NO151550B - Fremgangsmaate ved reraffinering av brukt olje som inneholder smoereolje - Google Patents

Description

Denne oppfinnelse vedrører reraffinering av brukt smøreolje. Mer spesielt vedrører oppfinnelsen en løsnings-middel-ekstraheringsprosess for reraffinering av brukt smøreolje som er blitt fraksjonert til tunge og lette smøreoljefraksjoner.

Oppfinnelsen vedrører en framgangsmåte for forbedring

av reraffinering av brukte hydrokarbon-smøreoljer.

Spesielt tilveiebringer oppfinnelsen en ekstraherings-

prosess for fjerning av forurensninger fra brukt olje som er blitt fraksjonert til lette og tunge smøreolje-fraksjoner.

Store og økende volumer av brukte smøreolje,

spesielt veivkasse-oljer fra dieselmotorer og indre for-brenningsmotorer, blir produsert hvert år. Disse brukte oljer er forurenset med oksydasjons- og avbygnings-

produkter, vann, fine partikler, metaller og karbonolje-additivprodukter. Disse forurensningskomponenter gjør oljene uegnet for fortsatt bruk. Brukte oljer er vanligvis blitt disponert ved forbrenning, i jordfyllmasser eller brukt til oljing av veier for å redusere støvplagen',

på grunn av at omkostningene ved forbedring av rerafinering har vært meget store. På grunn av økende pris på hydrokarbon-brennstoffer og smøreoljer, og dette sett i sammen-heng med stadig økende etterspørsel og uttømming av disse ressurser, har ^. et imidlertid oppstått et behov for en effektiv, billig reraffineringsprosess for brukt olje.

I de senere år er det i mindre målestokk blitt satt

i drift noen reraffineringsprosesser ved hvilket det blir utvunnet oljer som det finnes avsetning for. På grunn av de høye omkostninger som er involvert og de resulterende knappe fortjenestemarginer har imidlertid slike utvinnings-prosesser utgjort en liten prosentdel av den totale mengde av brukte smøreoljer.

Den stadig økende knapphet og følgelig stigende

priser på petroleum, spesielt smøreolje-råmaterialer av høy kvalitet, gir nå positive impulser til selektivt å

fjerne uønskede forurensninger fra brukte motoroljer, og å bruke om igjen de verdifulle smøremiddel-komponenter av høy kvalitet som inneholdes i slike oljer.

Flere reraffineringsmetoder for brukt olje er fra

før kjent i industrien. I U.S.-patentskrift nr. 3.6 39.2 29 er det for eksempel beskrevet en fremgangsmåte hvor en blanding av en alifatisk, enverdig alkohol med fra 4 til 5 karbonatomer og et lett hydrokarbon blir tilsatt til brukt olje. Blandingen avsettes i tre atskilte sjikt. Det øver-ste, oljeaktige sjikt blir utvunnet, behandlet med svovel-syre og deretter raffinert på konvensjonell måte. I U.S.-pateriskrift nr. 3.919 .0 76 er det beskrevet en fremgangsmåte som involverer fjerning av vann fra den brukte olje, tilsetning av mettede hydrokarbonløsningsmidler, av-setting av blandingen for å utvinne olje/løsningsmiddel-blandingen, fjerning av løsningsmidlet, vakuum-destillering av den gjenværende olje for å oppsamle valgte' fraksjoner, hydrogenering av fraksjonene i nærvær av en katalysator, stripping av hydrogenert olje for å fjerne lette deler og filtrering av de gjenværende produkter. U.S.-patentskrift nr. 4.124.492 åpenbarer en fremgangsmåte for gjenvinning av nyttig hydrokarbonolje fra forurenset brukt olje, ved hvilken den brukte olje blir dehydratisert, og hvor deretter den dehydratiserte olje blir oppløst i valgte mengder av isopropanol. Det uoppløste brukte stoff blir separert, og den gjenværende olje/løsnings-middel-fraksjon blir destillert for å utvinne den av-forurensede olje og løsningsmiddel. Den utvunne olje blir klarnet ytterligere ved behandling med en blekende leire eller aktivert karbon ved forhøyede temperaturer.

Det har således oppstått et behov for en effektiv metode til lensing av brukt olje som er blitt fraksjonert til tunge og lette smøreolje-fraksjoner, så som åpenbart i U.S. patentskrift nr. 4.342.645,

Fremgangsmåten i henhold til foreliggende oppfinnelse blir fortrinnsvis utført ved at det dannes tunge og lette smøreolje-fraksjoner fra brukt smøreolje, så som den fremgangsmåte som er beskrevet i U.S.-patentskrift nr. 4.342.645.

I. henhold til foreliggende oppfinnelse er det til-veiebrakt en fremgangsmåte for reraffinering og rensing av brukt olje som inneholder smøreolje, hvor den brukte olje

er blitt fraksjonert til en lett smøreolje og en tung smøre-olje. Fremgangsmåten inkluderer å blande den tunge smøre-olje med en effektiv mengde av tetrahydrofurfurylalkohol for å ekstrahere forurensninger fra tung olje. Deretter blir den tunge olje separert fra tetrahydrofurfurylalkoholen som inneholder forurensninger som er fjernet fra oljen.

Den lette smøreolje-fraksjon blir også blandet med en effektiv mengde av tetrahydrofurfurylalkohol for fjerning av forurensninger fra den lette smøreolje. Etter blanding blir den lette smøreolje separert fra tetrahydrofurfurylalkoholen som inneholder forurensninger som er fjernet fra oljen.

I henhold til en foretrukket utførelse av foreliggende oppfinnelse blir blandingen av den tunge smøreolje og tetrahydrofurfurylalkoholen separert for å danne et tungt olje-raffinat og tetrahydrofurfurylalkohol-ekstrakt. Blandingen av den lette smøreolje og tetrahydrofurfuryialko-holen blir på lignende måte separert til et lett smøreolje-raffinat og en tetrahydrofurfurylalkohol-ekstrakt. Deretter blir tetrahydrofurfurylalkoholen fjernet fra det tunge smøre-ol je-raf finat ved destillering og damp-stripping. På lignende måte blir tetrahydrofurfurylalkoholen fjernet fra det lette smøreolje-raffinat ved destillering og damp-stripping.

Ekstraktene fra ekstraheringsenhetene for hver av de tunge og lette smøreolje-fraksjoner blir blandet sammen,

og tetrahydrofurfurylalkohol-løsningsmidlet blir destilert og strippet fra blandingen. Løsningsmidlet blir så kondensert for å anvendes på nytt ved ekstrahering av forurensninger fra de lette og tunge smøreolje-fraksjoner.

Anvendelse av tetrahydrofurfurylalkohol i overensstemmelse med foreliggende oppfinnelse tilveiebringer en

•større selektivitet og høyere utbytter av raffinat, og den

har en større affinitet for forurensninger som finnes i brukte smøre-oljer.

Oppfinnelsen kan forståes mer fullstendig ved hjelp av den medfølgende tegning, i hvilken: figur 1 er et flytskjema for en foretrukket utførelse av foreliggende oppfinnelse.

I henhold til foreliggende oppfinnelse er det til-veiebrakt en fremgangsmåte for fjerning av forurensninger fra brukte smøreoljer som er blitt fraksjonert til lette og tunge smøreolje-fraksjoner. En egnet fremgangsmåte for fraksjonering av brukte smøreoljer til tunge og lette smøre-ol je-f raks joner er for eksempel beskrevet i U.S.-patentskrift nr. 4.342.645.

Ytterligere utførelsesformer av oppfinnelsen fremgår av de medfølgende krav 5-13.

Det vises nå til figur 1, hvor den lette smøreolje-fraksjon kommer inn i en ekstraheringskolonne 10 via en ledning 12. Ekstraherings-innretning 10 er for eksempel en roterende skive-kontaktor eller hvilken som helst egnet innretning for å bringe de to faser i intim kontakt. Tetrahydrofurfuryl-alkohol kommer inn i ekstraherings-innretning 10 via en ledning 14. Tetrahydrofurfurylalkohol, heretter referert til sem "THFA", er også kjent som tetrahydrofurylkarbinol, og har følgende molekyl-forme1: C4H^OCH2OH. THFA er en farveløs væske som har svak lukt, er blandbar med vann og har en densitet på ca. 1,054 ved 20°C. THFA er hygroskopisk, og det er vanligvis antatt at den har lav toksisitet, se for eksempel The Condensed Chemical Dictionary, 9. utgave, publisert av Van Nostrand Reinhold.

Den lette smøreolje-fraksjon og THFA som kommer inn

i ekstraheringsinnretning 10, har fortrinnsvis en temperatur på tilnærmet 65,5°C. Etter å ha kommet inn i ekstraherings-innretning 10 blir den lette smøreolje-fraksjon og THFA om-

hyggelig blandet ved den foretrukne utførelse av foreliggende oppfinnelse, idet volum-forholdet mellom lett smøreolje og THFA er ca. 1:1. Denne parameter er ikke noen begrensning

for foreliggende oppfinnelse.

Et olje-rikt toppsjikt eller raffinat føres ut

gjennom en raffinat-ledning 16 fra ekstraherings-innretning 10. Raffinatet inneholder vanligvis va. 95 vekt% olje og ca 5 vekt% THFA . Raffinatet går ut gjennom ledning 16 og går inn i en varme-veksler 18 for oppvarming av raffinatet til en temperatur på tilnærmet 93,7°C. Etter oppvarming i varmeveksler 18, blir raffinatet ført til en destillasjonskolonne 20 via en ledning 22. Ekstrakten går ut fra ekstraherings-innretning 10 via en ledning 24, for å

blir kombinert med en annen ledning, så som senere beskrevet for destillering og damp-stripping.

Som vist i figur 1 blir den tunge smøreolje-fraksjon behandlet på en lignende måte som behandlingen av den lette smøreolje-fraksjon, som tidligere er beskrevet. Den tunge smøreolje-fraksjon kommer inn i en ekstraheringsinnretning 26 via en ledning 28. THFA kommer inn i ekstraherings-innretning 26 via en ledning 30. Den tunge smøreolje-fraksjon og THFA som kommer inn i ekstraherings-innretning 26, har fortrinnsvis en temperatur på tilnærmet 10 7,7°C.

THFA og tung smøreolje blir så blandet i ekstraherings-innretning 26, hvorfra det føres ut et raffinat i ledning 32 og en ekstrakt i ledning 34. Raffinatet i ledningen

32 inneholder vanligvis ca. 95 vekt% THFA og ca. 5 vekt%

olje pluss de forurensninger som ble fjernet ved ekstraherings-prosessen. Raffinatledning 32 blir så ført til en tungolje-raf f inat-destillas jons- og damp-strippe-kolonne 36, som blir beskrevet senere.

Ekstrakt-ledningene 24 og 34 blir kombinert til en enkelt ekstrakt-ledning 38 som blir ført til en destillasjons-og dampstrippe-tårn 39. Destillasjons- og dampstrippe-tårn 39 blir brukt til å destillere og dampstrippe THFA fra ekstraktet. En damp-ledning 40 leverer damp til destillasjons- og dampstrippe-kolonne 39. Løsningsmidlet blir destillert fra ekstrakten og blir strippet, og føres ut gjennom en destillat-ledning 44. Destillasjons- og damstrippe-kolonne 39 blir fortrinnsvis operert ved et trykk på 20 mm Hg absolutt og en temperatur på ca. 21,1°C. Em damp-gjenkoker 41 kan benyttes for å skaffe ytterligere varme til destillasjons- og dampstrippe-kolonne'39 med en ledning 42 som går ut fra destillasjons- og dampstripe-kolonne 39 og kommer inn i gjenkoker 41 som uttømmes inn i destillasjons- og dampstrippe-kolonne 39 via ledning 43. Etter at løsningsmidlet er destillert, blir det kondensert

i en kjøler 46, og kommer deretter inn i-en lagringstank 48 via en ledning 50. Løsningsmiddel blir tatt ut fra tank 48 via en ledning 52 for ytterligere behandling, som senere beskrevet.

Som vist i figur 1 blir det lette olje-raffinat destillert og dampstrippet i destillasjonskolonne 20. Destillasjonskolonne 20 blir fortrinnsvis operert ved

en temperatur på ca. 60,0°C og ved et absolutt trykk på

ca. 10 mm Hg. Damp blir innsprøytet gjennom en dampledning 54 inn i destillasjonskolonne 20. Løsningsmidlet blir destillert og strippet og føres ut i en destillat-ledning 56. Deretter blir destillatet THFA kondensert i en kondensator 58. Det kondenserte THFA kommer ^deretter inn i en lagerbeholder 60 via en ledning 62 hvori THFA blir lagret for videre behandling, hvilken blir beskrevet senere.

Residuet eller den endelige, lette smøreolje føres

ut gjennom destillasjonskolonne 20 gjennom en residuum-ledning 64, hvori den føres til lagring eller til ytterligere behandling. Endelig behandling før virkelig anvendelse som et smøremiddel, kan inkludere rensetrinn og tilsetning av spesifikke additiver. En damp-gjenkoker 66 kan benyttes for å tilveiebringe ytterligere varme til destillasjonskolonne 20 med en ledning 68 som går ut fra destillasjonstårn 20 og går inn i gjenkoker 66 som uttømmes inn i destillasjonskolonne 20 via en ledning 70.

Destillasjonen og dampstrippingen av det tunge smøreol je-raf finat eir lik destillasjonen og dampstrippingen av det lette olje-raffinat som tidligere er beskrevet.

Det tunge olje-raffinat kommer inn i destillasjons- og damp-strippe-kolonne 36 via ledning 32. Damp blir innsprøytet i strippekolonne 36 via ledning 72. Løsningsmidlet blir destillert og strippet, og føres ut fra kolonne 36 via en destillat-ledning 74. THFA-destillatet blir kondensert i en kondensator 76, og det blir deretter overført til et lagerkar 78 via en ledning 80. THFA blir lagret for ytterligere behandling, som blir beskrevet senere.

Residuet eller den endelige, tunge olje føres ut fra strippekolonne 36 gjennom en residuum-ledning 82. Deretter kan den endelige tunge smøreolje utsettes for ytterligere behandling, så som rensetrinn eller tilsetning av additiver som kan blandes inn i det tunge smøreolje-produkt i avhengighet av den ønskede anvendelse.

Destillasjons- og dampstrippe-kolonne 36 kan også inkludere en gjenkoker for tilførsel av ytterligere energi til destillasjons- og dampstrippe-prosessen. En ledning 84 går ut fra strippekolonne 36 og inn i dampoppvarmet gjenkoker 86, som tømmes ut i en dampstrippekolonne 36 via en ledning 88.

I henhold til en foretrukket utførelse inkluderér det endelige trinn av fremgangsmåten destillering av det gjennvunne THFA for å fjerne vann fra THFA for å tilvirke det for ny-anvendelse. Det gjenvunne THFA fra beholder-karene 48, 60 og 78 blir via ledningene 52, 90 og 92, henholdsvis, forenet for å danne en ledning 94. Ledning 94 går inn i en destillasjonskolonne 96. Destillasjonskolonne 96 er forsynt med en gjenkoker 98 som resirkulerer en del av væsken i kolonnebunnen ved anvendelse av en ledning 100 som går ut fra destillasjonskolonne 96 og inn i gjenkoker 98. Gjenkoker 98 uttømmes i ledning 102 som føres inn i destillasjonskolonne 96. Destillatet i destillasjonskolonne 96 er først og fremst vann, og det gar inn i en ledning 104. Ledning 104 går inn i en kjøler 106 for kondensering av vann-destillatet. Kondensatet fra kjøler 106 går inn i ledning 108 og blir lagret i en iagertank 110. En del av vannet i Iagertank 110 blir resirkulert inn i toppen av destillasjonskolonne 96 som tilbakeløp. Resten av vannet i Iagertank 110 blir sendt til en innretning for behandling av spillvann. Tørr THFA går ut fra bunnen av kolonnen 96 og blir sendt til lagring eller fornyet anvendelse ved begynnelsen av fremgangsmåten, for eksempel i ledningene 14 og 30.

EKSEMPEL 1

Tunge og lette smøreolje-fraksjoner som ble oppnådd ved destillering av brukt smøreolje, ble behandlet i overensstemmelse med fremgangsmåten i henhold til foreliggende oppfinnelse. De tunge og lette smøreolje-fraksjoner hadde de følgende karakteristika:

SPESIFIKASJONER FOR LETTE OG TUNGE SMØREOLJE-PRØVER 1. FØR LØSNINGSMIDDEL-BEHANDLING

De tunge og lette smøreolje-fraksjoner ble behandlet på følgende måte: Like deler av lett smøreolje og THFA ble blandet i 1 minutt i en skilletrakt ved 54,4°C. Blandingen ble hensatt i 3 timer for å avsettes. Ekstrakt-sjiktet ble tappet av og destillert under vakuum (2,5 mm) og 9 3,3 °C for å gjenvinne THFA. Den gjenværende ekstraherte olje var 14 % av den opprinnelig anvendte olje. THFA ble analysert på et infrarødt spektrofotometer (IRS), og av-søkningen ble sammenlignet med en IRS-avsøkning for frisk THFA. Spektrene var i alt vesentlig like. Raffinat-sjiktet ble tappet ut og destillert under vakuum (2,5 mm) og 9 3,3°C. 5 % av det opprinnelige THFA ble gjenvunnet. Det ble også utsatt for en IRS og sammenlignet med frisk THFA. Spektrene var i alt vesentlig like. Mengden av gjenvunnet olje var 86%.

Den tunge smøreolje ble behandlet på samme måte,og 92 % av oljen ble gjenvunnet.

De endelige tunge og lette smøreoljer hadde de følgende karakteristika:

SPESIFIKASJONER FOR LETTE OG TUNGE SMØREOLJE-PRØVER 2. ETTER LØSNINGSMIDDEL-BEHANDLING

Claims (13)

1. Fremgangsmåte for reraffinering av brukt olje som inneholder smøreolje, hvor den brukte olje blir reraffinert til en tung smøreolje-fraksjon og en lett smøreolje-fraksjon, karakterisert ved å: (a) blande den tunge smøreolje-fraksjon med en effektiv mengde av tetrahydrofurfurylalkohol for å fjerne forurensninger fra den tunge smøreolje-fraksjon, (b) separere den tunge smøreolje fra tetrahydrofurfurylalkoholen, (c) blande den lette smøreolje-fraksjon med en effektiv mengde av tetrahydrofurfurylalkohol for å fjerne forurensninger fra den lette smøreolje-fraksjon, og (d) separere den lette smøreolje fra tetrahydrofurfurylalkoholen.

2. Fremgangsmåte i henhold til krav 1, karakterisert ved at: (a) blandingen av den tunge smøreolje og tetrahydrofurfurylalkohol blir separert til et tungt olje-raffinat og en tungt olje- tetrahydrofurfuryl-alkohol-ekstrakt , (b) blandingen av den lette smøreolje-fraksjon og tetrahydrofurfurylalkohol blir separert til et lett olje-raffinat og en lett olje-tetrahydrofurfurylalkohol-ekstrakt, (c) tetrahydrofurfurylalkohol blir fjernet fra det tunge olje-raffinat ved destillering og damp-stripping, og (d) tetrahydrofurfurylalkohol blir fjernet fra det lette olje-raffinat ved destillering og damp-stripping .

3. Fremgangsmåte i henhold til krav 2, karakterisert ved at ,den ytterligere omfatter: destillering og dampstripping av den lette olje-tetrahydrofurfuryl-ekstrakt og den tunge olje-tetrahydrofurfuryl-ekstrakt for å fjerne tetrahydrofurfurylalkoholen derfra.

4. Fremgangsmåte i henhold til krav 2, karakterisert ved at den ytterligere omfatter: (a) sammenblanding av tetrahydrofurfurylalkoholen fjernet fra det lette olje-raffinat, det tunge olje-raffinat og de tunge og lette olje-tet rahydro fur f ury1-ek s trak te r, og (b) destillering av vannet som er tilstede i blandingen angitt i del (a) i dette krav for å frem-bringe tørr tetrahydrofurfurylalkohol som er egnet for anvendelse i trinnene (a) og (c) i krav 1.

5. Fremgangsmåte i,henhold til krav 1, karakterisert ved at volum-forholdet mellom den tunge» smøre-olje-fraksjon og tetrahydrofurfurylalkoholen er mellom 0,5 og 2,0, og at volum-forholdet mellom den lette smøre-olje-fraksjon og tetrahydrofurfurylalkoholen er mellom 0,5 og 2,0.

6. Fremgangsmåte i henhold til krav 1, karakterisert ved at hver av de tunge og lette smøre-ol je-f raks joner blir oppvarmet til en temperatur i området mellom 51,6°C og 121,1°C før blandingen med tetrahydrofurfurylalkohol.

7. Fremgangsmåte i henhold til krav 6, karakterisert ved at tetrahydrofurfurylalkoholen blir oppvarmet til en temperatur på mellom 51,6 og 121,1°C før blanding med smøreolje-fraksjonene.

8. Fremgangsmåte i henhold til krav 2, karakterisert ved at destillering og dampstrippingen av de tunge og lette olje-raffinater foregår ved redusert trykk.

9. Fremgangsmåte i henhold til krav 8, karakterisert ved at det reduserte trykk er mellom 10 og 100 mm Hg absolutt.

10. Fremgangsmåte i henhold til krav 8, karakterisert ved at det reduserte trykk er ca. 20 mm Hg absolutt ved en temperatur på ca. 71,1°C.

11. Fremgangsmåte i henhold til krav 3, karakterisert ved at destilleringen og dampstrippingen av de lette og tunge olje-ekstrakter foregår ved redusert trykk.

12. Fremgangsmåte i henhold til krav 11, karakterisert ved at det reduserte trykk er mellom 10 og 100 mm Hg absolutt.

13. Fremgangsmåte i henhold til krav 11, karakterisert ved at det reduserte trykk er ca. 20 mm Hg absolutt ved en temperatur på ca. 71,1°C .