Способ регенерации отработанных масел

ОП ИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕН ИЯ И ПАТЕНТУ(32) 12. 01. (331 Италия й камнт вударст ванныСССРо делам наабретеннън атнрытнй 3) УДК 621.899 (088. 8) бликовано Дата публиков СПОСОБ РЕГЕНЕРАЦИИ ОТРАБОТАННЫХ ИАСЕ дного глина. и учае сокра заторов ги от-.едую ткалениянногос за йб.Изобретение относится к способу регенерации отработанных масел и, в частности, касается способа регенерации отработанных моторных масел.Известны способы.регенерации отра ботанных масел путем обработки их серной кислотой и отбеливающими глийами 1 1,Такая обрабо приводит к необходимости уда отработанных глин и отработа кислотного шлама, что связано грязнением оКру" жающей среды.Известен способ, когда масло регенерируют путем Экстракции нормальными парафиновыми углеводородами с последующей каталитической гидроге" ниэацией образующегося в результате экстракции продукта 1,21.При этом , ввиду невозможности. пол-ного удаления путем экстракции метал. лических и органических примесей и продуктов окисления этого масла для получения продуктов, отвечающих тех" ническим условиям необходимо осу" 10. 82.Бюллетень39 ия описания 23.10.8 2 ществление, по крайней мере, цикла обработки отбеливающим Однако в этом сл щаетсясрок службы катали дроочистки.Известен способ регенерацииработанных масел, включающий слщие стадии; нагревание масла для 1 О удаления легких фракций и воды, смешение осущеиного масла с насыщен-.ным углеводородным растворителем,например пропаном, при объемном соотношении масло:растворитель 1: 1-15 1 а для экстракции, вакуумную разгонку выделенного масла и гидроочистку масляных фракций31Однако известный способ не позво-.ляет получить тяжелую масляную фрак йв цию достаточно высокого качества,что усложняет и удорожает последующую обработку этих фракций.Цель изобретения - улучшение ка"чества масел и повышение экономичности процесса.19формула изобретения 9691 1. Способ регенерации отработан.- ных масел путем нагревания масел, отгонки воды и легких Фракций от ре- з генерируемого масла, экстракции пос" леднего насыщенным углеводородный ра-створителем, вакуумной разгонки выделенного масла с получением низко-. вязких и тяжелой фракции и гидро очистки фракций, о т л и ч а ю:щи йс я тем, что, с целью улучшения ка- чества масел и повышения экономичности процесса, тяжелую фракцию предварительно подвергают термичес кой обработке при 300 450 С в адиа. батических условиях в течение 1- 120 мин И.повторной экстракции на"сыщенным углеводородным растворителем при объемном соотношении раство- щ 69 20рителя 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 и. 1, о т л и ч а ющ и й с я тем; что экстракцию фрегенерируемого масла проводят при объемном соотношении насыщенного углеводородного растворителя и масла 3- 10: 1. Источники информации,принятые во внимание при экспертизе.1. Патент США Мф 4029569,кл. 208-180, опублик. 19772. Заявка Франции И 2301592,Кл. С 10 М 11/00, опублик, 1976.3. Патент США Ю 3919076,кл. 208-180, опублик, 1975 (прототип).9691 б 3Поставленная цель достигаетсятем, что в способе регенерации отработанных масел путем нагреваниямасел, отгонки воды и легких фракций от регенерируемого масла, экст, ракции последнего насыщенным углеводородным растворителем, вакуумной разгонки выделенного масла с получением низковязких и тяжелой фракций и гидроочистки фракций, тяжелую 1 офракцию Предварительно подвергаюттермической обработке при температуре 300-450 С в адиабатических усло.виях в течение 1- 130 мин и повторной экстракции насыщенным углеводородным растворителем,при объемномсоотношении растворителя и фракции5-20: 1 с отделением чистого маслаи остатка, который смешивают с регенерируемым маслом после отгонки воды 26и легких фракций,Причем первую экстракцию регенерируемого масла проводят при объемном соотношении насыщенного углеводородного растворителя и масла 3- 210: 1.Согласно предлагаемому способуотработанное масло после предвари тельного нагрева в печи при температуре 180-230 ОС подают в колонну отгонкилегких фракций (колонну предварительной отгонки) с тем,чтобы отогнатьот указанного масла воду и легкие углеводороды.Продукт, получаемый после отгонкиводы и легких углеводородов, подвергают экстракции растворителем с цельюудаления основной фракции примесей,содержащихся в этом масле, Наиболееподходящим для осуществления данногоэтапа растворителями являются низкомолекулярные нормальные парафиновыеуглеводороды, в частности пропан,хотя данный этап экстракции может осуществляться и с использованием любого другого растворителя, такого какспирты, кетоны, простые эфиры, имеющие соответствующии молекулярныйвес, которые могут оказывать нерастворяющее действие на примеси масла и50одновременно растворяющее действиена само масло. В случае использования пропана экстракция может осущест"вляться в экстракционной колонне придвижении растворителя противотоком кмаслу и при температуре от 30 С доокритической температуры пропана, давление, 25-50 кг/см, Ввиду отсутствиянеобходимости в том, цтобы на данном 9 4этапе достигалась максимальная степень очистки масла, отношение растворителя к маслу обычно очень снижено, так что на один объем маслаприходится примерно от 8 до 10 объемов пропана.Масло, подвергнутое экстракциив экстракционной колонне, после последующего нагревания подают на этапфракционированной перегонки в вакууме, откуда извлекают основные компоненты смазочного материала в соответствии с их вязкостями,Основные компоненты смазочногомасла, имеющие низкую вязкость, по"лученные а результате такой перегонки, направляют непосредственно в секцию конечной гидроочистки, в то время как остаточный продукт перегонки,состоящий из высоковязких основныхкомпонентов масла, содержащий основную фракцию примесей, подвергаюттермообработке при температуре,ф осоставляющей обычно от 300 до 450 С,и затем он снова рециркулирует вэкстракционную колонну.Данная термическая обработка вы"соковязких основных компонентовсмазочного масла может осуществляться также при поддержании продукта,выходящего из колонны вакуумнойфракционной перегонки, в адиабатических условиях в течение различныхпериодов времени от 1 до 120 мин всоответствии с температурой. Данную операцию осуществляют путем установки непосредственно в нижней час.ти колонны приемного резервуара (резерваура-хранилища), объем которогозависит от времени хранения в немпродукта,Целью такой термической обработкиявляется модицикация структуры примесей, все еще присутствующих вмасле, таким образом, чтобы ускоритьих извлечение из масла в последующем этапе экстракции растворителем.После такой термической обработки тяжелые основные компонентысмазочного масла снова рециркулируютв колонну экстракции растворителем.В данном случае, также как и вслучае первой экстракции, предпочтительным растворителем является пропан, хотя могут использоваться идругие типы растворителей. Экстракционная колонна в данном случае может быть именно той же колонной,что использовалась в этапе первой5 9691экстракции,и если это так, то ранная 1установка будет работать как система периодического действия, однакоможет быть использована и совершенно отдельная экстракционная колон-%на.Рабочие условия в данном этапе экстракции отличны от рабочих условий, создаваемых в этапе первой экстракции, которую осуществляют с ис фпользованием всего количества масла, направляемого на экстракцию после отгонки легких фракций, поскольку в данном этапе пониженное количество примесей в масле, в частности,фпримесей, обладающих капиллярно-активными свойствами, приводит к тому, чтопроцесс является значительно болееселективным и значительно более чувствительным к различным рабочим усло-Ювиям. Рабочие условия могут варьироваться в следующих пределах: температура экстракции от 30 С до критической температуры пропана; давлениеот 25 до 50 кг/см ; и отношение рас-ф2творителя к маслу может быть таким,что на один объем масла будет приходиться от 5 до 20 объемов пропана.При осуществлении второго этапа допускаются различные температуры про-Мцесса и различные отношения растворителя к маслу, поскольку цель второйэкстракции заключается не только втом, чтобы снизить содержание металлических примесей, но и в том, чтобыдулучшить цвет и таким образом снизить. вредные факторы, оказывающие влияниена рабочие условия в секции гидро -очистки,Остаточный продукт, полученный в афэтапе второй экстракции пропаном, рециркулируют в колонну первой экстракции с целью извлечения из него содержащегося там смазочного масла, Основные компоненты смазочного масла,полученные на предыдущих этапах,подвергают конечной гидрооцистке вприсутствии катализаторов на основесульфидов металлов 6 и 8 группы периодической системы Менделеева, нане Есенных на окись алюминия,Температура гидрооцистки 250420 С, давление 20- 150 кг/смф, объем"ная скорость потока 0,1-5 об/обч,водород рециркулирует со скоростью15-850 л/л,Преимущество предлагаемого способапо сравнению с принятыми в настоя"щее время известными способами сос 69 6тоит в снижении количества тепла,которое должно потребляться установкой.Термическая обработка, осуществляемая по предлагаемому способу, кроме того, что она проводются лишь с тяжелыми основными компонентами смазочного масла, может обеспечивать поддержание тех же основных компонентов при температуре нижней части колонны вакуумной перегонки, в связи с чем не требуется дополнительная подача тепла.Дополнительным преимуществом, достигаемым предлагаемым способом терми" ческой обработки, является упрощение конструкции нагревающей печи, поскольку отработанное масло должно быть нагрето дишь до температуры примерно 200 С, которая необходима для удаления воды и легких углеводородов, поскольку при такой темпервтуре образование кислых газов значительно снижено по сравнению с образованием таких газов в случае термической обработки при 300-450 С.Способ получения высоковязких основных компонентов смазочного масла, который в значительной степени усовершенствован по сравнению с обычными 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 отработанного масла, в частности к процессам обработки, которым подвергается эта фракция после термической обработки. Это различие между линиями потока масла на чертеже обусловле" но 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 "наиболее тяжелых основных компонентов смазочного масла.Отработанное масло из ревервуарахранилища подают в печь 1 и затем направляют его в колонну отгонки7 9691легких Фракций 2. Вода и легкие углеводороды отводятся через верх колонны, в то время как остальное маслоотводят с нижней части колонны 2 вколонну 3 экстракции растворителем, ВПо линии 4 в колонну экстракции3 подают растворитель, масло и основная фракция растворителя удаляются из верхней части этой колонныпо линии 5, в то время как примеси 1 Еи остальная часть растворителя удаляются из нижней части колонны 3по трубе 6, Оба потока, удаляемые изколонны 3, независимо друг от друга направляют в устройства 7 и 8 для 1 фрегенерации растворителя, затем этотрегенерированиый расворитель по линиям 9 и 10 направляют в компрессор11 и далее он рециркулирует черезлинию потока 4. Частично очищенное Ммасло направляют по линии.12 к печи13 и затем по линии 14 к колонне вакуумной перегонки 15,Из верхней части колонны 15 потрубе 16 удаляют легкие углеводоро- фды, которые еще могут оставаться вмасле, и как основные погоны выделяют низковязкие основные компонентысмазочного масла (нв представленномчертеже количество погонов из колон- Зены снижено до двух, но это не является ограниченным пределом числа погонов),по линиям 17 и 18 основные низковязкие компоненты смазочного масла независимо друг от друга подают в .зреактор гидроочистки 19, из которого выводят очищенные фракции,Из нижней части колонны 15 по трубе 20 отводят наиболее тяжелые основные компоненты смазочного масла, вкоторых сконцентрированы примеси мас.ла, и эти тяжелые компоненты масланаправляют в систему термическойобработки 21. По прошествии;определенного периода времени термическойобработки, которое является Функцией температуры, тяжелые основные компоненты смазочного масла подают по линии 22 в колонну экстракции растворителем ,МКак ясно из .данного описания, вслучае процесса, осуществляемого периодически, колонна экстракции 3 должнаиспользоваться как для экстракции всего масла после .отгонки из него легких фракций, так и для экстракции .наиболее тяжелых основых компонентовсмазачного масла после из термическойобработки, и в таком случае должны 69 8быть предусмотрены резервуары-хранилища продукта, обеспечивающие осущест.вление таких процессов (эти резервуары-хранилища на чертеже не показаны с тем, чтобы не вносить лишнее усложнение впредставленную 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, черезверхнюю часть колонны экстракции 3 по трубе 23 отводят тяжелые основные компоненты смазочного масла, в то время как через нижнюю часть колонны 3 по трубе 24 отводят примеси и оставшуюся часть растворителя. Эти потоки направляют в устройства регенерациирастворителя 7 и 8. Тяжелые основные компоненты смазочного масла отводят из нижней части устройства 7 и подают по линии 25 в реактор гидроочистки, в то время как остаточ"ный продукт отводят из нижней частиустройства 8 и направляют (по линии 26) снова в колонну экстракциирастворителем 3 как исходный про-дукт обработки, когда -эта колонна3 используется для экстракции всего масла, в результате чего осуществляют регенерацию остаточных компонентов масла, все еще смешанных с примесями.П р и м е р 1. Отработанное мо" торное масло подвергают предваритель ной отгонке легких фракций с целью освобождения его от. воды и лег" ких углеводородов, остаток от этой отгонки легких Фракций подвергают .термической обработке при темпера:туре 380 С в течение 3 мин , а затем этот продукт направляется на экстракцию пропаном в колонне экстракции РДС,Условия разделения, используемые в этом этапе обработки , следую,щие: отношение растворителя к маслу 10: 1; температура верхней частиОколонны 90 С.: температура нижней части колонны 70 С; давление 38 кг/см.Экстрагированное масло после отделения пропана подвергают фракционированной вакуумной перегонке для извлечения из него нескольких основных компонентов смазочно9 969169 1 Ого материала в соответствии с ихмаслу 15: 1 температура верхней частивязкостями, Получают три основные колонны 85 С; температура нижней ча 3компонента смазочного материала: низ сти колонны 73 ОС; давление 38 кг/смч ч чкои, среднеи и высокои вязкости; Экстрагированное масло после регеи одновременно получают некоторое з нерации пропана подвергают фракциоколичество газойля вакуумной пере- нированной вакуумной перегонке длягонки. Низковязкие и средневязкиеизвлечения из него нескольких основ",основные комйоненты смазочного масных компонентов смазочного материала отдельно и независимо друг от ла в соответствии с их относительнымидруга подвергают обработке водоро- О вязкостями, при этом получают три осдом с использованием катализатора- новные компонента смазочного материа 1 на основе сульфидов никеля и мо- ла: низкой, средней и высокой вяэ.либдена, нанесенных на окись алюми- кости.ния. В данном этапе обработки исполь- Высоковязкий основной компонентзуют следующие рабочие условия: .15 подвергают термической обработке при,температура 350 С; давление 40 кг/см; температуре 350 С в течение 15 минобъемная скорость потока продукта , и затем направляют в колонну экстрак 1 об/об ч; скорость рециркуляции ции пропаном,водорода 168 норм. л/л. В этом случае используют следующиеТяжелые компоненты смазочного мас рабочие условия: отношение растворила подвергают обработке водородом теля к маслу 15: 1; температура верхс использованием того же катализато- ней части колонны 85 С;.температурара, но в следующих рабочих условиях; нижней части колонны 73 ОС давлениеой Фтемпература 350 С; давление 40 кг/см; 38 кг/см.объемная скорость потока продукта Ь Легкие и средние основные компонен.,0,5 об/об ч; скорость рециркуляиии ты смазочного масла, получаемые наводорода 168 норм. л/л. этапе вакуумной перегонки, независиРезультаты, получаемые на всех мо друг от друга подвергают обработкеэтапах обработки, представлены в водородом с использованием катали 30 затора на основе сульфидов никеля иП р и м е р 2. Отработанное мотор- молибдена, нанесенных на окись алю.ное масло подвергают фракционирован- миния (в качестве носителя),ной перегонке и освобождают от воды В этом этапе обработки используи легких углеводсродов, остаточный ют следующие рабочие условия: темпепродукт направляют на экстракцию про- ратура 350 С; давление 40 кг/см;паном в колонну экстракции ДС. Рабс- объемная скорость потока продуктачие условия, используемые на данном 1 об/об ч; скорость рециркуляции воэтапе обработки, следующие: отноше- дорода 168 норм.л/л.ние растворителя к маслу 7:1:, темпе- Тяжелые (высоковязкие) основныеыоратура верхнеи части колонны 90 С; 40 компоненты смазочного масла, выходяо 40температура нижней части колонны 70 С; щие из колонны экстракции растворите.давление 38 кг/см лем, после удаления из них пропанаЭкстрагированное масло после реге- подвергают обработке водородом с иснерации пропана подвергают фракцио" пользованием того же катализаторанированной вакуумной перегонке для , ,что указан выше, но в следующих рабоизвлечения из него нескольких основ-чих условиях: температура 350 С; давных компонентов смазочного материала ление 40 кг/см; объемная скоростьв соответствии с их относительными потока продукта 0,5 об/об ч; скоростьвязкостями, при этом получают три рециркуляции водорода 168 норм.л/л.основные компонента смазочного мате-, , Выходы и свойства продуктов, пориала: низкой, средней и высокой вяз- лучаемых в отдельных этапах обракости. ботки, приведены в табл. 2.Высоковязкий основной компонент Сопоставление этих двух техноло,подвергают термической обработке при гических операций, описанных выше,температуре 350 С в течение 15 мин и показывает, что тяжелые основныезатем направляют в колонну экстракции компоненты смазочного масла, полупропаном. ченные по предлагаемому способу,В этом случае используют рабочие имеют меньшее содержание примесей иусловия: отношение растворителя к обладают лучшими характеристиками11 9 б 9169 12цвета, в связи с чем в последующей работке (при этом металлические притехнологической операции гидроочист- меси осаждаются на поверхности каки требуются более мягкие рабочие тализатора), то возможность обработки условия,. продуктов, имеющих меньшее содержа ние примесей и обладающих лучшими ха.Поскольку срок службы катализато" рактеристиками цвета, позволяет смяг ра в этапе конечной гидроочистки за" чить рабочие условия и в результате висит от наличия металлических при- этого увеличить срок службы каталимесей в материале, подвергаемом об" затора.1 ц о х СС со СО СЧ ССЪ МГ о В ФФ Х В Х Х В и о Х ЗВ иФ-с охиФ Ф ВХХ 1х иВФ-ЕоххХ Вихо ФВ ВХВ оис х и идее о ФХ ВЕО Х с хООх ВХР аООВ О ОО ФФ Ф 11 Ф 1 11ФфееХ с1 СФе1 хХ В2 ае 1 16сХ 1(Де хЬ 1 ОйХ. СХ1 С В 3 11 В Ю11 .иВ В1ха Фо.О - 3ВОХХ С ВХЕХВИХСао лВ3О.стВХОХх3- и1С 111 33 11 31Щ1 1 331 31 11"1 1 31 11 1 ф13 3,1Р .Х З 3Х ХО ОсесН 3 3