DK162107B - Fremgangsmaade til genraffinering af smoereolier - Google Patents

Description

DK 162107 B

Den foreliggende opfindelse angår en fremgangsmåde til genraffinering af brugte smøreolier, hvilken fremgangsmåde er ejendommelig ved, at en brugt smøreolie, der er befriet for vand og slamdannende urenheder, underkastes en fordestillation ved reduceret tryk og med kort 5 opholdstid af olien i destillationskolonnen, og olien derefter underkastes filminddampning i vakuum, idet væskefilmen holdes i turbulent bevægelse ved afstrygning, og det afdampningsprodukt, der opnås ved filminddampningen, underkastes en efterbehandling efter kondensation.

Fra hollandsk patentskrift nr. 166.060 kendes en fremgangsmåde, hvor 10 den brugte smøreolie efter en fordestillation ved et tryk på i praksis 3,33-9,33 kPa, hvor lette komponenter skilles fra, underkastes filminddampning (wiped film-evaporators) i to afstrygningsfilminddam-pere i serie, der drives ved et tryk af størrelsesordenen 13,3-266 Pa, idet bundproduktet af den første filminddamper fødes ind som 15 fødemateriale til den anden inddamper.

Denne fremgangsmåde gør det muligt at anvende en katalytisk behandling med hydrogen som efterbehandling, sådan som det i og for sig er kendt fra Hydrocarbon Processing 9, 1973, s. 134, og fremgangsmåden giver således produkter af god kvalitet, der er egnede som smøreolie-20 basis, og fremgangsmåden kan let tilpasses til variationer i sammensætningen af fødematerialet.

Det har vist sig, at der under filminddampningen, der finder sted under sammenlignelige temperatur- og trykbetingelser, og i mindst et lige så godt udbytte fås et afdampningsprodukt af generelt bedre 25 kvalitet, der ikke alene kan omdannes til en fortræffelig smøreoliebasis ved hjælp af en almindelig kendt efterbehandling, fx en katalytisk behandling med hydrogen ifølge Hydrocarbon Processing 1.c., men også kan anvendes som fødemateriale til moderne katalytiske cracking-processer i fluidiseret fase (FCC-processer: jfr. fx Oil and 30 Gas Journal, 17. maj 1976), hvis filminddampningen finder sted i én eller flere af strygningsf ilminddarnpere, og det tunge bundprodukt (remanensprodukt) fra mindst én filminddamper i det mindste delvis recirkuleres til indløbet af denne filminddamper.

DK 162107 B

2 I USA patentskrift nr. 4.360.420 beskrives en fremgangsmåde til genraffinering af brugte smøreolier, hvor der anvendes en afstrygningsfilminddamper, og hvor en fraktion, der skilles fra i filminddamperne, delvis recirkuleres. I modsætning til nærværende opfindelse 5 er dette imidlertid en let fraktion, der skilles fra som damp i filminddamperen.

Det er ikke helt klart, hvad der er grunden til, at der med opfindelsens generelle foranstaltning opnås et produkt med bedre kvalitet i et lige så godt udbytte; en mulig forklaring er, at sammensæt-10 ningen af det samlede materiale, der løber ind i filminddamperen, på grund af det recirkulerede bundprodukt, ændres i en sådan grad, at materialet bedre fugter filminddamperens vægge og derfor forårsager en bedre varmeoverførsel og afdampning.

Når behandling af brugt svær smøreolie undtages, kan man i alminde-15 lighed opnå det ovennævnte resultat med en enkelt afstrygningsfilm-inddamper.

I forhold til fremgangsmåden ifølge hollandsk patentskrift nr.

166.060 betyder dette også en betragtelig besparelse på installations- og driftsomkostningerne.

20 Takket være foranstaltningerne ifølge opfindelsen kan fremgangsmåden også anvendes til genraffinering af brugte svære smøreolier ved anvendelse af to af strygningsfilminddampere, idet bundproduktet fra den første inddamper anvendes som fødemateriale for den anden inddamper, og bundproduktet af den anden inddamper i det mindste delvist 25 recirkuleres til indløbet af denne anden filminddamper.

Mængden af bundprodukt, der recirkuleres til indløbet af den anden filminddamper, varierer i almindelighed mellem 5 og 30% af den samlede mængde afdampningsprodukt, afhængig af kvaliteten af den brugte smøreolie, der anvendes som fødemateriale.

30 For svær smøreolie er nævnte procentdel fortrinsvis mellem 5 og 15%.

For de andre lettere og brugte smøreolier er procentdelen fortrinsvis 10-25%. Med en sådan recirkulationsgrad er resultatet optimalt.

DK 162107 B

3

Afdampningsfraktionen, der kommer fra afstrygningsfilminddamperen/-inddamperne kondenseres fortrinsvis ved en temperatur på 150-250®C, hvorefter kondensatet underkastes en "hot-soak"-behandling (kondensatet holdes i nogen tid ved forhøjet temperatur). Dette har en gun-5 stig indflydelse på kondensatets kvalitet, således at efterbehandlingen, fx den katalytiske behandling med hydrogen ifølge Hydrocarbon Processing l.c., og kvaliteten af den derved opnåede smøreoliebasis påvirkes i gunstig retning. Produktet fra "hot-soak"-behandlingen er endvidere også egnet som fødemateriale til en FCC-behandling.

10 Under "hot-soak"-behandlingen foretrækkes det, at kondensatet holdes ved kondensationstemperaturen, eftersom denne har den bedste virkning. "Hot-soak"-behandlingen tager fortrinsvis 1-30 timer.

En "hot-soak"-behandling på mindre end 1 time resulterer ikke i nogen i praksis vigtig forbedring, og en behandling på mere end 30 timer 15 giver ikke nogen yderligere forbedring af kvaliteten. Den optimale varighed inden for det nævnte interval afhænger af kvaliteten af den anvendte brugte smøreolie.

Hvis produktet, der kommer fra "hot-soak"-behandlingen, under fremgangsmåden ifølge opfindelsen underkastes en katalytisk behandling 20 med hydrogen, kombineres "hot-soak"-produktet fortrinsvis med de lette komponenter, der skilles fra under fordestillationen ved reduceret tryk. De nævnte lette komponenter danner en gasolie af dårlig kvalitet, der, hvis den hydrogeneres sammen med "hot-soak"-produktet, giver et slutprodukt, ud fra hvilket der ved fraktioneret des-25 filiation, udover en smøreoliebasis med gunstige egenskaber, også kan genvindes en dieselolie med fortræffelige egenskaber, et produkt der ikke kan opnås ud fra gasolien fra fordestillationen.

Opfindelsen belyses ved følgende eksempler. Eksempel 1 beskrives ved hjælp af fig. 1, der viser et strømningsdiagram for en foretrukken 30 udførelsesform for opfindelsen. Eksempel 2 beskrives ved hjælp af fig. 2, der viser en anden udførelsesform for opfindelsen, hvor der anvendes to filminddampere. I nævnte figurer er ens komponenter vist med de samme henvisningsbetegnelser.

j i s

DK 162107 B

4 I begge eksempler anvendes der brugt smøreolie, der først er blevet befriet for slamdannende urenheder og vand samt lette komponenter (benzin, hvormed smøreolien er forurenet), fx ved filtrering i et mekanisk eller mekanisk/magnetisk filter og flashinddampning som 5 beskrevet i hollandsk patentskrift nr. 166.060.

EKSEMPEL 1

Brugt smøreolie, der er befriet for slamdannende urenheder og for vand og lette komponenter fødes via en ledning 1 til en fordestillationskolonne 2 sammen med en mængde af bundproduktet fra denne for-10 destillationskolonne, der recirkuleres gennem en ledning 11. I fordestillationskolonnen 2 adskilles en gasolie af lav kvalitet under reduceret tryk ved fraktionering fra smøreolien. Gasoliedampene slipper ud gennem en ledning 6, kondenseres i en varmeveksler 7 og recirkuleres delvis som et tilbageløb gennem en ledning 8. Brugt 15 smøreolie, der er befriet for gasolie, forlader kolonnen 2 som en bundstrøm gennem en ledning 3 og presses gennem en varmeveksler 5 ved hjælp af en pumpe 4, hvor denne strøm forvarmes. En del af den forvarmede bundstrøm recirkuleres gennem ledningen 11 og blandes med den tørre brugte smøreolie i ledningen 1 som beskrevet ovenfor. Resten af 20 den forvarmede bundstrøm flyder gennem en ledning 12 til en afstryg-ningsfilminddamper 15. Før ankomst til filminddamperen 15 blandes bundstrømmen med en del af bundproduktet, der kommer fra filminddamperen, og som recirkuleres gennem en ledning 13 ved hjælp af en pumpe 16. Resten af bundproduktet fra filminddamperen 15 bortledes gennem 25 en ledning 17.

Til bundstrømmen i ledningen 12 blandes også en tung fraktion, der beskrives i det følgende, og som tilføres som en "blow-off"-strøm (dræning) fra en "hot-soak" via en ledning 14.

I filminddamperen, der opererer under vakuum, afdampes lette smøre-30 oliekomponenter. Disse dampe slipper ud gennem en ledning 18 og kondenseres i en varmeveksler 19, idet temperaturen holdes så høj som mulig. Kondensatet pumpes ved hjælp af en pumpe 20 ind i en beholder 5

DK 162107 B

21, hvor dette kondensat undergår en "hot-soak"-behandling. Ved denne "hot-soak"-behandling skilles urenheder, der er til stede i kondensatet, fra som en tung fraktion; denne tunge fraktion recirkuleres som en "blow-off"-strøm (dræning) via ledningen 14 og blandes som be-5 skrevet ovenfor med den forvarmede bundstrem i ledningen 12.

Kondensatet i beholderen 21, som urenhederne er blevet skilt fra som en tynd fraktion, ledes efter "hot-soak"-behandlingen ud via en ledning 22 og en pumpe 23, blandes med den gasoliefraktion, der blev dannet ved fordestilleringen og passerer, efter at være blevet blan-10 det med hydrogen, via en ledning 24 og en varmeveksler 25 til en reaktor 26, der er fyldt med en hydrogeneringskatalysator, hvor blandingen hydrogeneres. Produktstrømmen fra hydrogeneringsreaktoren passerer gennem en ledning 27 til en separator 28, hvor det tilbageværende hydrogen skilles fra og bortledes gennem en ledning 29, 15 hvorefter det, efter at trykket er blevet forøget i en kompressor 30, og det er blevet blandet med ekstra hydrogen, der tilføres gennem en ledning 31, recirkuleres via en ledning 32 og blandes med blandingen af carborihydrider, der tilføres gennem ledningen 24.

Den hydrogenerede carbonhydridblanding ledes ud fra bunden af separa-20 toren 28 og passerer gennem en ledning 33 til en fraktioneringskolonne 34, hvor denne blanding af carbonhydrider adskilles i en dieseloliefraktion 35, der forlader kolonnen i toppen, en let smøreolieba-sisfraktion 36, der forlader kolonnen som en mellemfraktion, og en tung smøreoliebasisfraktion 37.

25 De anvendte betingelser og opnåede resultater er anført i nedenstående tabel.

EKSEMPEL 2

Ligesom i fremgangsmåden ifølge eksempel 1 føres brugt smøreolie, der er befriet for slamdannende urenheder og for vand og lette komponen-30 ter, via ledningen 1 til en fordestillationskolonne 2 sammen med en mængde af bundproduktet fra denne fordestillationskolonne, der recirkuleres gennem en ledning 11. I fordestillationskolonnen 2 adskilles i

DK 162107 B

6 under reduceret tryk en gasolie af lav kvalitet ved fraktionering fra smøreolien. Gasoliedampene slipper ud gennem en ledning 6, kondenseres i en varmeveksler 7 og recirkuleres delvis som et tilbageløb gennem en ledning 8. Brugt smøreolie, der er befriet for gasolie, 5 forlader kolonnen 2 som en bundstrøm gennem en ledning 3 og presses gennem en varmeveksler 5 ved hjælp af en pumpe 4, hvor denne strøm forvarmes. En del af den forvarmede bundstrøm recirkuleres gennem en ledning 11 og blandes med tør brugt smøreolie i ledningen 1 som beskrevet ovenfor. Resten af den forvarmede bundstrøm passerer gennem 10 en ledning 12 til en afstrygningsfilminddamper 38.

I denne første afstrygningsfilminddamper 38, der opererer under vakuum, afdampes de lettere komponenter af smøreolien; dampene slipper ud gennem en ledning 41 og kondenserer i en varmeveksler 42, hvorefter kondensatet pumpes til en "hot-soak"-tank 21 ved hjælp af 15 en pumpe 43. Bundproduktet fra denne første afstrygningsfilminddamper 42 pumpes til en anden afstrygningsfilminddamper 15 ved hjælp af en pumpe 39 og en ledning 40.

Før bundproduktet fra den første filminddamper 38 kommer ind i filminddamperen 15, blandes det med en mængde af bundproduktet fra den 20 anden afstrygningsfilminddamper 15 og også med en "blow-off"- strøm (dræning) fra "hot-soak"-tanken 21. Bundproduktet fra filminddamperen 15, der recirkuleres på denne måde, er kun en del af det samlede bundprodukt fra den anden filminddamper 15. Dette samlede bundprodukt pumpes bort fra bunden af filminddamperen 15 ved hjælp af en pumpe 25 16; en del recirkuleres gennem en ledning 13 til ledningen 40, og remanensen bortledes som sådan via en ledning 17.

I den anden afstrygningsfilminddamper 15, der også opererer under vakuum, afdampes de tungere smøreoliekomponenter. De slipper ud i toppen via en ledning 18 og kondenserer i en varmeveksler 19, hvor-30 efter de transporteres til "hot-soak"-tanken 21 ved hjælp af en pumpe 20.

De lette og tunge smøreoliekomponenter undergår en "hot-soak"-behandling i "hot-soak"-tanken 21, hvorved tunge urenheder skilles fra og passerer som en "blow-off"-strøm (dræning) via ledningen 14 til

DK 162107 B

7 den anden afstrygningsfilminddamper 15. Temperaturen i "hot-soak"-tanken 21 holdes ved en værdi, der ligger tæt på kondensationstem-peraturen i varmevekslerne 42 og 19. De urenheder, der skilles fra under "hot-soak"-behandlingen og ledes bort som en "blow-off"-strøm 5 (dræning), forlader i sidste ende systemet som en del af remanens-produktet 17.

Kondensatet i beholderen 21, som urenhederne er blevet skilt fra som en tung fraktion, ledes efter "hot-soak"-behandlingen gennem en ledning 22 og en pumpe 23, blandes med den gasoliefraktion, der blev 10 dannet ved fordestillationen, og passerer, efter at være blevet blandet med hydrogen, gennem en ledning 24 og en varmeveksler 25 til en reaktor 26, der er fyldt med en hydrogeneringskatalysator, hvor blandingen hydrogeneres. Produktstrømmen fra hydrogeneringsreaktoren 26 passerer gennem en ledning 27 til en separator 28, hvorfra det 15 tilbageværende hydrogen skilles fra, hvilket hydrogen ledes bort gennem en ledning 29 og recirkuleres, efter at trykket er blevet forøget i en kompressor 30, og det er blevet blandet med ekstra hydrogen, der tilføres gennem en ledning 31, via en ledning 32 og blandes med blandingen af carbonhydrider, der tilføres gennem en ledning 24.

20 Den hydrogenerede carbonhydridblanding ledes bort fra bunden af separatoren 28 og føres via en ledning 33 til en fraktioneringskolonne 34, hvor denne carbonhydridblanding adskilles i en dieseloliefraktion 35, der forlader kolonnen i toppen, en let smøreoliebasisfrak-tion 36, der forlader kolonnen som en mellemfraktion, og en tung 25 smøreoliebasisfraktion 37.

De anvendte betingelser og de opnåede resultater er anført i nedenstående tabel.

Claims (12)

1. Fremgangsmåde til genraffinering af brugte smøreolier, ved hvilken en smøreolie, der er befriet for vand og slamdannende urenheder, DK 162107 B underkastes en fordestillation ved reduceret tryk og med en kort opholdstid af olien i destillationskolonnen (2), og olien derefter underkastes filminddampning under vakuum (15, 38), idet væskefilmen holdes i turbulent bevægelse ved afstrygning, og topproduktet, der 5 opnås ved filminddampningen (18), underkastes en efterbehandling efter kondensation, kendetegnet ved, at filminddampningen finder sted i én eller flere afstrygningsfilminddampere (15, 38), og det tunge bundprodukt (restprodukt) (13, 17) fra mindst én filminddamper recirku-10 leres i det mindste delvis til indgangen (12, 40) til denne filminddamper (15).

2. Fremgangsmåde ifølge krav 1, kendetegnet ved, at der anvendes én filminddamper (15).

3. Fremgangsmåde ifølge krav 1, 15 kendetegnet ved, at der anvendes to afstrygningsfilminddampere (15, 38), idet bundproduktet (40) fra den første inddamper (38) anvendes som fødemateriale for den anden (15), og bundproduktet (13, 17) fra den anden filminddamper i det mindste delvis recirkuleres til indgangen (40) til denne filminddamper (15).

4. Fremgangsmåde ifølge et hvilket som helst af kravene 1-3, kendetegnet ved, at der i hver filminddamper (15), hvor der finder recirkulation af bundproduktet sted, anvendes 5-30%'s recirkulation baseret på de samlede afdampningsprodukter.

5. Fremgangsmåde ifølge krav 2 eller 4, 25 kendetegnet ved, at der recirkuleres en mængde bundprodukt (13), der svarer til 10-25% af det samlede afdampningsprodukt.

5 Tryk i fordestillationskolonne 2 2 kPa 2 kPa Temperatur i afstrygningsfilmind damper 38 - 320°C Tryk i afstrygningsfilminddam per 38 - 1,5 kPa

6. Fremgangsmåde ifølge krav 3 eller 4, kendetegnet ved, at der recirkuleres en mængde bundprodukt (13), der svarer til 5-15% af det samlede afdampningsprodukt.

7. Fremgangsmåde ifølge et hvilket som helst af kravene 1-6, kendetegnet ved, at afdampningsproduktet (18, 41), der kommer fra filminddamperen/-inddamperne (15, 38) kondenseres ved en DK 162107B temperatur på 150-250°C, hvorefter kondensatet underkastes varmebehandling ved forhøjet temperatur i en passende tid.

8. Fremgangsmåde ifølge krav 7, kendetegnet ved, at kondensatet under varmebehandlingen 5 holdes ved kondensationstemperaturen.

9. Fremgangsmåde ifølge krav 7 eller 8, kendetegnet ved, at kondensatet underkastes varmebehandlingen i 1-30 timer.

10. Fremgangsmåde ifølge et hvilket som helst af kravene 7-9, 10 kendetegnet ved, at kondensatet (22) underkastes en katalytisk hydrogenering (26), og der udvindes en smøreoliebasis.

10 Temperatur i afstrygningsfilm- Inddamper 15 345°C 345“C Tryk i afstrygningsfilminddamper 15 200 Pa 150 Pa Temperatur i "hot-soak"-tank 21 180°C ?

15 Opholdstid ved "hot-soak" 24 timer 26 timer Temperatur i hydrogeribehandler 26 320°C 320°C Tryk i hydrogeribehandler 6000 kPa 6000 kPa Temperatur i fraktioneringskolonne 34 200°C 200QC Tryk i fraktioneringskolonne 34 3 kPa 3 kPa

20 Tilføringshastighed af tør brugt smøreolie 5000 kg/time 3000 kg/time Gasoliefraktion fra fordestillationskolonne 410 kg/time 120 kg/time Kondensatmængde (fri for urenheder) 25 fra "hot soak" 21 4180 kg/time 2560 kg/time Restprodukt fra afstrygningsfilm- inddamper 15 310 kg/time 280 kg/time Remanensrecirkuleringshastighed af bundstrøm fra inddamper 13 800 kg/time 200 kg/time

30 Dieselolie opnået som produkt 520 kg/time 190 kg/time Samlet smøreoliebasisprodukt 4020 kg/time 2460 kg/time

11. Fremgangsmåde ifølge krav 10, kendetegnet ved, at produktet (22) efter varmebehandlingen kombineres med de lette komponenter (10), der skilles fra under for-15 destillationen (2), og blandingen underkastes den katalytiske hydrogenering (26).

12. Fremgangsmåde ifølge et hvilket som helst af kravene 7-9, kendetegnet ved, at kondensatet anvendes som fødemateriale til en FCC-behandling.