!HU000006901T2! (19)
HU
(11) Lajstromszám:
E 006 901
(13)
T2
MAGYAR KÖZTÁRSASÁG Magyar Szabadalmi Hivatal
EURÓPAI SZABADALOM SZÖVEGÉNEK FORDÍTÁSA (21) Magyar ügyszám: E 04 766956 (22) A bejelentés napja: 2004. 09. 23. (96) Az európai bejelentés bejelentési száma: EP 20040766956 (97) Az európai bejelentés közzétételi adatai: EP 1712608 A1 2005. 03. 31. (97) Az európai szabadalom megadásának meghirdetési adatai: EP 1712608 B1 2009. 08. 26.
(51) Int. Cl.: C10M 175/02 (2006.01) (87) A nemzetközi közzétételi adatok: WO 05028600 PCT/ES 04/000418
(30) Elsõbbségi adatok: 200302203 2003. 09. 23.
(73) Jogosult: Sener Grupo de Ingeniería, S. A., 28760 Tres Cantos (Madrid) (ES)
ES
(72) Feltaláló: ANGULO ARAMBURU, Jeronimo, E-28760 TRES CANTOS (Madrid) (ES)
HU 006 901 T2
(54)
(74) Képviselõ: Kovács Ivánné, DANUBIA Szabadalmi és Jogi Iroda Kft., Budapest
Eljárás használt olaj regenerálására fémtelenítéssel és desztillálással
A leírás terjedelme 8 oldal (ezen belül 1 lap ábra) Az európai szabadalom ellen, megadásának az Európai Szabadalmi Közlönyben való meghirdetésétõl számított kilenc hónapon belül, felszólalást lehet benyújtani az Európai Szabadalmi Hivatalnál. (Európai Szabadalmi Egyezmény 99. cikk (1)) A fordítást a szabadalmas az 1995. évi XXXIII. törvény 84/H. §-a szerint nyújtotta be. A fordítás tartalmi helyességét a Magyar Szabadalmi Hivatal nem vizsgálta.
1
HU 006 901 T2
A találmány területe A találmány általánosságban használt olajok regenerálására vonatkozik; egy olyan ipari mûvelet, amely az alapolajok visszanyerésében áll azáltal, hogy az adalék anyagait, a bomlástermékeit, és a használata vagy az összegyûjtése során belekerülõ szennyezõdéseket eltávolítjuk. Még pontosabban, a találmány egy olyan eljárás, amely használt ásványolajok fémtelenítéssel és desztillálással történõ regenerálására szolgál. A finomított ásványolajokat, amelyeket kenõanyagokhoz és egyéb ipari olajokhoz használnak, általában kenõanyagalapoknak hívják. A kenõanyagok és egyéb ipari olajokat úgy készítik, hogy a kenõanyagalapokat adalék anyagokkal keverik össze, amelyek közül némelyik fémeket (Ca, Zn stb.) tartalmaz, amely felruházza õket az alkalmazásukhoz szükséges paraméterekkel (oxidációval szembeni ellenállás, kopásállóság, hõmérséklet-állóság, emulgáló és habosodás elleni paraméterek, a hõmérséklet függvényében alig változó viszkozitás stb.). Azokat az olajakat, amelyeket motorokban vagy gépekben használnak, majd használat után leeresztik, használt olajoknak hívják. A használt olajok regenerálása abban áll, hogy kenõanyagalapokat nyernek ki belõlük azáltal, hogy a bennük lévõ adalék anyagokat, valamint a bomlástermékeiket (könnyû olajfrakciókat, így például benzin és gázolaj, és a nehezebbeket, például az aszfalt vagy koksz), továbbá azokat a szennyezõdéseket, amelyeket a használatuk vagy a garázsokban és az állomásokon történõ összegyûjtésük során belekerültek, így például ilyen a víz, a glikol vagy az oldószerek, eltávolítják. A találmány háttere A használt olajokból az adalék anyagok, bomlástermékek és szennyezõdések eltávolítása általában desztillálási eljárásokkal történik. A WO 9407798 (Viscolube Italiana Sp., 1994) egy tipikus desztillálási eljárást ismertet, amely magas hõmérsékletet (kb. 350 °C) használ vákuumban történõ desztilláláshoz azzal a céllal, hogy elbontsák azokat az adalék anyagokat, amely károsítja a kenõanyagalapokat is, és amelyek színnel, szaggal és oxigénezett termékkel járnak együtt. A megfelelõ kenõanyag-minõség elõállításához desztillálással magas hõmérsékleten végsõ finomítóeljárásokat kell használni savval, és földfémekkel, vagy hidrogénezéssel, amely eljárások egyrészt nehézkesek, másrészt pedig bonyolultak. Az alkalmazott magas hõmérséklet az ipari berendezések szennyezõdését is okozhatja, aminek az a következménye, hogy az eljárás tisztítás céljából le kell állítani. Az adalék anyagok desztillálással történõ eltávolításának egy másik módja a vegyi fémtelenítés, amelynek során a használt olaj fém adalék anyagait reakcióba hozzák egy olyan reagenssel, amely fémsókat hoz létre. Az US 4247389 (Phillips Petroleum US, 1981) szabadalomban a használt olajat ammónium-foszfátoldattal kezelik 320–420 °C¹on. Az ezen a hõfokon történõ fémtelenítési kezelés, majd a fémtelenített olajnak
5
10
15
20
25
30
35
40
45
50
55
60 2
2
a desztillálása szagokat és színeket és nem megfelelõen stabil terméket hoz létre, amely szükségessé teszi kapott alapok a hidrogénezéssel vagy abszorbensekkel történõ kezelését, a végsõ finomítási eljárás korábban már említett hátrányaival. Az US 3930988 sz. szabadalom a használt motorolajoknál alkalmazott, a szennyezõdések, hamutartalom és fémtartalom csökkentésére szolgáló eljárást ismertet, amelynek során a használt olajat ammóniumszulfát és/vagy ammónium-biszulfát vizes oldatával érintkeztetik olyan viszonyok mellett, hogy azok a fémtartalommal reakcióba lépnek, és eltávolítható szilárd vegyületeket hoznak létre, majd adott esetben az így keletkezett motorolajat hidrogénezésnek vetik alá. Másrészrõl vannak olyan referenciák, amelyek a használt olajok regenerálására alkáli-hidroxidokat alkalmaznak. Így például a DE 3433336 (BUSS AG, 1985) szabadalomban a használt olajokon alkáli-hidroxidos kezelést végeznek, mielõtt az adalék anyagokat és az aszfaltszármazékot desztillálással eltávolítják. Az EP 0690903 egy folyamatos eljárást ismertet a használt kenõolajok regenerálására, amely magában foglalja azt a lépést, amikor a kenõolajat nátrium-hidroxid vizes oldatának adalékolásával 140–160 °C¹ra elõmelegítik, majd ezt követi a flash-elgõzölögtetés a víz és az alacsony olvadáspontú szénhidrogén-komponensek eltávolítására, a gázolajok kivonására és visszanyerésére, és a szennyezõdések eltávolítása vákuum alatt frakciódesztillálással, és ily módon jön létre a kenõolajalap leválasztása, és egy maradék, amely pedig koncentrálja a szennyezõdéseket. Más eljárások a kenõanyag-frakciók alkálikezelését alkalmazzák azt követõen, hogy az adalék anyagokat és aszfaltot desztillációval eltávolították (US 4834868, F. J. Lappin, 1989 és WO 9826031, Sotulub, Tunézia 1997); vagy pedig oldószerrel történõ eltávolítást és desztillációt alkalmaznak (PCT/ES02/00354 Sener, Spanyolország 2002), ily módon létrehozva egy olyan kenõanyagalapot, amelynél nincs szükség egy végsõ kezelésre savak és földfémek hozzáadásával vagy hidrogénezéssel. Az elõbb idézett anyagok közül azonban egyik sem ismertet olyan eljárást, amely alkáli-hidroxidokkal történõ kezeléseket alkalmazna a használt olaj vegyi úton történõ fémtelenítése elõtt, alatt vagy azt követõen. A találmány tárgya egy olyan vegyi fémtelenítésre szolgáló eljárás, amelyet a fémtelenített termék desztillálása követ alkáli-hidroxidok jelenlétében, mindkét lépést mérsékelt hõmérsékleten és olyan viszonyok között végzik, hogy az így kapott kenõanyagalapoknak a szag és szín, savasság, rézkorróziós vizsgálat szempontjából nagyon jók a paraméterei, és megegyeznek az elsõ finomítást követõ kenõanyagok tipikus paramétereivel. A találmány tárgya használt olajok regenerálására vonatkozik olyan vegyi fémtelenítési eljárással, amely nem teszi szükségessé a költséges hidrogénezést vagy savval és földfémekkel történõ kezeléseket ahhoz, hogy olyan kenõanyagalapokat hozzunk létre, amelynek paraméterei megegyeznek a szûz alapolajok paramétereivel.
1
HU 006 901 T2
A találmány szerinti eljárás mérsékelt hõmérsékleti viszonyok mellett végzett regenerálást valósít meg oly módon, hogy elkerülhetõ a készülék elszennyezõdése, és a használt olaj kezeléséhez használt szerelvények gyakori tisztítása. Ugyancsak a találmány tárgya egy olyan eljárás, ahol a regenerálást úgy végezzük el, hogy emissziók, szagok nem jönnek létre, és anélkül, hogy szennyezõ szilárd hulladékok (savmaradékok, adszorbens földfémek stb.) jönnének létre. Végül a találmány tárgya az is, hogy a használt olaj regenerálását folytonos üzemû ipari eljárással végezzük el, amely kis befektetést igényel, mérsékeltek a mûködési költségek, magas a visszatérítési arány, és versenyképes, közepes kapacitású üzemet hozunk létre (15 000–30 000 tonna/év). A találmány részletes ismertetése A találmány tárgya használt ásványolajok regenerálására szolgáló eljárás kenõanyagalapok kinyerésére, amely eljárás a következõ lépéseket tartalmazza: a) a használt ásványolajat az olajnak az egy olyan vegyi reagens vizes oldatának a kezelésével fémtelenítjük, amely anionokat tartalmazó ammóniumsó, amely alacsony oldékonyságú sókat képez az olaj fémtartalmával, majd ezt követõen a fémtelenített olajat eltávolítjuk; b) az a) lépésben nyert, fémtelenített olajat atmoszferikus nyomáson, alkáli-hidroxidok jelenlétében desztilláljuk; és c) a b) lépésben elvégzett atmoszferikus desztillálás során nyert üledékfolyadékot vákuumban desztilláljuk alkáli-hidroxidok jelenlétében a kenõanyagalapok kinyerésére. A találmány szerinti eljárás folytonos üzemmódban vagy szakaszos üzemmódban is megvalósítható, elõnyös azonban a folytonos üzemmód. Az „alacsony oldékonyságú” sók a találmány értelmében olyan sókat jelent, amelyek leülepednek abban a közegben, amelyben feloldjuk õket. Kísérletileg bebizonyosodott, hogy az adalék anyagokból a fémek eltávolítása ésszerû fémtelenítési teljesítménnyel (a fémek tartalmát kb. 100 ppm¹re csökkentjük) megvalósítható, amikor az olajat ammóniumfoszfáttal (mono- vagy diammónium) kezeljük mérsékelt hõmérsékleten (120–180 °C). Ez lehetõvé teszi, hogy a mûveletet a bázisolajok károsítása nélkül végezzük el, és elkerüljük azokat a hõmérsékleteket, amely a szakirodalomban található (kb. 350 °C) a jó fémtelenítési hatásfok (a fémtartalom kisebb legyen, mint 10 ppm) eléréséhez. Egyéb ammóniumsók, amelyek anionjai olyan tulajdonságokkal rendelkeznek, hogy nem oldható, vagy kis oldékonyságú sókat hoznak létre vízben olyan fémek jelenlétében, amelyek a használt olajokban találhatók, ugyancsak hatásosak, mint reagensek, a fémtelenítés során. Így például szintén használható a már elõbb említett mono- és diammónium-foszfát mellett diammónium-foszfát, mono- és diammónium-szulfát, ammónium-biszulfát és ammónium-poliszulfát, vagy ezeknek a sóknak a keveréke,
5
10
15
20
25
30
35
40
45
50
55
60 3
2
amelyeknek anionjai oldhatatlan vagy kis oldékonyságú sókat képeznek az adalék anyagok fémjeivel (elsõsorban Ca, Zn és Mg) vagy egyéb, a használt olajban lévõ fémekkel (Pb, Fe, Cu és egyebek). Így a találmány egyik elõnyös kiviteli alakjánál az a) lépésben használt vegyi reagens ammóniumsó, és a használt olajhoz 0,5 tömeg%–5 tömeg%-ban alkalmazunk ammóniumsót. Egy további kiviteli alaknál az ammóniumsó foszfát és szulfát csoport anionjait tartalmazza, és lehet monoammónium- vagy diammónium-foszfát, vagy monoammónium- vagy diammónium-szulfát, vagy ezeknek a keveréke. A példakénti kiviteli alaknál a találmány szerinti eljárásnál az a) lépésben elvégzett vegyi kezelést folyamatosan csõreaktorban vagy egy vagy több sorosan kapcsolt különbözõ tengelykeverésû reaktorban vagy a két rendszerben kombinálva végezzük el, és az eljárás során a reakciót 120 és 180 °C közötti hõmérsékleten, és 3 és 11 bar közötti nyomáson tartjuk, a tartózkodási idõ pedig 10 és 120 perc között van. A találmány egy másik kiviteli alakjánál az a) lépésben végzett leválasztást folyamatosan adiabatikus nyomáscsökkentéssel végezzük, amely flash-gõzölögtetést hoz létre úgy, hogy víznek és a könnyû szénhidrogének, valamint oldószereknek legalább egy része elpárolog. Ezeket a könnyû szénhidrogéneket és oldószereket azután összegyûjtjük és a kondenzálásukat követõen dekantáljuk. Azt a folyadékot, amelyet a nyomáscsökkentés és flash-gõzölögtetés után nyerünk, lehûtjük, majd szétválasztjuk iszappá, amely magában foglalja a fémsókat és a vizes fázist, amely a reagensek és fémtelenített olaj fölös részét tartalmazza. A fémtelenített olaj eltávolítását a fémsókat tartalmazó iszapból, elõnyösen folyamatos centrifugálással, egy vagy több egymás utáni lépésben végezzük el. Hasonló módon bebizonyosodott az, hogy amikor ily módon fémtelenített olajat mérsékelt hõmérsékleten, alkáli-hidroxidok jelenlétében desztilláljuk, a kenõanyagalapnak a minõsége megegyezik annak a szûz alapnak a minõségével, amelyet az elsõ finomítással elérünk, ugyanakkor elkerüljük a savakkal, földfémekkel, vagy hidrogénezéssel történõ kezelést, amelyre mindenképpen szükség van akkor, amikor a fémtelenítéshez és a desztilláláshoz magas hõmérsékletet használunk. Ezért a találmány szerinti eljárás egy további kiviteli alakjánál a b) lépésben a fémtelenített olajat folyamatosan atmoszferikus nyomáson, alkáli-hidroxidok jelenlétében desztilláljuk, hogy a víz, könnyû szénhidrogének és oldószerek maradékát desztilláljuk azzal az ammóniával együtt, amely az alkáli-hidroxidok hatására felszabadul. Egy további elõnyös kiviteli alaknál a desztillátumot kondenzáljuk, majd ezt követõen dekantáljuk oly módon, hogy létrehozunk egy szerves fázist, amely a könnyû szénhidrogéneket és az oldószereket tartalmazza, és egy vizes fázist, amely az ammóniát tartalmazza. A desztillátum nem kondenzálható részét víz-
1
HU 006 901 T2
zel vagy sav vizes oldatával mossuk ki, hogy az ammónia a vizes oldatban maradjon, amelyet azután hozzáadunk a korábban már kapott vizes ammóniafázishoz. Annak érdekében, hogy atmoszferikus nyomással lehessen dolgozni, és a termék a lehetõ legkevesebb károsodásnak legyen kitéve, az atmoszferikus nyomáson történõ desztillációt indirekt fûtéssel végezzük el meleg folyadék segítségével 300 °C alatt. Elõnyösen az atmoszferikus nyomáson történõ desztillálást úgy végezzük el, hogy fa fémtelenített olajat folyamatos flash-gõzölögtetésnek vetjük alá 200 és 300 °C közötti hõmérséklet-tartományban. A találmány egy további kiviteli alakjánál a c) lépésben a b) lépésben történt atmoszferikus desztillálás során kinyert üledékfolyadékot alkáli-hidroxidok jelenlétében, vákuumban desztilláljuk rektifikálóoszlopban, elõnyösen 2 és 10 mbar közötti nyomáson az oszlop tetején, és az oszlopnak a táphõmérséklete 310 és 335 °C között van, és ily módon, mellékfrakcióként vákuum gázolajat, egy vagy több kenõolajalap frakciót és egy olyan üledékfolyadékot kapunk, amely a fûtõolaj vagy aszfalt komponens paramétereivel rendelkezik. Hasonló módon, a találmány szerinti eljárás során a c) lépésben vákuumban történõ kíméletes desztillálást (hõmérséklet 330 °C alatt) a frakcionálóoszlopban elõnyösen alacsony nyomáson (2–10 mbar a fejrészben) kis nyomásveszteséggel (egymásra helyezett oszlopok szelep vagy perforált lemezek helyett) végezzük és az oszlopot meleg olajjal fûtjük 385 °C¹nál kisebb hõmérséklet csõ alakú hõcserélõben, amelynél nagy a folyadék sebessége a csövekben. Hasonló módon, a b) lépésben elvégzett atmoszferikus desztillációt is csöves hõcserélõkben végezzük nagy áramlási sebességgel a csöveken belül, a fûtõolaj elõnyösen 300 °C¹nál alacsonyabb hõmérsékletû, a fûtõfolyadék pedig a csöveken kívül cirkulál. A. találmány szerinti eljárás egyik elõnyös módjánál a b) és a c) lépésben végzett desztillációkat, azaz desztillációt atmoszferikus nyomáson és vákuumban, csöves hõcserélõkben végezzük el, ahol az a) lépésben kapott fémtelenített olaj vagy az atmoszferikus desztillálás során a b) lépésben kapott fenékfolyadék nagy sebességgel cirkulál a csövekben, és ahol a fûtõfolyadék a csöveknek a külsõ oldalán vezetett fûtõolaj, amely elõnyösen 300 °C¹nál kisebb hõmérsékleten cirkulál az atmoszferikus desztillálás során, és 385 °C¹nál kisebb hõmérsékleten vákuumdesztillálás során. A találmány szerinti eljárás egyik fontos jellemzõje az, hogy az alkáli-hidroxidok aránya az olajhoz képest 0,5% és 5 tömeg% értékû, ezek magasabb értékek, mint amit az irodalom (általában 0,5 tömeg%-nál kisebb) idéz, mivel elegendõ hidroxidra van szükség ahhoz, hogy az ammóniát a fémtelenített olajban helyettesítsük. A találmány egyik további elõnyös kiviteli alakjánál a b) és a c) lépésben alkalmazott alkáli-hidroxid, nátrium-hidroxid vagy kálium-hidroxid, vagy a kettõ keveréke, amelyet 0,5–5 tömeg%-ban adnak a fémtelenített olajhoz, elõnyösen ez az arány 0,5–3% úgy, hogy az adagolást teljes egészében az atmoszferikus desztillá-
2
lás elõtt végezzük, vagy egy részét az atmoszferikus desztillálás elõtt és egy részét a vákuumdesztillálás elõtt. 5
10
15
20
25
30
35
40
45
50
55
60 4
Az ábrák ismertetése A mellékelt 1. ábrán a találmány szerinti eljárást mutatjuk be, amikor folyamatos üzemmódban végezzük. A regenerálandó 1 használt olajat és egy 2 vegyi reagens, például ammónium-foszfát vizes oldatát bevezetjük az A reaktorba, ahol egymással reagálnak, és fémsókat képeznek. Ahogyan ezt már korábban megjegyeztük, az A reaktor lehet csõreaktor, egy vagy több keverõlapátos reaktor sorba kapcsolva, vagy a kettõnek a kombinációja, ahol a reakció elõnyösen nyomás alatt és folyamatos megy végbe. A terméket az A reaktorból a B¹ben nyomáscsökkentésnek vetjük alá, némi gõzt eltávolítunk, amely azután a C eszközben van kondenzálva, majd a D¹ben két fázisra dekantálva, létrehozva egy 3 szervest fázist, amely könnyû szénhidrogéneket és oldószereket tartalmaz (petróleum vagy kerozin tartományban) és egy 4 vizes fázist. A nyomáscsökkentés során kapott folyadékot azután az E¹ben lehûtjük, és továbbítjuk egy fázisleválasztó F rendszerbe. Jóllehet a fázisleválasztó F rendszernél a leválasztó, szûrõ és centrifugáló technika kombinációját lehet alkalmazni, a találmány szerinti eljárásnál, keletkezik egy olajos iszap, amely 6 fémsókat, és egy vizes fázist, amely a fölös 7 reagenst tartalmazza, és keletkezik egy 5 fémtelenített olaj, folyamatos centrifugálással egy vagy két sorba kapcsolt centrifuga segítségével. A vizes oldat, amely a fölös 7 reagenst tartalmazza, legalább részben visszanyerhetõ, hogy abból ismét 1 vegyi reagenst hozzunk létre, míg a folyékony fázist, amely a fémsókat tartalmazza, egy hulladékfeldolgozó telepre továbbítjuk további feldolgozáshoz. A fémtelenített 5 olajat 8 alkáli-hidroxiddal összekeverve folytonos atmoszferikus desztillációnak vetjük alá G¹ben, némi gõz keletkezik, amelyet azután H¹ban kondenzálunk, majd I¹ben dekantálják, és ily módon létrejön egy 9 szerves fázis, amely szénhidrogéneket és oldószereket tartalmaz, és amelyeknek nagyobb a forráspontja, mint azoknak, amelyeket a 3. lépésben választottunk le, és kerozint és könnyû gázolajakat tartalmaz, és létrejön egy 10 vizes fázis, amely az alkáli reagensek által kiszorított ammóniát tartalmazza. Az 1 dekantálóegységbõl a nem kondenzálható anyagokat vízzel vagy sav vizes oldatával mossuk ki, hogy megfogjuk az ammóniát, majd azután a korábban kapott vizes ammónia 10 oldatához adunk. Az atmoszferikus desztillálás üledékét hozzáadagolt második 8 alkáli-hidroxiddal rektifikálásnak vetjük alá egy vákuumdesztillációs J oszlopban, és így választunk le egy vákuum 11 gázolajat egy vagy több kenõolajalap 12 mellékfrakciót (SS–150 és SS–350 például) és egy oszlop- 13 üledéket, amelynek fûtõolaj vagy aszfalt jellemzõi vannak.
1
HU 006 901 T2
Példák A példákban a találmány szerinti eljárás elõnyeit mutatjuk be, de ezek nem képeznek szükségszerûen a találmány lehetõségei számára korlátokat. Használt olajként a következõ jellemzõkkel rendelkezõ terméket alkalmaztuk: Szín: sötét Viszkozitás: (ASTM D445) 100 °C¹on 13,3 cSt Víz: (ASTM D95) 5 tömeg% Fémek: 3500 ppm (Ca 1750 ppm, Zn 854 ppm) Desztilláció: ASTM D1160 I.P.=228 °C F.P.=520 °C Desztillált térfogat 88%.
Az így kapott olajnak a színe 2,5¹es volt, a savassága pedig 0,04 és kevés szaga volt. A kenõfrakciókban visszanyerés a kiindulási használt olaj 74 tömeg%¹a száraz alapon, mielõtt ez a to5 vábbi kezelés a földfémmel megtörtént, és 72% a földfémekkel történõ kezelést követõen. Az 1. példa mutatja, hogy a fémtelenített olaj desztillálásával alacsony hõmérsékleti viszonyok mellett egy olyan olajalapot nyertünk, amelynek jó a vissza10 nyerési lehetõsége, de a jellemzõi olyanok, hogy további végsõ kezelést tesznek szükségessé földfémekkel vagy hidrogénezéssel.
15 1. példa (Hagyományos fémtelenítõ és desztilláló kezelés) 1000 g használt olajat olyan telített vizes oldattal kevertünk, amely 25 g diammónium-foszfátot tartalmazott, és 60 percig melegítettük 150 °C¹on autoklávban 6 bar nyomás mellett mechanikus keverõberendezéssel. A reakciót követõen az autoklávot nyomásmentesítettük, a gõzöket hûtéssel kondenzáltuk, és a vizes kondenzátumot, amelybõl 20 g könnyû szénhidrogént és klóros terméket tartalmazott, dekantálással leválasztottunk. Az autokláv tartalmát a nyomáscsökkentés után környezeti hõmérsékletre hûtöttük le és centrifugáltuk, szétválasztottunk 30 g iszapot, amely fém-foszfátokat (Zn, Ca stb.) tartalmazott, a vizes fázist, amely a fölös ammónium-foszfátot tartalmazta, és 910 g fémtelenített olajat, amely 123 ppm fémet tartalmazott (Zn: 30 ppm, Ca: 39 ppm). A 910 g fémtelenített olajat környezeti nyomáson desztilláltuk, amíg 280 °C¹ot el nem ért. Ily módon 35 g szerves fázist (könnyû gázolaj, oldószerek stb.) nyertünk, amelybõl a desztillált vizet dekantáltuk, meghagyva a desztillálás üledékét, amely a fémtelenített olajat tartalmazta. A következõ lépésben az üledéket vákuumban (15 Hgmm) desztilláltuk, és így 61 g nehéz gázolajat, 393 g könnyû alapolajat és 306 g nehéz alapolajat kaptunk, a desztillálóflakonba pedig az üledék 114 g üzemolaj vagy aszfaltkomponens. Az így kapott alapolajaknak világos színe (2,5–5,0) és szaga is volt, a savassága pedig nagyobb volt, mint 0,1 mg KOH/g, az infravörös spektruma pedig jelentõs koncentrátumban mutatott oxigénezett termékeket az 1700–1730 cm–1 sávban, ami azt jelenti, hogy további kezelésre volt szükség adszorbens földfémekkel vagy hidrogénezésekkel annak érdekében, hogy a szûz kenõalap tipikus specifikációval megegyezzen. Ezt a szempontot megvizsgálni vettünk 250 cm3 SN–350¹es olajat (szín: 5,5, savasság: 0,14) és 4%¹os ditomaföldet és 1% CAO-dal 20 percen keresztül 130 °C¹on kezeltük. A reakciót követõen a keveréket lehûtöttük, és egy szinterezett üvegtárcsán leszûrtük.
2
20
25
30
35
40
2. példa (A találmány szerinti eljárásnak megfelelõen történõ kezelés) 1000 g használt olajat fémtelenítettünk ugyanúgy, ahogyan az 1. példában bemutattuk. A 910 g fémtelenített olajat kálium-hidroxid telített oldatával kevertük, amely oldat 25 g kálium-hidroxidot tartalmazott, és atmoszferikus nyomáson desztilláltuk, ami elérte a 280 °C¹ot. A desztillátumot összegyûjtöttük víz fölött, hogy a kibocsátott ammóniát megfogjuk. Így olyan ammóniaoldatot kaptunk, amely 15 g ammóniát tartalmazott, amelybõl egy 33 g¹os szerves fázist dekantáltunk, amely kerozint, könnyû gázolajat és oldószereket tartalmazott. Az atmoszferikus desztillálás üledékét, amelyhez korábban nátrium-hidroxidot adagoltunk, rektifikálásnak vetettük alá vákuumban (2 Hgmm), és így kaptunk 55 g orsóolajat (SN–80), 400 g könnyû alapolajat (SN–150) és 235 g nehéz alapolajat (SN–350), és megmaradt 200 g üledék. A kenõanyagbázisba a visszanyerés használt olaj 67 tömeg% volt száraz alapon. Az így kapott alapolaj jellemzõi megegyeztek a szûz alapolaj paramétereivel, és ezeknek a termékeknek a normál specifikációival megegyeztek anélkül, hogy további kezelésre lett volna szükség, ahogyan ezt az alábbi táblázat mutatja: SN–150
Szín ASTMD 1500)
45
Viszkozitás cSt 40 °C (ASTM D445) Savasság mg KOH/g (ASTM D664) Víz% (Karl–Fisher)
50
Epõárlási pont °C (ASTM D92) Üledék szén % (ASTM D524)
0,5+ 24 0,02 <0,01 236 <0,05
SN–350
1,5 56
SN–80
0,5 8,7
0,03
0,00
<0,01
<0,01
243 <0,05
– <0,05
A 2. példa jól mutatja, hogy a fémtelenítés, amelyet egy mérsékelt hõmérsékleti viszonyok mellett és alkálihidroxid jelenlétében desztilláció követett a találmány szerint, olyan alapolajat hoz létre, amelynek paraméterei az elsõ finomítást követõ alapolajak paramétereivel 60 egyeznek meg. 55
5
1
HU 006 901 T2
SZABADALMI IGÉNYPONTOK 1. Eljárás használt olaj regenerálására kenõolajalap létrehozásához, amely eljárás a következõ lépésekbõl áll: a) a használt ásványolajat egy vegyi reagens vizes oldatával történõ vegyi kezeléssel fémtelenítjük, ahol a vegyi reagens ammóniumsó, amely anionokat tartalmaz, és az olajban lévõ fémmel alacsony oldékonyságú sókat képez, majd ezt követõen a fémtelenített olajat leválasztjuk; b) az a) lépésben fémtelenített olajat atmoszferikus nyomáson, alkáli-hidroxidok jelenlétében desztilláljuk; és c) a b) lépésben történõ atmoszferikus desztillálás során nyert üledékfolyadékot alkáli-hidroxidok jelenlétében vákuumban desztilláljuk, hogy kinyerjük a kenõanyagalapokat. 2. Az 1. igénypont szerinti eljárás, azzal jellemezve, hogy az a) lépésben használt vegyi reagens ammóniumsó, amelyet a használt olaj 0,5–5 tömeg%-ában használunk. 3. A 2. igénypont szerinti eljárás, azzal jellemezve, hogy az ammóniumsó foszfát és szulfát csoportbeli anionokat tartalmaz, és ezek lehetnek monoammónium- vagy diammónium-foszfátok, vagy monoammónium- vagy diammónium-szulfátok, vagy ezeknek a keveréke. 4. Az elõzõ igénypontok bármelyike szerinti eljárás, azzal jellemezve, hogy az a) lépésben a vegyi kezelést folyamatos üzemmódban csõreaktorokban végezzük, vagy egy vagy több sorosan kapcsolt tengelykeverésû reaktorban, vagy a két rendszer kombinációjával, és a reakciót 120 °C és 180 °C közötti hõmérsékleten és 3 bar és 11 bar közötti nyomáson végezzük úgy, hogy a tartózkodási idõ a reaktorban 10 perc és 120 perc között van. 5. Az elõzõ igénypontok bármelyike szerinti eljárás, ahol az a) lépésben a leválasztást folyamatosan végezzük flash-gõzölögtetéssel úgy, hogy a víz, a könnyû szénhidrogének és oldószerek legalább egy része elpárolog, ezeket összegyûjtjük és lecsapódásukat követõen dekantáljuk, és olyan folyadékot nyerünk, amelyet hûtés után a fémsókat tartalmazó iszappá, egy fölös reagenseket tartalmazó vizes fázissá és a fémmentesített olajjá választunk szét. 6. Az 5. igénypont szerinti eljárás, azzal jellemezve, hogy a fémsókat tartalmazó iszap, a fölös reagenseket tartalmazó vizes fázis és a fémtelenített olaj szétválasztását folyamatos centrifugálással, egy vagy két lépésben végezzük.
5
10
15
20
25
30
35
40
45
50
6
2
7. Az elõzõ igénypontok bármelyike szerinti eljárás, azzal jellemezve, hogy a b) lépésben kapott fémtelenített olajat folyamatos atmoszferikus nyomás alatt, alkáli-hidroxidok jelenlétében desztilláljuk úgy, hogy a víz, a könnyû szénhidrogének és az oldat maradékokat desztilláljuk, amelynek során az ammónia az alkáli-hidroxidok hatására felszabadul. 8. A 7. igénypont szerinti eljárás, azzal jellemezve, hogy a desztillátumot kondenzáljuk, majd dekantáljuk úgy, hogy egy olyan szerves fázist kapunk, amely könnyû szénhidrogéneket, oldószereket és ammóniát tartalmazó vizes fázist tartalmaz. 9. A 8. igénypont szerinti eljárás, azzal jellemezve, hogy a nem kondenzálható desztillátumot vízzel, vagy sav vizes oldatával mossuk ki úgy, hogy az ammónia a vizes oldatban maradjon, amelyet azután a 8. igénypontban nyert vizes fázishoz adalékolunk. 10. A 7–9. igénypontok bármelyike szerinti eljárás, azzal jellemezve, hogy az atmoszferikus desztillálást folyamatos üzemmódban flash-elgõzölögtetéssel 200 °C és 300 °C közötti hõmérsékleten végezzük. 11. Az elõzõ igénypontok bármelyike szerinti eljárás, azzal jellemezve, hogy a c) lépésben a b) lépésben történõ atmoszferikus desztillálás során nyert üledékfolyadékot rektifikálótoronyban folyamatos üzemmódban, alkáli-hidroxid jelenlétében vákuumdesztillálásnak vetjük alá, elõnyösen 2 mbar és 10 mbar közötti nyomáson az oszlop tetején, és 310 °C és 335 °C közötti oszlop-táphõmérsékleten egy vákuum gázolaj vagy egyéb kenõanyagalap frakciók, mint mellékfrakciók, és egy üzemolaj vagy az aszfalt komponensek paramétereivel rendelkezõ üledék kinyerésére. 12. Az elõzõ igénypontok bármelyike szerinti eljárás, azzal jellemezve, hogy a b) és a c) lépésben a desztillációt csöves hõcserélõkben végezzük, ahol az a) lépésben nyert fémtelenített olajat vagy a b) lépésben atmoszferikus desztillálással nyert üledékfolyadékot nagy sebességgel cirkuláltatjuk a csövek belsejében, és ahol a fûtõfolyadék a csövek külsõ oldalán áramlik, és termikus olaj, amely elõnyösen 300 °C alatti hõmérsékleten cirkulál atmoszferikus desztillálás esetében és 385 °C alatt vákuumdesztillálás esetében. 13. Az elõzõ igénypontok bármelyike szerinti eljárás, azzal jellemezve, hogy a b) és a c) lépésben alkalmazott alkáli-hidroxid nátrium-hidroxid vagy kálium-hidroxid vagy a kettõ keveréke, és mindkettõt elõnyösen a fémtelenített olaj 0,5–5 tömeg%-ában adagolunk, még elõnyösebben 0,5–3 tömeg%-ban úgy, hogy az adalékolást teljes egészében az atmoszferikus desztillálás elõtt, vagy részben az atmoszferikus desztillálás elõtt, és részben vákuumdesztillálás elõtt végezzük.
HU 006 901 T2 Int. Cl.: C10M 175/02
7
Kiadja a Magyar Szabadalmi Hivatal, Budapest Felelõs vezetõ: Szabó Richárd osztályvezetõ Windor Bt., Budapest
