Способ регенерации отработанных масел Советский патент 1982 года по МПК C10M11/00 

() СПОСОБ РЕГЕНЕРАЦИИ ОТРАБОТАННЫХ МАСЕЛ

I

Изобретение относится к спосоВу регенерации отработанных масел и, в частности, касается способа регенерации отработанных моторных масел.

Известны способы.регенерации отра- j ботанных масел путем обработки их |серной кислотой и отбеливающими глинами

Такая обработка приводит к необходимости удаления отработанных ю глин и отработанного кислотного шлама что связано с загрязнением окгружаюи1ей среды.

Известен способ, когда.масло регенерируют путем экстракции нормаль- И ными парафиновыми углеводородами с последующей каталитической гидрогенизацией образующегося в результате экстракции продукта СЯ.

При этом , ввиду невозможности, пол-зо кого удаления путем экстракции металлических и органических примесей и продуктов окисления этого масла для получения продуктов, отвечающих техническим условиям, необхо)цимо осу 26

ществление, по крайней мере, одного цикла обработки отбеливающими глинами«

Однако в этом случае сокращается срок службы катализаторов гидроочистки.

Известен способ регенерации ртг работанных масел, включающий следующие стадии; нагревание масла для удаления легких фракций и воды смешение осушенного масла с насыщенным углеводородным растворителем, например пропаном, при объемном соотношении масло:растворитель 1:1-15 рля экстракции, вакуумную разгонку выделенного масла и гидроочистку масляных фракций {;3j.

Однако известный способ не позвог ляет получить тяжелую масляную фракцию достаточно высокого качества, что усложняет и удорожает последующую обработку этих фракций.

Цель изобретения --улучшение качества масел и повышение экономичности процесса. 96 Поставленная цель достигается тем, что в способе регенерации отработанных масел путем нагревания масел, отгонки воды и легких фракций от регенерируемого масла, экстракции последнего насыщенным углеводородным растворителем, вакуумной разгонки выделенного масла с получением низковязких и тяжелой фракций и гидроочистки фракций, тяжелую фракцию Предварительно подвергают термической обработке при температуре BOO-J JSO C в адиабатических усло виях в течение 1-130 мин и повторной экстракции насыщенным углеводородным растворителем .при объемном соотношении растворителя и фракции 5-20:1 -с отделением чистого масла и остатка,который смешивают с регенерируемым маслом после отгонки воды и легких фракций. Причем первую экстракцию регенери руемого масла проводят при объемном соотношении насыщенного углеводородного растворителя и масла 310:1. Согласно предлагаемому способу отработанное масло после предварительного нагрева в печи при температ ре 180-23(0 подают в колонну отгонки легких фракций колонну предваритель ной отгонки) с тем,чтобы отогнать от указанного масла воду и легкие уг леводороды. Продукт, получаемый после отгонки воды и легких углеводородов, подвергают экстракции растворителем с целью удаления основной фракции примесей, содержащихся в этом масле. Наиболее подходящим для осуществления данного этапа растворителями являются низкомолекулярные нормальные парафиновые углеводороды, в частности пропан, хотя данный этап экстракции может ос ществляться и с использованией любо го другого растворителя, такого как спирты, кетоны, простые эфиры, имеющие соответс твующйи молекулярный вес, которые могут оказывать нерастворяющее действие на примеси масла одновременно растворяющее действие на само масло, В случае использования пропана экстракция может осущест вляться в экстракционной колонне при движении растворителя противотоком к маслу и при температуре от до критической температуры пропана, дав лениа 25°50 кг/см. Ввиду отсутствия необходимости в том, чтобы на данно 4 этапе достигалась максимальная степень очистки масла, отношение растворителя к маслу обычно очень снижено, так что на один объем масла приходится примерно от 8 до 10 объемов пропана. Масло, подвергнутое экстракции в экстракционной колонне, после последующего нагревания подают на этап фракционированной перегонки в вакууме, откуда извлекают основные компоненты смазочного материала в соответствии с их вязкостями. Основные компоненты смазочного масла, имеющие низкую вязкость, полученные в результате такой перегонки, направляют непосредственно в сек цию конечной гидроочистки, в то время как остаточный продукт перегонки, состоящий из высоковязких основных компонентов масла, содержащий основную фракцию примесей, подвергают термообработке при температуре. составляющей обычно от 300 до 50 С, и затем ои снова рециркулирует в экстракционную колонну. Данная термическая обработка высоковязких основных компонентов смазочного масла может осуществляться также при поддержании продукта, выходящего из колонны -вакуумной фракционной перегонки, в адиабати ческих условиях в течение различных периодов времени от 1. до 120 мин в соответствии с температурой. Данную операцию осуществляют путем установки непосредственно в нижней части колонны приемного резервуара (резерваура-хранилища), объем которого зависит от времени хранения в нем продукта. Целью такой термической обработки является модицикация структуры примесей , все еще присутствующих в масле, таким образом, чтобы ускорить их извлечение из масла в последующем этапе экстракции растворителем. После такой термической обработки тяжелые основные компоненты смазочного масла снова рециркулируют в колонну экстракции растворителем. В данном случае, также как и в случае первой экстракции, предпочтительным растворителем является пропан, хотя могут использоваться и другие типы растворителей. Экстракционная колонна в данном случае может быть именно той же колонной, что использовалась в этапе первой экстракции,и если это так, то данная) установка будет работать как система периодического действия, однако может быть использована и совершенно отдельная экстракционная колон на. Рабочие условия в данном этапе эк стракции отличны от рабочих условий, создаваемых s этапе первой экст ракции, которую осуществляют с использованием всего количества масла, направляемогЬ на экстракцию после отгонки легких фракций, поскольку в данном -этапе пониженное количество примесей в масле, в частности примесей, обладающих капиллярно-акти ными свойствами, приводит к тому, чт процесс является значительно более селективным и значительно более чувк различным рабочим уело ствительным ВИЯМ. Рабочие условия могут варьиро ваться в следующих пределах: температура экстракции от до критиче ской температуры пропана; давление от 25 до 50 кг/см ; и отнонение растворителя к маслу .может быть таким, что на один объем масла будет приходиться от 5 до 20 объемов пропана При осуществлении второго этапа до пускаются различные температуры процесса и различные отношения растворителя к маслу, поскольку ц львторой экстракции заключается не только в том, чтобы снизить содержание металлических примесей, но и в том, чтобы улучшить цвет и таким образом снизить вредные факторы, оказывающие влияние на рабочие условия в секции гидро очистки. Остаточный продукт, полученный в этапе второй экстракции пропаном, рециркулируют в колонну первой экстрак ции с целью извлечения из него содержащегося таи смазочного масла. Основные компоненты смазочного наела, полученные на предыдущих этапах, подвергают конечной гидроочистке в присутствии катализаторов на основе сульфидов металлов 6 и 8 группы периодической системы Менделеева, нанесенных на окись алюминия. Температура гидроочистки 250А20 С, давление 20-150 кг/см, объемная скорость потока 0,1-5 об/об ч, водород рециркулирует со скоростью 15-850 л/я. Преимущество предлагаемого способа по сравнению с принятыми в настоящее время известными способами состоит в снижении количества тепла,которое должно потребляться установкой. Термическая обработка, осуществляемая по предлагаемому способу, кроме того, что она проводится лишь с тяжелыми основными компонентами смазочного масла, может обеспечивать под. держание тех же основных компонентов при температуре нижней части колонны вакуумной перегонки, в связи с чем не требуется дополнительная подама тепла. Дополнительным преимуществом, достигаемым предлагаемым способом термической обработки, является упрощение конструкции нагревающей печи, поскольку отработанное масло должно быть нагрето fl««sb до температуры примерно 200 С, которая необходима для удаления воды и легких углеводородов, поскольку при такой температуре образование кислых газов значительно снижено по сравнению с образованием таких газов в случае термической обработки при 300- 5ПС. Способ получения высоковязких основных компонентов смазочного масла, который в значительной степени усове миенствован по сравнению с обычн ми способами регенерации, имеет кроме того очень большие преимущества при осуществлении конечного этапа гидроочистки, заключающиеся в том, что снижается расход водорода и одновременно повыщается выход масла, а также увеличивается срок службы катализатора. На чертеже представлена схема установки для осуществления предлагаемого способа, на котором пунктирные линии относятся лишь к системе обработки наиболее тяжелой фракции отра ботанного масла, в частности к процессам обработки, которым подвергается эта фракция после термической об- ; работки. Это различие между линиями потока масла на чертеже обусловлено тем фактом, что практически при осуществлении предлагаемого способа используется одна -колонна экстракции растворителем, а при этом необходимо выделить экстракцию растворителем всего масла и экстракцию растворителем aifl6onee тяжелых основных компонентов смазочного масла. Отработанное масло из резервуарахранилища подают в печь 1 и затем направляют его в колонну отгонки легких фракций 2. Вода и легкие угле водороды отводятся через верх колон ны, в то время как остальное масло отводят с нижней части колонны 2 в колонну 3 экстракции растворителем. По линии в колонну экстракции 3 подают растворитель, масло и основная фракция растворителя удаляются из верхней части этой колонны по линии 5, в то время как примеси и остальная часть растворителя удаляются из нижней части колонны 3 по трубе 6. Оба потока, удаляемые из колонны 3, независимо друг от друга . направляют в устройства 7 и 8 для регенерации растворителя, затем это |регенерированный расрворитель по линиям 9 и 10 направляют в компрессор 11i и далее он рециркулирует через линию потока 4. Частично очищенное масло направляют по линии 12 к печи 13 и затем по линии 14 к колонне вакуумной перегонки 15. Из верхней части колонны 15 по трубе 16 удаляют легкие углеводороды, которые еще могут оставаться в масле, и как основные погоны выделяют низковязкие основные компоненты с;мазочного масла (на представленном чертеже количество погонов из колонны снижено до двух, но это не-являет ся ограниченным пределом числа пого нов),по линиям 17 и 18 основные низковязкие компоненты смазочного масла независимо друг от друга подают в реактор гидроочистки 19, из которого выводят очищенные фракции. Из.нижней части колонны 15 по тру бе 20 отводят наиболее тяжелые основ ные компоненты смазочного масла, в которых сконцентрированы примеси мае ла, и эти тяжелые компоненты масла направляют в систему термической обработки 21. По прошествии .определенного периода в ремени термической обработки, которое является функцией температуры, тяжелые основные ком поненты смазочного масла подают по л нии 22 в колонну экстракции растворителем 3. Кдк ясно из данного описания, в случае процесса, осуществляемого пер одически, колонна экстракции 3 должн использоваться как для экстракции вс го масла после .ютгонки из него легких фракций, так и для экстракции наиболее тяжелых основых компонентов смазачного масла после из термическо обработки, и в таком случае должны быть предусмотрены резерруары-хранилища продукта, обеспечивающие осуществление таких процессов (эти резервуары-хранилища на чертеже не показаны с тем, чтобы не вносить лишнее усложнение в представленную схему установки). Если желательно проведение непрерывного процесса, то достаточно включить в данную систему вторую колонну экстракции, равноценную первой колонне. В данном случае, также как. и в первой экстракции растворителем, через верхнюю часть колонныэкстракции 3 по трубе 23 отводят тяжелые основные компоненты смазочного масла, в то время как через нижнюю часть колонТ(ы 3 по трубе 24 отводят примеси и оставшуюся часть растворителя. Эти потоки направляют в устройства регенерации растворителя 7 и 8. Тяжелые основ.ные компонентц смазочного масла отводят из нижней части устройства 7 и подают по линии 25 в реактор гидроочистки, в то время как остаточный продукт отводят из нижней части устройства 8 и направляют (по линии 26) снова в колонну экстракции растворителем 3 как исходный продукт обработки, когда-эта колонна 3 используется для экстракции всего масла, в результате чего осуществляют регенерацию остаточных компонентов масла, все еще смешанных с примесями. .Пример 1. Отработанное моторное масло подвергают предваритель ной отгонке легких фракций с целью освобождения его от воды и легких углеводородов, остаток от этой отгонки легких фракций подвергают термической обработке при темрера;туре в течение 3 мин , а затем этот продукт направляется на экстракцию пропаном в колонне экстракции RAC. Условия разделения, используемые в этом этапе обработки , следующие: отношение растворителя к маслу 10:1; температура верхней части колонны 90 С: температура нижней, температура . давление части колонны 38 кг/см. Экстрагированное масло после отделения пропана подвергают фракционированной вакуумной перегонке для извлечения из него нескольких основных компонентов смазочного материала в соответствии с их вязкостями. Получают три основные компонента смазочного материала: ни кой, средней и высокой вязкости; и одновременно получают некоторое количество газойля вакуумной перегонки. Низковязкие и средневязкие основные компоненты смазочного масла отдельно и независимо друг от друга подвергают обработке водородом с использованием катализатора1 на основе сульфидов никеля и молибдена, нанесенных на окись алюминия, В данном этапе обработки испол зуют следующие рабочие условия: температура давление lO кг/см объемная скорость потока продукта , 1 об/об ч; скорость рециркуляции водорода 168 норм, л/л. Тяжелые компоненты смазочного ма ла подвергают обработке водородом с использованием того же катализато ра, но в следующих рабочих условиях TeMnepatypa давление Q кг/ей объемная скорость потока продукта |0,5 об/обч; скорость рециркуляции (водорода 168 норм. л/л. Результаты, получаемые на всех этапах обработки, представлены в табл. 1. П р и м е р 2. Отработанное мотор ное масло подвергают ф(эакционирован ной перегонке и освобождают от воды и легких углеводородов, остаточный продукт направляют на экстракцию про паном в колонну экстракции ДС. Рабочие условия, используемые на данном этапе обработки, следующие: отношение растворителя к маслу 7:1:, темпе ратура верхней части колонны 90 С; температура нижней части колонны 70 давление 38 кг/см. Экстрагированное масло после реге нерации пропана подвергают фракционированной .вакуумной перегонке для извлечения из него нескольких осйовных компонентов смазочного материала IB соответствии с их относительными вязкостями, при этом получают три основные компонента смазочного материала: низкой, средней и высокой вяз кости. Высоковязкий основной компонент .подвергают термической обработке пр температуре в течение 15 мин и затем направляют в колонну экстракци пропаном. В этом случае используют рабочие условия: отношение растворителя к маслу 15:1; температура верхней части колонны 85 П; температура нижней части колонны давление 38 кг/см . Экстрагированное масло после регенерации пропана подвергают фракционированной вакуумной перегонке для извлечения из него нескольких основ- . ных компонентов смазочного материала в соответствии с их относительными вязкостями, при этом получают три основные компонента смазочного материала: низкой, средней и высокой вяз кости. Высоковязкий основной компонент подвергают термической обработке при . температуре в течение 15 мин и затем направляют в колонну экстракции пропаном. В этом случае используют следующие рабочие условия: отношение растворителя к маслу 15:1; температура верхней части колонны 85 С; температура нижней части колонны 73°С; давление 38 кг/см . Легкие и средние основные компоненты смазочного масла, получаемые на этапе вакуумной перегонки, независимо друг от друга подвергают обработке водородом с использованием катализатора на основе сульфидов никеля и молибдена, нанесенных на окись алюминия (в качестве носителя). В этом этапе обработки используют следующие рабочие условия: температура давление 0 кг/см ; объемная скорость потока продукта 1 об/об-ч; скорость рециркуляции водорода 168 норм.л/л. Тяжелые (высоковязкие) основные компоненты сказочного масла, выходящие из колонны экстракции растворителем, после удаления из них пропана подвергают обработке водородом с использованием того же катализатора , что указан выше, но в следующих рабочих условиях: температура давление 40 кг/см ; объемная скорость потока продукта 0,5 об/об ч; скорость рециркуляции водорода 168 норм.л/л. Выходы и свойства продуктов, получаемых в отдельных этапах обработки, приведены в табл. 2. Сопоставление этих двух технологических операций, описанных выше, показывает, что тяжелые основные компоненты сма зо ч но го ма ела, полученные по предлагаемому способу, имеют меньшее содержание примесей и бладают лучшими характеристиками

11969169.2

цвета, в связи с чем в последующейработке (при этом металлические при1технологической операции гидроочист-меси осаждаются на поверхности каки требуются более мягкие рабочиетализатора), то возможность обработки

условия,.продуктов, имеющих меньшеесоде ржаПоскольку срок службы катализато-рактеристиками цвета, позволяет смяг

ра Bi этапе конечной гидроочистки за-чить рабочие условия и в результате

висит от наличия металлических при-31того увеличить срок службы каталимесей в материале, подвергаемом об-затора. ,

5ние примесей и обладающих лучшими ха19Формула изобретения 1. Способ регенерации отработанных масел путем нагревания масел, отгонки воды и легких фракций от регенерируемого масла, экстракции пос леднеГо насы1Ченным углеводородным ра створителем, вакуумной разгонки выделенного Масла с получением низковязких и тяжелой фракции и гидроочистки фракций, от л и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью улучшения ка чества масел и повышения экойомичности процес:са, тяжелую фракцию предварительно подвергают термической об|работке при ЗОб-АзО С в адиаба1тических условиях в течение 1120 мин и повторной экстракции на.сыщенным углеводородным растворителем при объемном соотношении раствр920 рителя и фракции 5-20:1 с отделением чистого масла и остатка, который смешивают с регенерируемым маслом после отгонки ВОДЫ;и легких фракций. 2, Способ по п. 1, о т л и ч а юЩ и и с я тем что экстракцию«регенерируемого масла проводят при объемном соотношении насыщенного углеводородного растворителя и масла 310:1. Источники информации,, принятые во внимание при экспертизе КП атент США If 029569, кл, 208-180, опублик. 1977. 2.Заявка Франции № 2301592, кл С 10 М 11/00, опублик. 1976. 3.Патент США № 3919076, кл. 208-180, опублик. 1975 (прототип).

(

г

м

to

«5

./ А

Г

-sTv

м

-:

I

Й1

fvi