TW393509B

TW393509B - Apparatus and process for reclaiming fuel oil from waste oil

Info

Publication number: TW393509B
Application number: TW086112275A
Authority: TW
Inventors: Sung-Rae Lee; Henry Kong; Roy B Jeffries; Norman L Arrison; Wlodzimierz P Rzazewski
Original assignee: Lee Sung Rae; Henry Kong; Roy B Jeffries; Norman L Arrison; Wlodzimierz P Rzazewski
Priority date: 1996-08-28
Filing date: 1997-08-26
Publication date: 2000-06-11
Also published as: JP2000516658A; AU691131B2; KR0171501B1; AR009335A1; AU3690797A; CA2225635A1; IL121472A; CN1177624A; EP0826762A1; CN1083875C; AU7066796A; US5871618A; WO1998008923A1; PA8436701A1; IL121472A0

Description

〇0 11- 經濟部中央標準局員工消費合作社印製 A7 B7 五、發明説明（5 ) 餅的步驟。附圖簡务參照附囷中本發明較佳裝置及其詳細説明，可更明確的瞭解前述本發明的目的及優點。所附圖件爲：附圖1爲自廢油中回收可用油的傳統設備部分圖示》附圖2爲根據本發明較佳裝置，製備高品質柴油引擎燃料油的方法簡化流程圖。附圖3爲本發明中熱裂解單元的結構圖示β 附圈4Α及4Β爲本發明中適用的裂解器橫截面圖。附圖5Α及5Β爲本發明中適用的另一種裂解器橫截面圖。附圖6Α及6Β爲分餾塔之簡圖。附圖7爲本發明中氣冷式冷凝/熱交換器簡圖，其包括分離柴油與輕質油的設備。附圖8爲適用於本發明的内置型燃燒系統（encl〇sed flare system)流程圖。附圖9爲本發明中燃料油穩定系統的簡化流程圖，其包括兩個供短期儲存穩定化使用的儲槽。附圖1 0爲本發明中燃料油穩定系統的簡化流程圖，其包括兩個供長期儲存穩定化使用的儲槽。附圖11爲本發明中最終過濾單元的圖示。附圖1 2爲適用於本發明，可視需要選用的最終蒸餾系統圖示。附圖1 3爲傳統燒結系統的圖示。附圖14爲一個生產循環中，典型的時間對溫度曲線圏。 -8 - 本紙張尺度適用中國國家樣牟（CNS〉人4^格（210Χ297公羡） (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) A7 B7 五、發明説明（1 ) 本發明背景本發明爲自廢油中回收燃料油之裝置及方法，更明確的説，本發明爲將對環境有害的廢潤滑油，轉製爲柴油引擎使用的高品質燃料油之裝置及方法，其中伴隨產生的相對少量固體石油焦是對環境無害的。本文中所稱的廢潤滑油，是指任何一種潤滑油，例如引擎油、金屬切割油及液壓油（hydraulic oil)。一般而言，潤滑油係自原油分餾製得，其沸點範園通常爲 300至500°C。一般潤滑油中，這些沸點在3〇〇至5〇(rc的原料 (通常稱爲"亮油"）佔約70%至80%，其他則爲各式添加劑，這些添加劑的特性會導致他們聚合在一起。潤滑油在使用後，會因變性而失去良好的潤滑功能，因此必需定期更換。潤滑油在使用時，污物及重金屬亦隨之沈積於其中。這些污物及重金屬來自引擎的金屬部分及引擎使用的燃料油。因此，一般使用過的潤滑油，會含大量的路、鎘 '鋅及鉛。使用過的潤滑油中，亦會含因烴分解產生的較低沸點物質。自引擎中更換出的廢潤滑油，處理時需使用輕質溶劑及大量水。因此，廢潤滑油對環境是有害的，需予以適當處理。自廢油中回收可用產品油的裝置，陳述於例如美國專利説明書第5,286,349號及美國專利説明書第5,271，808號。這些專利説明書所發表的裝置，係使用類似的設備，藉傳統鍋式鋼爐蒸煮原料將部分原料回收。附圖1爲自廢油中回收可用油的傳統設備部分圖示。本紙張尺度適用中國國家標準（CNS〉A4規格（210X297公釐） • I n n m I --- I - - -I -. n (請先《讀背面之注意事項再填寫本頁) 訂 Λ 經濟部中央標準局員工消費合作社印製 r，第86112275號專利申請案中月^修^頁(88年12月） A7 B7 發明説明j] 1 代表熱裂解單元； 2 代表分餾塔； 3 代表冷凝/熱交換器； 4 代表内置型燃燒塔系統； 5 代表穩定系統； 6 代表離心器； 7 代表過濾單元； 8 代表視需要設置最終蒸餾系統； 9 代表視需要設置外部燒燒結系統 70 代表傳統設備； 80 代表蒸發器； - 82 代表蒸發室； 9 0 代表冷凝器或熱交換器； LIC 代表液位指示控制器； TIC 代表熱電偶； TI 代表熱電偶； 1 0 1 代表裂解器； 1 0 1 A 代表裂解器； 1 0 1 B 代表裂解器；經濟部中央標準局員工消費合作社印製 ---------/4^.-- (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 102 代表裂解器底部； 103 代表四周環繞以淺碟狀部分； 104 代表中央平面； 105 代表側壁； 106 代表上蓋； -8a 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X 297公釐） A7 B7 經濟部中央標準局貝工消費合作社印製五、發明説明（2 參照附囷1 ’其爲自廢油中回收可用油產品的傳統裝置 70,此裝置包括蒸發器8〇及冷凝器或熱交換器9〇。於蒸發器80設有包括廢油入口及汽化油出口之蒸發室82。在前述專利説明書中，較低沸點的組成份於餾出後冷凝。此方法中，有大量的重質原料随輕質組成份餾出，因而在美國專利説明書第5,271，808號所述裝置中，需要二次獨立蒸餾處理。這些專利中，裝置的每一部分都有特定的細部設計’其包括了設備架設及控制策略的細節。.其中裂解锅爲長方型，無擴充性、會產生永久變形且無法生產高品質產品》而五這些專利的裝置無法控制產品的沸點範圍。由於生產的燃料油一般柴油引擎不能使用，故需經進一步精煉。本發明簡述爲解決上述問題，本發明第一個目標爲提供自廢油中回收燃料油之裝置，藉簡單而有效率的方法，以廢潤滑油生產高品質柴油。本發明的第一個目標爲使用上述自廢油中回收燃料油的裝置，從廢油中回收對環境無害的燃料油的方法。爲達成本發明的第一個目標，吾人提供自廢油中回收燃料油的裝置其包括：熱裂解單元、冷凝/熱交換器、燃料穩定單元及精製單元，熱裂解單元將高沸點烴裂解爲較輕質且沸點較低的烴，使烴蒸汽產品與黏稠的原料分離；冷凝/熱又換器使烴蒸汽產品凝結爲液態；燃料油穩定單元則以化學方法處理烴蒸汽產品凝結物，形成產品油及固體沈澱 n· n I n n n 1 n > I I I 丁— I ! _____I 乂 --U3-so n n n ^ (請先聞讀背面之注意事項再填寫本頁)

第86112275號專利申請案 6+¾月書修正頁(88年12月）五、發明説明丨（ A7 B7 經濟部中央標準局員工消費合作社印製 108 代表燃燒室； 109 代表燃燒器； 110 代表燃燒器； 112 代表系列不銹鋼管； 113 代表廢氣煙囪； 114 代表外殼； 115 代表進料油； 116 代表液位傳送器； 117 代表黏稠殘、;查抽出物 120 代表頂端出口； PI 代表壓力傳送器； 20 1 代表入口； 202 代表管線； 203 代表頂端； 204 代表維護門； 205 代表輸送管線； 209 代表可變速率風扇； 220 代表流出物； 3 00 代表進料管； 3 0 1 代表管線； 3 02 代表管線； 3 03 代表管線； 3 04 代表管線； 3 05 代表管線； -8b- (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁)

*1T 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐）五 A7 、發明説明（3 物’精製單元係藉物理方法除去固體污染物，生產高燃料油。本發明中’熱裂解單元較佳包括縱斷面爲型的裂解器0 本發明中’熱裂解單元較佳包括分餾塔，以控制裂解產物的滞點》根據本發明，自廢油中回收燃料油之裝置，較佳包括用以機燒氣體及冷凝器/熱交換器中未凝結蒸汽的燃燒***。本發月中，燃料油穩定單元較佳包括靜置槽，以分離固體沈澱物。本發明中，精製單元較佳包括離心及過濾單元，其中離心早元除去油中殘餘的固體污染物及水，過濾單元過濾離心後的油，生成高品質燃料油。本發明中’較佳以美國活性白土（attapulgite clay)填充過遽單元〇根據本發明，自廢油中回收燃料油之裝置，較佳尚包括蒸餾單元，以控制高品質燃料油的沸點範園。根據本發明，自廢油中回收燃料油的裝置較佳尚包括燒結 - 來自熱裂解單元的黏稍殘潰在燒結單元中經熱處理，製爲灰餅。爲達成本發明的第二個目標，吾人亦提供自廢油中回收燃料油的方法，其步驟包括：於380至42〇τ熱裂解廢油，而自黏網的原料中分出烴蒸汽產品；將烴蒸汽產品冷凝爲液態凝結物；以化學方法處理烴蒸汽產品的液態凝結物，生成 6- 私紙張尺度適用中關家縣（CNS ) (加謂公 nil n n I n I n Λ I— I— I— I n n T I V Ί (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 經濟部中央標隼局員工消費合作社印製第86112275號專利申請案 A7 書修正頁(88年丨2月） B? ί () ____-.* 一-*"· 3 0 6 代表管線； 3 0 8 代表分離器； 3 09 代表熱電偶包； 3 10 代表泵； 3 11 代表泵； 3 12 代表液面開關； 3 13 代表液面開關； 3 14 代表U -型管； 3 15 代表2 ”排氣管； 40 1 代表2 "管線； 402 代表分離器； 403 代表泵； 405 代表抽氣風扇； 406 代表一對滅燄器； 407 代表外殼； 408 代表丙烷母火系統； 410 代表燃燒頭； 50 1 代表貯存產物槽； 5 0 2 代表計量泵；經濟部中央樣準局員工消費合作社印製 (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 5 04 代表靜置槽； 5 05 代表泵； 5 06 代表泵； 5 20 代表内部攪拌器； 52 1 代表加熱線圈； -8c- 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐） A7 B7 五、發明説明（4 ) 油產品及固體沈澱物；以物理方法自油產品中除去固體污染物，生成燃料油。熱裂解廢油的步骤中，較佳包括以分館塔控制裂解產生的烴蒸汽產品沸點範圍的步驟。控制烴蒸汽產品沸點範園的步驟中，較佳包括將分餾塔排出物溫度控制於250至28(TC的步驟。將烴蒸汽冷凝爲液態凝結物的步驟中，較佳包括以氣冷式冷凝熱交換器冷凝烴蒸汽產品。將烴蒸汽冷凝爲液態凝結物的步驟中，較佳包括控制熱交換器中閃火點溫度，以根據沸點回收各別的液體凝結物。以化學方法處理輕蒸汽產品液態凝結物的步骤中，較佳包括以抗氧化劑稀釋液態凝結物而形成含固定濃度抗氧化劑的混合物，及將此混合物靜置一段時間，使混合物中所含固體沈澱等步驟。 k氧化劑較佳爲二甲基甲醯胺’抗氧化劑濃度爲介於〇·〇25及 0.035 體積％。以物理方法自油產品中除去固體污染物而生成燃料油的步骤中，較佳包括以離心處理油，除去油中殘餘的固體污染物及水’及以過遽介質過濾經離心處理的油等步骤。過濾介質以顆粒尺寸爲50至60網目的美國活性白土較佳，。根據本發明的方法，較佳尚包括在燃料油生成步樣後，藉蒸餾燃料油來控制燃料油的沸點範園。熱裂解廢油的步驟中，較佳包栝以熱處理黏稠殘渣生成灰本紙浪尺度適用中國囷家標準（CNS〉从規格（2i〇x297公釐） (請先閲讀背面之注意事項4f填寫本笑) I II - - 0 ir 經濟部中央梯準扃IK工消费合作社印装

經濟部中央標準局員工消費合作社印製 70 1 代表壓力容器； 702 代表可取下之碟形蓋； 703 代表侧面的法蘭； 704 代表壓差式壓力傳送器 800 代表進料流； 80 1 代表熱交換器； 802 代表加熱器； 803 代表蒸餾塔； 804 代表第一塔底流； 805 代表第二塔中流； 8 06 代表第三塔頂流； 807 代表冷卻單元； 808 代表容器； 809 代表容器； 8 10 代表泵； 8 11 代表泵； 900 代表進料； 90 1 代表加熱器； 902 代表燒結鼓； 903 代表熱裂解蒸氣； 904 代表氮氣清洗氣流；及 905 代表排放氣。 (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) -8d 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐）〇0 11- 經濟部中央標準局員工消費合作社印製 A7 B7 五、發明説明（5 ) 餅的步驟。附圖簡务參照附囷中本發明較佳裝置及其詳細説明，可更明確的瞭解前述本發明的目的及優點。所附圖件爲：附圖1爲自廢油中回收可用油的傳統設備部分圖示》附圖2爲根據本發明較佳裝置，製備高品質柴油引擎燃料油的方法簡化流程圖。附圖3爲本發明中熱裂解單元的結構圖示β 附圈4Α及4Β爲本發明中適用的裂解器橫截面圖。附圖5Α及5Β爲本發明中適用的另一種裂解器橫截面圖。附圖6Α及6Β爲分餾塔之簡圖。附圖7爲本發明中氣冷式冷凝/熱交換器簡圖，其包括分離柴油與輕質油的設備。附圖8爲適用於本發明的内置型燃燒系統（encl〇sed flare system)流程圖。附圖9爲本發明中燃料油穩定系統的簡化流程圖，其包括兩個供短期儲存穩定化使用的儲槽。附圖1 0爲本發明中燃料油穩定系統的簡化流程圖，其包括兩個供長期儲存穩定化使用的儲槽。附圖11爲本發明中最終過濾單元的圖示。附圖1 2爲適用於本發明，可視需要選用的最終蒸餾系統圖示。附圖1 3爲傳統燒結系統的圖示。附圖14爲一個生產循環中，典型的時間對溫度曲線圏。 -8 - 本紙張尺度適用中國國家樣牟（CNS〉人4^格（210Χ297公羡） (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 經濟部_央標隼局員工消費合作社印製第86112275號專利申請案 A7 !修迚,#魏鹅頁(88年12月） B7_ il：JL廢明説服) 1 代表熱裂解單元； 2 代表分餾塔； 3 代表冷凝/熱交換器； 4 代表内置型燃燒塔系統； 5 代表穩定系統； 6 代表離心器； 7 代表過濾單元； 8 代表視需要設置最終蒸餾系統； 9 代表視需要設置外部燒燒結系統； 70 代表傳統設備； 80 代表蒸發器； - 82 代表蒸發室； 90 代表冷凝器或熱交換器； LIC 代表液位指示控制器； TIC 代表熱電偶； T I 代表熱電偶； 10 1 代表裂解器； 10 1 A 代表裂解器； 1 0 1 B 代表裂解器； 102 代表裂解器底部； 10 3 代表四周環繞以淺碟狀部分； 104 代表中央平面； 105 代表側壁； 106 代表上蓋； (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 訂 -83 - 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐） r，第86112275號專利申請案中月^修^頁(88年12月） A7 B7 發明説明j] 1 代表熱裂解單元； 2 代表分餾塔； 3 代表冷凝/熱交換器； 4 代表内置型燃燒塔系統； 5 代表穩定系統； 6 代表離心器； 7 代表過濾單元； 8 代表視需要設置最終蒸餾系統； 9 代表視需要設置外部燒燒結系統 70 代表傳統設備； 80 代表蒸發器； - 82 代表蒸發室； 9 0 代表冷凝器或熱交換器； LIC 代表液位指示控制器； TIC 代表熱電偶； TI 代表熱電偶； 1 0 1 代表裂解器； 1 0 1 A 代表裂解器； 1 0 1 B 代表裂解器；經濟部中央標準局員工消費合作社印製 ---------/4^.-- (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 102 代表裂解器底部； 103 代表四周環繞以淺碟狀部分； 104 代表中央平面； 105 代表側壁； 106 代表上蓋； -8a 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X 297公釐）經濟部中央標準局員工消费合作社印製一一第86112275瑪專利申請案 κ 丨修亡書,正頁(88年丨2月） b: 丨!~~) 108 代表燃燒室； 109 代表燃燒器； 1 10 代表燃燒器； 112 代表系列不銹鋼管； 1 13 代表廢氣煙囪； 1 14 代表外殼； 1 15 代表進料油； 116 代表液位傳送器； 117 代表黏稠殘渣抽出物； 120 代表頂端出口； PI 代表壓力傳送器； 20 1 代表入口； 202 代表管線； 203 代表頂端； 204 代表維護門； 2 05 代表輸送管線； 209 代表可變速率風扇； 220 代表流出物； 3 00 代表進料管； 30 1 代表管線； 3 02 代表管線； 3 03 代表管線； 3 04 代表管線； 3 05 代表管線； -8b- 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐） (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 訂第86112275號專利申請案 6+¾月書修正頁(88年12月）五、發明説明丨（ A7 B7 經濟部中央標準局員工消費合作社印製 108 代表燃燒室； 109 代表燃燒器； 110 代表燃燒器； 112 代表系列不銹鋼管； 113 代表廢氣煙囪； 114 代表外殼； 115 代表進料油； 116 代表液位傳送器； 117 代表黏稠殘、;查抽出物 120 代表頂端出口； PI 代表壓力傳送器； 20 1 代表入口； 202 代表管線； 203 代表頂端； 204 代表維護門； 205 代表輸送管線； 209 代表可變速率風扇； 220 代表流出物； 3 00 代表進料管； 3 0 1 代表管線； 3 02 代表管線； 3 03 代表管線； 3 04 代表管線； 3 05 代表管線； -8b- (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁)

*1T 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐）修土第初11227|,專利申請案恭明讀細續修正頁(88年12月） A7 B7 經濟部中央標準局員工消费合作社印製五、 -發明莉Θ ) 3 06 代表管線； 3 08 代表分離器； 3 09 代表熱電偶包； 3 10 代表系； 3 11 代表泵； 3 12 代表液面開關； 3 13 代表液面開關； 3 14 代表U -型管； 3 15 代表2"排氣管； 40 1 代表2 "管線； 402 代表分離器； - 403 代表泵； 405 代表抽氣風扇； 406 代表一對滅燄器； 407 代表外殼； 408 代表丙烷母火系統； 4 10 代表燃燒頭； 5 0 1 代表貯存產物槽； 5 02 代表計量系·； 5 04 代表靜置槽； 505 代表泵； 506 代表系， 5 20 代表内部攪拌器； 5 2 1 代表加熱線圈； -8c- (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS M4規格（210X297公釐）第86112275號專利申請案 A7 書修正頁(88年丨2月） B? ί () ____-.* 一-*"· 3 0 6 代表管線； 3 0 8 代表分離器； 3 09 代表熱電偶包； 3 10 代表泵； 3 11 代表泵； 3 12 代表液面開關； 3 13 代表液面開關； 3 14 代表U -型管； 3 15 代表2 ”排氣管； 40 1 代表2 "管線； 402 代表分離器； 403 代表泵； 405 代表抽氣風扇； 406 代表一對滅燄器； 407 代表外殼； 408 代表丙烷母火系統； 410 代表燃燒頭； 50 1 代表貯存產物槽； 5 0 2 代表計量泵；經濟部中央樣準局員工消費合作社印製 (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 5 04 代表靜置槽； 5 05 代表泵； 5 06 代表泵； 5 20 代表内部攪拌器； 52 1 代表加熱線圈； -8c- 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐） .第^.61^227^號專利申請案修正1flyWf修产頁(88年丨2月） --^~-1——~β-- A7 B7

發明説明（I 經濟部中央標準局員工消費合作社印褽 70 1 代表壓力容器； 702 代表可取下之碟形蓋； 703 代表側面的法蘭； 704 代表壓差式壓力傳送器 8 00 代表進料流； 80 1 代表熱交換器； 802 代表加熱器； 803 代表蒸餾塔； 804 代表第一塔底流； 805 代表第二塔中流； 806 代表第三塔頂流； 807 代表冷卻單元； 808 代表容器； 809 代表容器； 8 10 代表系·， 8 11 代表系； 900 代表進料； 90 1 代表加熱器； 902 代表燒結鼓； 903 代表熱裂解蒸氣； 904 代表氮氣清洗氣流；及 905 代表排放氣。 -8d *1T (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁)

本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐）

經濟部中央標準局員工消費合作社印製 70 1 代表壓力容器； 702 代表可取下之碟形蓋； 703 代表侧面的法蘭； 704 代表壓差式壓力傳送器 800 代表進料流； 80 1 代表熱交換器； 802 代表加熱器； 803 代表蒸餾塔； 804 代表第一塔底流； 805 代表第二塔中流； 8 06 代表第三塔頂流； 807 代表冷卻單元； 808 代表容器； 809 代表容器； 8 10 代表泵； 8 11 代表泵； 900 代表進料； 90 1 代表加熱器； 902 代表燒結鼓； 903 代表熱裂解蒸氣； 904 代表氮氣清洗氣流；及 905 代表排放氣。 (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) -8d 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐）經濟部_央標隼局員工消費合作社印製第86112275號專利申請案 A7 !修迚,#魏鹅頁(88年12月） B7_ il：JL廢明説服) 1 代表熱裂解單元； 2 代表分餾塔； 3 代表冷凝/熱交換器； 4 代表内置型燃燒塔系統； 5 代表穩定系統； 6 代表離心器； 7 代表過濾單元； 8 代表視需要設置最終蒸餾系統； 9 代表視需要設置外部燒燒結系統； 70 代表傳統設備； 80 代表蒸發器； - 82 代表蒸發室； 90 代表冷凝器或熱交換器； LIC 代表液位指示控制器； TIC 代表熱電偶； T I 代表熱電偶； 10 1 代表裂解器； 10 1 A 代表裂解器； 1 0 1 B 代表裂解器； 102 代表裂解器底部； 10 3 代表四周環繞以淺碟狀部分； 104 代表中央平面； 105 代表側壁； 106 代表上蓋； (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 訂 -83 - 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐）經濟部中央標準局員工消费合作社印製一一第86112275瑪專利申請案 κ 丨修亡書,正頁(88年丨2月） b: 丨!~~) 108 代表燃燒室； 109 代表燃燒器； 1 10 代表燃燒器； 112 代表系列不銹鋼管； 1 13 代表廢氣煙囪； 1 14 代表外殼； 1 15 代表進料油； 116 代表液位傳送器； 117 代表黏稠殘渣抽出物； 120 代表頂端出口； PI 代表壓力傳送器； 20 1 代表入口； 202 代表管線； 203 代表頂端； 204 代表維護門； 2 05 代表輸送管線； 209 代表可變速率風扇； 220 代表流出物； 3 00 代表進料管； 30 1 代表管線； 3 02 代表管線； 3 03 代表管線； 3 04 代表管線； 3 05 代表管線； -8b- 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐） (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 訂修土第初11227|,專利申請案恭明讀細續修正頁(88年12月） A7 B7 經濟部中央標準局員工消费合作社印製五、 -發明莉Θ ) 3 06 代表管線； 3 08 代表分離器； 3 09 代表熱電偶包； 3 10 代表系； 3 11 代表泵； 3 12 代表液面開關； 3 13 代表液面開關； 3 14 代表U -型管； 3 15 代表2"排氣管； 40 1 代表2 "管線； 402 代表分離器； - 403 代表泵； 405 代表抽氣風扇； 406 代表一對滅燄器； 407 代表外殼； 408 代表丙烷母火系統； 4 10 代表燃燒頭； 5 0 1 代表貯存產物槽； 5 02 代表計量系·； 5 04 代表靜置槽； 505 代表泵； 506 代表系， 5 20 代表内部攪拌器； 5 2 1 代表加熱線圈； -8c- (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS M4規格（210X297公釐） .第^.61^227^號專利申請案修正1flyWf修产頁(88年丨2月） --^~-1——~β-- A7 B7

本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐）五、發明説明（6 本發明之詳細Bq_ ^據本發明，自廢油中回收燃料油的裝置，係用以處理任何潤滑油（例如馬達油、切割油或液壓油）進料，將其製 f内燃機燃料油’例如汽油及柴油。本發明裝置的主要產品爲可直接用於車輛或工業柴油引擎的高品質柴油。使用本發明裝置的方法’包括τ述三個部分：（a)半連續式熱裂解處理’（b)產品油的穩定化處理，此包括短期射穩定化及長期錯存敎化；及⑷最終精製處理。吾人尚可增加⑷ 最終蒸餾處理及（e)外部燒結處理。根據本發明之半連續熱裂解處理，於高溫連續將廢潤滑油熱裂解爲較輕質Μ，待裂解器中堆積的賴達到臨界點時停止。汽化的輕質烴於冷凝後，儲存在最適於第二部分處理的環境中〇連續熱裂解處理無法裂解及汽化的殘餘重質原料，以批次方式將其加熱至更高溫度，燒爲含過量碳、固體殘餘物及重金屬的碳焦，其中重金屬係原存在於廢潤滑油中。自裂解器取出的碳焦，可安全掩埋。由於此碳焦可溶出的重金屬量極低，故對環境是無害的。吾人亦可自熱裂解器中，將此極高沸點的物質抽出，使其在外部裝置中燒結，如此可使熱裂解處理極接近連續式操作。此外部燒結裝置爲本發明法之第五部分。本發明裝置包括燃料系統’用以燃料裂解處理產生的磨氣。磨氣經燃燒後，符合一般環保標準。本發明的第二個特點，在本發明方法的第二部分以化學方法處理裂解產品使其穩定。本發明方法第一部分產生的裂 (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) —- I I I . 、1Τ 經濟部中央梯準局貝工消費合作社印裂

本紙張尺度通用中國國家標準（CNS ) Α4規格（21〇><297公爱經濟部中央標準局員工消費合作社印製 A7 _____B7 五、發明説明（7 ) 解產品，其化學處理方法可爲使烯烴聚合或暫時取代聚合反應。吾人可依燃料油在處理後是否立即使用，決定採用何種處理方法。經此部分的處理後，吾人可將燃料油中固體除去。本發明方法的第二部分，採批次式進行。本發明方法的第三部分，藉活化的美國活性白土表面活性的特性進行過濾。活化的白土可除去由熱裂解器攜入的極少量竣焦類物質’及燃料油處理過程第二部分的化學處理沈搬後任何殘留固體。許多年來，燃料油皆以美國活性白土處理’藉以改善柴油的色澤。使液禮通過美國活性白土’可除去液體中的大分子，因此可除去碳焦及反應後的締煙。本發明方法的第四部分爲標準蒸餾，將先前處理後的產品，依車用汽油及柴油的沸點範圍規範分離。沸點高於柴油的重質物，則輸回裂解器再次處理。不過此部分的處理’僅對沸點範園控制需極嚴格的產品方屬必要。經由限制裂解器產生流體的最高溫度，並在產品冷凝器中分離輕質與重質燃料油，最初的熱裂解處理，無需個別蒸餾步驟即可在有效範圍内控制產品油的品質。使用本發明方法，約90%的最初進料被製爲可直接供柴油引擎使用的燃料油，約1 〇%的最初進料被製爲汽油，其可加至煉油廠的汽油槽，或做爲裂解器的燃燒器燃料，進料中有少部分被氣化，並以燃燒系統燃燒，碳焦狀固體則可直接掩埋°由於本發明法係將重質烴裂解爲較輕質烴，因此雖然各項產品重量的總合與進料相等，但實際液態產品的 -10- 本紙張尺度適用巾s國家標準（0叫八4祕（2獻297公董） ----^---;---袭------1T------J /ί\ ' (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 經濟部中央榇準局貝工消费合作社印装 A7 B7 五、發明説明（8 )~' ~ —〜體積大於進料》根據本發明的較佳裝置’吾人參照附圖詳細説明自廢油中回收燃料油的裝置結構。附圖2爲根據本發明法，以廢潤滑油製備高品質柴油所需的，單元流程圖。附圖2中，编號"丨"爲熱裂解單元，编號 "2"爲直接設於裂解器1〇1頂端的分餾塔。蒸汽自分餾塔2流至冷凝/熱交換器3❹未凝結的氣體與蒸汽_併流至内置型燃燒塔系統4。產品燃料油自熱交換器3流至穩定系統5。最終精製則由離心器6及過濾單元7進行。根據本發明法，可視需要設置最终蒸餾系統8及外部燒結系統9。附圖3爲本發明自廢油回收燃料油的裝置中，熱裂解單元 1的結構圖。參照附圖3，裂解器1〇1由316L或321L不銹鋼，或规格相當的原料製造。選用這些原料，係因其焊接性最佳’且產生的膨脹最小。裂解器1〇1的底部1〇2及四壁皆採對缝焊接，以產生最高強度及彈性。裂解器底部1〇2可爲 16或18毫米厚，其四週環繞以淺碟狀部分1〇3，中央爲平面 104。因此’裂解器ι〇1的縱截面爲大致的"u"型。附圖4A及4B爲適用於本發明的裂解器實例之_。附圖 4A爲縱截面圖，附圖4B爲橫截面圖。如附圖4A及4B所示，年處理量爲5,〇〇〇噸的裂解器單元，裂解器101A的長、寬、高分別爲5 000毫米、2,600毫米、 2,250毫米，底部1〇2爲橢圓型。裂解器1〇1八垂直側壁1〇5，以對缝焊接法與底部1 〇2焊接，形成深的浴缸型或稱，| u" 型。側壁105的厚度爲12至14毫米。上蓋106設於裂解器 -11 - 本紙張尺度it财®目家標準（CNS )八4胁（2丨GX297公釐） I---------裝------1Τ------^ ， * ( 一 (靖先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 經濟部中央標準局員工消費合作社印製 A7 B7 五、發明説明（9 ) 101A的頂部’並以帶焊法welds)固定。附圖5A及5B爲適用於本發明的另一種裂解器實例。附圖 5 A爲縱截面圖，附圖5B爲橫截面圖。如附圖5A及5B所示，年處理量爲2,500噸的較小型裂解器單元，裂解器101B的底部102爲圓型，其由單一淺碟製成，直徑爲2,800毫米，厚度亦爲16至18毫米。在二個實例中，裂解器101、101A、I01B皆設置於燃燒室 108内。燃燒室1〇8高爲1，〇〇〇毫米且設有許多燃燒器。舉例而言’附圖4A及4B設有6個燃燒器109(僅示出2個），附圖 5人及53設有3個燃燒器11〇(僅示出2個）^每個燃燒器109或 110,每小時可產生350,000千焦耳的熱能，其可以天然氣或燃料油爲燃料。燃燒室1〇8亦設有與燃燒器等量的固定式熱電偶T 1，協助控制燃料器的點火順序。附圖3、4八、48、5八、58中，燃燒室1〇8產生的廢氣，皆經系列的不銹鋼管112排至廢氣煙囪113，其中不錄鋼管 112爲裂解器的一部分，廢氣煙囪113設置於包覆裂解器1〇1 的外殼114頂端。外殼114由兩部分組成，其頂部可移開，以便維護其中的不銹鋼裂解器101。裂解器1〇1，1〇1A或 101B可自含有燃燒室108之外殼114的底部昇出以便維護。裂解器101設有入口管線供進料油115輸入、設置液位傳送器116、黏稠殘澄抽出物117輸入、及許多熱電偶的設置。其中供進料油115輸入的入口管線未示出。附圖3僅示出3個熱電偶TIC。熱電偶TIC有一個設置於液體中，有二個與裂解器101的底部102連接。 -12- 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210 X 297公釐） (讀先聞讀背面之注意事項再填寫本頁) 訂經濟部中央標準局貝工消費合作社印製 A7 _____B7 五、發明説明（10 ) 進料汽化後，由頂端出口 120離開裂解器進入分餾塔2。出口120的橫截面一般爲長方型。附圖6A及6B爲分餾塔的簡圖。附圖6A爲立視圖。附圖 6 B爲附圖6 A的左侧立視圖。參照附圖6A及6B，裂解器1〇丨的出口 120與分餾塔2的入口 201爲長方型。對大型裂解器而言，此長方型的長、寬分別爲800毫米口320毫米；對小型裂解器而言，此長方型的長、寬分別爲600毫米□ 260毫米。分餾塔2的中間部分，由許多外徑爲48.3毫米的管線組成，這些管線的長度依分餾塔内部可獲得的空間，爲介於1，5〇〇毫米及2,000毫米。較佳的長度爲2,000毫米。分餾塔2的頂端203面積與入口 201相同，高爲600毫米。頂端203設有維護門204，以便清理管線。頂端203設有輸送管線205與冷凝/熱交換器3連接，其外直徑爲約457.2毫米。分餾塔2内裝設的儀器，包括設於下層的熱電偶τι、壓力傳送器PI’及設於上層的熱電偶TI。分餾塔2設有可變速率風扇209，用以微調流出物220的溫度。附圖7爲本發明裝置中氣冷式冷凝/熱交換器的簡圖，其包括分離柴油與輕質燃料油的設備。參照附圖7 ’氣冷式冷凝/熱交換器3，包括位於頂排的2 條500毫米□ 250毫米，水平橫跨頂端的管線3〇1(僅示出一條），其與位於第二排同爲水平走向，6,500毫米口250毫米的各管線3 02連接。來自裂解器ιοί的進料管3〇〇，直徑爲 457.2毫米，由第二排管線接入。第三排管線爲彼此串連排 -13- 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐） I---^---;--裝------，玎 (請先閎讀背面之注意事項再填寫本頁〕經濟部中央揉準局員工消费合作社印製 A7 B7 五、發明説明（11 ) 列的管線303，其與上排管線302平行，橫截面爲25〇毫米口 250毫米。第四排管線爲彼此串連排列的管線3〇4，管線兩端之一設有熱電偶包309。位於第四排的管線3〇4，橫截面爲250毫米□ 250毫米.。吾人自第四排管線中擇一設置分離器308，用以分離輕質燃料油與柴油。第五排爲管線3〇5，第六排爲管線306，橫截面皆爲500毫米口250毫米且彼此串連。位於底排的管線306 ,實際上爲燃料油收集槽。對年處理量爲5,000嘴的設備而言，管線3〇1至3〇6的長度皆爲5〇〇〇毫米；對年處理量爲2,500噸的設備而言，管線3〇1至3〇6的長度皆爲2,500毫米。頂端兩層的管線’可以不鋒鋼或碳鋼製造。其餘的管線303至管線306，則以碳鋼製造。冷卻風扇309將空氣由冷凝/熱交換器3的底部抽至頂端，亦即空氣與油呈逆向流動。冷凝/熱交換器3以外殼包覆，使冷卻空氣由冷凝/熱交換器3的底部進入。以31〇、311兩相泵自冷凝/熱义換器3底部的错槽抽出產品燃料油，其中輕質燃料油以泵310抽出，柴油以泵311抽出。聚3丨〇、3丨丨係以產品槽中液面開關312、313控制。位於第五排的管線3〇5 中，有3條内部設有U-型管314,這三條管線305用來將送至裂解單元1的進料預熱。產品槽中未凝結的蒸汽，由兩條2" 排氣管315輸至内置型燃燒單元4。熱交換器入口、各儲存槽皆設有熱電偶TI。附圖8爲適用於本發明裝置之内置型燃燒系統流程圖。參照附圖8，内置型燃燒系統4爲傳統的燃燒系統，因此僅摘要説明。接至分離器402的2"管線401，來自冷凝/熱交 -14- 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐） (請先閲讀背面之注意事項再嗔寫耘艮】裝- 訂 A7 ________B7 五、發明説明（12 ) 換器3。以泵403抽出液體，回收輕質燃料油。分離器内部的氣體由抽氣風扇405抽出後’通過—對減焰器4〇6而進入燃燒頭410。燃燒頭410設於外殼407中，以丙烷母火系統 408點燃。此内置型燃燒系統尚包括火花引燃系=及顯示母火引燃的熱電偶TI。附圖9爲本發明裝置中燃料油穩定系統的簡化流程圖，其包括兩個短期儲存穩定槽。參照附圖9 ’在燃料油穩定系統5混入既定濃度的化學穩定劑，靜置混合物約4小時以進行化學反應β因此，靜置槽 504及其附設栗505、506的大小，依供给原料的熱裂解單元數量而定》就年處理量爲5,000噸的一個單元而言，靜置槽 504的直徑爲約1，800毫米，總高度爲約3,20〇毫米，其中底端錐型區域的高度佔1，000毫米。就年處理量爲2 500噸的一個單元而言，靜置槽504的直徑爲約1，400毫米，總高度爲 3,000毫米’其中底端錐型區域的高度佔約ι，〇〇〇毫米。計量泵502’水與燃料油泵505及506，皆依處理量選用。附圖1 0爲本發明裝置中燃料油穩定系統的簡化流程圖，其包括兩個長期儲存穩定槽。經濟部中央標準局負工消费合作社印製 1 m m - n m n n m n ......I n T .'多.，''' 一请先開讀背希.Μ注意ί存填寫本寅一參照附囷10，槽的大小附圖9所示者相同》唯一的差別在於儲槽504尚包括加熱線圈521及内部攪拌器520。泵502、 505及506的大小亦與附圖9相同》附圖10中，與附圖9相對映的設備，皆以與附圖9一致的编號表示。附圖11爲本發明裝置的最終過濾單元圖示。參照附圖1 1，過濾單元7包括壓力容器701，其設計最大 -15- 本紙張尺度適用中國國家標準T^NS ) Α4規格（210X 297公釐） A7 B7 經濟部中央標準局負工消費合作社印製五、發明説明（13 ) 操作壓力爲3_0巴（bar)表壓。壓力容器701的直徑爲約75〇毫米，且包括約1，200毫米長的直桶形區域。在直桶形區域的兩端，設有可取下的碟形蓋702。更換過濾介質時，可由侧面的法蘭703將過濾介質取出。各過濾單元間，設有可量測〇至2·0巴的差壓式壓力傳送器704。附圖12爲可用於本發明裝置的選用最終蒸餾系統圖示，其爲大部分煉油廠使用的傳統蒸餾系統。本發明方法中，僅在製備沸點範圍極窄的燃料油時，方選用最終蒸餘系統。由於設備需依各別系統而定，故本發明對這_部分未提出較佳方案。一般而言，進料流800與產品流經熱交換器80〗換熱將熱回收，而後進料流通過加熱器802 ’使溫度上升至約32(TC。將熱進料輸至含約20至25個分離盤的蒸餾塔803中央部分。蒸館後產品有三，第一爲塔底流804，其爲沸點高於柴油蒸餾預定溫度（通常爲350°C)的產品。第二爲塔中流805，其爲滞點爲150至350Ό的柴油產品，第三爲塔頂流806，其爲滞點低於150°C的汽油。第一、二項產品在冷卻單元807冷凝，於谷器808、809中與水分離後，以_系_810、811¾送至错槽。附圖1 3爲傳統燒結系統的圖示。參照附圖1 3，燒結系統9 爲選用的外部系統，其亦爲傳統煉油使用的系統之一，但屬小型者。同樣的，其設備亦随各別系統而定，故本發明對這一部分未提出較佳方案。進料9〇〇爲裂解器產生的殘逢’通常先進入加熱器901將溫度加熱至550eC左右，繼而嘴至兩個燒結鼓902之一。熱裂解蒸汽903自燒結鼓排出後， -16- 表紙張尺度適用中國國家標準（CMS ) A4規格（210X297公釐 II^---:II 裝—— {請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 訂 A7

經濟部中央揉準局負工消費合作社印製使用與裂解器相同的熱交換器4冷凝。碳焦冷卻後以機械方式輸出。此系統尚包括氮氣清洗氣流9G4及輸至燃燒系統的排放氣905。本發明的5個特點分別詳述如下。熱裂解處理根據本發明，熱裂解處理在不銹鋼容器中進行，所用的不銹鋼容器由316L或321L的不銹鋼或規格相當的材質製造，可耐裂解時的高溫與腐蝕。由機械觀點而言，所用的不銹鋼容器在熱裂解處理的極高溫下，其劣化效應需最低。因此，不銹鋼容器在熱裂解處理時產生非永久變形熱膨脹是被允許的0 根據本發明，裂解器的設備可依附圖3裝設。如前所述，在燃燒式加熱爐燃燒室内的裂解器101，所有表面皆爲孤形，以承受產生的熱膨脹。根據本發明，裂解器101形如浴缸，寬約2.6米，長約5·0米，其設有許多輸入及輸出管線，以便在需要時排出裂解處理產生的重質殘渣。裂解器1〇1底部的彎曲表面，設有許多熱電偶，在裂解處理時，這些熱電偶與置於裂解器内液體中的單一熱電偶配合，供製程控制用。通常在熱裂解處理時，裂解器1〇〗内的液體溫度爲約 380至420°C。廢油進料以排液泵由進料儲槽泵送。開始裂解使用的進料體積爲約50%裂解器體積，其以高體積速率泵在相對短時間内泵送》此泵爲專用，即進料泵。當裂解器半滿時，燃油或燃氣的燃燒器自裂解器1〇1下方開始加熱。裂解器内液面因汽化而開始下降時，程控電腦的液面控制迴 17- 本紙張^度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（2丨0X29?公瘦）

^ ；裝------訂--------/ (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 五、發明説明（15) A7 B7 經濟部中央樣準局員工消費合作社印製路起動可變速率栗，立即將液面補回。裂解處理時，進料油中半固體物質會隨時間沈積在容器底部而使溫度升高，因此裂解處理過程中需監測裂解器1〇1的底板溫度。當底板概度達到約520至560°C時，表示需停止輸入油。達到此階段所需要的時間，隨最初進料中沈澱物的含量而定。本發明法中，最大沈澱物含量以最初進料重量計爲4重量％，此時達到連續處理循環的終止點所需時間，在5〇小時的範圍内。如果進料中沈澱物較少，作業時間則較長。此時，在解裂器中將進料中揮發物質蒸除。蒸除時間需約1〇小時。當裂解器中大部分液體被蒸除時，裂解器底板的溫度上升至介於640及71CTC，裂解過程中沈積在底板上的半固體物質，逐漸被燒成無法清除的灰餅β生成的灰餅與石油焦類似，生成時間介於5及8小時，裂解器產生的烴蒸汽流下降至少量時，灰餅燒結即完成。令裂解器及其内容物自然冷卻’待裂解器底部溫度下降至40(TC時。開啓冷卻風扇協助冷卻。裂解器溫度下降至5(TC時，開啓裂解器並與大氣相通，工作人員則可進入裂解器清除灰餅。表〗爲殘餘固體灰餅的溶出試驗結果。試驗結果顯示，本發明法產生的殘渣物灰餅，是可採用掩埋處理的。表1 固體碳焦殘餘物溶出試驗分析結果可溶出物標準氫離子濃度指數 4.0至4.1 _ 砷含量，毫克/升 <0.005 5 〇鉛含量，毫克/升 <0.3 5 〇請先閲讀背之 I 項再. 填）裝頁訂一丄 -18 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐）經濟部中央標準局貝工消費合作社印裝 A7 _______B7 五、發明説明（16 ) 鎬含量，毫克/升 <〇.1 5.0 路含量，毫克/升 <〇 ι 0.5 鋅含量，毫克/升 1.8至2.0 - 表2顯示固態灰餅分析之結果。表2 固體灰餅分析砷含量，百萬分之重量0.2至2.5 鉛含量，百萬分之重量750至1200 鎘含量，百萬分之重量25至35 路含量，百萬分之重量85至120 鋅含量，百萬分之重量35,000至65,000 裂解器及其中灰餅的冷卻過程，通常需I 〇小時。附圖1 4爲前述生產循環中，時間對溫度的典型關係圖。前文曾提出’吾人可在裂解過程中將沈積在裂解器底部的殘渣取出，以外部設備燒結。吾人將管線浸至裂解器碟狀端的底部，以排液泵將黏稠物抽出，經氣冷式熱交換器輸至外部延遲燒結設施9(參閱附圖2)。如附囷14所示，裂解過程的溫度變化範圍極大，裂解器需可承受大幅度的金屬膨脹及收縮。因此，裂解器的大部分表面爲圓孤κ形’使金屬在最低紐曲的條件下可承更高的膨脹及收縮。本發明中，吾人製造了兩種不同尺寸的裂解器。附圖4A 及4B所示的裂解器i〇iA，年處理量爲5百萬噸或每小時處理量介於900至1200公升。附圖4B所示的裂解器ι〇1Α爲橢圓形。 -19- 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) Α4規格（210Χ297公董）裝- (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁)

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經濟部中央樣準局員工消費合作社印製附圖5A及5B所示的裂解器ι〇1Β爲小型，年處理量爲百萬噸。附圖5B所示的裂解器ι〇1Β爲圓型，直徑爲28米。本發明的裂解器較佳可以貨櫃運送，且需可便利的由支撑架構及燃燒室取出維修。本發明重要特點之一，所生產燃料油的沸點範圍，無需二次蒸餾處理，既符合大部分规範要求。如果對燃料油滞點範圍要求極嚴，則需進行最終蒸餾處理，此點在本發明中是被容許的。經由吾人稱爲"分餾塔"的設施，吾人可控制由裂解器進入冷凝器及產品槽的最重質原料的沸點。此設施亦可避免因碳焦狀的物質被攜出所進行二次蒸餾。因此在本發發中’當產品油含極重質分子時，可選用二次蒸餘處理。生產類似柴油或加熱油的燃料油，在控制上是較簡單的。將分餾塔頂端溫度限制在約25〇至28〇»(：，既可將產品柴油的最高彿點範圍控制在約3 60。〇，此爲典型傳統柴油。參照附圖6 A及6B，蒸餾塔2排出物220的溫度，可由風扇 209及裂解器的燃燒器加入的熱量控制β因此，在本發明中吾人可依所需選擇生產柴油的種類。附圖7所示的產品冷卻/熱交換器3，爲傳統的氣冷式熱交換器，其由許多水平管構成，空氣與油在其中採逆向流動。烴蒸汽被冷卻爲液態後，以重力流方式通過一系列管線由頂端流向熱交換底部的儲槽。熱交換器中，以產品油的熱量將輸往裂解器的未處理進料油預熱。由於產品油在熱交換器的頂部凝結且爲不同沸點組成分的混合物，這些混合物從沸點最高至低都有’因此可藉控制輕質烴的切出 -20- 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) Μ規格（210X；297公釐〉 I— n I n m m n m I m I n n 1 T , „ 03. i /ii- f靖先閲讀背面之注意事項再填寫本頁} 經濟部中央標準局員工消費合作社印製 A7 B7 五、發明説明（18 ) 點來製備部分產品油。選擇換熱器中適當位置，例如150°C 處，分離此點以後的輕質烴與重質烴，吾人可在一定程度内控制主產品中輕質烴含量。此方法可製備二種燃料油產品，其一稍經調整閃火點即類似傳統柴油，另一則爲與汽油類似的少量燃料油。氣體與無法凝結的蒸汽，則由熱交換器儲槽的液面上空間抽出，輸往附圖8所示的内置式燃燒系統4與過量空氣燃燒。燃燒產物以二氧化碳與水爲主，其他則爲少量污染物，如表3所示。表3 燃燒煙_空氣排放物一氧化碳百萬分之9至14莫爾 0.01至0.015克/立方米二氧化硫百萬分之45至85莫爾0.12至0.22克/立方米氮氧化物，以一氧化氮表示百萬分之30至40莫爾0.05至0.08克/立方米烴百萬分之7至10莫爾 0.005至0.007克/立方米粒狀物 0.06至0.15克/立方米如表3所示，這些污染物的量通常皆合於政府環保單位的空氣排放標準。如前文所述，本發明中的熱裂解處理，可製備與傳統柴油極類似的燃料油。此燃料油亦可以單一步驟製備並可控制其沸點範圍，使燃料油沸點範圍的最高與最低溫度在一定範圍内8 表4爲典型的廢油進料與產品油的分析。 -21 - 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（21〇X：297公釐） --------；--d------ir------^ (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) A7 __________B7 五、發明説明（19 ) 表4 分析數據廢油進料產品油密度15°C.克/毫升 0.90 0.86 黏度4〇°C厘史脱克 60 至 70 4至6 水分重量％高至4.0 硫重量％ 0.6 至 0.9 0.2 至 0.7 碳重量％ 85 至 85,5 氫重量％ 13.25 至 13.6 氮重量％ 400至450 銅重量％ <0.1 鉻百萬分之 1.5 <1.5 鎘百萬分之 0.5 <0.5 鎳百萬分之 <0.1 釩百萬分之 <0.1 鉛百萬分之 21 <3 有機氣百萬分之 400 90 蘭氏殘碳重量％ 0.2 至 0.4 閃火點°c >100 <25 十六烷指數 55 沈積物 2至4 0.05 氧化能力 30 ^ ^1 —^HH I I^ (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 經濟部中央標準局員工消費合作社印製產品油的穩定化熱裂解生成的烴燃料，含大量化學不穩定物質。這些物質爲烯烴類，會隨儲存時間而變質形成膠狀物，使用時會引擎内組件堵塞。以裂解器生產的熱裂解燃料油是不穩定的，使用前需經化學處理。因此，廢油處理裝置的第二部分用來處理不穩定的燃料油。使燃料油穩定的方法有兩 -22- 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（21〇Χ297公釐） A7 B7 經濟部中央標準局員工消費合作社印製五、發明説明（2〇種，一種是將膠形成的化學反應暫時減緩，另一種方法則是使膠形成反應極快的發生，再將生成的沈澱物以過濾或蒸餾方法除去《本發明中這兩種方法皆適用。 (i) 短期儲存穩定化產品油自冷凝熱交換器底部的儲槽輸出時，將抗氧化劑加至產品油中。較佳的抗氧化劑爲二甲基甲醯胺。抗氧化劑在產品油中的濃度爲介於約〇〇25及約〇〇35體積％。抗氧化劑可以水溶液或油溶液加入。經處理的燃料油輸往儲槽靜置4小時，以進行化學反應。儲存槽具錐型底，生成的固體與水沈澱至錐型底後排出。產品油自槽側排出，視需要泵送至最終精製處理或最終蒸餾處理。附圖9的處理設備中’設有兩個儲槽5〇4。每個儲槽5〇4的容量爲4小時。水及固體排放泵由水位計自動啓動，產品油則自槽側排出。 (ii) 長期儲存穩定化如果產品油需儲存數天以上，則需防止烯烴随時間產生任何反應。此時需加速化學反應，並在製備產品油的過程中將反應生成的固體物濾除。因此，燃料油自冷凝熱交換器底部的儲槽被泵送至溫度控制在90。(：的—對儲槽中，於該溫度靜置4小時。附圖1 0所示的每一個儲槽504皆設攪拌器52〇，將抗氧化劑與燃料油完全混合。儲槽504底部爲錐形，含固體的物質由此排放；調理後的產品油則經最終精製系統泵送至長期 23- 木紙張尺度適用中國國家榇準（CNS ) A4規格（210X297公嫠） _-----裝------訂------Ί {請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) A7 B7 五、發明説明（21 ) 儲存槽。最終精製處理 (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) (i) 離心短期儲存與長期儲存的化學穩定法，縱使經4小時靜置，燃料油仍含一部分的水及固體。因此在無後續除水處理時’吾人尤需藉高速離心除去這些最後的水。 (ii) 過濾單元無論以何種穩定方法防止產品油中固體或膠的生成，也不論是發電用的固定式柴油引擎或車用者，產品油皆需經最终精製處理方可使用。因此本發明的第五部分爲燃料油的最終過濾。最終過濾處理以顆粒尺寸爲5〇至6〇網目的美國活性白土爲過遽介質。白土床將殘留在產品油中任何少量的碳焦狀或膠狀物質除去。廢白土可再生，或以處理殘渣油相同的方法，將廢白土置於裂解器中經燒結處理製成灰餅後掩埋。當廢白土產生量爲約4噸時，方需採行此處理。經濟部中央標準局員工消費合作社印製附圖11所示的白土過濾單元7,其在直徑爲〇75米、長12 米的容器中，裝填約0.5立方米的過滤介質。設計上僅使用一具過濾器，另一具則在線上備用，以供維修及更換。自過濾器輸出的燃料油，可供任何柴油引擎或傳統燃燒器式加熱系統使用，不會造成燃油喷嘴或燃燒器喷嘴堵塞。產品油的典型分析示於表4。最終蒸餾最終蒸餾採傳統蒸餾塔技術，並非必需。唯有燃料油需符 -24- 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐）經濟部中央樣準局貝工消费合作社印製 A7 B7 五、發明説明（22) 合傳統煉油麻製備柴油的極嚴格規範時，方需採用此最終步驟。製備閃火點高於約25。(：的燃料油、極低溫柴油（即終滞點低於340 C者）則需使用最終蒸館，其中極低溫柴油與寒帶國家冬天用油類似。附圖12所示的典型蒸餾系統8，包括進料加熱器802及其下游的蒸館塔803 ’進料加熱器將進料油加熱至約32〇°c ^蒸館塔803包括許多塔盤層’其將進料分爲三種產品。塔底流 804爲第一種，其爲沸點高於預設最高溫度者，對柴油蒸餾 ***而$ ’預設最高溫度通常爲350 °C。塔頂流805爲第二種，其爲滞點低於15 0 C的汽油館份，第三種則爲塔中流 806，其爲沸點介於約150及350°C的柴油產品。在這些範固中，吾人可精確的控制溫度，製備三種燃料油。各產品冷卻後被輸至相關儲槽’吾人可利用產品油的溫度將進料油預熱。外部燒結處理如前文所述，在生產循環中吾人可自裂解器取出黏稠物，延長生產週期。附圖1 3所示的燒結系統9，裂解器輸出的黏稠物9〇〇，以特殊設計的低滯留時間加熱器9〇1將溫度加熱至525。〇以上，噴至不銹鋼燒結鼓902，殘渣物在其中長時間高溫燒結。較輕質的熱裂解物’通過裂解器使用的相同熱交換器後，大部分凝結爲液體。殘渣則在燒結鼓中轉化爲灰餅。灰餅可採批次式燒成，當一個燒結鼓滿時，可以機械方式將灰餅取出’以另一個燒結鼓繼續進行燒結。 n I m n n n n n n n n n n T - « 0¾ 、vs (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 度適用中國國定拽進r -25 ΓΝΙ.ς ) it ( a*· \

I 參照所附圖件，吾人據本發明較佳裝置説明回收燃料油的操作實例。以成分如表4分析的廢馬達油爲進料，輸至熱裂解器1〇1 後加熱至約390。(：，加熱至此溫度需時約丨〇小時。溫度達到 390X後，廢油以約每小時1〇〇〇公升的速率注入裂解器。熱裂解蒸汽通過分餾塔2的管線，藉冷卻風扇2〇9並控制加熱爐燃燒器的熱量，將分餾塔2排出物的溫度控制在約28〇 C。於此條件下，只有極少量的重質碳焦物被攜出。因此，無需競爭者技術的二次蒸餾，即可得乾淨的產品。產品蒸汽於氣冷式熱交換器3凝結，儲存在位於熱交換器3底部的粗產品儲槽中。將粗產品泵送至調節槽5〇4，加入二甲基甲睡胺與產品油稀釋混合，混合物中二甲基甲酷胺的濃度爲〇.〇3體積％，靜置約4小時。將產品油輸至高速離心機6，除去產品燃料油中的粒狀物及水。不含任何膠狀物的最終產品油，可直接用於柴油引擎，不會造成燃燒困難也不會堵塞燃料油過濾器。柴油引擎用的最終燃料油產品，分析結果示於表4。吾人需知，將分餾塔 2排出物的溫度降至约250χ，可使產品油的終沸點溫度降至约350°C。吾人需瞭解，此例中雖未使用過濾介質，但產品油的品質已可直接用於柴油引擎。過遽單元可使產品油的品質更佳。參照本發明較佳裝置及範例説明，熟此專業者在不違悖本發明精神與本發明範圍的條件下，進行型式與細節的各式改良是可行的。

Claims

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1. -種自廢油中回收燃科油的裝置其包括· _熱裂解單元，其將高彿點烴裂解為較輕質的低彿點烴，使烴蒸汽產品與黏稠物分離；冷凝/熱交換器’其將烴蒸汽產品凝結為液態；燃料油穩定單元，其以化學方法處理凝結物，生成產品油與固體沈積物；及精製單兀，其以物理方法除去固體污染物生成高品質燃料油。 2 _根據申請專利範圍第i項的自廢油中回收燃料油的裝置，其中熱裂解早元包括垂直截面為"U"型的裂解器。 3·根據申請專利範圍第丨項的自廢油中回收燃料油的裝置，其中熱裂解單元包括控制裂解烴沸點範圍的分餾塔。 4 .根據申請專利範圍第1項的自廢油中回收燃料油的裳置，其尚包括用以燃燒來自冷凝/熱交換器的氣體及無法凝結蒸汽的燃燒系統。 5 .根據申凊專利範圍第1項的自廢油中回收燃料油的裝置，其中燃料油穩定單元設有分離固體沈積物的靜置槽。 6 _根據申請專利範圍第1項的自廢油中回收燃料油的裝經濟部中央標準局貝工消費合作社印裝置，其中精製單元設有離心單元，以除去殘留在油中的固體沈積物及水’且設有過濾單元過濾離心後的油，生成南品質燃料油。 7.根據申請專利範圍第6項的自廢油中回收燃料油的裝置’其中過濾單元以美國活性白土充填》 8 ·根據申請專利範圍第1項的自廢油中回收燦料油的裝本紙張尺度逋用中國國家榇率（CNS ) A4規格（210X297公釐）苐86U2275躲專中請鼻利签.揉

1. -種自廢油中回收燃科油的裝置其包括· _熱裂解單元，其將高彿點烴裂解為較輕質的低彿點烴，使烴蒸汽產品與黏稠物分離；冷凝/熱交換器’其將烴蒸汽產品凝結為液態；燃料油穩定單元，其以化學方法處理凝結物，生成產品油與固體沈積物；及精製單兀，其以物理方法除去固體污染物生成高品質燃料油。 2 _根據申請專利範圍第i項的自廢油中回收燃料油的裝置，其中熱裂解早元包括垂直截面為"U"型的裂解器。 3·根據申請專利範圍第丨項的自廢油中回收燃料油的裝置，其中熱裂解單元包括控制裂解烴沸點範圍的分餾塔。 4 .根據申請專利範圍第1項的自廢油中回收燃料油的裳置，其尚包括用以燃燒來自冷凝/熱交換器的氣體及無法凝結蒸汽的燃燒系統。 5 .根據申凊專利範圍第1項的自廢油中回收燃料油的裝置，其中燃料油穩定單元設有分離固體沈積物的靜置槽。 6 _根據申請專利範圍第1項的自廢油中回收燃料油的裝經濟部中央標準局貝工消費合作社印裝置，其中精製單元設有離心單元，以除去殘留在油中的固體沈積物及水’且設有過濾單元過濾離心後的油，生成南品質燃料油。 7.根據申請專利範圍第6項的自廢油中回收燃料油的裝置’其中過濾單元以美國活性白土充填》 8 ·根據申請專利範圍第1項的自廢油中回收燦料油的裝本紙張尺度逋用中國國家榇率（CNS ) A4規格（210X297公釐）經濟部中央揉準局貝工消費合作社印裝申請專利範圍其中尚包括蒸餾單元，以控制高品質燃料油的圍。據申叫專利範圍第丨項的自廢油中回收燃料油的裝其中尚包括燒結單元，使熱裂解單元產生的黏稠物經熱處理形成灰餅。 10.—種自廢油中回收燃料油的方法，其步驟包括：於380至420°C熱裂解廢油，使烴蒸汽產品與黏稠物離；將煙蒸汽產品冷凝為液體凝結物；以化學方法處理液體凝結⑯，以±成產品油及固體沈澱物；及以物理万法除去產品油中的固體污染物而生成燃料油。 11·根據中4專利範圍第i。項的方法，其中熱裂解廢油的步驟包括以分_㈣裂解產錢蒸汽產品㈣點範圍。 12·根據中請專利範圍第"項的方法，其中控㈣蒸汽產品滞點範圍的步驟，包括將分館塔排出物的溫度控制在250 至280〇c。 13.根據中請專利範圍第1G項的方法，其中生成液體凝結物的步驟，包括以氣冷式冷凝熱交換器冷凝煙蒸汽產品。 M.根據申請專利範圍第13項的方法，其中生成液體凝結物的步驟，包括控制熱交換器㈣閃火點溫度，以依據滞點回收各別的液體凝結物。 15.根據中請專利範圍第1G項的方法，纟中以化學方法處理液體凝結物的步驟包括 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁)

-2- ABCD 生成含既定濃度抗氧化經濟部中央樣隼局貝工消費合作社印装六、申請專利範圍以抗玑化劑稀釋液體凝結物劑的混合物；及靜置/m合物一段既定時間，使混合物中的固體沈澱。 16.根據申請專利範圍第1 5項的方法，丨中抗氧化劑為二甲基甲醯胺，柷氧化劑的濃度為介於〇〇25及〇〇35體積％。 Π.根據申請專利範圍第10項的方法，其中以物理方法自產品油中除去固體污染物，形成燃料油的步驟包括離心處理產品油，除去殘留在產品油中的固體污染物及水；及以過濾介質過濾離心後的油。 18.根據中請專利範圍第17項的方_法，其中過齡質為顆粒大小為5 0至6 0網目的美國活性白土。申請專利範圍第1〇項的方法’其中尚包括在取料、由生成步驟後，藉蒸館燃料油來控制燃m點範圍的步驟。 2〇·根據申請專利範圍第10項的方法，其中熱裂解廢驟包括以熱處理黏稠物，使其生成灰餅的步驟。 (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁)

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