專利名稱：廢油純化的方法與裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種廢油純化的方法與裝置，即加工的目的在于生產(chǎn)至少一種可再使用的基礎(chǔ)油(une base huile)。
這些油具體是含烴的，通常來自于石油的礦物油，這些礦物油往往含有各種各樣添加劑，如除銹劑、抗氧化劑、乳化劑、粘度添加劑等，即如同潤滑劑，在內(nèi)燃機(jī)中使用時(shí)間或長或短之后，油的性質(zhì)發(fā)生了不利的變化，油中含有炭化殘?jiān)?，氧化產(chǎn)物、水、沒有燃盡的碳?xì)浠衔铮@樣造成將其油排掉。
廢油含有大量的污染元素，實(shí)際上元素周期分類表所有族的元素都可能有，正如在下面的實(shí)施倒所說明的那樣。
除了在這種油中有各種各樣的元素，它們的含量不一樣之外，為了弄清待解決問題的困難，應(yīng)考慮每一種油的具體來源，因此被污染的不同情況。
這樣，人們要加工大量復(fù)雜的油混合物。
法國專利FR 2301592提出了一種加工這些油的方法，它包括以下主要步驟1.用含有3-6個(gè)碳原子鏈烷烴或含有這些烴中的幾種烴混合物萃取廢油，隨后將萃取相與萃余相分離然后例如采用汽提將萃取物與輕烴分離，而輕烴可用于上述萃取。
這種萃取采用加熱處理有利，這種處理在于在低于200℃，如120-150℃蒸餾溫度下加熱將含有如水和汽油的油與輕餾份分離。其它已知的預(yù)處理是傾析、過濾、離心和中和。
2.預(yù)先分離萃取輕烴的萃取物的蒸餾，以便從未蒸餾潤滑油的殘余物中分離出至少一種已蒸餾潤滑油餾分。
3.已蒸餾餾分的氫化。
4.采用諸如氧化鋁、鋁土礦、二氧化硅、粘土、活性粘土或二氧化硅-氧化鋁之類的吸附劑處理步驟(2)的蒸餾殘余物。
可惜，人們可能看到采用吸附劑處理其殘余物隨之帶來油的損失，因此降低該法的產(chǎn)率。此外，除去這些大量已被污染的吸附劑(往往采用焚化方法)給環(huán)境帶來問題。
廢油再生的另一種方法是用硫酸處理用溶劑純化或真空蒸餾時(shí)得到的餾分。然后將已分離酸性泥漿的這些餾分用吸附劑處理。
在上述的兩種方法中都產(chǎn)生廢物(酸性泥漿、吸附劑)，除去這些廢物都必需考慮與環(huán)境保護(hù)相關(guān)的生態(tài)方面的要求。這種除去、貯存與處理上述廢物都是很費(fèi)錢的，因此增加了這些實(shí)際方法的成本。
此外，采用吸附劑和酸這類處理方法在將來很可能被禁止。
在這里本申請(qǐng)人提出不使用酸或吸附劑的方法和裝置，因此油的回收率高，生產(chǎn)出的油質(zhì)量好，可滿足新的質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)，即其油與精煉得到的油等效。
另外，這種簡單方法需要極少操作，很適合現(xiàn)有的裝置。
更準(zhǔn)確地說，本發(fā)明的目的在于純化廢油的方法，該方法包括脫氫、真空蒸餾、溶劑萃取、和加氫處理，該方法在于·將脫水的廢油直接真空蒸餾，以便得到殘余物和至少一種已蒸餾油的餾分，·讓真空蒸餾殘余物直接進(jìn)行所述的萃取，以便得到所述澄清油和萃取殘余物，·讓已蒸餾油的一種或多種餾分與澄清油采用加氫處理進(jìn)行穩(wěn)定處理。
由本方法流程圖和

圖1裝置圖可更容易說明本發(fā)明。
待處理的廢油預(yù)先用過濾方法(如分子篩)除去懸浮的顆粒，將其廢油物料加到脫水段2脫水技術(shù)是大多數(shù)油的再生流程中使用的技術(shù)。
通常地，在最好于專門配備的爐中預(yù)熱油之后，對(duì)粗加工的油緩緩蒸餾以便除去水(一般為2-4％)。
這種蒸餾在大氣壓或輕微的真空下進(jìn)行，以便不破壞產(chǎn)品。蒸餾的溫度低于240℃，甚至低于200℃，例如120-180℃，或120-150℃。
還可除去至少一部分汽油(1-2％)、溶劑、乙二醇、某些添加劑衍生物。這些除去的輕餾分在圖1上用L表示，水用E表示。這些餾分L和水可以一起或分開排出。
這樣得到的脫水油HD可直接送到真空蒸餾段5，即如在現(xiàn)有技術(shù)中那樣不經(jīng)過溶液萃取。
將這種油物料升到高溫，以便使該物料經(jīng)受適當(dāng)?shù)臒崽幚?，這樣油不會(huì)熱裂解，但分散的添加劑會(huì)失去穩(wěn)定性。
至于真空蒸餾，得到殘留物R和至少一種蒸餾油餾分D(因此可以稱之真空餾出物)。
有利地，調(diào)節(jié)真空蒸餾塔，以便在塔頂?shù)玫剿龅拇植裼宛s分(GO)，在塔側(cè)流出一種或多種所述真空餾出物餾分，在塔底得到蒸餾殘余物。這種優(yōu)選的實(shí)施示于圖1，得到兩種真空餾出物。
在塔頂回收的粗柴油餾分非常富含氯，并含有金屬，主要為硅。其最終沸點(diǎn)為280-370℃。
真空餾出物含很少的金屬和氯。
蒸餾的餾分可以是如錠子油餾分(在40℃粘度接近于20·10-6m2/S的輕油)和如SSU100-600油的馬達(dá)用的基礎(chǔ)油。
真空殘余物含有油中存在的大部分金屬和非金屬(例如6000-25000ppm)和主要是沉淀聚合物。它們起始沸點(diǎn)為450-500℃。
將得到的真空殘余物送到萃取段9，在此萃取段優(yōu)選采用含3-6個(gè)碳原子的鏈烷烴或這些液態(tài)烴中的一些烴混合物處理，以便萃取殘留物的澄清油。
用液體的輕鏈烷烴進(jìn)行萃取處理，優(yōu)選地處理溫度為40℃至烴的臨界溫度，壓力足以使這種烴處于液態(tài)。使用丙烷，例如優(yōu)選的溫度為45℃至該烴的臨界溫度。人們將尋求在萃取段達(dá)到盡可能大的溫度梯度。正是由于這個(gè)原因，進(jìn)口的溫度不太高(低于70℃，最好低于60℃)。溫度梯度優(yōu)選高于20℃，更優(yōu)選高于至少25℃。液體烴/油體積比為2∶1至30∶1，優(yōu)選為5∶1至15∶1。丙烷是優(yōu)選的烴。
一般地，其殘余物因此應(yīng)該在加入萃取段之前被冷卻。它在真空蒸餾與萃取之間從不被加熱。這時(shí)可以說將其殘余物＂直接＂送到萃取。
真空殘余物與經(jīng)的鏈烷烴進(jìn)行接觸一般是在塔(萃取器)中連續(xù)進(jìn)行的，由此塔頂排出鏈烷烴和澄清油的混合物，塔底排出萃取殘余物R′，它帶走一部分所述的鏈烷烴。
有利地，將加到萃取器中的溶劑(鏈烷烴)量分成兩等份或兩不等份。一份用于稀釋物料和調(diào)節(jié)加入混合物溫度，另一份直接注入到塔中，用于調(diào)正塔底的溫度，和連續(xù)萃取殘留物中的油。
這種方法是很有效的，因?yàn)橛驮阪溚闊N中選擇性溶解，以及極濃的殘留物在塔底沉淀。按照質(zhì)量圖和所回收粘性油的產(chǎn)率，這種處理是非常好的(亮庫存油；在100℃粘度＝30×10-6－35×10-6m2/S)。
輕的鏈烷烴與澄清油HC分離，這時(shí)可將其鏈烷烴循環(huán)到萃取段。例如，在進(jìn)行的經(jīng)典分離之中，采用在萃取器頂部蒸發(fā)混合物將溶劑與油分離，通過減壓和再加熱，接著用蒸汽帶走將輕烴與澄清油分離。輕烴經(jīng)冷卻、壓縮和冷凝之后循環(huán)用于新的萃取是有利的。
按照另一種實(shí)施，如FR2598717專利中所描述的超臨界條件下回收溶劑。在這種情況下，萃取段在比第一種實(shí)施時(shí)更高的超臨界壓力下運(yùn)行(P＝35或40-70巴，不是30-40巴)。這時(shí)通過加熱，既不蒸發(fā)也不冷凝便可達(dá)到相分離。那么在超臨界的壓力下循環(huán)溶劑。這些超臨界條件的優(yōu)點(diǎn)是去掉了在經(jīng)典的回收溶劑條件的情況下所必需的蒸發(fā)和蒸汽冷凝操作。
萃取器底部混合物含有在輕烴中沉淀的殘留物部分。這種混合物因其含有大量的輕烴而具有足夠低的粘度。一旦除去輕烴，其操作因高粘度而變得很棘手。為了暫時(shí)緩和這種缺陷，含有從萃取器底部排出的溶劑的萃取殘余物可與粘度降低劑混合。在減壓后整個(gè)物料如再加熱并用蒸汽汽提。將壓縮與冷凝后的輕烴循環(huán)到萃取塔。將完全除去溶劑的殘余物以燃料或與瀝青混合的形式而可以增值。
將蒸餾油一種或多種餾分和澄清油HC送到加氫處理段12，它們?cè)诖硕卧谥辽僖环N催化劑存在下用氫處理，以便達(dá)到將其純化和改善它們的質(zhì)量，從而更加增值。
這種處理不經(jīng)粘土和/或硫酸處理便能達(dá)到符合規(guī)格的潤滑油。這些潤滑油具有很好的熱穩(wěn)定性和良好的光穩(wěn)定性。一種或多種加氫處理催化劑的壽命很長，因?yàn)榻?jīng)過預(yù)處理操作的產(chǎn)品被很好地純化。
該催化劑是一種加氫處理催化劑，它含有諸如鉬、鎢、鎳、鈷之類的至少一種第V工族金屬和/或至少一種第VIII族金屬氧化物或硫化物，如氧化鋁、二氧化硅-氧化鋁或沸石之類的載體。
優(yōu)選的催化劑是氧化鋁載帶的以鎳和鉬硫化物為主要組分的催化劑。
加氫處理的操作條件如下—空間速度每個(gè)體積催化劑每小時(shí)為0.1-10個(gè)體積液體物料。
—反應(yīng)器進(jìn)口溫度250-400℃，優(yōu)選280-370℃。
—反應(yīng)器中壓力5-150巴，優(yōu)選15-100巴，—有利地純氫循環(huán)100-2000Nm3/m3物料因?yàn)樯鲜鎏幚砣藗兛赡艿玫礁呒冋婵震s出物和來自于澄清油的＂光亮油＂餾分(殘留的金屬分別低于5和20ppm)，加氫處理是優(yōu)質(zhì)的。
最后的蒸餾(如需要的話)能調(diào)節(jié)餾分點(diǎn)。
由真空蒸餾得到的粗柴油餾分還可進(jìn)行加氫處理以便除去氯和降低硫含量，將粗柴油餾分與常壓蒸餾脫水得到的輕餾分L混合可能是非常有利的。
這種加氫處理最好使用處理一種或多種真空餾出物和澄清油所使用的催化劑進(jìn)行。由這種加氫處理得到的粗柴油的質(zhì)量能成功地滿足任何規(guī)格，并且可以將這種餾分加到含碳?xì)浠衔锏挠土现小?br> 采用本發(fā)明加氫處理能保持催化劑良好活性水平。
由加氫處理(可能伴隨精加工蒸餾)的每種已處理的餾分都得到—由相應(yīng)的蒸餾油的一種(多種)餾分得到一種油或多種油，—由澄清油餾分得到＂光亮油＂，—柴油與輕烴混合物，其中含排放的氫，—由粗柴油餾分和含汽油的輕餾分(或許)得到汽油-粗柴油餾分。
所得到油的質(zhì)量符合現(xiàn)有的規(guī)格。它們具有非常令人滿意的熱穩(wěn)定性和光穩(wěn)定性。
人們觀察到，與廢油物料相比粘度損失很小，在某些情況下流點(diǎn)改變小。
金屬含量小于5ppm，氯含量小于5ppm，往往測(cè)定不到。
芳族多核化合物含量(PNA)往往與加氫精制得到的基礎(chǔ)油是同一數(shù)量級(jí)(0.2-0.5％(重量)數(shù)量級(jí))，其含量與溶劑精制油相同(糠醛)，即約1.5％(重量)。
本發(fā)明還有一個(gè)目的在于使用所描述方法的設(shè)備，該設(shè)備包括—脫水段(2)裝有加廢油物料的管道(1)，排水的管道(3)和抽取已脫水油的管道(4)，—管道(4)，它從脫水段(2)抽取已脫水的油，并直接送到真空蒸餾段(5)，—真空蒸餾段(5)，在該段裝有管道(4)，并按裝至少一根管道(7)以便抽取一種(多種)已蒸餾油餾分，和至少一根管道(8)以便抽取真空殘余物，—加氫處理段(12)，按裝至少一根管道(7，10，13)加待處理的餾分，至少一根管道抽取已處理的餾分(16，17)，至少一根管道(14)供氫，和至少一根管道(15)排放氣體。
—萃取段(9)按裝管道(18)加溶劑，管道(8)直接將真空蒸餾段(5)的殘余物送到段(9)，管道(11)抽取萃取殘余物和管道(10)排出澄清油。
有利地，該裝置作為段(2)包括常壓蒸餾或輕微真空蒸餾，由管道(13)分離含有汽油的該種(這些)輕餾分。有利地，該設(shè)備還包括管道(6)，它用于抽取真空蒸餾段(5)粗柴油餾分。
粗柴油、蒸餾油、澄清油餾分可直接在段(12)中進(jìn)行加氫處理(圖1表示)，當(dāng)然它們應(yīng)分開處理。有利地，它們應(yīng)分開存放與在野外處理。
將氫加入反應(yīng)器中直接加氫處理段(12)(如圖1)，但可以與待處理的物料一起加入。本發(fā)明包括這種可能性。
在抽取真空殘余物的管道(8)上，配置熱交換器冷卻殘余物是有利的。
在萃取之后，即與段(9)相適應(yīng)，裝配一個(gè)將溶劑與澄清油分離的部件是有利的。這個(gè)部件優(yōu)選為蒸發(fā)部件，它最好由至少一個(gè)減壓閥，加熱部件和蒸汽輸送設(shè)備(汽提器)所組成。
所回收的溶劑在經(jīng)適當(dāng)管道循環(huán)到萃取之前最好通過熱交換器，壓縮機(jī)和冷凝器，所述管道將所述的分離部件與萃取段(9)連接起來。
在另一種實(shí)施方式中，與超臨界條件下的段(9)相適應(yīng)配置一種能分離溶劑的加熱部件和將溶劑循環(huán)到段(9)的管道。
我們通過已脫水的油作實(shí)例說明本發(fā)明，脫水油的分析結(jié)果如下
*粘度用cSt(厘沲)表示，1cSt＝10-6m2/S。
常壓蒸餾排出的水為物料4％(重量)，輕餾分L為2.4％(重量)。
將脫水油(93.6％物料)送到真空蒸餾單元在選擇的實(shí)例中，我們將兩種側(cè)面排出的餾出物再合并。餾出物1＋2相應(yīng)沸點(diǎn)為280-565℃。將餾出物1＋2送到加氫處理單元，真空殘余物送到溶劑澄清單元(萃取的段(9))。由真空蒸餾得到的產(chǎn)物分析結(jié)果在我們的實(shí)例中是如下
*1cSt＝10-6m2/S；
將真空蒸餾時(shí)所得到的底部餾分(真空殘余物)送到溶劑萃取單元。
進(jìn)行這種操作所使用的操作條件如下溶劑/油總比 8/1輕烴 丙烷萃取器頂部溫度 85℃萃取器底部溫度 55℃壓力 39巴這種萃取之后，采用蒸發(fā)將輕烴與殘余物分離。得到的殘余物被稀釋(與脫水油或粘度降低劑烴混合)，可以用作燃料或用作筑路瀝青的粘結(jié)劑。
采用蒸發(fā)將澄清油與輕烴分離，得到光亮油餾分(B.S.)。
1cSt＝10-6m2/S；
真空餾出物1＋2混合物與油(光亮油)分別(分開)送到有催化劑的加氫處理單元，該催化劑含有硫化鎳、硫化鉬和氧化鋁載體。
操作條件如下溫度 300/280℃氫分壓 50巴停留時(shí)間 1小時(shí)氫循環(huán) 380Nm3/m3物料由這種加氫處理得到的產(chǎn)品質(zhì)量與下表中各種物料質(zhì)量的對(duì)比
1cSt＝10-6m2/S；
由加氫處理得到的產(chǎn)物的特征在于重芳族化合物含量降低、硫含量大大降低，氯和金屬完全除去。這些基礎(chǔ)油的粘度指數(shù)保持不變或有改善，在高溫或光下的穩(wěn)定性是非常好的。
該萃取單元因此非常好地適宜于處理真空殘留的餾分，此外，與脫水后整個(gè)油的澄清設(shè)備投資相比，該單元投資需要其三分之一，因?yàn)樵搯卧娜萘拷档偷浆F(xiàn)有技術(shù)中所必需容量的約三分之一。
人們可能觀察到脫水后萃取油也不能達(dá)到高質(zhì)量的油澄清油中含的金屬超過300ppm。
這時(shí)人們可以提出，就金屬和重分子(mloechul lourde)而言，萃取與濃縮已處理的介質(zhì)同樣都是比較好的。
含有金屬(雜質(zhì))的分子在溶劑介質(zhì)中很容易沉淀，高金屬濃度(降低添加劑)能生成不溶的膠粒，它隨著在塔中停留時(shí)間延長而增大，并且因密度差而沉到萃取器底部。
本發(fā)明證實(shí)并利用這種效果，能極大地使所收集的廢油中含有的所有產(chǎn)品增值?？稍鲋档漠a(chǎn)品的產(chǎn)率，與所收集油中的烴量相比接近99％。正如在任何其他方法中的情況一樣，本方法中沒有要燒掉的液體或固體產(chǎn)物。從萃取出來的殘余物本身是增值的。
權(quán)利要求
1.純化廢油的方法，其方法包括脫水、真空蒸餾、溶劑萃取和加氫處理步驟，該方法的特征在于·脫水廢油直接真空蒸餾得到一種殘余物和至少一種蒸餾油餾分，·讓真空蒸餾殘余物直接進(jìn)行所述的萃取，以便得到所述的澄清油和萃取殘余物，·讓已蒸餾油的一種或多種餾分與澄清油采用加氫處理法進(jìn)行穩(wěn)定性處理。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于廢油是在溫度低于240℃下常壓蒸餾脫水的。
3.根據(jù)上述權(quán)利要求之任一權(quán)利要求所述的方法，其特征在于真空蒸餾殘余物的初始沸點(diǎn)為450-500℃。
4.根據(jù)上述權(quán)利要求之任一權(quán)利要求所述的方法，其特征在于真空蒸餾得到最終沸點(diǎn)為280-370℃粗柴油餾分。
5.根據(jù)上述權(quán)利要求之任一權(quán)利要求所述的方法，其特征在于萃取是用至少一種含3-6個(gè)碳原子的鏈烷烴在如下條件下進(jìn)行的溫度為40℃至該烴的臨界溫度，壓力足以保持該烴為液態(tài)，烴/油體積比為2∶1至30∶1。
6.根據(jù)上述權(quán)利要求之任一權(quán)利要求所述的方法，其特征在于萃取是用丙烷進(jìn)行的。
7.根據(jù)上述權(quán)利要求之任一權(quán)利要求所述的方法，其特征在于來自于萃取的含澄清油的餾分，其澄清油還含有溶劑，讓該餾分經(jīng)過蒸發(fā)以分離除去溶劑，溶劑循環(huán)至萃取。
8.根據(jù)權(quán)利要求1-6任一權(quán)利要求所述的方法，其特征在于在超臨界條件下從澄清油中分離溶劑，其特征還在于在超臨界條件下將溶劑循環(huán)到萃取。
9.根據(jù)上述權(quán)利要求之任一權(quán)利要求所述的方法，其特征在于將萃取殘余物與粘度降低劑混合。
10.根據(jù)上述權(quán)利要求之任一權(quán)利要求所述的方法，其特征在于一種或多種粗柴油餾分也經(jīng)過加氫處理。
11.根據(jù)上述權(quán)利要求之任一權(quán)利要求所述的方法，其特征在于在氫下，在催化劑存在下，其催化劑有載體和含有至少一種第VI族金屬和/或至少一種第VIII族金屬的至少一種氧化物或硫化物，在溫度250-400℃，壓力5-150巴，空間速度0.1-10h-1下進(jìn)行加氫處理。
12.實(shí)施權(quán)利要求1-11之任一權(quán)利要求所述方法的裝置，它包括·脫水段(2)安裝加廢油物料的管道(1)，排水管道(3)和抽取脫水油的管道(4)，·真空蒸餾段(5)，管道(4)通入該段(5)，還安裝至少一根抽取一種或多種蒸餾油餾分的管道(7)，和至少一根抽取真空殘余物的管道(8)，·加氫處理段(12)安裝至少一根加入待處理餾分的管道(7，10，13)，至少一根抽取已處理餾分的管道(16，17)，至少一根供氫管道(14)，和至少一根排放氣體的管道(15)，·溶劑萃取段(9)，所述裝置的特征在于·管道(4)從脫水段(2)抽取脫水油并直接送到真空蒸餾段(5)，·萃取段(9)安裝加溶劑的管道(18)，直接將真空蒸餾段(5)殘余物送到段(9)的管道(8)，抽取萃取殘余物管道(11)和排放澄清油管道(10)。
13.根據(jù)權(quán)利要求12所述的裝置，其特征在于蒸餾脫水段(2)安裝排放含汽油的輕餾分的管道(13)，其特征還在于管道(6)從真空蒸餾段(5)抽取粗柴油餾分。
14.根據(jù)權(quán)利要求12或13之任一權(quán)利要求所述的裝置，其特征在于與段(9)相適應(yīng)，配置一個(gè)將溶劑與澄清油分離的部件，和將所述的分離部件與萃取段(9)連接起來的溶劑循環(huán)管道。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種純化廢油的方法與裝置，它包括脫水，優(yōu)選為直接常壓蒸餾脫水，接著真空蒸餾，得到殘余物和至少一種蒸餾油餾分，真空殘余物直接經(jīng)過溶劑萃取，所得到的澄清油以及蒸餾油的一種或多種餾分經(jīng)過精加工加氫處理。
文檔編號(hào)C10M175/00GK1128789SQ9511919
公開日1996年8月14日 申請(qǐng)日期1995年10月17日 優(yōu)先權(quán)日1994年10月17日
發(fā)明者M·奧西羅斯, P·布里奧, P·-H·比吉爾德, A·比龍 申請(qǐng)人:法國石油公司