid und Zinnchlorid, Oxydationsmittel, Tenside und dergleichen.

Die Einführung derartiger Mittel ist für die erfolgreiche Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens nicht erforderlich. Sie kann aber in besonderen Fällen für die Abscheidung der Sedimente nützlich sein.

Im Wärmeaustauscher 4 wird das öl durch Wärmeaustausch mit dem bereits behandelten öl auf eine Temperatur erhitzt, die lediglich durch den Partialdruck des im öl enthaltenen Wassers begrenzt ist.

Nach Austritt aus dem Wärmeaustauscher 4 wird das öl in die Leitung 6 eingeführt, die aus dem Aufheizofen 7 kommt, wodurch das öl mit demjenigen Teil d°s bereits behandelten Öles vermischt wird, der aus der thermischen Behandlungsstufe abgezogen und nach Aufheizung im Kreislauf in die Behandlungsstufe zurückgeführt wird.

Das Gemisch aus Altöl und Kreislauföl gelangt in den Reaktor 8, in dem es mittels Verteiler 9 eingebracht wird.

In dem Reaktor 9 wird das öl bei einer Temperatur von 325—40O⁰C. vorzugsweise bei 350—380⁰C. und unter einem Druck von 1—6 Bar, vorzugsweise 2 — 5 Bar, der thermischen Behandlung unterworfen.

Die Verweilzeit des Öles im Reaktor 8 muß mindestens 15 Minuten betragen. Sie liegt vorteilhafterweise zwischen 15 und 30 Minuten.

als 30 Minuten zweckmäßig sein.

Das im Reaktor 8 behandelte Öl wird über Leitung 10 und Pumpe 11 abgeführt und in zwei Teile aufgeteilt

Der eine Teil des behandelten Öies wird über Leitung 12 dem Aufheizofen 7 zugeführt, aus dem es im Kreislauf dem Reaktor 8 zugeführt wird, während ein weiterer Teil des behandelten Öles über Wärmeaustauscher 4 und Leitung 13 dem für die Abtrennung der Rückstandssedimente vorgesehenen Separator 14 zügeln führt wird.

Der Kreislauf des behandelten Öles wird jedenfalls so geregelt, daß für das Altöl eine ausreichende Verweilzeit im Reaktor zustande kommt Demgemäß liegt der Anteil an Kreislauföl im allgemeinen zwischen 5 und 20, Ii vorzugsweise zwischen 8 und 12 Prozent Wenn die Menge an zu behandelndem Öl = A beträgt, die in die Anlage über Leitung 1 eingeführt wird und die Menge an Kreislauföl in der Leitung 12 B beträgt, so ist demnach

5 A < B < 20 A; vorzugsweise
8Λ < B< \2A.

Der Aufheizofen 7, dessen Aufgabe es ist, die Aufheizung des Kreislauföles auf die Behandlungstem-.'■> peratur im Reaktor 8 zu bewirken, ist mit einem Brenner 15 ausgestattet, der die Verbrennung der Sedimentrückstände gestattet, die aus dem Separator 14 abgezogen werden, was schematisch durch Leitung 16 dargestellt ist.

»ι Zu diesem Zweck können die Rückstände z. B. mit den wäßrigen Leichtölen emulgiert werden die aus dem Reaktor 8 über Kopf abgezogen und über Leitung 25 dem Brenner 15 zugeführt werden können. Die Gewinnung dieser wäßrigen Leichtöle soll später näher ü erläutert werden.

Man erreicht in dem Atifheizofen 7 eine Temperatur in der Größenordnung von 1000°C, die ausreicht, um eine vollständige Zerstörung aller Verunreinigungen ohne deren Verbrennung zu erreichen. Diese Verunrei-4ü nigungen findet man später in den Sedimentrückständen und in den wäßrigen Leichtölen wieder.

Der Separator 14 kann eine Zentrifuge oder ein Filter sein. Letzteres ist besonders geeignet.

Die Abtrennung der Sedimentrückstände erfolgt Ii vorteilhafterweise unter Verwendung von Filterhilfsmitteln, insbesondere von Zellulose-Produkten, wie z. B. Holzmehl oder andere geeignete brennbare Mittel, die man über Leitung 17 in den Separator einfüllt

In diesem Fall besteht die gebrauchte Filtermasse, die ■in für die Beschickung des Aufheizofens dient, aus dem betreffenden Filterhilfsmittel und den Sedimentrückständen des behandelten Öles.

Die Filtration erfolgt vorzugsweise bei einer Temperatur von 40-160° C.

ü Das von Rückständen befreite öl verläßt den Separator 14 über Leitung 18 und ist ohne Einschränkung für eine Schlußreinigung geeignet.

Zu der Funktion des Reaktors 9 ist noch zu bemerken,

daß die leichten ölfraktionen diesen über Kopf durch

Wi Leitung 19 verlassen und nach ihrer Kondensation im Kondensator 20 im Abscheidebehälter 21 in eine wäßrige Schicht und in eine Schicht leichten Öles getrennt werden, woraufhin letztere über Leitung 22 und Pumpe 23 in den oberen Teil des Reaktors

hi zurückgeführt werden. Ein Teil dieses Üles wird über Leitung 24 aus diesem Kreislauf abgezogen. Man regelt den Rückfluß im oberen Teil des Reaktors in der Weise,

]n besonderen Fö.Uen k.;\nn eine VerwpiWeit von ni^b** dnß eine gewisse Men^e üü Leichtöl in der Behend-

lungsstufe verbleibt; denn die Anwesenheit eines solchen Anteiles erleichtert die spätere Abtrennung der Rückstände.

Die wäßrige Ölfntkiion wird vom Abscheider 21 über Leitt'n,· 25 abgezogen und zum Brenner '^ des AuTheizofens 7 abgeführt.

Mit Hilfe des erfindungsgemäßen Verfahrens gelingt es, die Sedimente von Altölen durch Zerstörung und Abbau so vollständig aus den ölen zu beseitigen, daß man zu ölen hoher Reinheit gelangt, die selbst nach längerem Stehen weder eine Undurchsichligkeit zeigen, noch eine Kranzbildung bei einer Fleckenprobe verursachen, vgl. hierzu insbesondere die Schrift: »Les huiles pourotuers et Ie graissage des meteurs« von A. Schilling, Band 1, Sehe 89 bis 91, und Band 2, Seile 332 bis 334, veröffentlicht vom Institut Francais du Petrole, 1962.

Die erfindungsgemäß gereinigten öle sind demgemäß für eine beliebige klassische Schlußreinigung zum Beispiel durch Raffination oder Destillation geeignet, und zwar insbesondere für eine Destillation unter Anfall

Tabelle

geringer Rückstandsmengen, die mit den bük^ünlef Aufarbeitungsverfahren liiciit ohne weiteres mit Erioig anwendbar ist. Darüber hinaus ist das erfindungsgemä ße Verfahren besonders vorteilhaft im Hinblick auf die Beherrschung der stets anfallenden Rückstände (Sedi mtntationsrückstände und wäßrige Ölfraktion). Diese Rückstände werden durch ihre Verbrennung irr Aufheizten 7 vollständig verbrannt und dabei ir Wärmeenergie übergeführt, wobei gleichzeitig niehl umweltfeindliche Produkte entstehen, nämlich anorganische Asche und Brenngase.

Die nachfolgenden Beispiele sollen die Erfindung ohne deren Beschränkung näher erläutern. Zu den in der Tabelle aufgeführten Ölen und verschiedenartigen Produkten sind gleichzeitig mit den Ziffern diejenigen Stellen der Anlage angegeben, an denen sie bestimmt worden sind.

Alle erfindungsgemäß behandelten öle der Beispiele 1 —4 zeigen keine Flecken- oder Kranzbildung bei einer Fleckenprobe.

Versuchsnummer

Bedingungen im Reaktor 8

Temperatur, ° C 325

Druck, Bar 4

Dauer, Minute 30

Anteile

Altöl (1) 100

Behandeltes Öl (18) 88,7%

Leichtöl (24) 1,8%

Wäßriges öl (25) 4,0%

Rückstände 5,1%

Verluste 0,4%

350

100 89,0% 2.9% 2,7% 4,9% 0,5% 350

15

100
85,0%
3,0%
6,0%
5,7%
0,3%

375

20

100
87,8%
2,8%
4,1%
4,8%
0,5%

Kenndaten	Öl	öl	Öl	öl	öl	Öl	öl
öl	(18)	(1)	(18)	(1)	(18)	(1)	(18)
(1)

Dichte bei 15° C 0,900 0.884 0,898 0,887 0,902 0,885 0,897 0,885

Kinematische Zähigkeit 38,7 33,5 49,4 45.9 42,5 36,10 45,5 35,0

(Zentistock)bei50°C

Säurezahl 0,85 0,70 0,90 0,72 0,78 0,65 0,90 0,75

Asche 1,15% 0,12% 1,25% 0,17% 0,93% 0,22% 1,09% 0,19%

Flammpunkt 135⁰C 157"C 125°C 160⁰C 110⁰C 164°C 134°C 161°C

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Verfahren zur Aufarbeitung von Altölen, insbesondere von gebrauchten Motorölen und anderen industriellen Schmierölen durch eine thermische Behandlung derselben bei Temperaturen oberhalb 260⁰C während mindestens 15 Minuten und anschließende Abtrennung der abgeschiedenen festen Verunreinigungen, gegebenenfaiis in Gegenwart eines Filtrationshilfsmittels oder durch Zentrifugieren, dadurch gekennzeichnet, daß man Altöle einer thermischen Behandlung bei einer Temperatur von 325—400° C unter einem Druck von 1—6 Bar während einer Dauer von mindestens 15 Minuten unterwirft, einen Teil des Ö!s kontinuierlich aus der Behandlungsstufe abzieht und nach Wiederaufheizen im Kreislauf in die Behandlungsstufe zurückführt, während man aus einem weiteren Teil des behandelten Öls die Rückstandssedimente abtrennt und diese zwecks Wiederaufheizung des im Kreislauf geführten Öls verbrennt.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Rückstände durch Filtrieren oder Zentrifugieren abgetrennt werden.

3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß man die Abtrennung der Rückstände durch Filtration des behandelten Öls über Filterhilfsmittel, vorzugsweise zelluloshaltige Produkte vornimmt und die dadurch anfallenden verunreinigten Filtermaterialien durch Verbrennen für die Wiederaufheizung des im Kreislauf geführten Öles verwendet.

4. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß als Zellulose-Produkt Holzmehl verwendet wird.

5. Verfahren nach den Ansprüchen 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Behandlungstemperatur zwischen 350 und 380°C, der Druck zwischen 2 und 5 Bar und die Gesamtverweilzeit des Öles in der Behandlungsstufe zwischen 15 und 30 Minuten gehalten werden.

6. Verfahren nach den Ansprüchen 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß man vor der thermischen Behandlung dem Altöl Agenzien und/oder Reaktionshilfsmittel zusetzt.

7. Verfahren nach den Ansprüchen 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß man aus der Behandlungsstufe eine leichte Fraktion abdestilliert, in eine Leichtöl-Fraktion aufteilt, die man zumindest zum Teil in die Behandlungsstufe zurückführt, während man die übrige wäßrige Fraktion mit den Rückstandssedimenten vermischt, die der Wiederaufheizung des im Kreislauf geführten Öles dienen.

8. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens gemäß den Ansprüchen 1 bis 7, bestehend aus einem Reaktor für die thermische Behandlung von ölen, einem für die Wiederaufheizung der im Kreislauf geführten öle geeigneten Aufheizofen, der mit dem besagten Reaktor in Verbindung steht und Einrichtungen für die Verbrennung der Rückstandssedimente aus den behandelten ölen wie auch der bei der thermischen Behandlung frei werdenden wäßrigen Bestandteile besitzt, sowie einer Einrichtung zur Abtrennung der Rückstandssctümentc aus den behandelten ölen.

9. Vorrichtung gemäß Anspruch 8, bestehend aus Leitungen für die Abführung einer leicht siedenden Fraktion aus dem Reaktor, einer Einrichtung zum Auftrennen dieser Fraktion in eine leichte Ölfraktion und eine wäßrige Ölfraktion, ferner einer Leitung zur wenigstens teilweisen Rückführung der Leichtölfiaktion in den Reaktor und einer Leitung zsir Abführung einer wäßrigen ölfraktion zur Verbrennungseinrichtung des Aufheizofens.