Способ преобразования кислого гудрона в асфальт

Способ преобразования кислого гудрона в асфальт

Реферат

 

Использование: нефтехимия. Сущность: повышают значение показателя рН кислого гудрона до заданной величины в диапазоне от 3 до 7 путем смешения его с повышающим показатель рН агентом, таким как вода, причем заданное значение показателя является достаточно высоким для того, чтобы кислый гудрон не сделался песчанистым и чтобы температура его плавления лежала в диапазоне примерно от 21 до 135°, при этом получают смесь, содержащую слой, преимущественно состоящий из воды, и слой промежуточного шлама, причем указанная вода является результатом химической реакции между указанным повышающим рН агентом и кислотой в кислом гудроне, затем отделяют указанный промежуточный шлам, по существу, от всей казанной воды, получая твердое вещество - промежуточный шлам с некоторым содержанием воды, а затем осуществляют низкотемпературный нагрев промежуточного шлама до температуры в диапазоне между 100 и 275°С в течение времени, достаточного для удаления содержащейся в промежуточном шламе воды, получая при этом мягкий асфальт. Технический результат - повышение эффективности использования отходов производства - кислого гудрона. 38 з.п.ф-лы, 8 ил., 3 табл.

Область техники Настоящее изобретение относится к повторной очистке отработанного масла, и в особенности к способу значительного снижения времени осаждения кислого гудрона в процессе повторной очистки отработанного масла.

Уровень техники Ввиду огромного объема отработанного масла от двигателей транспортных средств и сокращения производства масла индустрия повторной переработки масла переживает рост. В известных процессах для повторной очистки отработанного минерального масла используются способ с использованием кислоты и глины, способ с использованием кислоты и глины с экстрагированием, дистилляционный способ с использованием глины, дистилляционный способ с обработкой водой и дистилляционный способ. Наиболее широко применяемым является способ с использованием кислоты и глины.

Старые способы повторной очистки с использованием кислоты и глины, применявшиеся для восстановления отработанного масла, включают нагревание отработанного масла до температуры 100 - 288^oC, охлаждение нагретого масла, добавление кислоты для окисления и удаления углеродистых примесей, частиц металла и других окислившихся материалов и затем выдерживание в течение недель или месяцев для осаждения кислого гудрона.

Кислота, обычно серная кислота, добавленная в масло на стадии его охлаждения и присутствующая во время длительного процесса осаждения, взаимодействует с маслом и вызывает его окрашивание в темно-коричневый цвет, цвет "горелый" или "обугленный". Чем дольше масло находится в контакте с кислотой, тем темнее оно становится. Кроме того, продолжительный контакт кислоты с маслом приводит к тому, что полученное в результате масло становится очень кислым. Кислое масло вызывает коррозию и не может быть использовано.

Известные процессы очистки занимают очень много времени вследствие того, что для достижения полного осаждения кислого гудрона требуется очень длительный период. В результате технология восстановления масла, использующая эти процессы, оказывается неэкономичной. Кроме того, эти процессы получили очень ограниченное применение в производстве качественного смазочного масла. Для достижения высокого качества вторично очищенного смазочного масла весь кислый гудрон должен быть удален из него и масло должно быть осветлено с учетом требований большинства потребителей такого масла. Однако высококачественные смазочные масла трудно производить с помощью процессов повторной очистки, так как даже после того, как пройдут недели и месяцы, кислый гудрон еще может не выпасть в осадок, или выпасть, но не полностью. Следовательно, примеси останутся во взвешенном состоянии в масле и полученное в результате масло будет иметь низкое качество. Таким образом, для получения смазочного масла высокого качества и низкой стоимости необходимо полное и быстрое осаждение кислого гудрона.

Невозможность восстановления отработанного масла с использованием известных способов, при которых кислый гудрон быстро бы осаждался и в которых была бы устранена проблема использования отходов производства - кислого гудрона, - привела 10 лет назад в США к отказу от использования процессов очистки с использованием кислоты и глины. Недостаток в виде медленного осаждения кислого гудрона, который делает известный процесс с использованием кислоты и глины коммерчески непривлекательным, был еще больше усилен изменениями в конструкции производящихся в настоящее время автомобилей. Современные автомобили имеют двигатели меньшего размера и массы и более высокую рабочую температуру, чем двигатели большего размера в прошлом. Дополнительное тепло обусловливает более короткий срок службы масла, вызывая попадание в масло углерода и углеродистых примесей. Поэтому компании по производству масел во все более возрастающих количествах добавляют в масло присадки, такие как диспергирующий агент, очищающий агент, соединения, улучшающие вязкость, препятствующие образованию кислого гудрона и т.п. С годами было замечено, что эти присадки вызывают постепенное увеличение времени осаждения кислого гудрона. Следовательно, проблема большого времени осаждения кислого гудрона в известных решениях в процессах повторной очистки стала еще более острой.

Усовершенствование в известный процесс повторной очистки с использованием кислоты и глины было предложено в патенте США N 4029569. В этом патенте предложен процесс повторной очистки с использованием кислоты и глины, в котором подаваемое отработанное масло нагревают до температуры 371 - 382^oC, предпочтительно 377^oC в течение примерно 30 минут, для того чтобы вызвать выпадение в осадок существенной части находящихся во взвешенном состоянии твердых частиц. В патенте указано, что не должны использоваться температуры выше, чем 385^o, т. к. такие температуры порождают в отработанном масле слишком много окисленных продуктов. Затем, согласно указанному патенту, масло фильтруют, отделяя от выпавших в осадок твердых частиц, и вводят во взаимодействие с серной кислотой, предпочтительно 3 - 6%, предпочтительно 4% по объему, что, как указано, служит для разрушения диспергирующих свойств очищающих присадок и по существу завершает выпадение в осадок находящихся во взвешенном состоянии твердых частиц. Для отделения масла от выпавших в осадок твердых частиц его фильтруют и в отфильтрованном масле повышают показатель pH до 8 путем добавления достаточного количества органического амина. Затем выполняют фильтрацию масла через тонкий фильтр для получения готового масла. Никаких данных о выходе продукта не приведено, так же как и нет цифр, характеризующих цвет и запах готового масла. Далее, в патенте указано, что в известных решениях примерно 50% исходного количества масла теряется на образование кислого гудрона, и этот показатель в данном патенте улучшен, но процент потерь на образование кислого гудрона не указан. В патенте не предложен способ удаления кислого гудрона или преобразования его в полезный продукт.

Таким образом, имеется актуальная потребность в разработке процесса для быстрого и экономичного восстановления отработанного масла посредством уменьшения времени осаждения кислого гудрона, и что наиболее важно - с одновременным устранением проблемы использования отходов производства - кислого гудрона.

Сущность изобретения Для решения поставленной задачи утилизации кислого гудрона предложен способ преобразования кислого гудрона в асфальт, в котором, согласно изобретению, повышают значение показателя pH кислого гудрона до заданной величины в диапазоне от 3 до 7 путем смешения кислого гудрона с агентом, повышающим показатель pH, причем заданное значение показателя pH является достаточно высоким для того, чтобы кислый гудрон не сделался песчанистым и чтобы температура его плавления лежала в диапазоне примерно от 21 C до 275^oC. При этом получают смесь, содержащую слой, состоящий преимущественно из воды, и слой промежуточного шлама, причем указанная вода является результатом химической реакции между указанным повышающим pH агентом и кислотой в кислом гудроне. Затем отделяют указанный промежуточный шлам по существу от всей указанной воды, получая твердое вещество - промежуточный шлам с некоторым содержанием воды, а затем осуществляют низкотемпературный нагрев промежуточного шлама до температуры в диапазоне между 100^oC и 275^oC в течение времени, достаточного для удаления содержащейся в промежуточном шламе воды, получая при этом мягкий неокисленный асфальт.

В соответствии с другой задачей настоящее изобретение предлагает способ для сокращения времени осаждения кислого гудрона в процессах восстановления отработанного масла для повторной очистки масляного сырья или топливного мазута по способу с использованием кислоты и глины и для преобразования кислого гудрона в асфальт, который может иметь коммерческое применение. Общими для процессов очистки масляного сырья и топливного мазута являются операции нагревания подаваемого сырья в виде отработанного масла до температуры 385^oC для разложения присадок, охлаждение нагретого масла, добавление серной кислоты для образования осадка в течение одного - трех дней (обычно менее одного дня) и затем отделение масла от кислого гудрона. В способах очистки масляного сырья процесс заканчивается добавлением примерно 10% от объема активированной глины в отделенное от кислого гудрона масло в качестве полирующего агента для улучшения цвета масла и доведения показателя pH масла до нейтрального значения, около 7, и обработкой паром для дезодорирования готового масла. В заключение готовое осветленное, повторно очищенное масло отделяют от использованного агента окончательной очистки с помощью диатомитного фильтра. Глиняный брикет повторно активируют путем обжига в печи для повторного использования, тем самым устраняется проблема использования отработанной глины.

Обработка паром, т.е. пропускание пузырьков пара через масло в процессе его нагревания, является предпочтительной для устранения запаха из готового продукта, но это не является обязательным в тех ситуациях, когда наличие запаха не является критерием качества готового продукта. Обработка масла паром может быть выполнена как при атмосферном давлении, так и при разрежении, созданном для предотвращения улетучивания имеющих запах газов в окружающую среду. Обработка паром может также быть выполнена на более позднем этапе, например, во время операции полировки, когда для улучшения цвета готового продукта в масло добавлена активированная глина.

В некоторых альтернативных вариантах способов повторной очистки масляного сырья в резервуар, содержащий масло, подают инертный газ для начальной операции нагревания, с тем чтобы заполнить объем над поверхностью масла. Это сводит к минимуму возможность взрыва каких-либо легких фракций, выделившихся из нагретого масла. Однако по способу в предпочтительном варианте предполагается вытяжка легких фракций с помощью созданного разрежения и конденсации их в теплообменнике, так что они могут быть повторно использованы как топливо для горелки, нагревающей исходное масляное сырье, или могут быть использованы для получения топливного мазута низкой вязкости. В большинстве вариантов способа вторичной очистки масляного сырья перемешивание производят после введения окисляющего агента.

Согласно настоящему изобретению высокие температуры используют в способе в связи с другими его операциями, которые одновременно уменьшают время осаждения кислого гудрона, тем самым уменьшая время воздействия окисляющего агента на масло, и увеличивают эффективность осаждения кислого гудрона. Это увеличивает выход продукта по сравнению с известными способами повторной очистки с использованием кислоты и глины примерно на 50% - 75%. Операция нагревания до высокой температуры также уменьшает количество используемой кислоты по сравнению с известными способами. Кроме того, способ повторной очистки масляного сырья согласно настоящему изобретению обеспечивает повышенное качество восстановленного масла посредством его осветления до примерно величины 2,5 по шкале ASTM и полное устранение запаха. Способ повторной очистки масляного сырья согласно настоящему изобретению имеет существенно меньшую себестоимость. Это достигается благодаря уменьшению времени осаждения для удаления кислого гудрона и благодаря уменьшению расхода кислоты. Кроме того, объем капиталовложений при строительстве завода для повторной очистки масляного сырья по способу, предложенному в настоящем изобретении, существенно меньше, чем стоимость строительства завода по повторной очистке масляного сырья по способам, используемым в настоящее время в установках для повторной очистки, таких как Evergreen и Safe-T-Kleen, вследствие устранения необходимости дорогостоящего оборудования гидрогенизации: так как гидрогенизацию выполняют при очень высоких значениях температуры и давления, для всех емкостей, в которых содержится обрабатываемое масло, требуются очень толстые стенки из высокопрочного металла. Кроме того, водород сам по себе является дорогим, взрывоопасным и сложным в хранении для предотвращения утечек. Гидрогенизация необходима на заводах по повторной очистке с использованием процессов сепарации путем вакуумной дистилляции для удаления примесей, чтобы устранить запах повторно очищенного масла. Если гидрогенизацию не выполнять в любом из способов с использованием как вакуумной дистилляции, так и пропанового экстрагирования для очистки от примесей отработанного масла, готовое повторно очищенное масло будет порождать проблемы с запахом и либо не будет хорошо продаваться, либо не будет продаваться совсем.

Перечень фигур чертежей Фиг. 1 изображает блок-схему процесса повторной очистки согласно настоящему изобретению.

Фиг. 2 изображает блок-схему процесса повторной очистки согласно настоящему изобретению, в котором процесс ведут при разрежении и во время операции нагревания осуществляют обработку паром и подачу инертного газа отдельно или в сочетании друг с другом.

Фиг. 3 изображает блок-схему протекания дискретного процесса в производстве по получению чистого повторно очищенного масла из отработанного масла, имеющего содержание хлора ниже верхнего предела EPA 1000 PPM и низкое содержание серы, включая процесс для преобразования любого образовавшегося кислого гудрона в мягкий и/или окисленный асфальт.

Фиг. 4 изображает блок-схему протекания непрерывного процесса в производстве по получению чистого повторно очищенного масла из отработанного масла, имеющего содержание хлора ниже верхнего предела EPA 1000 PPM и низкое содержание серы, включая процесс для преобразования любого образовавшегося кислого гудрона в мягкий и/или окисленный асфальт.

Фиг. 5 изображает блок-схему протекания дискретного процесса на простом производстве по получению чистого топливного мазута из отработанного масла, имеющего содержание хлора ниже верхнего предела EPA 1000 PPM и низкое содержание серы, включая процесс для преобразования любого образовавшегося кислого гудрона в мягкий и/или окисленный асфальт.

Фиг. 6 изображает блок-схему протекания немного более сложного непрерывного процесса на производстве по получению чистого тяжелого/легкого топливного мазута из отработанного масла, имеющего содержание хлора выше верхнего предела EPA 1000 PPM, с возможностью использования легких фракций в качестве топлива для нагревания или для смешивания не содержащих хлор легких фракций с более тяжелыми соединениями, обработанными кислотой для удаления тяжелых металлов и присадок, с дополнительным процессом для преобразования кислого гудрона в мягкий неокисленный асфальт или в окисленный твердый асфальт.

Фиг. 7 изображает блок-схему протекания более сложного дискретного процесса в производстве по получению чистого топливного мазута из отработанного масла, имеющего содержание хлора выше верхнего предела EPA 1000 PPM, с дополнительным процессом для преобразования кислого гудрона в мягкий неокисленный асфальт или в окисленный твердый асфальт.

Фиг. 8 изображает блок-схему протекания более сложного непрерывного процесса для получения чистого топливного мазута из отработанного масла, имеющего содержание хлора выше верхнего предела EPA 1000 PPM, с дополнительным процессом для преобразования кислого гудрона в мягкий неокисленный асфальт или в окисленный твердый асфальт.

Детальное описание изобретения Настоящее изобретение как способ повторной очистки отработанного масла уменьшает время осаждения кислого гудрона, что обеспечивает быструю и экономичную очистку отработанного масла с получением повторно очищенного масла очень высокого качества. Как показано на фиг. 1, способ, предложенный в настоящем изобретении, включает следующие операции: a) подача отработанного масла (операция 2); b) нагревание масла (операция 4); c) охлаждение масла (операция 6); d) обработка охлажденного масла (блок 9) серной кислотой (операция 8) и, факультативно, перемешивание; e) обеспечение выпадения образовавшегося кислого гудрона в осадок (операция 24) в течение одного - трех дней для создания смеси относительно чистого, свободного от кислого гудрона масла и кислого гудрона (блок 11); f) отделение (блок 12) свободного от кислого гудрона масла (блок 14) от кислого гудрона (блок 16); и g) добавление полирующего агента (операция 10) в свободное от кислого гудрона масло и отделение повторно очищенного масла от использованного полирующего агента, что позволяет получить высококачественное повторно очищенное масло (блок 17) и пригодный для повторного использования полирующий агент (блок 19).

Способ согласно настоящему изобретению радикально уменьшает время, необходимое на выпадение в осадок кислого гудрона, увеличивает общий выход продукта по сравнению с типичным выходом продукта в известных решениях примерно на 50% - 75% и повышает качество восстановленного масла путем его осветления.

Более подробно способ по настоящему изобретению может быть описан следующим образом. Исходным материалом служит отработанное смазочное масло (блок 2). Главным образом, это отработанное масло поступает от всех источников отработанного масла, таких как авторемонтные мастерские, промышленные предприятия и т. п. Такие отработанные минеральные смазочные масла содержат ряд компонентов, включая углеродистые примеси, частицы металла, другие окисляющиеся материалы, воду, присадки и спирт.

Нагревание масла (операция 4) применяют для удаления воды, разрушения присадок и испарения летучих компонентов, таких как легкие фракции, соединения хлора и т.п., для обеспечения быстрого выпадения в осадок кислого гудрона. Благодаря высоким температурам, используемым в способе согласно настоящему изобретению, разлагаются или испаряются присадки, в особенности диспергирующие и очищающие присадки, которые замедляют или предотвращают выпадение в осадок кислого гудрона в известных способах повторной очистки с использованием кислоты и глины. Нагревание может быть использовано в различных способах обработки масла. Некоторые из этих способов включают обезвоживание, разделение на фракции, дистилляцию и экстрагирование. Эти способы являются хорошо известными. В общем случае, масло нагревают до температур в диапазоне между 385 - 538^oC, предпочтительно 386 - 454^oC, хотя используют также и диапазон 386 - 399^oC.

Обычно в известных способах повторной очистки масло нагревают до температур в диапазоне от 100 до 288^oC и считается, что следует избегать нагревания до температуры выше температуры крекинга порядка 360^oC, для того чтобы избежать термического разрушения длинных цепных молекул углеводородов, создающих хорошие смазывающие свойства масла. Кроме того, процесс крекинга, протекающий при высоких температурах, приводит к образованию легких фракций. Образование этих легких фракций может привести к воспламенению, взрыву, поражению персонала или к разрушению оборудования для повторной очистки. Поэтому известные способы очистки редко используют нагревание масла до температур выше, чем 288^oC из-за неблагоприятного эффекта воздействия таких температур на выход готового продукта и на используемое оборудование.

Хотя крекинг имеет место и при температурах, присущих известным способам в диапазоне от 100 до 288^oC, ожидается, что этот процесс будет протекать значительно интенсивнее при повышении температуры масла. Например, в способах, основанных на известных решениях, при температуре выше 288^oC ожидается интенсификация процесса крекинга до такой степени, что такой способ становится нежелательным как экономически, так и с точки зрения качества конечного продукта.

Другая причина, по которой в способах, основанных на известных решениях, процесс ведут при температурах не выше 288^oC, относится к технологическому оборудованию для повторной очистки масла. Оборудование, используемое в известных решениях, не рассчитано на непрерывную эксплуатацию при температурах выше чем 316^oC. Если такое оборудование подвергается воздействию таких высоких температур в течение длительного времени, оно выходит из строя. Так как замена оборудования является очень дорогой операцией, имеется очень слабая мотивация для целенаправленной работы при таких экстремальных температурах. Следовательно, в способах, основанных на известных решениях, повышение температуры выше 316^oC не дает никаких преимуществ или дает очень маленькие преимущества, и по сути дела, операторы процессов, основанных на известных решениях, имеют инструкции не повышать температуру выше порога температуры крекинга из-за указанных негативных эффектов.

В отличие от известных решений, одним из неожиданных результатов способа, предложенного в настоящем изобретении, является отсутствие существенного уменьшения выхода продукта при нагревании масла до температур выше 385^oC. По сути дела, несмотря на то что температуры процесса значительно выше традиционных температур крекинг-процесса, было отмечено значительное увеличение выхода продукта. Обнаружено, что несмотря на то что масло нагревается выше температуры 385^oC, уровень протекания крекинг-процесса не становится существенно более высоким, чем он имеет место при температурах 100 - 288^oC (температуры процесса, основанного на известных решениях), по причинам, которые до конца не понятны.

Другое преимущество в нагревании масла до температур уровня 385^oC является существенное уменьшение времени выпадения в осадок кислого гудрона. Термин "время выпадения в осадок" обозначает время, требуемое для достижения полного осаждения кислого гудрона в резервуаре, где протекает процесс восстановления. Степень осаждения определяет качество масла. Когда достигается полное осаждение, очищенное масло может быть удалено и подвергнуто дальнейшей обработке для получения масла качества, близкого к первоначальному.

В способе, предложенном в настоящем изобретении, время для полного осаждения находится в пределах от одного до трех дней. Следовательно, весь процесс восстановления согласно настоящему изобретению выполняется за очень короткое время от одного до трех дней, которое существенно меньше, чем типичное время в известных способах, составляющее не менее двух недель, обычно около одного месяца. Кроме того, в способах, основанных на известных решениях, даже по прошествии времени осаждения, измеряемого неделями, фактически полное осаждение не достигается никогда, что заставляет операторов процесса добавлять все большее количество кислоты для ускорения процесса.

В способе, предложенном в настоящем изобретении, масло нагревают до температуры выше 385^oC, что является достаточным для достижения полного осаждения кислого гудрона в течение 72 часов, а обычно в течение 12 - 24 часов, когда охлажденное масло смешивают с окисляющим агентом, таким как серная кислота.

Для нагревания 3785 л отработанного смазочного масла до температуры в диапазоне 386 - 399^oC требуется от одного до нескольких часов. Время нагревания может быть уменьшено с помощью ряда способов, например, путем увеличения площади поверхности нагревания нагревательной спирали, погруженной в отработанное масло, путем увеличения мощности нагревателя, путем уменьшения объема отработанного масла, подлежащего нагреву, или путем сочетания этих способов.

Кроме того, качество отработанного масла влияет на время нагревания. Например, если масло содержит воду или является очень вязким, время нагревания будет большим. Однако время подачи тепла не является критическим фактором. В общем случае время нагревания зависит от температуры вспышки отработанного масла, подлежащего очистке. Масло, имеющее высокую температуру вспышки, будет требовать более длительного нагревания, чем масло с низкой температурой вспышки. Однако как только температура в диапазоне 386 - 399^oC достигнута, необходимости в дальнейшей подаче тепла нет.

После этого масло отводят от источника тепла и обеспечивают его охлаждение (операция 6) примерно до комнатной температуры, т.е. в диапазоне 21 - 49^oC. Имеется ряд способов, с помощью которых масло охлаждают. Одним из способов является отвод тепла. Во время отвода тепла масло охлаждается посредством тепла, отводимого от масла в окружающую среду, в которой расположен резервуар с восстанавливаемым маслом, через стенки резервуара и через поверхность масла. В альтернативном варианте резервуар, содержащий нагретое масло, охлаждают с помощью активного источника холода. Например, резервуар, содержащий нагретое масло, охлаждается посредством контакта резервуара с холодной водой, холодным воздухом или с веществом, имеющим низкую точку кипения, которое может циркулировать через спирали охлаждающего устройства, погруженные в масло. Предпочтительно использование корпусного или трубчатого теплообменника, через который протекает вода для охлаждения нагретого масла.

После того как масло охладится, в него добавляют серную кислоту (операция 8). Концентрация серной кислоты в потоке кислоты находится в диапазоне 80 - 98% от веса. Объем серной кислоты, добавленной в охлажденное масло (операция 9), таков, что он достаточен для полного осаждения кислого гудрона в течение 72 часов, но предпочтительно в течение 12 - 24 часов. Количество кислоты, используемой в настоящем способе, в общем случае лежит в диапазоне от 3 до 15% серной кислоты по объему и предпочтительно в диапазоне между 5 и 10% серной кислоты по объему. Излишки кислоты в процессе не используются и будут утрачены, поэтому они нежелательны. Кроме того, излишки кислоты могут в результате дать низкое качество очищенного масла. Серная кислота окисляет углеродистые материалы, металлы и все окисляемые компоненты в отработанном масле с образованием кислого гудрона. Окисление различных примесей обеспечивает их перемещение в кислый гудрон, с тем чтобы получить определенное количество свободного от кислого гудрона масла (блок 14), и улучшает окончательное качество повторно очищенного масла (операция 17).

Концентрация серной кислоты влияет на цвет повторно очищенного масла, получаемого с помощью способа, предложенного в настоящем изобретении. По мере роста концентрации серной кислоты цвет смазочного масла становится светлее, улучшая тем самым качество смазочного масла. Однако если кислота находится в контакте с маслом в течение длительного периода времени, масло становится обугленным и не пригодным к использованию. Следовательно, для получения повторно очищенного осветленного масла желательно свести к минимуму, насколько это возможно, время контакта кислоты и масла. В общем случае, цвет повторно очищенного масла, полученного по способу, предложенному в настоящем изобретении, лежит в диапазоне от 2,0 - 2,5 единиц и предпочтительно 2,0 - 3,0 единицы цветовой шкалы ASTM (Американское общество по испытанию материалов) по методу D1500. Этот метод хорошо известен в данной предметной области.

Смесь кислоты и примесей называется "кислый гудрон". Таким образом, то, что было маслом, сейчас является смесью масла и кислого гудрона. Полное осаждение достигается, когда кислый гудрон занимает примерно 20 - 30%, а масло, свободное от кислого гудрона (блок 14), соответственно 80 - 70% от объема отработанного масла после нагревания. После осаждения кислого гудрона масло и кислый гудрон разделяют (как это изображено в виде блока 12) на кислый гудрон (блок 16) и свободное от кислого гудрона масло (блок 14). Разделение может быть достигнуто с использованием различных способов, например, сцеживания (декантирования), отсасывания, посредством способов на основе силы тяжести, с помощью центрифуги и т.п.

Полирующий агент (10) добавляют в масло для обеспечения удаления частиц, окрашивающих масло. Кроме того, полирующий агент дезодорирует, обесцвечивает и раскисляет масло. Полирующий агент должен иметь большие поры и большую площадь поверхности, приходящуюся на одну частицу для поглощения окисленных частиц, и частиц, придающих маслу цвет. В качестве полирующего агента могут быть использованы глина, отбеливающая земля, активированный уголь, боксит и т.п., но использование глины и отбеливающей земли является предпочтительным. После использования полирующего агента его отделяют от повторно очищенного масла (блок 19).

Готовое, повторно очищенное масло (блок 17) является маслом высокого качества и имеет цвет по шкале ASTM в диапазоне от 2.0 до 5,0, а предпочтительно 2,0 - 3,0 и вязкость в диапазоне 5 - 20 сст при измерении при 100^oC.

На фиг. 2 показана блок-схема протекания процесса для повторной очистки отработанного масла в альтернативном варианте согласно настоящему изобретению. Способ включает операции нагревания масла (операция 4); создания разрежения (операция 20); обработки паром (операция 22) или инертным газом (операция 28) или в сочетании в процессе нагревания масла; охлаждения масла (операция 6); добавления кислоты в охлажденное масло (операция 8); перемешивания смеси (операция 18) и обеспечения осаждения кислого гудрона (операция 24) для создания смеси из масла и кислого гудрона (блок 11); отделения масла от кислого гудрона (операция 12) для получения масла, свободного от кислого гудрона (блок 14), и кислого гудрона (блок 16); добавления полирующего агента (операция 10) и отделения использованного полирующего агента (блок 19) от готового повторно очищенного масла (блок 17).

В этом предпочтительном варианте охлажденное масло перемешивают (операция 18) во время или после добавления окисляющего агента. Перемешивание обеспечивает более полное и быстрое окисление различных окисляющихся соединений в масле. После добавления окисляющего агента и завершения перемешивания обеспечивается осаждение кислого гудрона (операция 24).

Кроме того, в этом варианте для облегчения удаления летучих составляющих во время процесса нагревания создают разрежение. Уровень давления, создаваемый в отработанном масле во время процесса нагревания, может варьироваться от полного вакуума до давления выше атмосферного. Предпочтительным давлением является разрежение до уровня 34 - 102 кПа по вакуумному манометру. Разрежение (операция 20) создается с помощью замкнутого контейнера, внутреннее пространство которого, лежащее над уровнем отработанного масла, соединено с источником разрежения. Создаваемое разряжение действует как безопасный механизм удаления находящихся в парообразном состоянии присадок и легких фракций. Способствуя удалению легких фракций, разрежение (операция 20) предотвращает накопление огнеопасной газообразной смеси различных легких фракций в области, где работают двигатель мешалки, имеющий искрение, и нагреватели, в которых может использоваться открытое пламя, устраняя тем самым потенциально взрывоопасную ситуацию. С другой стороны, эти легкие фракции в качестве побочной продукции имеют рыночную стоимость, поскольку они являются потенциальными источниками энергии. Например, эти легкие фракции могут быть использованы в качестве топлива для выработки энергии или для нагревания следующей партии масла, подлежащего очистке. В альтернативном варианте легкие фракции могут быть использованы как источник энергии для части или для всех потребляющих энергию операций, включенных в способ очистки согласно настоящему изобретению.

Обработка паром (операция 22) также способствует удалению легких фракций. Термин "обработка паром" подразумевает пропускание пузырьков пара через раствор. В настоящем способе пузырьки пара проходят через масло для увеличения скорости испарения легких фракций из масла. Обычно применяют обработку насыщенным или перегретым паром. Пар также служит для уменьшения концентрации легких фракций при их выделении из масла. Таким образом, газообразная смесь легких фракций становится более разбавленной и имеет меньшую вероятность воспламенения. Применение обработки паром (операция 22) в сочетании с созданием разрежения (операция 20) повышает скорость удаления легких фракций.

В альтернативном варианте согласно настоящему изобретению в закрытую камеру, содержащую масло, во время нагревания (операция 4) может закачиваться инертный газ (операция 28). Функция инертного газа подобна функции пара. При подаче инертного газа в горячее масло он вытесняет воздух, содержащийся над поверхностью масла. Поскольку при нагревании из горячего масла непрерывно выделяются легкие фракции, такие как бензин, газойль, лигроин и т.п., использование инертного газа существенно снижает вероятность взрыва. Может быть использован любой инертный газ. Обычно хорошо работают азот и гелий. Однако гелий по сравнению с азотом является достаточно дорогим.

Настоящее изобретение проиллюстрировано дополнительно следующими конкретными, но не ограничивающими примерами.

На фиг. 3 показана блок-схема протекания дискретного процесса в производстве по получению повторно очищенного масла из отработанного масла, имеющего содержание хлора ниже верхнего предела EPA 1000 PPM и низкое содержание серы, включая процесс для преобразования любого образовавшегося кислого гудрона в мягкий и/или окисленный асфальт. Способ повторной очистки, показанный в общем виде на фиг. 1 и 2, может быть осуществлен в различных вариантах в зависимости от желаемого объема и от характеристик отработанного масляного сырья, в частности, от содержания в нем серы и соединений хлора. На фиг. 3 - 8 показаны блок-схемы протекания процесса на оборудовании, где может производиться повторная очистка как масляного сырья, так и тяжелого и легкого топливного мазута из отработанного масла, содержащего серу и соединения хлора выше или ниже пороговых пределов EPA. Каждая из приведенных блок-схем предусматривает возможности удаления свинца, других тяжелых металлов и присадок из исходного сырья для получения чистого, дезодорированного высококачественного выходного масляного сырья или топливного мазута. Основная технология, применяемая на всех этих производствах, имеет существенные улучшения по сравнению с известными способами повторной очистки с использованием кислоты и глины, ускоряет процесс в 30 и более раз для отработанных масел с присадками, включая диспергирующие агенты, широко встречающиеся в отработанных маслах, слитых из картеров американских транспортных средств. Настоящий способ использует также менее 1/3 от количества кислоты, требуемой для выполнения известных способов с использованием кислоты и глины, применимых для очистки отработанных масел, содержащих современные тяжелые присадки. Наконец, что является весьма важным, все оборудование, показанное на фиг. 3 - 8, полностью устраняет проблему загрязнения окружающей среды кислым гудроном, что является бедствием известных производств с использованием кислоты и глины и по существу привело к закрытию всех таких производств в США.

Ключевым фактором в усовершенствовании способа повторной очистки с использованием кислоты и глины, показанном на фиг. 3 - 8, является первая операция нагревания в резервуаре 30. Для осуществления этой операции отработанное масляное сыр