用於由廢油生產基礎潤滑油的方法

2023-04-29 11:21:26 2

專利名稱：用於由廢油生產基礎潤滑油的方法
技術領域：
本發明涉及通過包括下列步驟的方法由廢油生產適銷基礎油將基礎 油範圍組分與廢油的其它組分分離，之後將高品質基礎油組分與較低品質 基礎油組分分離以生產第一種高品質商品級基礎油和第二種較低品質基 礎油流，然後處理較低品質基礎油流以生產第二種商品級基礎油產品。第 --種和第二種產物的總基礎油收率和通過這種方法由廢油生產的高品質 基礎油的分數大於通過以前的方法生產的量。
背景技術：
本發明涉及用於精煉廢油以生產基礎油和其它有價值產品的高效率 方法，所述方法包括下列步驟將基礎油組分(基礎油餾分)的至少一部分，
典型為沸點通常在500和110(TF之間的適於潤滑服務的礦物油與廢油的
各種物理汙染物和其它烴餾分分離；從所述基礎油餾分中分離一部分的較
低品質分子，如含雜原子、不飽和物、極性斷polars)和芳香族化合物的那 些低品質分子，從而生成第一種高品質的適銷基礎油流和其內已經富集較 低品質分子的流；之後，進一步處理較低品質基礎油流，以通過移除硫、 氧、氮、氯組分等將含有雜原子、不飽和物、極性物和芳香族化合物的組 分至少部分轉化為更高品質的分子並且使該分子更充分地飽和，從而生成 第二種適銷品質的基礎油流。
在全世界範圍內每年都生產大量成品潤滑油。通過將基礎油(也稱為基 礎油料、基礎潤滑油料、潤滑油料、滑油、潤滑油等)與提高基礎油的性能、 從而使該基礎油更適於預期服務的化學添加劑結合而生產成品潤滑油，所 述基礎油典型為含18至40個之間的碳原子並且沸點在500至約1050下 之間的礦物油。使用的基礎油的品質、量和種類取決於製備成品潤滑油所 為的服務。
基礎油組分的品質通常由與油組成和物理性質有關的幾個因素決定。 美國材料試驗協會(ASTM)編輯了作為用於測試基礎油品質的指南的
S必e <9&。類似地，美國石油協會(API)制定了 Spec折c^o" v!P/ /5卯， ￡> g/we Zicem7>7g aw/ CeW訴C(3/Zcw iS，^m" 5^ec折co〃cw， 以幫助將基石出 油品質進行量化和分類。組成性質涉及到基礎油的實際化學組成，如在基 礎油分子中除氫和碳之外的某些汙染物的存在，以及基礎油分子的構型、 形態或結構。物理性質涉及到在以預定的方法測試時的基礎油性能，並且 包括諸如粘度、閃點、揮發性等這些性質。
API 1509現在指定了六類("組")基礎油。第I、 II和III組通常根據物 理和組成性質將基礎油分類。第IV、 V和VI組通常根據種類將基礎油分
類；包括合成油等。將由廢油獲得的礦物油通常分類到第i、 n或i.n組中。
這些組主要以硫濃度、飽和物百分比和粘度指數加以區別。
通常，由於使用和/或處理，基礎油和成品潤滑油被氧化和降解的產物、 水、燃料、溶劑、防凍劑、其它油、細微粒、添加劑產物等汙染。服務還 可能導致油和/或化學添加劑的分子結構變化，從而改變油的最初性質。這 些汙染物或變化可能降低需要的油性能或者使油不適用於其預期服務，並 且使得需要處理或用新的無汙染油進行替換。 一旦認為不適於應用或服 務，通常就將這些汙染油稱為廢油或己用油。廢油可以是石油或合成基礎 油，可以在或可以不在使用中，並且包括通常用作發動機、渦輪和齒輪的 潤滑劑、液壓液、金屬切削液、絕緣或冷卻液、處理液等。
廢油通常通過大量區域廢油收集器收集，區域廢油收集器從使用或生 產的局部位置收集廢油。在收集過程中，將配製用於多種服務的很多種油 混合在一起，從而形成不同種類和品質的基礎油、化學品、汙染物等的混 合物。
在以負責的方式保存並且管理我們的石油資源的要求日益增加的情 況下，對回收並且再精煉廢油以回收其中含有的基礎油的需求得到了重新 的關注。目前，將大多數收集的廢油與工業燃料油混合併且作為燃燒燃料 而燃燒。這種實踐不但將相當多的汙染物投放到環境中，而且浪費能量， 並且促使我們依賴外國石油。最熟悉該問題的那些機構，包括包括美國環
境保護局和美國石油協會已認識到再精煉以生產基礎油是廢油的最高級 和最好的利用，並且工業界長期在尋求一種有效率、經濟並且環境友好的 方法，該方法能夠從廢油中回收高百分比的基礎油(高效率)並且從中生成 高百分比的高品質產品(高品質)。
已經提出了幾種處理方法，用於從廢油中生成淨化器燃燒燃料油或柴
油，它們使用各種處理方式，包括熱裂解，美國專利5,362,381、 5，382，328、 5,885,444;蒸餾'美國專利4,101,414、 4,342,645、 5306419、 5，814，207、 5,980,698、 RE38,366;熱解，美國專利6,132,596;焦化，美國專利5， 143,597、 RE36,922等。然而，生成燃料油不是廢油的最高級和最好的利 用，因為在通過燃燒消耗油時，浪費了最初由原油或通過合成方法生產基 礎油所承載(undertake)的能量和深入的處理。此外，損失了資源本身。因 此，廢油燃燒沒有完全滿足保存和回收的根本目的。
理想的再精煉方法應該生產高百分比的基礎油，生產高品質產品-基礎 油和副產品這兩者，是環境友好、經濟可行並且在商業上可靠的。儘管幾 種方法已經被提出用於將廢油再精煉成基礎油，但是目前沒有一種能夠與 下述方法一樣有效地滿足全部的需要目的。
例如，長 期以來使用硫酸將汙染物與有用的烴組分分離，隨後使用粘 土處理，以將廢油再精煉成基礎油，然而，由於差的基礎油產品品質並且 生成大量高毒性的對環境有害的酸和粘土淤渣，這種類型的設施很少得以 保持。因為這些缺點，在許多西方國家禁止使用這種類型的方法。
還使用稱為氫化處理或氫化精製的方法將廢油再精煉成基礎油。幾份 專利描述了該方法的各種變型，包括美國專利4，431，524、 4,432,856、 4,512,878、 4,941,967、 5,045,179和5，447，625。這種處理方法通常使用一 些蒸餾方式將基礎油餾分與其它汙染物分離，隨後在高溫和高壓下，在催 化劑上用氫處理。儘管這種方法在使一些芳香族化合物和不飽和化合物飽 和方面是成功的，但是需要苛刻的氫化處理(更高的溫度、壓力、氫濃度、 停留時間等)以使油分子充分飽和以及獲得更高品質的基礎油的物理和組 成性質。不幸的是，這些苛刻的處理條件可能導致分子裂解，從而導致基 礎油收率損失，因此降低所生成的基礎油的量。因此，這種方法不能夠產
生高品質產品(高品質)和高數量的收率(高效率)。此外，將所有基礎油餾分 氫化處理是昂貴的，從而通常導致邊際經濟。
將廢油再精煉成基礎油的另一種方法使用溶劑萃取。這種方法也遭遇
到收率/品質的平衡。美國專利4,021,333、 4,071,438、 4,360,420、 6,117,309、 6,319,394、 6,320,090和6,712,954描述了涉及溶劑萃取之後蒸餾的一些形 式的各種方法。美國專利4，302，325和4,399,025描述了對基礎油餾分的萃 取處理，然而是派生描述的(derived)的。在這些方法之中，使用液/液萃取 從基礎油餾分中分離出一部分受汙染的基礎油分子(極性物、芳香族化合 物、雜原子、不飽和物)。這生成了純化的基礎油流(萃餘液)和一些受汙染 分子在其內被濃縮的萃取油流(萃取液)。品質基礎油與受汙染分子的分離 效率決定於幾個變量，包括溫度、處理比率、停留時間、接觸以及加入到 油和溶劑中的其它流體的存在。在萃取液處理中，在選擇性(用萃取液獲取 的良好基礎油的量)和純度(留在萃餘液中的受汙染基礎油分子的百分比) 之間存在持續不斷的平衡。
通常，溶劑萃取方法在移除一些芳香族化合物、極性物和不飽和化合 物時是有效的。然而，為了使用己知方法達到更高的品質標準所必需的純 化的理想水平，必須降低溶劑的選擇性，由此受汙染分子以及有益分子都 被溶劑獲取，從而顯著地降低基礎油的收率。因此，在品質和收率之間存 在固有的平衡，所以為了得到高品質基礎油，可能降低產量(參見美國專利 6,712,954)。
如之前提到，這種類型的已知方法能夠產生高品質或高收率，而不是 同時產生。這是由於廢油的性質的緣故，包括很多的類型、品質和汙染物 以及隨之產生的通常為這些方法所固有的品質和量之間的平衡。此外，這 種類型的最知名的方法通常只能生產第I組的基礎油。這種方法的另外的 缺點在於通過廢油的溶劑萃取所形成的萃取液也傾向於表現為聚合的重 整。據認為這種聚合通過酸而被催化，並且可以通過加入鹼或與燃料油或 其它抗聚合物化學品而得到減少，從而增加總生產成本。此外，得到的產 品是可能難以銷售的低品質基礎油。
發明概述
根據本發明，用於由廢油有效率地生產高收率的高品質基礎油的方法 包括從廢油中分離至少一部分基礎油組分以生成基礎油餾分；處理所述 基礎油餾分以將所述基礎油餾分分離成高品質基礎油流和較低品質基礎 油流；和處理較低品質基礎油流以改善或者移除較低品質基礎油流的不適 宜組分，從而使較低品質基礎油流升級為適銷品質的基礎油流。
本發明還包括一種用於生產高度純化的基礎油流的方法，其中將在上 述製備的高品質基礎油流進一步處理以升級或者將不適宜組分移除並且 增加飽和度，從而生成具有更寬的潛在應用市場和價值的高度純化的基礎 油。可以將高度純化的基礎油製成白油品質，從而變成適用於醫藥和食品 加工工業以及適合作為用於高品質或特種潤滑劑的高品質基礎油料。
本發明還包括一種用於由廢油有效率地生產高度純化的基礎油的方 法，所述方法包括從廢油中分離至少一部分基礎油組分以生成基礎油餾 分；處理所述基礎油餾分以將它分離成高品質基礎油流和較低品質基礎油 流；和處理所述高品質基礎油流以升級或將不適宜組分移除，從而生成高 度純化的基礎油。高度純化的基礎油流通常為API第II組或第III組的
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本發明還包括一種用於由廢油生產超高品質基礎油的方法，所述方法
包括從廢油中分離至少一部分基礎油組分以生成基礎油餾分；使用在此
描述的嚴格的溶劑萃取處理所述基礎油餾分，以將它分離成超高品質的基 礎油流和較低品質基礎油流。通過這種方法可以生產適用於高品質和特種
潤滑劑的API第III組基礎油。
本發明還包括在至少一個蒸餾區中通過原位閃蒸蒸餾分離液體流以 生成至少一種塔頂流和至少一種塔底流的方法，所述液體流包含多種不同 沸點的組分，所述方法包括使所述液體流進入在蒸餾區中容納的加熱液 體層，並且生成塔頂流和塔底流；將所述蒸餾區中的所述液體層連續加熱 至足以使液體進料流的一部分汽化的溫度，從而生成塔底流和汽化蒸餾物 流；使所述塔頂流的一部分從所述蒸餾區中通過出去；使一部分加熱的塔 底流轉到用作到另一個蒸餾區的進料液體流或用作產品流。
本發明還包括一種用於通過原位閃蒸蒸餾分離包含多種不同沸點的 組分的液體流的系統；所述方法包括將所述液體流注入到閃蒸容器中的
加熱液體層中，以生成通過塔頂出口的塔頂流和來自塔底流出口的塔底 流，所述閃蒸容器至少具有頂部和底部、液體流入口、靠近所述容器的頂 部的蒸餾物出口、靠近容器底部的下部和塔底流出口，所述容器在其下部 容納有加熱液體層；連續加熱來自所述閃蒸容器的所述塔底流以生成加熱 的塔底流，並且使所述加熱的塔底流的一部分反向傳送到閃蒸蒸餾區中的 液體層中。
附圖簡述


圖1是本發明的方法的總示意圖；和
圖2是在本發明的一個實施方案中與溶劑萃取方法和氫化方法結合的 優選蒸餾方法的示意圖3是本發明方法的第二實施方案的總示意圖；和 圖4是本發明方法的第三實施方案的總示意圖；和 圖5是本發明的方法的第四實施方案的總示意圖。
優選實施方案的描述
在圖1中，顯示了本發明的一個總的實施方案。在顯示的實施方案中， 將廢油流12注入到基礎油分離區14中，在此將一部分基礎油組分(基礎油 餾分)即管線20與廢油中的其它物理汙染物即管線16分離。在實際應用中， 通常將各種物理汙染物以生成多於一種的流的這種方式從基礎油餾分中 移除，但是為簡單起見，各種物理汙染物在此顯示為經由管線16共同分 離和回收，並且其可以包含典型地具有通常低於約500下的沸程的低分子 量材料，如輕質烴、水、二醇等，但是可以適宜的是包含所有低於650°F 的材料和高分子量材料以及具有低揮發性的材料，包括沸點通常大於約 1050下的微粒、聚合物、鹽等。經由管線20回收的基礎油餾分通常由適 合用於或製備成這樣的基礎油的烴分子組成，這樣的烴分子通常具有18 至40個碳原子並且具有在約500至約IIOO下之間的沸程。在高品質基礎 油分離區22中，將一部分較高品質的基礎油分子(高品質基礎油)與較低品 質基礎油分子(較低品質基礎油)分離，並且經由管線24回收以作為產品基 礎油出售。這種高品質基礎油通常滿足如由API 1509闡述的第I、 II或III
組中的至少一個。將低品質基礎油經由管線26回收，並且使其傳送到較 低品質基礎油處理區28，在此使它更充分飽和及其處理以移除經由管線
32回收的各種基本汙染物，從而生成經由管線30回收的適銷品質的基礎 油，所述基礎油滿足API 1509第I、 II或ni組中的至少一個。各種材料 汙染物、衍生物及其產物等都經由管線32回收。這是本發明方法的較概 括的表示。然而，它顯示了本發明的重要特徵。
在第一級，即區14中，將基礎油餾分與廢油中的物理汙染物分離。 通常，這些汙染物包括水、輕質烴、溶劑、固體、聚合物、高分子量烴、 潤滑油添加劑、化學品、鹽等。幾種方法或方法組合可以用於實現這種分 離，包括如本領域技術人員所知的萃取、蒸餾、過濾、離心、吸收和吸附 等各種形式。通常，基於基礎油餾分和各種汙染物質的物理或化學性質的 差別進行分離。
在第二級中，然後將油基礎部分供給到該工藝的區22中，在此分離 一部分較低品質基礎油分子。這些分子可以包括與較高品質的基礎油分子 分離的極性物、芳香族化合物、烯烴、不飽和物、雜原子等，所述較高品 質的基礎油分子通常是飽和的、鏈垸的而非芳族的。在管線24中的較高 品質的基礎油分子是飽和物百分比通常大於90%並且硫含量小於約0.3重 量％的高品質基礎油流。在管線26中的流通常具有較高濃度的硫、氧、氮、 烯烴、芳香族化合物等。可以使用各種方法或其組合以實現這些材料與高 品質基礎油的分離。這些方法包括如本領域技術人員所知的萃取、過濾、 超濾、吸收、吸附、分子篩等各種形式。
在第三級中，在區28中通過如本領域技術人員所知的氫化、垸基化、 分子重整、分子取代等或這些的組合處理這種流，以移除不需要的元素， 如硫、氮、氧等，並且增加在較低品質基礎油流中的至少一部分烴分子的 飽和百分比。所得到的經由管線30生成的基礎油通常具有足以滿足API 1509第I、 II或III組的要求的品質。
圖2顯示了本發明的一個實施方案。在第1級中，顯示了用於將基礎 油餾分與廢油流的其它組分分離的閃蒸蒸餾系統區40。將廢油流經由管線 42穿過加熱器44和管線46注入到第一閃蒸蒸餾器52中。閃蒸蒸餾器52 包含頂部53和底部57，並且包含蒸餾物出口管線54和底部出口管線56。
經由管線54回收沸點範圍高達約350下的蒸餾物流，並且將其傳送用作燃 料等。將塔底流經由底部出口管線56抽出，並且傳送到第二原位閃蒸蒸 餾器70中。
原位閃蒸蒸餾器70包含頂部72和底部74以及被設置成從頂部72回 收蒸餾物流的蒸餾物出口管線76和底部出口管線78，所述底部出口管線 78用於回收保持在容器70的下部中的在以88所示的液面的一部分液體 層。從管線76回收的流具有通常為約350至約500。F的沸程，並且通常用 於燃料等。將經由管線78回收的塔底流傳送到泵80中，然後穿過進料入 口管線82和加熱器84，並且通過管線83返回到容器70中。將管線82 中的一部分加熱塔底流經由管線86抽出，並且供給到第三原位閃蒸蒸餾 器卯中。
原位閃蒸蒸餾器90包含頂部92和底部94以及蒸餾物回收出口 96， 通過所述蒸餾物回收出口 96，從容器90的頂部部分回收蒸餾物。將塔底 流98從容器90的底部回收，並且經由管線98傳送通過泵100並且傳送 到管線102中，並且經由加熱器104傳送到管線108中，作為到容器90 的返回流。使流102的一部分通過管線106，作為第四閃蒸蒸餾器112的 進料。將具有液面110的液體層保持在容器90的下部中。容器90生成沸 程為約500至約650T的蒸餾物流。
利用容器70和90的返回流保持容器底部的液體層中的溫度。通過與 容器底部中的液體層直接接觸，將供給到容器70和90中的油加熱至實現 的蒸餾物的所需分離而必需的溫度。
容器112包含頂部114、底部116並且經由管線106接受來自容器90 的進料。這種容器產生溫度為約650至約1050下的穿過蒸餾物出口 118 的蒸餾物流。還在這種容器中將液面保持在以130所示的水平面。塔底流 經由管線120抽出，並且通過泵122傳送至排出管線124，經由管線124 回收這種流中的一部分作為產品。這種流的一部分還通過管線126和加熱 器128返回，以匯入到在入口管線106中的進料流中。使用這種加熱的底 部蒸汽126保持容器112的所需進料溫度。 經由管線124回收的產品流通常包含瀝青系材料並且包含沸點通常大
於105(TF的聚合物、高沸點烴、鹽、固體、其它高沸程材料等，這些都包 含於圖1中的廢油流42中。
如果需要防止在這種容器中的基礎油流的降解，則容器112很可能是 真空蒸餾容器。還可以在這種容器中使用蒸汽汽提或氣體汽提促進蒸餾。
將經由管線118從容器112回收的蒸餾物流傳送到第2級的區50、即 溶劑萃取部分中。管線118中的流穿過熱交換器132並且到傳送到溶劑處 理容器140。這種溶劑處理容器顯示具有頂部144和底部142。接觸部分 146示意性地顯示在容器的中心部分。溶劑處理和儲存系統是以148顯示 的，並且經由管線150將溶劑供應到靠近其頂部的容器140的上部。溶劑 通常向下逆流移動到油中，所述油被引入到接觸部分146的底部附近。高 品質基礎油分子與一部分溶劑一起從容器140的頂部回收，並且經由管線 157傳送到具有頂部158和底部160的容器152中，在此溶劑與基礎油分 離，並且經由管線156將該基礎油傳送到到產品中。這種流是通常滿足如 所API 1509規定的第I、 II或III組的要求的高品質油。
將溶劑經由管線164回收並且返回到溶劑處理和儲存系統中，在此如 本領域技術人員所知，通常將它處理以移除水、低沸點汙染物、中和酸性 等，並且使其返回到溶劑儲存中，以備重複使用。將塔底流155從基礎油 分離容器140中分離並且傳送到具有頂部168和底部170的溶劑分離容器 154中。在該容器中通常通過蒸餾將溶劑與低品質基礎油分離，並且經由 管線166送回到溶劑處理和儲存系統148中。將從容器154的底部回收的 低品質基礎油經由管線172傳送到第三級的區60、即氫化部分中。
在氫化部分中，經由所示的管線176將氫加入到流172中。然後使該 流穿過加熱器174並且進入容器178中，所述容器178作為移除油中的汙 染物的保護床，否則所述汙染物使氫化處理催化劑中毒。該容器具有頂部 180和底部182，並且包含接觸區184，所述接觸區184容納有如本領域技 術人員所知的催化劑、廢催化劑、活性粘土等。應該理解可以將氫在多個 點注入到管線172中或者在多個點注入到容器178中。將來自容器178的 產品經由管線186回收並且傳送到氫化反應器容器190中。 容器190具有頂部192、底部194並且包含催化床196。可以在沿管 線186的多個點如管線188所示那樣或在沿容器190的長度的多個點加入 氫。在某種程度上，將烯烴和含有汙染物如硫、氮、氧、雜原子等的分子 氫化，從而形成更加飽和的烴分子和氫的揮發性化合物。將產品流經由管 線200回收到容器202中，在此將含有大部分汙染物的揮發性材料經由管 線204進行閃蒸，並且將其傳送至用作燃料，在適當的處理後排放到大氣 等中。將目前已升級的低品質油經由管線206回收。這種油通常適於作為 API 1509第I、 II或III組下的基礎油出售。
在本發明的實踐中，在一些情況下可以適宜的是使用如本領域技術人 員所知的鹼或鹼性材料例如碳酸鈉、碳酸氫鈉、氫氧化鈉、氫氧化鉀等在 加熱器44中化學處理廢油。該步驟調節、穩定並且另外中和廢油流以降 低汙染的趨向、便於將廢油流分離為其組分餾分並且提高非基礎油產品的 品質。在某些情況下，還可以適宜的是將鹼以進料流、再循環流或直接進 入容器的形式加入到一個或多個蒸餾器中。
在上述實施方案中，使用四個容器將基礎油餾分與其它廢油組分分 離。在本發明的實踐中，可以適宜的是使用少至兩個容器或多達八個容器 實現這種分離。
在上述實施方案中，使用閃蒸容器將基礎油餾分與各種組分分離。這 些容器包括對單級分離起作用的任何容器或系統，包括如本領域技術人員 所知的簡易蒸發器、薄膜或刮板式薄膜蒸發器、塔、容器、槽、管等。
在上述實施方案中，可以將蒸汽或氣體加入到容器52、 70、 90和112 中，以幫助從廢油中汽提出輕餾分，從而促進分離。作為促進蒸餾過程的 方法，蒸汽汽提對本領域技術人員是熟知的。
在容器52中，不使用加熱的循環塔底流，因為能夠在加熱器44中將 入口進料流加熱至需要的溫度，而不用異常地關心結垢。通過將管線56 中的一部分塔底流加熱並且返回到容器52中並且將底層保持在容器52 中，可以以與容器70相同的方式操作這種容器。
在本發明的實踐中，在一些情況下可能適宜的是將經由管線96回收 的沸程通常為約500至約65(TF的流與用於加氫處理的在管線172中的流 結合，因為這種流適於用作基礎油。不是在所有情況下都使用這種流以補
充管線172中的流，而在需要時可以使用。在需要時，可以改變經由管線 96回收的材料的沸點範圍，以生成具有略高的初始沸點等的材料。這種流 還用作基礎油，但是在現有方法中，在許多情況下都沒有被回收。
上述第2級的實施方案適用於比重大於基礎油的溶劑。在溶劑具有小 於基礎油的比重的情況下，可以將溶劑引入在底部的溶劑處理容器中，並
且將基礎油引入容器的頂部中。還將容器152和154配置成分別從萃餘液 和萃取液中將溶劑移除。
儘管圖2顯示了一個保護床，即容器178和--個氫化反應器，即容器 190，但是可以在容器190之前使用串聯或並聯配置的兩個或更多個保護 床。並聯的保護床每次在這樣的情形下操作一次能夠使任一個容器再生 或清潔並且再進料，而不中斷流動到容器190。類似地，可以串聯或並聯 操作多亍一個的氫化反應器以提高操作。
在上述實施方案中，合併氫回收系統以從處理流204中回收氫也可以 是適宜的。氫回收系統進行純化並且回收在這種流中的氫，並且將它反向 再循環以用於流176和/或188。
還可以適宜的是在容器202中使用蒸汽汽提或氣體汽提，以幫助從基 礎油中汽提非基礎油輕質汙染物。還可以增加另外的容器，以使管線206 中的基礎油通過將它進一步精餾而進一步處理，從而生成不同粘度的餾分 或者將它汽提以降低揮發性。
在上述實施方案中，是在第2級中使用，以將一部分較高品質的基礎 油分子與較低品質基礎油分子分離，從而生成其中芳香族化合物、極性物、 不飽和物、雜原子等的濃度更低的第一高品質基礎油流156和其中芳香族 化合物、極性物、不飽和物、雜原子等的濃度更高的第二較低品質基礎油 流172。還可以使用與在第3級中描述的那些類似的方法，通過將殘留在 高品質基礎油流中的芳族的、極性的、不飽和的、雜原子分子等轉化成較 高品質的分子，將該高品質基礎油流進一步升級，從而將它進一步純化、 增加飽和度並且由此生成高度純化的基礎油。這種油可以適於用作醫藥或 食品加工中的白油以及在工業潤滑市場中的潤滑基礎油。
在上述實施方案中，將從較低品質基礎油和高品質基礎油，即流164 和166中回收的溶劑合併，並且在再利用之前，在溶劑處理和儲存裝置中
通過移除水和其它低沸點汙染物而進行純化。還可以在該級使用如本領域 技術人員所知的鹼等處理溶劑，以中和可能在溶劑中積累的有機酸。
在如上所論述的本發明實施方案中，使用閃蒸蒸餾系統將基礎油餾分
與其它廢油組分分離。將處理的廢油流在加熱器44中加熱到250和450下 之間，優選在300和400下之間，並且跨過閥(沒有顯示)閃蒸到閃蒸蒸餾 器52中，在此將蒸餾物流54從廢油中回收。通常將蒸餾物流作為處理氣 體燃燒或者濃縮，與任何水、二醇等分離，並且用作燃料等。將底部廢油 出口流傳送到或者泵到原位閃蒸蒸餾器70中，其中將它傳送到留在容器 底部中的油池中。通過經由再循環加熱器將其加熱，將油池保持在400和 600。F之間的溫度，並且優選在450和550。F之間的溫度，由此將油從容器 70的底部泵出，在加熱器交換器84中加熱並且反向傳送到容器70中。通 常這種再循環流的流速足以在加熱器交換器84中提供充分的熱交換以將 液體層(留在容器的底部中的油池)保持在需要的溫度，從而生成需要的蒸 餾餾分76，並且通過加熱器84的管保持湍流流動和高的雷諾數。
通過與這種液體層直接接觸，使從容器52進入容器70的廢油流被加 熱，從而使沸點小於液體層的溫度的廢油組分汽化，並且形成蒸餾物流76。 蒸餾物流76典型地具有通常為約350至約500下的沸程，並且通常是濃縮 的並且用於燃料等。將管線82中的一部分塔底流傳送到第三原位閃蒸蒸 餾器90中。
以與使用熱液體層的容器70類似的原則(principal)操作容器90，以通 過直接接觸對引入的流加熱。油的液體層通過再循環加熱器100將其加熱， 而保持在550和750。F之間並且優選在600和700。F之間的溫度，由此油 從容器90的底部被泵出、在加熱器100中加熱並且反向傳送到容器90中。 將再循環流82的一部分傳送到閃蒸蒸餾器112中。將具有液面110的液 體層保持在容器90的下部中。容器90產生具有約500至約650°F的沸程 的蒸餾物流96。
在上述實施方案中，容器52、 70和90在大氣壓下操作。這些容器還 可以在如本領域技術人員所知的加壓或真空下操作以實現基礎油餾分從 廢油中的類似分離。
容器112通常為在完全真空至500 mmHg並且優選在2和30mmHg 之間的真空下操作的閃蒸蒸餾器。將來自容器90的進料流106與來自容 器112的底部的再循環流126結合，所述容器112已經被加熱到550和700 下之間，並且優選在600和650。F之間，由此進料流流量與再循環流流量 的質量比在1:2至1:40之間，並且優選在1:10和1:20之間。沸點範圍為 約650至約1050°F的蒸餾物流生成並且通過蒸餾物出口 118。還在容器112 中保持液面130。塔底流經由管線120抽出，通過泵122傳送至排出管線 124，這種流的一部分經由所述管線124被作為產品回收。這種流的一部 分還通過管線126和加熱器128返回，以與入口管線106中的流會合。使 用這種加熱的塔底流保持容器112所需的進料溫度。
在上面顯示的實施方案中，可以有利的是將汽提氣體如水蒸汽加入到 容器52、 70、 90和112中的一個或多個中，以從油中汽提出輕組分並且 有助於蒸餾和分離處理。可以將汽提氣體在各點加入到容器的下半部或到 這些容器的油進料流中。
對於高品質基礎油分子與較低品質基礎油分子的分離，在容器140中 使用的萃取處理可以是本領域技術人員己知的任何分離處理。這些處理包 括使用例如下列材料的溶劑萃取乙醇、雙丙酮醇、乙二醇單(低級烷基) 醚、二甘醇、二甘醇單(低級垸基y醚、鄰氯苯酚糠醛、丙酮、甲酸、4-丁 內酯、低級單和雙碳酸的低級烷基酯、二甲基甲醯胺、2-吡咯烷酮和N-(低 級烷基)2-吡咯烷酮、N-甲基-2-吡咯烷酮(N-methyl-2-pyrolodone)、表氯醇、 二噁垸、嗎啉、低級烷基-和氨基(低級垸基)嗎啉、苯甲腈和二(低級烷萄 亞碸和膦酸酯等。
N-甲基-2-吡咯垸酮對於本發明的方法是優選的溶劑。在一個優選的實 施方案中，在溶劑和油至少是部分混溶的溫度，通常在約100和約25(TF 之間，並且優選在約130和約19(TF之間的溫度進行萃取。典型地，將溶 劑和油供給到在該溫度範圍內、但不必在相同溫度的萃取塔中。供給到萃 取塔中的溶劑用量(相對於進料的溶劑百分比)通常在50和1000體積％之 間，並且優選在100和500%之間。通常，萃取在填料塔或板式塔中進行， 由此將溶劑供給到塔的頂部中，並且將基礎油供給到底部。填料塔可以容 納有本領域技術人員已知的常規類型的結構化或任意的填料。可以根據需
要時將水注入到溶劑或萃取塔中以控制溶劑選擇性。類似地，如本領域技 術人員所知，可以在沿著管線50或跨過萃取塔的各點使用溫度梯度或區 域加熱或冷卻以影響性能和選擇性。還可以使用在類似或不同溫度的萃餘 液和萃取液的再循環。在一些情況下，可以有利的是從萃取塔中移除側向 流、冷卻萃餘液或萃取液流、冷卻側向流、將一部分溶劑與油分離以及使
該油返回到塔中。可以使用蒸餾從在管線157中的萃餘液流和在管線155
中的萃取液流中回收溶劑。蒸餾可以在大氣壓下或通過使用真空進行。可 以使用一個或多個閃蒸分離器、多級塔等或其組合，以將溶劑與基礎油分 離，而所述一個或多個閃蒸分離器、多級塔等或其組合都可以在大氣壓、 加壓或真空下任意操作。
在如上所論述的本發明的一個優選實施方案中，作為最終步驟，使用 氫化精製純化較低品質基礎油流並且使其飽和。將較低品質基礎油流與每
桶基礎油進料為50和2000scf之間的氫、優選每桶基礎油進料為70和 150scf之間的氫混合，加熱至約500和約1200。F之間，優選在約650和約 850。F之間，並且加壓至約100和約3000 psig之間，並且優選在約500和 約800psig之間。如本領域技術人員所知，使混合物穿過由活性粘土或廢 催化劑組成的保護床中，然後穿過氫化反應器，所述氫化反應器容納有一 種或多種具有來自周期表的V(b)、 VI(b)和VIII族的金屬組分的氫化催化 劑。優選在載體如活性炭、硅藻土、 二氧化矽、氧化鋁等上承載的鎳、鉬、 釩、鎢或鈷金屬的化合物，如在氧化鋁上的鈷-鉬、在氧化鋁上的鎳-鉬或 在二氧化矽/氧化鋁上的鎳-鎢。典型地，在空速為單位體積催化劑、單位 小時的液體進料是約0.1至約10體積並且優選在0.5和2體積之間下進行 氫化。典型地，只使用一個反應器級。然而，在需要時，可以通過使用多 個串聯反應器而使用幾個級。在氫化處理之後，在閃蒸容器中將基礎油餾 分與氫氣和揮發性反應產物分離，這可以在減壓下操作。典型地，儘管適 合壓力可以是寬變化的，但是所述壓力在完全真空和約100psig之間。
對於油流156和206這兩者，在需要時，可以使用蒸餾塔將基礎油分 餾成不同粘度的餾分。許多變型和方案都可以將再生或回熱式熱交換器與 來自處理流中的回收熱量結合併且優化處理的熱效率。可以對來自容器52的蒸餾物流54進行另外的處理，例如進一步分離 這種流的組分，如水、二醇、溶劑、輕質烴等，從而形成可以使用或進一 歩升級為更高品質產品的獨立產品。如本領域技術人員所知，還可以將這 些產品流進一步處理以提高它們的品質。
在優選的實施方案中，從容器112中只取出一種餾分以在第2級中進 一步處理。還可以取出第二種餾分或者在容器112後面增加另外的分餾容
器(沒有顯示)，以將基礎油餾分進一步分餾，從而生成不同粘度等級等的
基礎油，然後可以將該基礎油在第2級和第3級中單獨處理。
上述優選實施方案顯示了在三級之間的連續流動。如本領域技術人員 所知，在某些情況下可以適宜的是在所述級之間具有中間儲存容器以允許 加工驟增(surge)、容納不合格的材料、平穩操作、品質控制目的，為基礎 油餾分的多於一種餾分做準備等。
在某些情況下，還可以優選使用如本領域技術人員所知的相轉移催化 劑等以促進工藝的第二級的操作，由此提高工藝的效率、選擇性等，從而 提供高品質基礎油分子與較低品質基礎油分子的更好分離。
在該實施方案中表示的工藝的第三級中，具有多級保護床、並聯或串 聯地運行反應器以利用在反應器之間或在保護床和反應器之間的相分離 器等，都可以是有利的。此外，在一些情況下，可以有利的是汽提出輕汙 染物的基礎油或者將它進一步分餾成不同粘度的餾分。儘管在此所述的系 統不使用氫回收系統，但是可以使用氫回收系統以回收並且純化在與產品 基礎油分理之後的未反應氫和反應產物。
在某些情況下，如本領域技術人員所知，可以適宜的是，通過在獨立 的氫化處理階段中將蒸餾物流54和/或76氫化處理使它們升級。備選地， 可以將這些流與流172和/或流96結合，並且將結合的流氫化處理。如果 使用後一種方法，則包含生成基礎油餾分和燃料油餾分的另外分餾級可以 是適宜的。
在圖3中，顯示了本發明的概括性實施方案。在顯示的實施方案中， 將廢油流312注入基礎油分離區314中，在此將一部分基礎油組分(基礎 油餾分)即管線320與廢油中的其它物理汙染物即管線316分離。在實際應 用中，通常可以以生成多於一種的流的這種方式將各種物理汙染物從基礎
油餾分中移除，但是為簡單起見，在此顯示為經由管線316共同分離並且
回收，並且可以包含典型地具有通常低於約50(TF的沸程的低分子量材料， 如輕質烴、水、二醇等，儘管可以適宜的是包含低於650下的所有材料以 及高分子量材料和具有低揮發性的材料，包括沸點通常大於約1050下的微 粒、聚合物、鹽等。經由管線320回收的基礎油餾分典型地由適合用於或 製備成基礎油烴分子組成，所述烴分子通常具有18至40個碳原子並且沸 程在約500至約1050。F之間。
在高品質基礎油分離區322中，將一部分較高品質的基礎油分子(高品 質基礎油)與較低品質基礎油分子(較低品質基礎油)分離並且經由管線324 回收，並且傳送到高品質基礎油處理區325中，在此使它更充分飽和並且 將其處理以移除經由管線327回收的各種基本汙染物，從而生成經由管線 326回收的高度純化的基礎油，這樣的基礎油滿足API 1509第I、 II或III 組中的至少一個的要求。各種材料、汙染物、衍生物及其產物等經由管線 327回收。
將較低品質基礎油經由管線323回收並且傳送到較低品質基礎油處理 區328中，在此使它更充分飽和並且將其處理，以移除經由管線332回收 的各種基本汙染物，從而生成經由管線330回收的適銷品質基礎油，這樣 的基礎油滿足API 1509第I、 n或m組中的至少一個的要求。各種材料 汙染物、衍生物及其產物等經由管線332回收。這是本發明的另外方法的 相對概括性的顯示。然而，它顯示了本發明的重要特徵。
在第一級，即區314中，將基礎油餾分與廢油中的物理汙染物分離。 典型地，這些汙染物包括水、輕質烴、溶劑、固體、聚合物、高分子量烴、 潤滑油添加劑、化學品、鹽等。可以使用幾種方法或方法組合以實現這種 分離，包括如本領域技術人員所知的萃取、蒸餾、過濾、離心、吸收和吸 附等各種形式。通常，基於基礎油餾分和各種汙染物質的物理或化學性質 的差別進行分離。
在第二級中，然後將基礎油餾分(oil base fraction)供給到該工藝的區 322中，在此將一部分較低品質基礎油分子與高品質基礎油分離。這些分 子可以包括從較高品質基礎油分子中分離出的極性物、芳香族化合物、烯 烴、不飽和物、雜原子等，所述較高品質的基礎油分子通常是飽和的、鏈
垸的並且非芳族的。在管線323中的流通常具有較高濃度的硫、氧、氮、 烯烴、芳香族化合物等。可以使用各種方法或其組合實現這些材料與高品 質基礎油的分離。這些方法包括如本領域技術人員所知的萃取、超濾、吸 收、吸附、分子篩等各種形式。
在第三級中，在區323中通過如本領域技術人員所知的氫化、烷基化、 分子重整、分子取代等或這些的組合對流323處理，以移除不適宜元素， 如硫、氮、氧等，並且增加在較低品質基礎油流中的至少一部分烴分子的 飽和百分比。經由管線330產生的最後所得到的基礎油通常具有足以滿足 api 1509第i、 ii或iii組的要求的品質。
在第四級中，在區325中通過如本領域技術人員所知的氫化、烷基化、 分子重整、分子取代等或這些的組合對流324處理，以移除不適宜元素， 如硫、氮、氧等，並且增加在較低品質基礎油流中的至少一部分烴分子的 飽和百分比。經由管線326產生的最後所得到的基礎油通常具有足以滿足 api 1509第i、 ii或iii組的要求的品質。
在圖4中，顯示了本發明的一個概括性實施方案。在顯示的實施方案 中，將廢油流412注入到基礎油分離區414中，在此將一部分基礎油組分 (基礎油餾分)即管線420與廢油中的其它物理汙染物即管線416分離。在 實際應用中，通常將各種物理汙染物從基礎油餾分中以生成多於一種流的 這種方式移除，但是為簡單起見，在此顯示為經由管線416共同分離並且 回收，並且其可以包含典型地具有通常低於約500。f的沸程的低分子量材 料，如輕質烴、水、二醇等，但是可以適宜的是包含低於650下的所有材 料和高分子量材料以及具有低揮發性的材料，包括沸點通常大於約1050 。f的微粒、聚合物、鹽等。經由管線420回收的基礎油餾分典型地由適合 用於或製備成基礎油的烴分子組成，所述烴分子通常具有18至40個碳原 子並且具有在約500至約1100。f之間的沸程。
在極其超高品質的基礎油分離區422中，將一部分較高品質的基礎油 分子(高品質基礎油)與較低品質基礎油分子(較低品質基礎油)分離，並且經 由管線424回收以作為產品基礎油出售。這種高品質基礎油通常滿足如由
api 1509闡述的第i、 n或in組中的至少一個。將較低品質基礎油經由管
線26回收，並且作為燃料油出售或者進一步處理以使該油升級為適銷品 質的基礎油。
在第一級，即區414中，將基礎油餾分與廢油中的物理汙染物分離。 典型地，這些汙染物包括水、輕質烴、溶劑、固體、聚合物、高分子量烴、 潤滑油添加劑、化學品、鹽等。可以使用幾種方法或方法的組合以實現這 種分離，包括如本領域技術人員所知的萃取、蒸餾、過濾、離心、吸收和 吸附等各種形式。通常，基於基礎油餾分和各種汙染材料的物理或化學性 質的差別進行分離。
在第二級中，然後將基礎油餾分(oil base fraction)供給到該工藝的區 422中，在此經由管線526分離一部分較低品質基礎油分子。這些分子可 以包括從較高品質基礎油分子中分離的極性物、芳香族化合物、烯烴、不 飽和物、雜原子等，所述較高品質基礎油分子通常是飽和的、鏈烷的並且 非芳族的。在管線424中的較高品質基礎油分子是飽和物百分比通常大於 90%並且硫含量小於約0.3重量％的高品質基礎油流。在管線426中的流 通常具有較高濃度的硫、氧、氮、烯烴、芳香族化合物等。可以使用各種 方法或其組合以實現這些材料與高品質基礎油的分離。這些方法包括如本 領域技術人員所知的萃取、超濾、吸收、吸附、分子篩等各種形式。
在圖5中，顯示了本發明的一個概括性實施方案500。在顯示的實施 方案中，將廢油流512注入到基礎油分離區514中，在此將一部分基礎油 組分(基礎油餾分)即管線520與廢油中的其它物理汙染物即管線516分離。 在實際應用中，通常將各種物理汙染物以生成多於一種流的這種方式從基 礎油餾分中移除，但是為簡單起見，在此顯示為經由管線516共同分離並 且回收，並且其可以包含典型地具有通常低於約500下的沸程的低分子量 材料，如輕質烴、水、二醇等，但是可以適宜的是包含所有低於650。F的 材料和高分子量材料以及具有低揮發性的材料，包括沸點通常大於約1050 下的微粒、聚合物、鹽等。經由管線520回收的基礎油餾分典型地由適合
用於或製備成基礎油的烴分子組成，所述烴分子通常具有18至40個碳原 子並且具有在約500至約1100。F之間的沸程。
在高品質基礎油分離區522中，將一部分較高品質的基礎油分子(高品 質基礎油)與較低品質基礎油分子(較低品質基礎油)分離，並且經由管線
524回收，並且傳送到高品質基礎油處理區528中，在此使它更充分飽和 並且將其處理，以移除經由管線525回收的各種基本汙染物，從而生成經 由管線526回收的高度純化的基礎油，這樣的基礎油滿足API 1509第I、 II或m組中的至少一個的要求。各種材料汙染物、衍生物及其產物等經 由管線527回收。將較低品質基礎油經由管線523回收，作為燃料油出售 或者進一步以使該油升級為適銷品質的基礎油。
在第一級，即區514中，將基礎油餾分與廢油中的物理汙染物分離。 典型地，這些汙染物包括水、輕質烴、溶劑、固體、聚合物、高分子量烴、 潤滑油添加劑、化學品、鹽等。可以使用幾種方法或方法組合，以實現這 種分離，包括如本領域技術人員所知的萃取、蒸餾、過濾、離心、吸收和 吸附等各種形式。通常，基於基礎油餾分和各種汙染物質的物理或化學性 質的差別進行分離。
在第二級中，然後將基礎油餾分(oil base fraction)供給到該工藝的區 522中，在此將一部分較低品質基礎油分子與較高品質的基礎油分子分離。 這些較低品質的分子可以包括從較高品質基礎油分子中分離的極性物、芳 香族化合物、烯烴、不飽和物、雜原子等，所述較高品質的基礎油分子通 常是飽和的、鏈烷的並且非芳族的。在管線523中的流通常具有較高濃度 的硫、氧、氮、烯烴、芳香族化合物等。可以使用各種方法或其組合實現 這些材料與高品質基礎油的分離。這些方法包括如本領域技術人員所知的 萃取、超濾、吸收、吸附、分子篩等各種形式。
在第三級中，在區525中通過如本領域技術人員所知的氫化、烷基化、 分子重整、分子取代等或這些的組合對流524處理，以移除不適宜元素， 如硫、氮、氧等，並且提高在較低品質基礎油流中的至少一部分烴分子的 飽和百分比。經由管線526產生的最終所得到的基礎油是通常具有足以滿 足API 1509第I、 II或III組中至少一組的要求的品質的高度純化基礎油。
通過本發明的方法，將基礎油流從廢油流中分離，之後分離成高品質 基礎油流和較低品質基礎油流，然後使該較低品質基礎油流升級以生成適 銷基礎油流。這些步驟的組合產生了驚人地優良的方法，而這樣的方法生 產出驚人地高的品質的高品質基礎油。 相對於現有的工藝方法，這種多級工藝的使用提供了幾個顯著的優 點。本專利的發明使得能夠實現生產滿足對品質合用產品的市場需求的產 品和能夠使由廢油生產的基礎油的量達到最大的需要的這兩個目的。現有 的方法只能以工藝效率或收率損失的代價生產高品質基礎油。
在圖2中經由管線156和206生產的全部基礎油多於通過以前的方法
生產的基礎油，並且具有更高的總品質。當使用以前的萃取方法將基礎油 與其它不適宜組分分離時，為了生產高品質基礎油而要求萃取處理較深 入，從而由於過度萃取導致基礎油收率損失。類似地，當較深入地使用以 前的氫化處理方法時，為了生產高品質基礎油而再次需要處理。這種苛刻 的處理導致一些基礎油分子裂解成更小的非基礎油分子，從而導致收率損 失。因此這些方法中沒有一種能夠單獨獲得高收率和高品質的基礎油。
根據本發明，將基礎油材料注入以萃取，並且因為在不涉及收率損失 的情況下將萃取的油在下一級中回收並且升級，所以可以使用深入的萃取 以將含有汙染物的較低品質基礎油與高品質基礎油分離。通過使用在此描 述的多級工藝，由於消除了收率損失的擔心，因而可以獲得高收率和高品 質基礎油。迄今，使用已知的處理方法得不到這種驚人的結果。
本發明的另一個優點是其獲得全面高品質基礎油的高收率的能力。根
據需要的基礎油的基礎品質，在第2級中經由流156回收油含量通常為約 45至約65%的廢油流，並且在第3級中經由流206獲得另外的10至30% 的基礎油。通常，通過在此描述的方法將在廢油流42中含有的90%以.I: 的基礎油回收和/或升級，從而導致在75和85%之間的總基礎油收率。通 常已知的方法指獲得在60和65%之間的基礎油。
相對於現有的技術，本發明的另一個意想不到的優點是其處理規格和 品質變化的廢油並且還生產高收率的高品質基礎油的能力。現有的方法受 到原料品質的高度影響並且它們的品質和/或收率受到原料品質的高度影 響。在此概述的本發明能夠處理很多種廢油，並且還生產高品質基礎油並 且保持全部基礎油產品的高收率。
本發明還具有意想不到的降低成本費用的優點。在已知的方法中，即 使優良的基礎油分子可能不必要升級，但通常也將該優良的基礎油分子與 受汙染的基礎油分子一起處理。因為這樣，升級處理必須製作成更大的尺 寸，以將所有的基礎油分子一起處理。通常製造和操作升級設備是很昂貴 的。在本發明中，在將受汙染分子升級之前，將優良的基礎油分子與受汙 染的基礎油分子分離。通過這麼做，升級加工設備的尺寸可以更小，從而 節省資本和操作成本。
使用在此公開的蒸餾系統類型被認為相對於以前的系統提供了很多 的優點。因為使用簡單的閃蒸容器，從而在每一級使用較不複雜的設備實 現更有效的分離，所以該方法提供了附加的效率和經濟效益。類似地，它 實現了通常在廢油中發現的汙染物的優異的分離，得到適於進一步處理和 升級的基礎油餾分。依次移除物理汙染物還能夠良好控制汙染物的分離， 得到除基礎油蒸餾物如燃料油、瀝青等以外的有價值產品。在此描述的原 位蒸餾系統沒有機械裝置，如存在於膜蒸發器中的那些裝置等，從而導致 更低的資本維護和操作成本。原位蒸餾系統的另一個優點在於它避免了當 在經由填料塔加工用過的油時可能經歷的填料結垢的典型問題。閃蒸容器 沒有任何填料，因此對於產生的結垢沉積物具有最小的表面和接觸點。當
使用填料塔實現蒸餾時，填料可能與停留的沉積物結垢，從而降低填料效 率並且最終限制在塔中的流體和材料，從而再次導致增加的操作和維護成 本。
該方法的一個驚人的優點是其避免了在利用熱表面影響熱交換的廢 油加工設施中通常經歷的熱交換器結垢的問題的能力。使用容器70和90 的返回流保持容器底部中的液體層的溫度。通過與容器底部中的液體層直
接接觸，將供給到容器70和90中的油加熱到實現所需分離而必需的溫度。
該優點是通過與停留在容器的底層中的更熱流體直接接觸將油加熱並且 汽化而實現的。由於不存在其中沉積結垢產物的熱金屬表面，通常在熱交 換器的熱表面的邊界層發生蒸發時發生並且導致沉積物、降低效率的結招 反應等和維護得到了減少。因此，本發明提高了熱交換的效率，減少了維 護並且最終提高了設備可用性。
通過生產APi第ni組基礎油，在此使用的溶劑萃取系統帶來了驚人
的結果。迄今沒有其它的再精煉技術能夠生產這種高品質的基礎油。
儘管本發明通過參考某些優選實施方案已經進行了描述，但是應指出 所描述的實施方案是說明性而不是限制性的，並且在本發明的範圍內，許
多變更和修改是可以的。本領域技術人員基於優選實施方案的上述描述的 審閱，可以認為許多這樣的變更和修改是顯而易見和適宜的。
權利要求
1.一種用於由廢油有效率地生產高收率的高品質基礎油的方法，所述方法包括a)從所述廢油中分離至少一部分基礎油組分，以生成基礎油餾分；b)處理所述基礎油餾分，以將它分離成高品質基礎油流和較低品質基礎油流；和c)處理所述較低品質基礎油流以改善或者移除不適宜組分，從而使所述較低品質基礎油流升級為適銷品質的基礎油流。
2.權利
3. 權利要求1所述的方法，其中通過蒸餾、真空蒸餾、蒸發、過濾、 超濾、溶劑萃取、萃取、離心、吸收和吸附中的至少一種，從所述廢油中 分離所述基礎油餾分。
4. 權利要求1所述的方法，其中通過蒸餾從所述廢油中分離所述基礎 油餾分。
5. 權利要求l所述的方法，其中通過真空蒸餾從所述廢油中至少部分 分離所述基礎油餾分。
6. 權利要求1所述的方法，其中所述基礎油餾分具有在約500至約 1100下之間的沸點。
7. 權利要求1所述的方法，其中通過過濾、超濾、分子篩、萃取、溶 劑萃取、吸收和吸附中的至少一種，將所述高品質基礎油流和所述較低品 質基礎油流分離。
8. 權利要求1所述的方法，其中通過溶劑萃取，將高品質潤滑劑基礎 油流和較低品質潤滑劑基礎油流分離。
9. 權利要求11所述的方法，其中所述溶劑是N-甲基2吡咯烷酮。
10. 權利要求1所述的方法，其中所述高品質基礎油流是如在API 1509 中規定的第I組、第II組或第III組基礎油。
11. 權利要求1所述的方法，其中通過氫化、垸基化和分子重整中的 至少一種，處理所述較低品質基礎油。
12. 權利要求11所述的方法，其中將所述較低品質基礎油氫化，以減 少在所述較低品質基礎油中的不適宜組分的量並且使所述基礎油分子更 加充分地飽和。
13. 權利要求12所述的方法，其中在約500至約1000下的溫度以及在 約100至約2000 psig的壓力下，在負載於適合載體上的含有周期表的v(b)、 vi(b)和vin族金屬及其化合物的催化劑的存在下，使用氫氣進行氫化。
14. 權利要求1所述的方法，其中所述適銷品質的潤滑劑是如在API 1509中規定的第I組或第II組基礎油。
15. 根據權利要求1所述的方法，其中所述不適宜組分由極性物、芳 香族化合物、雜原子不飽和物、烯烴組成。
16. 權利要求1所述的方法，其中通過蒸餾從所述廢油中分離所述基 礎油餾分，以生成沸程為約500至約650。F的蒸餾物流和沸點為約650至 約1100。F的蒸餾物流中的至少一種。
17. 權利要求16所述的方法，其中在處理所述不適宜汙染物之前，將 所述沸程為約500至約650下的蒸餾物流的至少一部分與所述較低品質基 礎油流相結合，以生成所述適銷的基礎油流。
18. 權利要求17所述的方法，其中通過氫化移除所述不適宜汙染物。
19. 根據權利要求l的方法，其中將所述高品質基礎油流進一步處理， 以升級或者移除不適宜組分，從而形成高度純化的基礎油流。
20. 權利要求19所述的方法，其中通過氫化、院基化和分子重整中的 至少一種，處理所述高品質基礎油。
21.權利
22. 權利要求19所述的方法，其中將所述高品質基礎油流氫化，以減 少在所述較低品質基礎油中的不適宜組分的量並且使所述基礎油分子更 加充分地飽和。
23. 權利要求22所述的方法，其中在約500至約1200下的溫度以及在 約100至約2000 psig的壓力下，在負載在適合載體上的含有周期表的 V(b)、 VI(b)和VIII族金屬及其化合物的催化劑的存在下，使用氫氣進行氫
24. —種用於由廢油有效率地生產高度純化的基礎油的方法，所述方 法包括a) 從所述廢油中分離至少一部分基礎油組分，以生成基礎油餾分；b) 處理所述基礎油餾分，以將它分離成高品質基礎油流和較低品質基 礎油流；和C)處理所述高品質基礎油流，以升級或者移除不適宜組分，從而生成 高度純化的基礎油。
25. 權利要求24所述的方法，其中通過蒸餾、真空蒸餾、蒸發、過濾、 超濾、萃取、離心、吸收和吸附中的至少一種，從所述廢油中分離所述基 礎油餾分。
26. 權利要求25所述的方法，其中通過蒸餾，從所述廢油中分離所述 基礎油餾分。
27.權利要求26所述的方法，其中通過真空蒸餾，從所述廢油中至少 部分分離所述基礎油餾分。27.權利要求24所述的方法，其中所述基礎油餾分具有在約500至約 IIO(TF之間的沸點。27. 權利要求24所述的方法，其中所述高度純化的基礎油流是如在 API 1509中規定的第II組或第III組基礎油。
28. 權利要求24所述的方法，其中通過過濾、超濾、分子篩、萃取、 溶劑萃取、吸收和吸附中的至少一種，將所述高品質基礎油流和所述較低 品質基礎油流分離。
29. 權利要求28所述的方法，其中通過溶劑萃取，將高品質基礎油流 和較低品質基礎油流分離。
30. 權利要求29所述的方法，其中所述溶劑是N-甲基2吡咯垸酮。
31. 權利要求24所述的方法，其中通過氫化、烷基化和分子重整中的 至少一種，處理所述高品質基礎油。
32. 權利要求31所述的方法，其中將所述高品質基礎油流氫化，以減 少在所述較低品質基礎油中的不適宜組分的量或者使所述基礎油分子更 加充分地飽和。
33. 權利要求32所述的方法，其中在約500至約1000。F的溫度以及在 約100至約2000 psig的壓力下，在負載在適合載體上的含有周期表的v(b)、 vi(b)和vm族金屬及其化合物的催化劑的存在下，使用氫氣進行氫
34. —種用於由廢油有效率地生產超高品質基礎油的方法，所述方法 包括a) 從所述廢油中分離至少一部分基礎油組分，以生成基礎油餾分；b) 在溶劑至少部分混溶在油中的條件下或使用至少部分可混溶於油中的溶劑的情況下，使用溶劑萃取嚴格地處理所述基礎油餾分，以將它分離 成超高品質基礎油流和較低品質基礎油流。
35. 權利要求34所述的方法，其中通過蒸餾、真空蒸餾、蒸發、過濾、 超濾、萃取、離心、吸收和吸附中的至少一種，從所述廢油中分離所述基 礎油餾分。
36. 權利要求35所述的方法，其中通過蒸餾，從所述廢油中分離所述 基礎油餾分。
37. 權利要求35所述的方法，其中通過真空蒸餾，從所述廢油中至少 部分分離所述基礎油餾分。
38. 權利要求34所述的方法，其中所述基礎油餾分具有在約500至約 1100。F之間的沸點。
39. 權利要求34所述的方法，其中所述超高品質基礎油流是如在API 1509中規定的第II組或第III組基礎油。
40. 權利要求34所述的方法，其中所述溶劑是N-甲基2吡咯烷酮。
41. 權利要求34所述的方法，其中所述溶劑萃取在100和300下之間 進行。
42. 權利要求34所述的方法，其中所述溶劑萃取以超過3:1的溶劑處 理比率進行。
43. 權利要求34所述的方法，其中所述溶劑萃取在萃取塔中進行，所 述萃取塔被設計成限制夾帶並且能夠使油和溶劑相良好分離。
44. 權利要求34所述的方法，其中所述溶劑萃取在填料塔中進行。
45. 權利要求34所述的方法，其中停留時間足以實現有效率的溶劑/ 油接觸和良好的相分離。
46. 根據權利要求34所述的方法，其中使用相轉移催化劑，以促進萃取。
47. 根據權利要求34所述的方法，藉此進一步處理所述超高品質基礎 油，以將它分餾成至少兩種不同粘度的餾分。
48. —種用於分離液體流以生成至少一種塔頂流和至少一種塔底流的 方法，所述分離是通過在至少一個蒸餾區中的原位閃蒸蒸餾進行的，所述 液體流包含多種不同沸點的組分，所述方法包括a) 使所述液體流進入到容納於蒸餾區中的加熱液體層，並且生成塔頂 流和塔底流；b) 使所述蒸餾區中的所述液體層保持加熱在足以使所述液體進料流的 一部分汽化的溫度，從而生成塔底流和汽化蒸餾物流；C)使所述蒸餾物流的一部分從所述蒸餾區中傳送離開； d)使所述加熱的塔底流的一部分傳送到用作到另一個蒸餾區的進料液 體流或用作產品流。
49. 權利要求48所述的方法，其中使用多個閃蒸蒸餾區。
50. 權利要求48所述的方法，其中將所述閃蒸蒸餾區中的至少一個在 真空下操作。
51. 權利要求48所述的方法，其中所述閃蒸蒸餾區中的至少一個是填 料塔。
52. 權利要求48所述的方法，其中使用兩個閃蒸蒸餾容器。
53. 權利要求48所述的方法，其中使用三個閃蒸蒸餾容器。
54. 權利要求48所述的方法，其中使用四個閃蒸蒸餾容器。
55. 權利要求48所述的方法，其中使用五個或更多個閃蒸蒸餾容器。
56. 權利要求48所述的方法，其中所述液體流是易於結垢的液體。
57. 權利要求48所述的方法，其中所述液體流是烴流。
58. 權利要求48所述的方法，其中所述液體流是廢油。
59. 權利要求52所述的方法，其中生成沸程為約500至約600下的塔 頂流和沸點為約600至約1100。F的塔頂流。
60. 權利要求48所述的方法，其中這樣的溫度下，加熱所述塔底流並 且使一部分返回到所述蒸餾區中這樣的溫度足以將所述蒸餾區中的所述 液體層加熱至足以將所述液體流的一部分閃蒸以從所述蒸餾區生成塔頂 流的溫度。
61. 根據權利要求48所述的方法，藉此，在蒸餾之前使用鹼(alkali or base)處理所述液體流，以調節油。
62. 根據權利要求61所述的方法，藉此，所述鹼是碳酸鈉、氫氧化鈉、 氫氧化鉀中的一種。
63. 根據權利要求48所述的方法，藉此，在閃蒸蒸餾之前處理所述液 體流，以移除水、輕質烴和低沸點材料。
64. 根據權利要求59所述的方法，其中在原位閃蒸蒸餾之前使用蒸餾 處理所述液體流以移除水和低沸點組分。
65. 根據權利要求48所述的方法，藉此，在蒸餾之前既使用鹼處理所 述液體流，又將其處理以移除水和輕質烴。
66. —種通過原位閃蒸蒸餾分離包含多種不同沸點的組分的液體流的系統；所述方法包括a) 將所述液體流注入到閃蒸蒸餾容器中的加熱液體層中，以生成通過 塔頂出口的塔頂流和來自塔底流出口的塔底流，所述閃蒸蒸餾容器至少具 有頂部和底部、液體流入口、靠近所述容器頂部的蒸餾物出口、靠近所述 容器底部的下部和塔底流出口，所述容器在其下部容納有加熱的液體層；b) 加熱來自所述閃蒸蒸餾容器的所述塔底流，以生成加熱的塔底流，並且使所述加熱的塔底流的--部分反向傳送到所述閃蒸蒸餾區中的所述液體層中。
67. 權利要求66所述的方法，其中使用多個閃蒸蒸餾容器，以生成多 種蒸餾物流和多種產品塔底流。
68. 權利要求66所述的方法，其中將所述閃蒸蒸餾容器中的至少一個 在真空下操作。
69. 權利要求67所述的方法，其中所述閃蒸蒸餾容器中的至少一個是填料塔。
70. 權利要求67所述的方法，其中使用兩個閃蒸蒸餾容器。
71. 權利要求67所述的方法，其中使用三個閃蒸蒸餾容器。>
72. 權利要求67所述的方法，其中使用四個閃蒸蒸餾容器。
73. 權利要求67所述的方法，其中使用五個或更多個蒸餾容器。
74. 權利要求66所述的方法，其中所述液體流是烴流。
75. 權利要求61所述的方法，其中所述液體流是廢油。
76. 權利要求70所述的方法，其中生成沸程為約500至約650下的蒸 餾物流和沸點為約650至約1100。F的蒸餾物流。
77. 權利要求66所述的方法，其中將所述塔底流加熱到這樣的溫度並 且使一部分返回到所述閃蒸蒸餾區中這樣的溫度足以將在所述第一閃蒸 蒸餾區中的所述液體層加熱至足以將所述液體流的一部分閃蒸以從所述 第一蒸餾區生成蒸餾物流的溫度。
78. 權利要求70所述的方法，其中將來自第二閃蒸蒸餾區的所述塔底 流加熱到這樣的溫度並且使一部分返回到所述閃蒸蒸餾區中這樣的溫度 足以將在第二閃蒸蒸餾區中的所述液體層加熱至足以將來自所述第一閃 蒸蒸餾區的所述塔底流的一部分閃蒸以從所述第二蒸餾區生成蒸餾物流 的溫度。
79. 根據權利要求66所述的方法，藉此，在蒸餾之前使用鹼處理所述 液體流，以調節油。
80. 根據權利要求77所述的方法，藉此，所述鹼是碳酸鈉、氫氧化鈉、氫氧化鉀中的一種。
81. 根據權利要求66所述的方法，藉此，在蒸餾之前處理所述液體流， 以移除水和輕質烴。
82. 根據權利要求66所述的方法，藉此，在蒸餾之前既使用鹼處理所 述液體流，又將其處理以移除水和輕質烴。
全文摘要
一種通過下列步驟從廢潤滑油中回收基礎油的方法從所述廢潤滑油混合物中分離基礎油範圍的組分；之後從所述廢潤滑油混合物中回收的基礎油中分離較高品質基礎油組分和較低品質基礎油組分；之後處理所述較低品質基礎油組分以生成適銷的基礎油。比通過以前的只利用將基礎油與所述廢潤滑油混合物分離的方法或只利用處理從所述廢潤滑油混合物中回收的基礎油以生產產品基礎油的方法所生產的量，通過這種方法從廢潤滑油混合物生產的總基礎油更大。
文檔編號C10G19/00GK101171325SQ200680014973
公開日2008年4月30日 申請日期2006年3月1日 優先權日2005年3月8日
發明者馬丁·R·麥克唐納 申請人:Ari技術有限公司