NO162972B - Fremgangsmaate til rafffinering av brukte smoereoljer. - Google Patents

Description

Oppfinnelsen angår en fremgangsmåte til raffinering

av brukte smøreoljer, hvor en brukt smøreolje befridd for vann og slamdannende urenheter underkastes en for-destillasjon ved redusert trykk og med kort oppholdstid av oljen i destillasjonskolonnen og deretter underkastes filminndamping under vakuum, idet væskefilmen holdes i turbulent bevegelse ved avstrykning, og topproduktet som fås ved filminndampingen underkastes en etterbehandling etter kondensasjon.

Fra hollandsk patentskrift 166.060 er det kjent en slik prosess, hvor den brukte smøreolje etter en for-destillasjon under et trykk på 3,33-9,33 kPa, hvor de lette komponenter separeres, underkastes filminndamping i to filmavstrykningsinndampere (wiped film evaporators) i serie, som drives ved trykk i størrelsesorden 13,3-266 Pa, idet bunnproduktet fra den første filminndamper innføres som matningsmateriale til den andre.

Den nevnte prosess gjør det mulig å anvende en katalytisk behandling med hydrogen som etterbehandling, slik det i og for seg er kjent fra "Hydrocarbon Processing" 1973 (9), 134,

og gir således produkter av god kvalitet som er egnede som smøreoljebase, og den kan lett tilpasses variasjoner i sammensetningen av matningsmaterialet.

Hensikten med oppfinnelsen er å forbedre de ovennevnte fremgangsmåter, idet filminndampingen finner sted under sammenlignbare betingelser av temperatur og trykk, slik at det oppnås et topprodukt med minst like godt utbytte og generelt bedre kvalitet, som ikke bare kan omdannes til en utmerket smøreoljebase ved en vanlig etterbehandling, f.eks. katalytisk behandling med hydrogen i henhold til Hydrocarbon Processing som angitt ovenfor, men som også kan anvendes som matningsmateriale i moderne katalytiske crackingsprosesser i den fluidi-serte fase (FCC-prosesser, se f.eks. Oil and Gas Journal, 17. mai 1976).

Denne hensikt oppnås ved en fremgangsmåte av den innled-ningsvis nevnte art, som er kjennetegnet ved det som fremgår av kravene.

I US-PS 4.360.420 er der beskrevet en fremgangsmåte

til raffinering av brukte smøreoljer, hvor man anvender en filmavstrykningsinndamper, og en fraksjon som separeres i filminndamperne delvis resirkuleres. I motsetning til den foreliggende oppfinnelse er imidlertid dette en lett fraksjon som separeres som damp i filminndamperen.

Det er ikke helt klart hva årsaken er til at man med fremgangsmåten i henhold til oppfinnelsen generelt oppnår et like godt utbytte av et produkt med bedre kvalitet; en mulig forklaring er at på grunn av det resirkulerte bunnprodukt blir sammensetningen av det samlede materiale som kommer inn i filminndamperen, forandret i en slik grad at det nevnte materiale er bedre i stand til å fukte veggen av filminndamperen og derfor bevirker bedre varmeoverføring og inn-damping.

Bortsett fra når brukt tung smøreolje behandles, kan

man generelt oppnå det ovenfor angitte resultat med en enkelt filmavstrykningsinndamper.

Med hensyn til fremgangsmåten i henhold til hollandsk patentskrift 166.060, betyr dette videre en betydelig be-sparelse med hensyn til installasjonsomkostninger og drifts-omkostninger .

Takket være fremgangsmåten ifølge oppfinnelsen kan pro-sessen også anvendes til raffinering av brukte tunge smøre-oljer ved bruk av to filmavstrykningsinndampere, idet bunnproduktet fra den første inndamper anvendes som matningsmateriale for den andre, og bunnproduktet fra den andre filminndamper i det minste delvis resirkuleres til innløpet av den nevnte andre filminndamper.

Mengden av bunnprodukt som resirkuleres til innløpet

av filmdamperen, varierer generelt mellom 5 og 30%

av den samlede mengde topprodukt, avhengig av kvaliteten av den brukte smøreolje som anvendes som matningsmateriale.

For tung smøreolje ligger prosentandelen fortrinnsvis mellom 5 og 15%.

For de lettere, brukte smøreoljer er prosentandelen 10-25%. Med en slik grad av resirkulasjon er resultatet opti-malt .

Topprodukt-fraksjonen fra en eller flere filmavstrykningsinndampere kondenseres fortrinnsvis ved en temperatur på 150-250°C, hvoretter kondensatet underkastes en "gjennomvarming" ("hot-soak") (hvor kondensatet holdes for noen tid ved øket temperatur). Dette har en gunstig innvirkning på kvaliteten av kondensatet slik at etterbehandlingen, f.eks. den katalytiske behandling med hydrogen i henhold til Hydrocarbon Processing som angitt ovenfor og kvaliteten av smøre-oljebasen som herved oppnås, blir gunstig påvirket. Produktet fra "gjennomvarmingen" er dessuten også egnet som matningsmateriale for en FCC-behandling.

Fortrinnsvis blir kondensatet under gjennomvarmingen holdt på kondensasjonstemperaturen, da dette har den beste virkning. Gjennomvarmingsbehandlingen tar fortrinnsvis 1-

En gjennomvarming på mindre enn 1 Vi resulterer ikke

i en praktisk betydningsfull forbedring, og en gjennomvarming på mer enn 30 h gir ikke noen ytterligere forbedring av kvaliteten. Den optimale varighet innen dette område avhenger av kvaliteten av den brukte smøreolje.

Dersom i fremgangsmåten i henhold til oppfinnelsen produktet som kommer fra gjennomvarmingen underkastes en katalytisk behandling med hydrogen, blir gjennomvarmingsproduktet fortrinnsvis kombinert med de lette komponenter som separeres i løpet av for-destillasjonen under redusert trykk. De lette komponenter danner en gassolje av dårlig kvalitet som dersom den hydrogeneres sammen med gjennomvarmingsproduktet, skaffer et sluttprodukt fra hvilket der ved fraksjoneringsdestillasjon foruten en smøreoljebase med gunstige egenskaper også kan utvinnes en dieselolje med utmerkede egenskaper, et produkt som ikke kan fås fra gassoljen fra for-destillasjonen.

Oppfinnelsen er belyst i de følgende eksempler. Eksempel I er beskrevet ved hjelp av fig. 1 som viser et prosessdiagram for en foretrukket utførelsesform av oppfinnelsen. Eksempel II er beskrevet ved hjelp av fig. 2 som viser en annen ut-førelsesform av oppfinnelsen, hvor to filminndampere anvendes. På de nevnte figurer er like komponenter angitt med de samme henvisningsta11.

I begge eksempler anvendes først brukt smøreolje som

er blitt befridd fra slamdannende urenheter og vann og lette komponenter (bensin som smøreoljen er forurenset med), f.eks. ved filtrering i et mekanisk eller mekanisk/magnetisk filter og hurtigfordampning, på den måte som er beskrevet i hollandsk patentskrift 166.060.

EKSEMPEL I

Brukt smøreolje befridd fra slamdannende urenheter og

fra vann og lette komponenter mates via en ledning 1 til en f or-destillas jonskolonne 2 sammen med en mengde av burin-produkter fra denne for-destillasjonskolonne som resirkuleres gjennom en ledning 11. I for-destillasjonskolonnen 2, under redusert trykk, blir en gassolje av lav kvalitet separert ved fraksjonering fra smøreoljen. Gassoljedampene unnslipper gjennom en ledning 6, kondenseres i en varmeveksler 7 og blir delvis resirkulert som en tilbakeløpsstrøm gjennom en ledning 8. Brukt smøreolje befridd fra gassolje forlater kolonnen 2 som en bunnstrøm gjennom en ledning 3 og presses gjennom en varmeveksler 5 ved hjelp av en pumpe 4 hvor strømmen forvarmes. En del av den forvarmede bunnstrøm resirkuleres gjennom ledningen 11 og blandes med den tørre brukte smøre-olje i ledningen 1 som beskrevet ovenfor. Resten av den forvarmede bunnstrøm strømmer gjennom en ledning 12 til en filmavstrykningsinndamper 15. Bunnstrømmene blir før de ankommer i filminndamperen 15, blandet med en del av bunnproduktet som kommer fra den nevnte filminndamper, som sirkuleres i en ledning 13 ved en pumpe 16. Resten av bunnproduktet fra filminndamperen 15 slippes ut gjennom en ledning 17.

Sammen med bunnstrømmen i ledning 12 blir der også blandet, en tung fraksjon som er beskrevet nedenunder, som mates som en avtapningsstrøm fra en gjennomvarming via en ledning 14.

I filminndamperen som drives under vakuum, blir lette smøreoljekomponenter fordampet. Disse damper unnslipper gjennom en ledning 18 og kondenseres i en varmeveksler 19, idet temperaturen holdes så høy som mulig. Kondensatet pumpes ved en pumpe 20 inn i en beholder 21 hvor dette kondensat gjennomgår en gjennomvarming. I denne gjennomvarmingsbehandling blir urenheter som foreligger i kondensatet, separert som en tung fraksjon; denne tunge fraksjon resirkuleres som en avtapningsstrøm via ledningen 14 og blir som tidligere beskrevet blandet med den forvarmede bunnstrøm i ledningen 12.

Kondensatet i beholderen 21 fra hvilket urenheter er blitt separert som en tung fraksjon, slippes ut etter gjennomvarmingen via en ledning 22 og en pumpe 23, blandes med gass-oljefraksjonen som ble dannet i for-destillasjonen og blir etter blanding med hydrogen ført via en ledning 24 og en varmeveksler 25 til en reaktor 26 fylt med hydrogenerings-katalysator, hvor blandingen hydrogeneres. Produktstrømmen fra hydrogeneringsreaktoren 26 føres gjennom en ledning 27

til en separator 28 i hvilken resterende hydrogen separeres og slippes ut gjennom en ledning 29 for at den etter økning av trykket i en kompressor 30 og blanding med erstatningshydrogen som mates gjennom en ledning 31, kan resirkuleres via en ledning 32 og blandes med blandingen av hydrokarboner som mates gjennom ledningen 24.

Den hydrogenerte hydrokarbonblanding slippes ut fra bunnen av separatoren 28 og føres via en ledning 33 til en fraksjoneringskolonne 34, hvor denne blanding av hydrokarboner separeres i en dieseloljefraksjon 35 som forlater kolonnen ved toppen, en lett smøreoljebase-fraksjon 36 som forlater kolonnen som en midtfraksjon og en tung smøreoljebase-fraksjon 37.

De anvendte betingelser og de oppnådde resultater er angitt i den etterfølgende tabell.

EKSEMPEL II

På samme måte som ved fremgangsmåten i eksempel I blir brukt smøreolje befridd for slamdannende urenheter og fra vann og lette komponenter, matet via ledningen 1 til en for-destillas jonskolonne 2 sammen med en mengde av bunnproduktene fra denne for-destillasjonskolonne som resirkuleres gjennom ledningen 11. I for-destillasjonskolonnen 2, under redusert trykk, blir en gassolje av lav kvalitet separert ved fraksjonering fra smøreoljen. Gassoljedampene unnslipper gjennom ledningen 6, kondenseres i varmeveksleren 7 og blir delvis resirkulert som en tilbakeløpsstrøm gjennom ledningen 8.

Brukt smøreolje befridd fra gassolje forlater kolonnen 2

som en bunnstrøm gjennom ledningen 3 og presses gjennom en varmeveksler 5 ved en pumpe 4 hvor denne strøm forvarmes.

En del av den forvarmede bunnstrøm resirkuleres gjennom ledningen 11 og blandes med tørr brukt smøreolje i ledningen 1 som tidligere beskrevet. Resten av den forvarmede bunnstrøm føres gjennom ledningen 12 til en filmavstrykningsinndamper 38.

I denne første filmavstrykningsinndamper 38, som drives under vakuum, blir de lettere komponenter av smøreoljen fordampet; dampene unnslipper via en ledning 41 cg kondenseres i en varmeveksler 42, hvoretter kondensatet pumpes til gjennomvarmingstanken 21 ved en pumpe 43. Bunnproduktet fra denne første filmavstrykningsinndamper 38 pumpes til en andre filmavstrykningsinndamper 15 ved en pumpe 39 og via en ledning 40.

Før det kommer inn i filminndamperen 15, blir dette bunnprodukt fra den første filminndamper 38 blandet med en mengde av bunnprodukt fra den andre filmavstrykningsinndamper 15 og også med en avtapningsstrøm fra gjennomvarmingstanken 21. Bunnproduktet fra filminndamperen 15 som resirkuleres på denne måte, utgjør bare en del av det samlede bunnprodukt fra den andre filminndamper 15. Dette samlede bunnprodukt pumpes bort fra bunnen av filminndamperen 15 ved pumpen 16;

en del resirkuleres via ledningen 13 til ledningen 40 og resten slippes ut via ledningen 17.

I denne andre filmavstrykningsinndamper 15 som også

kan drives under vakuum, blir de tyngre smøreoljekomponenter fordampet. De unnslipper ved toppen via en ledning 18 og kondenseres i en varmeveksler 19, hvoretter de transporteres til gjennomvarmingstanken 21 via en pumpe 20.

De lette og tunge smøreoljekomponenter gjennomgår en gjennomvarming i gjennomvarmingstanken 21 ved hvilken tunge urenheter separes og føres som en avtapningsstrøm via ledningen 14 til den andre filmavstrykningsinndamper 15. Temperaturen i gjennomvarmingstanken 21 holdes på en verdi tilnærmet lik kondensasjonstemperaturen for varmevekslerne 42 og 19. Uren-hetene som separeres under gjennomvarmingen og slippes ut som en avtapningsstrøm, forlater til slutt systemet som en del av restproduktet 17.

Kondensatet i beholderen 21 fra hvilket urenheter er blitt separert som en tung fraksjon, slippes ut etter gjennomvarmingen via ledningen 22 og pumpen 23, blandes med gassolje-fraksjonen som ble dannet i for-destillasjonen og blir etter blanding med hydrogen ført via ledningen 24 og varmeveksleren 25 til en reaktor 26 fylt med hydrogenerings-katalysator, hvor blandingen hydrogeneres. Produktstrømmen fra hydrogeneringsreaktoren 26 føres gjennom ledningen 27 til en separator 28, hvor det resterende hydrogen separeres, hvilket hydrogen slippes ut gjennom ledningen 29 og etter økning av trykket i kompressoren 30 og blanding med erstatningshydrogen som mates gjennom ledningen 31, resirkuleres via ledningen 32

og blandes med blandingen av hydrokarboner som mates gjennom ledningen 24.

Den hydrogenerte hydrokarbonblanding slippes ut fra bunnen av separatoren 28 og føres til en fraks joneringskolonne 34 via ledningen 33, hvor denne blanding av hydrokarboner separeres i en dieseloljefraks jon 35 som forlater kolonnen ved toppen, en lett smøreoljebase-fraksjon 36 som forlater kolonnen som en midtfraksjon og en tung smøreoljebase-fraks jon 37.

De anvendte betingelser og de oppnådde resultater er angitt i den følgende tabell.

Claims (11)

1. Fremgangsmåte til raffinering av brukte smøreoljer, hvor en smøreolje befridd for vann og slamdannende urenheter (1) underkastes en for-destillasjon ved redusert trykk og med kort oppholdstid av oljen i destillasjonskolonnen (2), og deretter underkastes filminndamping under vakuum (15, 38), idet væskefilmen holdes i turbulent bevegelse ved aystrykning og topproduktet som fås ved filminndampingen (18, 14) underkastes en etterbehandling etter kondensasjon, karakterisert ved at filminndampingen finner sted i én eller flere filmavstrykningsinndampere (15, 38) og at det tunge bunnprodukt (13, 17) (residualprodukt) fra i det minste én filminndamper i det minste delvis resirkuleres (13) til innløpet av filminndamperen (12, 40).

2. Fremgangsmåte som angitt i krav 1, karakterisert ved at der anvendes én filminndamper (15).

3. Fremgangsmåte som angitt i krav 1, karakterisert ved at to filmavstrykningsinndampere anvendes (15, 38), idet bunnproduktet (40) fra den første inndamper (38) anvendes som matningsmateriale (40) for den andre (15), og bunnproduktet fra den andre filminndamper i det minste delvis resirkuleres (13) til innløpet (40) av den nevnte andre filminndamper (15).

4. Fremgangsmåte som angitt i krav 1-3, karakterisert ved at der i hver filminndamper (15, 38) idet resirkulering av bunnproduktet (13) finner sted, anvendes 5-30% resirkulering regnet på det samlede topp-produkt (18, 41) som anvendes.

5. Fremgangsmåte som angitt i krav 2 og 4, karakterisert ved at der resirkuleres en mengde av bunnproduktet som svarer til 10-25% av det samlede topprodukt (18, 41).

6. Fremgangsmåte som angitt i krav 3 eller 4, karakterisert ved at der resirkuleres en mengde av bunnprodukt som svarer til 5-15% av det samlede topprodukt (18, 41).

7. Fremgangsmåte som angitt i et av de foregående krav, karakterisert ved at topproduktet (18, 41) som kommer fra en eller flere filminndampere (15, 38) kondenseres ved en temperatur på 150-250°C og kondensatet underkastes en "gjennomvarming" (21).

8. Fremgangsmåte som angitt i krav 7, karakterisert ved at kondensatet under "gjennomvarmingen" (21) holdes på kondensasjonstemperaturen.

9. Fremgangsmåte som angitt i krav 7 eller 8, karakterisert ved at kondensatet underkastes "gjennomvarming" i 1-30 timer.

10. Fremgangsmåte som angitt i et av kravene 7-9, karakterisert ved at kondensatet underkastes katalytisk hydrogenering (26) og en smøreoljebase utvinnes (36, 37).

11. Fremgangsmåte som angitt i krav 10, karakterisert ved at "gjennomvarmings"-produktet (22) kombineres med de lette komponenter (10) som separeres under for-destillasjonen (2) og blandingen (24) underkastes katalytisk hydrogenering (26).