將廢的車用機油轉化為柴油的方法
2023-05-11 14:24:16
專利名稱：將廢的車用機油轉化為柴油的方法
技術領域：
本發明涉及的是將廢車用機油轉化為可使用的燃料源的技術。
目前，廢車用機油市場已對很多再循環和回收工人造成障礙。該廢車用機油主要使其適用於有限制的加工步驟，這種加工步驟是將廢的車用機油轉化為低質量燃料如船用鍋爐燃料油(＃6燃料油)。另外，有限量的廢車用機油被回收並轉化成再循環的車用機油產品。
廢車用機油保存著很高的潛能量。然而，對廢車用機油的收集、儲存、運輸和一般性處理而帶來的危險和花費已限制了將廢車用機油收集起來進行處理或再循環的工作。雖然現有技術提供了將廢車用機油加工為其他石油產品的有限方法，然而對於將廢車用機油轉化為高質量能源的技術方面還需要改進。
因此本發明目的是提供一種將廢車用機油轉化為柴油產品的方法。
本發明的另一目的是提供在低溫、環境壓力下將廢車用機油裂化為柴油產品的裝置和方法。
本發明再一目的是提供將廢車用機油轉化為柴油產品的動態方法。
本發明還有其他的目的是提供一種方法，該方法包括提供裂化裝置，該裂化裝置包括裂化器，該裂化器與用於加熱廢油的加熱裝置連接，蒸餾塔與裂化器連接，冷凝器與蒸餾塔連接;給裂化器提供廢車用機油;加熱廢車用機油至裂化溫度;將廢車用機油裂化為較輕分子量化合物的混合物;將這些較輕他子量化合物分離成少量的揮發性輕質餾分的第一混合物和第二柴油混合物;收集第二柴油混合物。
圖1是廢車用機油轉化為柴油的方法的流程圖。
圖2是廢車用機油的蒸餾曲線圖。
根據本發明，已發現來源於內燃機的廢油在低溫、不太嚴格條件下可被裂化得到2號柴油。該方法在比通常可能保持的溫度低得多的溫度下進行，而且允許將廢油連續加工成2號柴油，而且裂化裝置中不發生結焦和阻塞現象。
正如參照圖1所示，從燃氣內燃機和內燃柴油機收集的廢油被進料於也作為重沸器的裂化裝置。儘管可以使用各種設計方案，本發明使用的裂化裝置/重沸器是一種將柴油和空氣燃燒作為位於裂化器中的鍋爐爐管加熱手段的直接燃燒裝置。來源於鍋爐爐管的熱量通過與鍋爐爐管進行熱交換用於對流加熱廢油。
與裂化/重沸裝置連接的是帶蓋的蒸餾塔，其可以是填料塔或板式塔，兩者均是精製石油技術中已知的，蒸餾塔能從塔的頂端收集蒸發的較輕分子量的化合物。來自塔頂的被蒸發的餾分可被收集在相鄰的冷凝器中。一部分冷凝的蒸汽被重新返回蒸餾塔中和提供蒸餾系統的回流。該回流使得比柴油重的物質返回裂化器中裂化成較輕物質。回流的量可根據使用的設備的類型、起始塔分離的質量和進料中的起始物的變化而變化。
起始的烴原料，即廢車用機油的特徵在於其是烷屬烴、環烷、芳香族化合物和烯烴的混合物。如圖2所示，將一般的廢油的ASTMD-86蒸餾曲線與在低壓和裂化不能發生的足夠低溫度下，相同進料批號的ASTM D-1160蒸餾曲線進行比較。D-1160曲線已被校正為在常壓和在指定的溫度下的情況，如描述在ASTM D-1160-87中。
兩條曲線的比較表明當蒸餾度高於百分之三十時在60至650°F之間的裂化變得劇烈。蒸餾物質的冷凝溫度不超過＃2柴油的最高沸點溫度。因此，就沸點而論，裂化的物質符合對於＃2柴油的技術要求。
另外，D-86曲線與D-1160曲線比較表明，在大約520°F時開始具有低水平的裂化活性。來源於美國各地的各種廢油進料的D-86蒸餾(run)表明圖2中的數值代表一般性的廢油。
來源於裂化方法的冷凝主產物特徵在於，其是輕餾分烷屬烴、環烷烴、烯烴和芳香族化合物的混合物。為確保足夠高的閃點，需要從收集的主產品中除去一些輕餾分。這些輕餾分在收集入冷凝器之前可用電帶加熱器蒸發，或者另外，主產物可被重新加熱並通過閃蒸罐或蒸發分離器，在那裡分離和收集更易揮發的輕餾分。這些分離出來的輕餾分然後被冷凝並用於裂化裝置的燃料熱源。
在穩定態的操作條件下，除去以上描述的輕餾分得到一種柴油產品，其符合對2號柴油的聯邦技術標準。如在表1表明的，該柴油產品具有足夠高的閃點、十六烷值及符合＃2柴油的聯邦標準的蒸餾曲線。
表＃1中的樣品A是在1992年9月23日經幾個小時長的時間操作而收集到的柴油產品的混合物。進料的廢油由查爾斯頓，南卡羅來納州附近地區的服務站收集來的。
樣品B是從1992年9月26日的運行操作中收集的，其是來自於與樣品A中描述的相同進料。
樣品C是來源於1992年9月27日進行的操作中的產品樣品，其是來自於與樣品A中描述的進料。
樣品D是如在樣品C中描述所進行的試驗操作，並輔以1992年9月27日進行的附加分離操作的複合樣品。
樣品E是在1992年11月7日進行的操作過程中抽取的五種不同樣品的混合物。樣品E的進料是樣品A中使用的進料與來源於在查爾期頓，南卡羅來納州附近地區工作的大量柴油卡車的進料合併而來的混合物。
表＃1中提供的數據在表明該柴油產品符合＃2柴油的聯邦標準的同時，還證明了按常規操作附加步驟對於維持高質量柴油的連續生產是有利的。起始收集的柴油產品是淡茶色的，其符合嚴格管線色彩標準。然而由於在燃料中存在反應性烯烴，經過一段時間柴油產品常常變黑。為了抑制這種變色，可向產品中加入穩定烯烴已知燃料穩定劑。
另一方面，該柴油產品可被加氫處理。加氫處理使烯烴的雙鍵飽和，因此抑制了產品的變色。另外，加氫處理具有從柴油產品中除去硫化物的附加優點。
儘管加氫處理不是滿足2號柴油技術標準所必需的，加氫處理將使得在本方法中使用更寬範圍的進料。高度均一的進料源如來源於運輸車隊油回收系統的進料源用該處理是理想。然而，存在大量廢油，其內含物及來源均是變化的。專門的潤滑油店和服務站提供的物料源就粘度、汽/柴油比率、抗氧化劑含量、洗滌添加劑和存在的合成油方面而言的油的類型變化很大。另外集體收集點收集的廢油常含有其他石油物質如潤滑脂、齒輪油和其它類型的潤滑油。
這些輕重的、更為多種的物料中的一些會包含加入的抑制金屬與金屬接觸的硫化物。通過在精製方法中加入加氫處理步驟，經除去硫化合物及降低反應性烯烴的含量可足以處理加工範圍較寬的多種物料。
相信以上低溫裂化方法因廢油中金屬顆粒的存在而變得容易。因發動機磨損而來的金屬顆粒和刮屑懸浮於廢油中。這些顆粒一般處於微米和亞微半範圍，並且這些顆粒小到能夠通過標準過濾器。據信這些金屬刮屑能從幾個方面提高裂化方法的效率。大量金屬顆粒大大增加了裂化器中金屬與烴接觸的表面積。另外，認為金屬顆粒在該裂化方法中起催化劑作用。
雖然很難分析裂化反應，但相信主要的裂化是發生在烴分子的內部。相對於柴油只產生少量百分數的輕餾分。因此，可以推論出在使用的溫和條件下沿著原始烴鏈的未端的裂化是最少的。
結焦，石油裂化中的普通問題，在本發明方法所使用的裂化設備中並不發生。儘管結焦現象不是很好理解，但相信裂化廢油所使用的低溫是足夠溫和的以致於可以避免結焦。
可能發生的任何結焦選擇性沉積在懸浮的金屬顆粒上，這樣情況也是可能的。如果這樣，那麼金屬/結焦顆粒作為續漿液取出法的一部分而被除去。這種漿液可直接作為船用燃料油源。另外，漿液的沉積物即金屬泥和高分子量重質烴可進一步被返回到進料中的液體部分冷凝重新進入到裂化工藝中。該方法允許操作者在這兩種途徑中選擇。
由此可見本發明方法提供了一種將廢車用機油轉化為柴油產品的方法。對以上方法的許多變化和改變對於閱讀了以上說明書的本領域技術人員是顯而易見的，因此這種變化是在以下所附權利要求的保護範圍之內。
表1 對收集的柴油產品的分析
權利要求
1.一種將廢車用機油轉化為柴油的方法，包括以下步驟提供一種裂化裝置，所述裝置包括裂化器，該裂化器與用於加熱所述廢油加熱裝置相連接；與所述裂化器相連的蒸餾塔；與所述蒸餾塔相連的冷凝器；給所述裂化器提供廢車用機油來源，該車用機油帶有懸浮的金屬顆粒，該金屬顆粒來源於內燃機磨損；加熱所述廢車用機油至裂化溫度；將所述廢車用機油裂化為較輕分子量化合物的混合物；將該較輕的分子量化合物分離成揮發性輕餾分的第一混合物和柴油第二混合物；收集所述的柴油第二混合物。
2.根據權利要求1的方法，其中所述第二混合物被加氫處理。
3.根據權利要求1的方法，包括從所述裂化器中連續除去漿料物質的附加步驟。
4.根據權利要求1的方法，其中所述溫度超過520°F。
5.根據權利要求1的方法，其中所述溫度在600°F和650°F之間。
全文摘要
一種將廢車用機油裂化為(柴)油的方法，該裂化溫度在600—650之間，由於懸浮的金屬顆粒的存在而促進了該裂化進程，懸浮的金屬顆粒來源於發動機磨損。
文檔編號C10M175/00GK1089640SQ93121438
公開日1994年7月20日 申請日期1993年11月17日 優先權日1992年11月17日
發明者R·W·萬斯布勞, 小·C·E·穆爾 申請人:綠洲環境有限公司