DE4205885C1 - System for sepg. oil slops or emulsions into water, petrol, oil and solids - in which slop oil is heated in circuit comprising heater, column and pump and slop oil from bottom of column is cooled and sepd. into clean oil phase and solid phase - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Trennung von Slopölen oder Ölemulsionen in Wasser, Benzin, Öl und Feststoffe.

Slopöle oder Ölemulsionen enthalten unverbrannte Kohlenwasserstoffe, wie Benzine, Leichtöle, Altöle oder Erdöle, Wasser- und Feststoffe, Kohlenstoffe in feinverteilter Form sowie Sand. Sie entstehen zumeist aus Rückständen bei der Reinigung mittels Wasser von Wärmeaustauschern von Raffinerieapparaten und Rohrleitungen. Slopöle sind zumeist zähe anfallende Öle mit den vorgenannten Bestandteilen.

Nach dem bisherigen Stand der Technik hat man versucht, diese Slopöle in einem Dreiphasendekanter bei ca. 20°C in Öle, Wasser und Feststoff zu trennen. Davon sind die Öle etwa von 7% bis 10% wieder verwendbar. Das zu 88% anfallende Wasser hingegen mit einer oben schwimmenden Emulsion, die im Dreiphasendekanter nicht vom Wasser trennbar ist, muß entsorgt werden. Diese Emulsionsphase besteht aus Kohlenwasserstoffresten in feinverteilter Form, ferner aus Ölen und aus Wasser. Die Emulsion schwimmt als schwarzer Schaum obendrauf, wodurch dieses Wasser nicht in natürliche Wege abgeleitet werden kann, ohne deren Biologie zu zerstören.

In einem weiteren durch offenkundige Vorbenutzung bekannt gewordenen Verfahren wurde versucht, mittels einer Destillation die Slopöle zu trennen, wobei jedoch lediglich die leicht siedenden Bestandteile, wie Benzin, nichtkondensierbare Gase sowie Wasserdampf ausgetrieben werden konnten. Im Sumpf einer Destillationskolonne oder eines Verdampfers verbleiben die voneinander nicht getrennten Schweröle und die Feststoffe.

Bei diesen Verfahren hat es sich als besonders nachteilig erwiesen, daß die Heizflächen durch den Feststoff in Verbindung mit den Restölen sehr schnell verschmutzen und die Destillation zur Reinigung der Heizflächen unterbrochen werden muß, wenn und soweit nicht ein zweiter Verdampfer mit entsprechend größerem apparativen Aufwand zur Verfügung steht. Dabei ist innerhalb des Verdampfers ein vierblättriger Rotor (Dünnschichtverdampfer) angeordnet, dessen Rotorkanten in der Nähe der Heizflächen sehr rasch durch den wie Schmirgelstoffe wirkenden Sand und andere Feststoffe im Slopöl verschleißen, wodurch die Dicke des Films und damit auch die Ablagerungen auf den Heizflächen zunehmen.

Von diesem Stand der Technik ausgehend, liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, in einem möglichst wirtschaftlichen und störungsfreien Verfahren Slopöle oder Ölemulsionen in kanalsauberes Wasser, in Feststoffe sowie in wiedereinsetzbare flüssige Kohlenwasserstoffe wie Öl, Benzin und in nichtkondensierbare Gase zu trennen.

Diese Aufgabe wird nach der Erfindung verfahrensmäßig dadurch gelöst, daß das Slopöl in einem Erhitzungskreislauf, der von einem Erhitzer, einer Kolonne und einer Pumpe gebildet wird, auf einen Temperaturbereich von ca. 105°C bis 135°C erhitzt wird, sodann die Gase und der Wasserdampf aus einem oberen Bereich der Kolonne dem Erhitzungskreislauf entzogen und aus dem unteren Bereich der Kolonne erhitztes Slopöl entnommen, gekühlt und in einem Zweiphasendekanter in eine zentrifugierte, saubere Ölphase und in eine Feststoffphase getrennt werden, wobei eine große Teilmenge der zentrifugierten, sauberen Ölphase in den Erhitzungskreislauf zurückgeschleust und eine kleine Teilmenge der zentrifugierten Ölphase dem Trennprozeß entzogen wird. Auf diese Verfahrensweise werden die Gase und der Wasserdampf mittels Destillation kontinuierlich aus dem Erhitzungskreislauf abgezogen und sodann in einem Kondensator kondensiert und hierauf in einem Absetzbehälter unter ihrer Schwerkraft in eine Benzin- und eine Wasserphase sowie in nichtkondensierbare Gase getrennt.

Das aus dem unteren Bereich der Kolonne entnommene heiße Slopöl wird sodann auf eine Temperatur von etwa 120°C bis 75°C bzw. auf eine solche Temperatur gekühlt, bei welcher der Zweiphasendekanter besonders wirtschaftlich und effektiv arbeitet. In diesem Zweiphasendekanter wird das gekühlte Slopöl in eine zentrifugierte, saubere Ölphase und in eine Feststoffphase getrennt. Die Feststoffe werden sodann von einer Schraubenexzenterpumpe in einen Container geleitet und die zentrifugierte, saubere Ölphase in einen Auffangbehälter gepumpt. Dabei ist erfindungswesentlich, daß eine große Teilmenge dieser zentrifugierten, sauberen Ölphase aus den Auffangbehälter wiederum in den Erhitzungskreislauf zurückgeschleust und lediglich eine kleine Teilmenge der zentrifugierten Ölphase dem Trennprozeß entzogen wird. Dadurch wird eine Verdickung bzw. eine Überfüllung des Erhitzungskreislaufes mit festen, zähen Stoffen und die damit einhergehende Beschichtung der Erhitzungsflächen mit der Folge eines verschlechterten Wärmeüberganges unterbunden.

Um eine Verringerung des Wärmeüberganges an den Heizflächen des Erhitzers im Erhitzungskreislauf zu unterbinden, ist es nach einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung besonders vorteilhaft, das Slopöl durch den Erhitzer mit relativ hoher Geschwindigkeit von ca. 3 m/sek zu pumpen. Auch dadurch werden Anbackungen von Feststoffen an den Wärmeübertragungsflächen unterbunden. Außerdem wird der Erhitzer vorteilhaft mit Dampf von 5 bis 8 bar oder mit Thermalöl beaufschlagt.

Die aus der Destillationskolonne abgezogenen Gase und der Wasserdampf werden kondensiert und in einen Absetzbehälter geleitet. Darin setzen sich unter ihrer Schwerkraft Benzin, kanalsauberes Wasser und nichtkondensierbare Gase ab, die entweder abgefackelt oder zur Dampferzeugung für den Erhitzer im Erhitzungskreislauf verwendet werden. Zur Verbrennung steht der Feststoff aus der Trennung im Zweiphasendekanter zur Verfügung, wohingegen die Teilmenge des zentrifugierten, sauberen Öles aus dem Trennprozeß abgezogen und entweder zu einem Koker als Raffinerie-Eingabeprodukt geleitet oder anderweitig verwendet wird. Das rückgewonnene Benzin wird einem Tanklager zugeführt.

Durch das vorbeschriebene aus einer Kombination einer Destillation und einer Trennung in einem Zweiphasendekanter sowie aus einer Rückschleusung von zentrifugiertem, sauberen Öl in den Erhitzungskreislauf bestehende Verfahren zeichnet sich nicht nur durch eine ausgezeichnete Wirtschaftlichkeit, eine saubere Trennung der einzelnen Phasen, sondern auch durch geringe Wartungsanforderungen aus.

Gegenüber den mittels eines Dreiphasendekanters betriebenen Verfahren nach dem Stand der Technik, bei dem allein das durch Emulsionen verunreinigte Wasser mit Kosten von DM 400,00 bis DM 500,00 pro Tonne entsorgt werden mußte, kann das durch die Destillation gemäß dem erfindungsgemäßen Verfahren getrennte und damit saubere Wasser ohne weiteres in eine Kanalisation geleitet werden, ohne dessen Biologie in irgendeiner Weise zu beeinträchtigen.

Vorrichtungsmäßig wird das der Erfindung zugrundeliegende Problem dadurch gelöst, daß eine als Speicher fungierende Kolonne mit einer Pumpe und einem Wärmeübertrager als Erhitzer zu einem das Slopöl kontinuierlich umwälzenden Erhitzungskreislauf hintereinandergeschaltet sind, der über eine erste Leitung und eine Pumpe mit einem Auffangtank für ungereinigte Slopöle, über eine zweite Leitung, über einen Kondensator und eine Pumpe mit einem Zweiphasendekanter sowie über eine dritte Leitung und eine weitere Pumpe mit einem Auffangbehälter für zentrifugiertes, sauberes Öl aus dem Zweiphasendekanter verbunden ist.

Der Abzug des zentrifugierten, sauberen Öles aus dem Auffangbehälter sowie der Abzug des Benzins und des Wassers aus dem Absetzbehälter sind von entsprechenden Niveaugebern in Verbindung mit der Ein- und der Ausschaltung der zu betätigenden Pumpen regelbar. Von einem der Niveaugeber des Auffangbehälters für das zentrifugierte, saubere Öl ist ein Schieber in einer Abzugsleitung und von dem anderen Niveaugeber die damit verbundene Umwälzpumpe regelbar. Dadurch wird einerseits sichergestellt, daß stets eine große Teilmenge von zentrifugiertem, sauberen Öl in den Erhitzungskreislauf zurückgeschleust wird und andererseits die vorgesehene kleinere Teilmenge dem Trennprozeß kontinuierlich entzogen wird.

Der obere Teil der Kolonne des Erhitzungskreislaufes ist vorteilhaft über eine vierte Leitung mit einem Kondensator und dieser wiederum über eine Zwischenleitung mit einem Absetzbehälter verbunden. Aus dem oberen Bereich des Absetzbehälters wird mittels einer Pumpe das sich dort ansammelnde Benzin zu einem Tanklager und aus seinem unteren Bereich das sich dort absetzende saubere - weil destillierte - Wasser über eine weitere Pumpe in eine Kanalisation abgepumpt.

Zur Gewährleistung eines störungsfreien und kontinuierlichen Betriebes bestehen die Pumpe zum Abzug von ungereinigten Slopölen aus dem Tank im Erhitzungskreislauf sowie die Pumpe am Ende des Zweiphasendekanters zur Ableitung der Feststoffe aus robusten Schraubenexzenterpumpen, hingegen sämtliche anderen Pumpen aus handelsüblichen Kreiselpumpen.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt:

Aus einem Sammeltank 1 für ungereinigte Slopöle wird über eine erste Leitung 2 und eine Pumpe 3 ungereinigtes Slopöl in den pauschal mit 4 bezeichneten Erhitzungskreislauf geleitet. Dieser Erhitzungskreislauf 4 besteht aus einer als Speicher fungierenden Kolonne 5, einer Pumpe 6 und einem Wärmeübertrager als Erhitzer 7. In diesem Erhitzungskreislauf 4 wird kontinuierlich Slopöl umgewälzt. In dem Erhitzer 7, der beispielsweise mit Wasserdampf von 5 bis 8 bar oder mit Thermalöl beaufschlagt ist, wird das Slopöl von ca. 20°C auf einen Temperaturbereich von ca. 105°C bis 135°C erhitzt. Über eine zweite Leitung 8 wird dieses erhitzte Slopöl von einer Pumpe 9 zu einem Kühler 10 gesaugt, dort auf eine für den Zweiphasendekanter verträgliche Temperatur in einem Bereich von beispielsweise 75°C bis 120°C heruntergekühlt und sodann in den Zweiphasendekanter 11 gedrückt.

In diesem Zweiphasendekanter 11 wird das ungereinigte Slopöl in eine zentrifugierte, saubere Ölphase sowie in eine Feststoffphase getrennt. Die zentrifugierte, saubere Ölphase wird über eine dritte Leitung 12 und eine weitere Pumpe 13 in einen Auffangbehälter 14 gesaugt, wohingegen die Feststoffphase von einer Schraubenexzenterpumpe 15 über die Leitung 16 in einen Container 17 gedrückt wird, aus welchem die Feststoffe zu einem Verbrennungsprozeß entnommen werden.

Vom Kreuzungspunkt 18 wird eine große Teilmenge der zentrifugierten, sauberen Ölphase über eine Einschleusungsleitung 19 in den Erhitzungskreislauf 4 zurückgeschleust, wohingegen eine kleine, durch den Schieber 20 geregelte Teilmenge der zentrifugierten, sauberen Ölphase über die Abzugsleitung 21 zu einem Koker oder zu anderem Erdöl als Raffinerie-Einsatzprodukt aus dem Trennprozeß abgezogen wird.

Der obere Teil 22 der Kolonne 5 ist über eine vierte Leitung 23 mit einem Kondensator 24 und dieser wiederum über eine Zwischenleitung 25 mit einem Absetzbehälter 26 verbunden, aus dessen oberen Bereich 27 mittels einer Pumpe 28 das sich dort ansammelnde Benzin über die Leitung 29 zu einem nicht dargestellten Tanklager pumpbar ist. Aus dem unteren Bereich 30 des Absetzbehälters 26 wird das sich dort absetzende saubere - da destillierte - Wasser über eine weitere Pumpe 31 über die Leitung 37 in eine Kanalisation abgepumpt. Die nichtkondensierbaren Gase im oberen Bereich 27 des Absetzbehälters 26 werden über die Leitung 32 entweder abgefackelt oder zur Erhitzung des am Erhitzer 7 benötigten Wasserdampfes verwendet. Zu dieser Erhitzung können auch die im Container 17 aufgefangenen Feststoffe verwendet werden.

Dadurch kann der Erhitzungskreislauf 4 besonders wirtschaftlich betrieben werden. Für diese Wirtschaftlichkeit ist anzustreben, daß der Zweiphasendekanter 11 bei möglichst hoher Temperatur betrieben werden kann, um das im Erhitzungskreislauf 4 auf ca. 135°C erhitzte, ungereinigte Slopöl nur geringfügig im Kühler 10 auf das für den Betrieb des Zweiphasendekanters 11 erforderliche Temperaturniveau herabzukühlen. Denn das aus dem Zweiphasendekanter 11 herausgeführte zentrifugierte, saubere Öl soll anschließend mit einer großen Teilmenge vom Abzweigungspunkt 18 über die Einschleusungsleitung 19 wiederum in den Erhitzungskreislauf 4 eingeschleust werden. Je höher das Temperaturniveau dieser eingeschleusten großen Teilmenge ist, um so wirtschaftlicher kann der Erhitzungskreislauf 4 und damit der gesamte Trennprozeß betrieben werden. Der Schieber 20 in der Abzugsleitung 21 wird von einem Niveaugeber 33 im oberen Bereich des Auffangbehälters 14 und die Pumpe 13 über einen zweiten Niveaugeber 34 im unteren Bereich des Auffangbehälters 14 geregelt.

Die Pumpe 28 in der Leitung 29 wird von einem Niveaugeber 35 im oberen Bereich 27 und die Pumpe 31 von einem weiteren Niveaugeber 36 im unteren Bereich 30 des Absetzbehälters 26 geregelt.

Um die wirtschaftlichen Vorteile des erfindungsgemäßen Verfahrens quantitativ zu verdeutlichen, soll eine angenommene Menge von 2000 kg/h bei 20°C dem Auffangtank 1 für ungereinigte Slopöle über die Pumpe 3 entnommen und über die Leitung 2 in den Erhitzungskreislauf 4 gedrückt werden. Über die Einschleusungsleitung 19 sollen 4080 kg/h zentrifugiertes, sauberes Öl bei einer Temperatur zwischen 70°C und 110°C in den Erhitzungskreislauf 4 zurückgeschleust werden. Dann werden im Erhitzungskreislauf 6080 kg/h einer Mischung aus ungereinigten Slopölen und zentrifugierten, sauberen Slopölen kontinuierlich umgewälzt. Über die zweite Leitung 8 und die Pumpe 9 werden aus dem Erhitzungskreislauf 4 ca. 4500 kg/h dieses Mischöles in den Zweiphasendekanter 11 gedrückt. Von diesem Öl fallen an Feststoffen im Container 17 ca. 280 kg/h und am Abzweigungspunkt 18 in der Abzugsleitung 21 ca. 140 kg entzogenes, zentrifugiertes, sauberes Öl an, wohingegen über die Leitung 19 ca. 4080 kg/h an zentrifugiertem, sauberem Öl in den Erhitzungskreislauf 4 zurückgeschleust werden.

Außerdem fallen folgende Ausschleusungsprodukte an:

In der Leitung 37 ca. 1360 kg/h (= 68%) an Wasser,
in der Leitung 29 ca. 212 kg/h (= 10,6%) an Benzin,
im Container 17 ca. 280 kg/h (= 14%) an Feststoffen,
in der Leitung 21 ca. 144 kg/h (= 7,2%) an zentrifugiertem, sauberem Öl,
in der Leitung 32 ca. 4 kg/h (= 0,2%) nichtkondensierbare Gase.

Wie diese quantitative Betrachtung zeigt, können mittels des erfindungsgemäßen Verfahrens und der vorbeschriebenen Vorrichtung aus dem Auffangtank 1 pro Stunde 2000 kg verunreinigte Slopöle in die vorstehend beschriebenen Mengen an destilliertem Wasser, Benzin, Feststoffe, zentrifugiertem, sauberem Öl und in nichtkondensierbare Gase getrennt werden.

Die relativ große Teilmenge von 4080 kg an zentrifugiertem, sauberem Öl aus dem Zweiphasendekanter 11 wird stets wieder in den Erhitzungskreislauf 4 zurückgeschleust und auf diese Weise sowohl die Kolonne 5 als auch der Erhitzer 7 vor nennenswerten Verunreinigungen bewahrt werden. Dadurch wiederum ist ein kontinuierlicher und auch wirtschaftlicher Betrieb gesichert.

Bezugszeichenliste

 1 Sammeltank
 2, 8, 12, 16, 23, 29, 32, 37 Leitungen
 6, 9, 13, 28, 31 Kreiselpumpen
 4 Erhitzungskreislauf
 5 Kolonne
 7 Erhitzer
10 Kühler
11 Zweiphasendekanter
14 Auffangbehälter
 3, 15 Schraubenexzenterpumpe
17 Container
18 Kreuzungspunkt
19 Einschleusungsleitung
20 Schieber
21 Abzugsleitung
22 oberer Teil der Kolonne 5
24 Kondensator
25 Zwischenleitung
26 Absetzbehälter
27 oberer Bereich des Absetzbehälters 26
30 unterer Bereich des Absetzbehälters 26
33, 34, 35, 36 Niveaugeber

Claims (14)

1. Verfahren zur Trennung von Slopölen oder Ölemulsionen in Wasser, Benzin, Öl und Feststoffe, dadurch gekennzeichnet, daß das Slopöl in einem Erhitzungskreislauf (4), der von einem Erhitzer (7), einer Kolonne (5) und einer Pumpe (6) gebildet wird, auf einen Temperaturbereich von ca. 105°C bis 135°C erhitzt wird, sodann die Gase und der Wasserdampf aus dem oberen Bereich der Kolonne (5) dem Erhitzungskreislauf (4) entzogen und aus dem unteren Bereich der Kolonne (5) erhitztes Slopöl entnommen, gekühlt und in einem Zweiphasendekanter (11) in eine zentrifugierte, saubere Ölphase und in eine Feststoffphase getrennt werden, wobei eine große Teilmenge der zentrifugierten, sauberen Ölphase in den Erhitzungskreislauf (4) zurückgeschleust und eine kleine Teilmenge der zentrifugierten Ölphase dem Trennprozeß entzogen wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Slopöl durch den Erhitzer (7) mit relativ hoher Geschwindigkeit von ca. 3 m/sek gepumpt wird.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Erhitzer (7) mit Dampf von 5 bis 8 bar oder mit Thermalöl beaufschlagt wird.

4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die in den Zweiphasendekanter (11) geleitete Slopölmenge in einem Kühler (10) auf einen Temperaturbereich von etwa 120°C bis 75°C vor ihrem Eintritt in den Zweiphasendekanter (11) heruntergekühlt wird.

5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Feststoffe aus dem Zweiphasendekanter (11) von einer Schraubenexzenterpumpe (15) in einen Container (17) geleitet werden.

6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Wasserdampf und die Gase nach ihrem Entzug aus dem Erhitzungskreislauf (4) in einem Kondensator (24) kondensiert und gekühlt und sodann in einem Absetzbehälter (26) unter ihrer Schwerkraft in eine Benzin- und eine Wasserphase sowie in nichtkondensierbare Gase getrennt werden.

7. Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß in unterschiedlichen Höhen des Absetzbehälters (26) das Wasser, das Benzin und die nichtkondensierbaren Gase abgezogen werden.

8. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß eine als Speicher fungierende Kolonne (5) mit einer Pumpe (6) und einem Wärmeübertrager als Erhitzer (7) zu einem das Slopöl kontinuierlich umwälzenden Erhitzungskreislauf (4) hintereinander­ geschaltet sind, der (4) über eine erste Leitung (2) und eine Pumpe (3) mit einem Tank (1) für ungereinigte Slopöle, über eine zweite Leitung (8), über einen Kühler (10) und eine Pumpe (9) mit einem Zweiphasendekanter (11) sowie über eine dritte Leitung (12, 19) und eine weitere Pumpe (13) mit einem Auffangbehälter (14) für zentrifugiertes, sauberes Öl aus dem Zweiphasendekanter (11) verbunden ist.

9. Vorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß der obere Teil (22) der Kolonne (5) des Erhitzungskreislaufes (4) über eine vierte Leitung (23) mit einem Kondensator (24) und dieser (24) wiederum über eine Zwischenleitung (25) mit einem Absetzbehälter (26) verbunden ist, aus dessen oberem Bereich (27) mittels einer Pumpe (28) das sich dort ansammelnde Benzin zu einem Tanklager pumpbar und aus dessen unterem Bereich (30) das sich dort absetzende Wasser über eine weitere Pumpe (31) zur Kanalisation abpumpbar ist.

10. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 8 oder 9, dadurch gekennzeichnet, daß aus dem oberen Bereich (27) des Absetzbehälters (26) die nicht kondensierbaren Gase über eine Leitung (32) zur Dampferzeugung für die Beaufschlagung des Erhitzers (7) im Erhitzungskreislauf (4) abziehbar sind.

11. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 8 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Pumpe (3) zum Abzug von ungereinigten Slopölen aus dem Tank (1) in den Erhitzungskreislauf (4) sowie die Pumpe (15) am Ende des Zweiphasendekanters (11) zur Ableitung der Feststoffe aus Schraubenexzenterpumpen, hingegen sämtliche anderen Pumpen (6, 9, 13, 28, 31) aus Kreiselpumpen bestehen.

12. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 8 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß der Abzug des zentrifugierten, sauberen Öles aus dem Auffangbehälter (14) sowie der Abzug des Benzins und Wassers aus dem Absetzbehälter (26) von entsprechenden Niveaugebern (33, 34, 35, 36) in Verbindung mit der Ein- und Ausschaltung der zu betätigenden Pumpen (13, 28, 31) regelbar ist.

13. Vorrichtung nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß von dem Niveaugeber (33) des Auffangbehälters (14) für das zentrifugierte, saubere Öl ein Schieber (20) in einer Abzugsleitung (21) und von dem anderen Niveaugeber (34) die damit verbundene Umwälzpumpe (13) regelbar sind.

14. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 8 bis 13, dadurch gekennzeichnet, daß der Kühler (10) vor der zweiten Leitung (8) zum Zweiphasendekanter (11) und der Kondensator (24) in der vierten Leitung (23) zum Absetzbehälter (26) für das Benzin und Wasser von Kaltwasser beaufschlagbar sind.