DE2426969A1

DE2426969A1 - Verfahren zur wiederaufbereitung von verbrauchtem oel

Info

Publication number: DE2426969A1
Application number: DE19742426969
Authority: DE
Inventors: Morton Fainman; Charles Strouse Mcauley
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1973-06-04
Filing date: 1974-06-04
Publication date: 1974-12-19
Also published as: US3819508A; DE2426969B2; JPS5033203A; FR2231742B1; JPS5422448B2; CA1016153A; FR2231742A1; DE2426969C3; GB1445264A

Description

Morton Fainman Charles Strouse Mc Auley

112OO Homedale Street 9579 Casancs Avenue

Los Angeles, California 9oo49 Downey, California 9o24o

USA USA

Verfahren zur Wiederaufbereitung von verbrauchtem Öl

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur Wiederaufbereitung von verbrauchtem öl.

Die Vereinigten Staaten und andere hochindustrialisierte Länder werden laufend mit dem Problem einer größer werdenden Knappheit und steigenden Kosten für Erdöl und Erdölprodukte konfrontiert. Darüberhinaus stehen die Industrienationen der Welt den kaum zu lösenden Problemen der Wiederverwertung verbrauchter Erdölprodukte ohne Umweltverschmutzung gegenüber.

Hochviskositäts-Schmiermittel, wie sie beispielsweise für die
Schmierung von Automobilen verwendet werden, bilden ein ernsthaftes Problem bei der Reinhaltung der Umweif. Derartige Schmiermittel enthalten im allgemeinen große Anteile von verschiedenen Detergentien und Hochdruck-Zusätzen in Form von mehrwertigen
Metallseifen wie beispielsweise Bleiverbindungen, oxidierte
kohlenstoffhaltige Materialien, Wasser und dergleichen. Infolge ihres relativ hohen Anteils an verschiedenen Zusätzen können
verbrauchte Öle keineswegs einfach verbrannt werden, da sich

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dadurch eine wesentliche Verschmutzung der Luft ergibt. Es werden jährlich Millionen von Litern verbrauchter Schmiermittel ungenutzt gelassen, da es bis zum heutigen Tage noch keine wirtschaftlich vertretbaren Wege für ihre Wiederaufbereitung gibt.

Zwar sind verschiedene Verfahren zur Reinigung von verbrauchten Schmierölen bekannt, um diese wieder zu verwenden, jedoch haftet diesen Verfahren im allgemeinen der Nachteil an, daß sie wegen der hohen Kosten wirtschaftlich nicht vertretbar sind.

Durch die Änderung der Zusammensetzung von Schmierölen durch den Zusatz von Additiven, wie Seifen, Hochdruck-Agenzien, Viskositätsverbesserungs- und polymeren Dispersionsmitteln, ist die Menge von wirtschaftlich wiederaufzubereitendem Schmieröl durch Zurückgewinnungsverfahren gesunken. Zur Zeit beträgt der Anteil von Schmieröl, das durch Wiederaufbereitung erhalten werden kann, etwa 5o oder weniger Prozent des wiedergewinnbaren organischen Materials. Infolge der Schwierigkeit bei der Behandlung wird eine wesentliche Menge des wiedergewinnbaren organischen Materials im Öl verloren. Dadurch wird das Wiederaufbereitungsverfahren unwirtschaftlich und ergibt darüberhinaus eine steigende Menge an Schlamm und Nebenabfallprodukten, deren Vernichtung eine Umweltverscnmutzung herbeiführt.

In einem bekannten Verfahren wird das verbrauchte Schmieröl zunächst mit einem kaustischen Mittel bei erhöhter Temperatur von ungefähr 2o4° C (4oo° F) bis 315° C (6oo° F) behandelt, um das Wasser zu verdampfen und die im Öl enthaltenen Seifen aufzubrechen sowie das öl zu neutralisieren. Es ist selbstverständlich_r daß im Verlauf des Erhitzens die Ölbestandteile mit niedriger Verdampfungstemperatur ausgetrieben und im wesentlichen verbrannt werden. Nach dem Heizvorgang wird anschließend das öl bis auf ungefähr 37 C (loo F) oder weniger abgekühlt und eine geringe Menge von konzentrierter Schwefelsäure hinzugefügt. Nach dem Absetzen wird der Bodensatz abgezogen, der einen Säureschlamm, bestehend aus Schwefelsäure und gelösten Sulfonaten und oxidierten Kohlenwasserstoffen,enthält. Der Schlamm, der etwa 5 bis 2o Ge-

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Wichtsprozente des wiederaufzubereitenden Öls beträgt, wird in einem geschlossenen Behälter aufbewahrt, um das Entweichen, von Säuredämpfen zu verhindern und anschließend abgelagert. Wegen der gefährlichen Eigenschaften von Säureschlamm ist es zur Zeit sehr schwierig, eine Mülldeponie zu finden, die derartiges Material aufnimmt. In der Praxis wird ein derartiger Säureschlamm nur in Mülldeponien gelagert, die einen großen Anteil an Kalk, vor allem gebrannten ungelöschten Kalk aufweisen, der eine Neutralisierung des SäureSchlamms bewirkt.

Nach dem Entfernen des Säureschlamms von dem öl wird das verbleibende öl nochmals erhitzt und fein verteilter Ton bei einer Temperatur von ungefähr 17o° C (35o° F) hinzugefügt. Die Mischung aus Ton und öl wird anschließend auf eine Temperatur von ungefähr 315° C (6oo F) in einem Erhitzer erwärmt und anschließend bei dieser Temperatur eine bestimmte Zeit gehalten, um dann wieder auf ungefähr 17p C (35o F) oder darunter abgekühlt und durch

eine Filterpresse geleitet zu werden.

Das voranstehend beschriebene Verfahren ist ein Verfahren, das unter den bekannten Verfahren für die Wiederaufbereitung von Schmieröl den höchsten Wirkungsgrad aufweist und einen Anteil von nur ungefähr 5o % wiederaufbereitetes Öl, bezogen auf das Gewicht des behandelten Öls, ergibt. Bei diesem Verfahren fallen große Mengen von Säureschlamm an, der schwierig zu lagern ist. Als weiterer Nachteil kommt hinzu, daß das Verfahren, ein teures, längeres Erhitzen erforderlich macht und des weiteren kostspielige Chemikalien, die nicht wiederaufbereitbar sind, verwendet werden müssen.

Ein weiteres bekanntes Verfahren für die Behandlung von verbrauchten Schmierölen umfaßt die Aufbereitung des Öls mit Kalk und fein verteiltem Ton. Ebenso ist ein Verfahren bekannt, bei dem das öl mit einer Mischung aus einem kaustischen Mittel und Natriumsilikat behandelt wird. Alle erwähnten Verfahren ergeben höchstens einen Anteil an gereinigtem Öl von 5o oder weniger Prozent, be-

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zogen auf das Gewicht des wiederaufzubereitenden Öls zusammen mit einer Produktion von 5 bis 2o % von Bestandteilen mit niedrigen Verdampfungstemperaturen, die bei dem Verfahren verbrannt werden. Als weiterer Nachteil kommt hinzu, daß bei allen bekannten Verfahren erhebliche Mengen Schlamm anfallen, die nicht wiederaufbereitet werden können und daher gelagert werden müssen.

Demgegenüber ist es die Aufgabe der Erfindung, ein Verfahren anzugeben, mit dem die Wiederaufbereitung von verbrauchten Schmierölen in wirtschaftlicher Weise mit einer Ausbeute von ungefähr 80 bis etwa 95 oder mehr Prozent des wiedergewinnbaren organischen Materials in dem verbrauchten Öl erhalten wird und darüberhinaus nur ein sehr geringer Anteil von Rückständen anfällt, die aus mehrwertigen Metallverbindungen in Mischung mit oxidierten Kohlenwasserstoffen und den übrigen vielfältigen Verbindungen, die im Schlamm von verbrauchten Schmierölen enthalten sind, bestehen.

Das Verfahren zur Lösung dieser Aufgabe ist dadurch gekennzeichnet, daß das verbrauchte Öl, beispielsweise Schmier- oder Motoröl, mit einem flüssigen, überwiegenden Kohlenwasserstoff-Verdünnungsmittel, das einerseits das Öl löst und andererseits in diesem löslich ist, gemischt wird; daß das verdünnte Öl mit einem wassermischbaren Alkohol und einer, einen geringen Anteil einer Ammonium- oder einer alkalischen Metallbase enthaltenen Wasser— mischung vermengt wird; und daß die Endmischung zum Entfernen des Ölschlamms und der Metallbestandteile aus dem Öl und zum Trennen der verdünnten ölphase von der Alkohol-Wasserphase zentrifugiert wird.

Auf diese Weise wird mit dem Verfahren eine wesentlich verringerte Umweltverschmutzung erzielt, wie sie durch die Ablagerung des verbrauchten Öls entsteht. Als weiterer Vorteil kommt hinzu, daß mit dem Verfahren eine neue Quelle für die Gewinnung von Hochviskositätsölen geschaffen wird, bei denen zur Zeit eine Verknappung eingetreten ist und die in den Industrieländern für die Selbstschmierung von Maschinen und Anlagen dringend benötigt werden.

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Für das Verfahren können die verbrauchten Schmieröle von örtlich getrennten, unabhängigen Servicestationen innerhalb eines großen Gebietes gesammelt werden.. Die Schmieröle werden zuerst mit einem flüssigen Verdünnungsmittel, das überwiegend aus Kohlenwasserstoff besteht, vermischt, das einen Siedebereich innerhalb von 37 C (loo° F) bis. ungefähr 2S8^Ö C (55o° F) besitzt- Das flüssige Verdünnungsmittel kann entweder eine aromatische oder eine aliphatische Verbindung sein -und löst einerseits das verbrauchte, kohlenWssserstaffhaitige Schmieröl und ist andererseits in diesem löslich,. Die Funktion· des flüssigen Verdünnungsmittels in dem Verfahren besteht darin, die Viskosität des wiederaufzubereitenden: Schstaeiröls hieirabzu¹ setzen und dessen charakteristische Dis— gersioKseigensciiafteB zm ändern,, um dadurch die Möglichkeit eines Kontakts des v-erbrautcMeri Schmieröls in den weiteren Verfahrensschritten mdfe einer mit Wasser vermengten Alkohol-Wassermischung zu. ermöglichen¹.

Mit der Bezeichnung 'überwiegend¹ , die bei der Definition des Kohlenwasserstoff gehalts des flüssigen Lösungsmittels verwendet wird, •ist eine Flüssigkeit gemeint, deren Kohlenwasserstoffgehalt ungefähr 9ο bzw.. mehr Gewichtsprozente beträgt. Verunreinigungen können in dem flüssigen Verdünnungsmittel enthalten sein, die unter anderem wiederaufbereitete, leicht flüchtige Bestandteile des gereinigten Schmieröls sein können und beispielsweise geringe Mengen von schwefelhaltigen Verbindungen wie Merkaptan und oxidierte Kohlenwasserstoffe wie Aldehyde oder Ketone enthalten. Die in dem flüssigen Verdünnungsmittel vorhandenen Verunreinigungen können in Abhängigkeit von. der Aufarbeitung des verbrauchten Schmieröls sich ändern., das die Quelle für die wiedergewinnbaren leichten Bestandteile ergibt. Die voranstehend angeführte Liste von Verunreinigungen ist keineswegs vollständig.

In bevorzugter Weise besitzt das Kohlenwasserstoff-Verdünnungsmittel einen Siedebereich zwischen 37° C (loo° F) und etwa 26o C (5oo° F), obgleich auch kohlenwasserstoffhaltige Flüssigkeiten mit einem niedrigeren Siedepunkt, wie beispielsweise flüssiges Propan,

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verwendet werden können. Das gereinigte Schmieröl wird anschliessend einer Destillation unterworfen. Im Falle der Destillation werden die leichten oder Naphtha-Bestandteile wieder dem Prozeß zugeführt, um als flüssiges Lösungsmittel, überwiegend Kohlenwasserstoffe enthaltend, für die Wiederaufbereitung der verbrauchten Schmierole zu. dienen. Dies bedeutet, daß nach dem ersten Start das Verfahren durch die ausreichende Zufuhr von leichten Naphtha-Bestandteilen, die durch die Destillationen des gereinigten Öls oder der organischen Phase anfallen, von selbst in Gang gehalten wird, vm das benötigte flüssige Verdünnungsmittel für die Wiederaufbereitung des verbrauchten Schmieröls zu liefern.

Die Menge an flüssigem Verdünnungsmittel, die benötigt wird, kann in übereinsfciESfißng mit dem Verfahren unterschiedlich sein. Ein bevorzugtes, in der Praxis bewährtes Volumenverhältnis des flüssigen VerdöiiiMingsBtittels zu dem verbrauchten Öl beträgt lsi bis ungefähr 1:2, obgleich auch andere Lösungsverhältnisse verwendet werden können, wie beispielsweise 2:1 oder sogar 4:1 in Abhängigkeit von dent Anteil an Feststoffen und von der Viskosität des wiederaufzubereitenden Öls und der Wirksamkeit des flüssigen. Verdünnungsmittels bei der Herstellung eines Kontakts durch das Extraktion-Lösemittel.

Im allgemeines ist es erwünscht, die geringsöiögliche Menge an Verdünnungsmittel zu verwenden, da ein steigender Anteil an Verdünnungsmittel die nachfolgende Trennung des Verdünnungsmittels und des Öls schwieriger und teurer gestaltet. Beispielsweise muß mit steigendem Anteil an Verdünnungsmittel die Größe der Trennungsanlager wie der Destillationssäulen und dergleichen, proportional gesteigert werden, was eine Erhöhung der Anschaffungs- und Betriebskosten der Anlage für das Durchführen des Verfahrens mit sich bringt.

Nach dem Verdünnen des aufzubereitenden Schmieröls mit einem flüssigen Verdünnungsmittel, das im wesentlichen aus Kohlenwasserstoffen besteht, wird das verdünnte Schmieröl vortexIhafter-

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weise mit einer Mischung aus Wasser, einem mit Wasser vermengbaren Alkohol und einer geringen Menge einer Ammonium- oder alkalischen Metallbase zusammengebracht. Obwohl dies theoretisch nicht begründet ist, wird angenommen, daß die Ammonium- oder alkalische Metallbase, welche ionisierbare Salze umschließt, die die Base insitu bilden, mehrwertige Metallionen von den verschiedenen metallischen Seifen in dem verdünnten Schmieröl ersetzt. Wenn die mehrwertigen Metallionen der Seife durch die einwertigen Ammonium- oder alkalischen Metallkationen ersetzt werden, sinkt das Molekulargewicht der Seifen. Mit dem Absenken des Molekulargewichts der Seifen geht Hand in Hand eine Herabsetzung deren Löslichkeit in dem verdünnten Schmieröl, während deren Löslichkeit in der Wasser-Alkoholphase ansteigt. Eine Erklärung für dieses Phänomen dürfte darin zu finden sein, daß die Extraktion der Metallseifen aus dem verdünnten Schmieröl durch den Kontakt der mit Wasser vermengten Alkohol-Wassermischung ermöglicht wird. Obwohl es nicht bewiesen ist, wird.angenommen, daß die sich ergebende Änderung in der Dispergenszusammensetzung der ölphase die fein verteilten festen Stoffe freigibt, die anschließend durch Zentrifugieren, wie noch näher beschrieben werden wird, entfernt werden können.

Zu den mit Wasser vermengbaren Alkoholen, die bei diesem Verfahrensschritt Anwendung finden, gehören Methanol, Äthanol, Isopropyl-Alkohol, n-Propyl-Alkohol, 2-Butyl-Alkohol und 3-Butyl-Alkohol. Die höheren Alkohole wie Amyl-Alkohol und ebenso Alkohole mit einer niedrigen Wasserlöslichkeit wie n-Butyl-Alkohol weisen einen derartig niedrige Wasserlöslichkeit auf, daß sie im allgemeinen bei dem Verfahren nicht eingesetzt werden können. Obwohl die mit Wasser vermischbaren Alkohole, die für das Verfahren geeignet sind, mehrwertige Alkohole einschließen, besitzen sie zumindest eine Löslichkeit von ungefähr 2o oder mehr Volumenprozent in Wasser.

Es hat sich herausgestellt, daß vorteilhafterweise Isopropyl-, n-Propyl- und 3-Butyl-Alkohol den größten Nutzeffekt in dem Ver-

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fahren bringen. In weiterer Ausgestaltung des Verfahrens enthalten die Alkohol-Wassermischungen etwa 4o bis ungefähr 60 Volumenprozente Alkohol. Derartige Mischungen haben sich als wirkungsvoller als Mischungen mit größerem oder kleinerem Alkoholgehalt in bezug auf den Wasseranteil in der Alkohol-Wassermischung herausgestellt.

Es ist festzuhalten, daß das zu behandelnde Material, nämlich verbrauchtes Schmieröl, keine homogene Konsistenz besitzt. Dies bedeutet, daß in der Praxis die spezifischen Betriebsbedingungen variabel sein müssen, um die jeweilige Charge an Schmieröl bearbeiten zu können. Weist beispielsweise die Schmierölmenge, die gerade behandelt wird, einen verhältnismäßig hohen Wassergehalt auf, so muß diese Tatsache bei der Bestimmung des Verhältnisses von Alkohol zu Wasser berücksichtigt werden, nachdem das Schmieröl mit einem flüssigen Verdünnungsmittel, das überwiegend aus Kohlenwasserstoffen besteht, verdünnt wurde.

Zur Bestimmung der optimalen Prozeßbedingungen für eine vorgegebene Teilmenge an verbrauchten Schmierölen, werden diese beispielsweise in einem großen Vorratstank gesammelt. Sobald dieser Tank gefüllt ist, werden repräsentative Proben entnommen und analysiert, um die optimalen Prozeßbedingungen für die Behandlung des verbrauchten Öls in diesem Tank festzulegen. In Versuchen wird das Verhalten der Proben bestimmt, indem festgestellt wird, wieviel flüssiges Verdünnungsmittel, das überwiegendaus Kohlenwasserstoffen besteht, mit dem verbrauchten Schmieröl auf der Basis eines Volumen-zu-Volumen-Verhältnisses zugemischt werden muß, um die optimale Ausgangslage für die Behandlung und das Zentrifugieren zu erhalten. Gleichfalls zur Bestimmung der optimalen Bedingungen werden Proben des verbrauchten Schmieröls aus dem Vorratsbehälter in kleinem Umfang maßstabsgetreu entsprechend dem erfindungsgemäßen Verfahren behandelt, um die Konditionen festzustellen, welche die größte Reduktion im Aschengehalt des Öls und den größten Anteil an gereinigtem Öl ergeben.

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Eine besonders geeignete Menge der mit Wasser vermengten Alkohol-Wassermischung beträgt genau ein Volumenanteil pro Volumenanteil des verdünnten, verbrauchten Schmieröls bei einer einstufigen Extraktion des Schmieröls. Das verdünnte Schmieröl kann auch einer mehrstufigen Extraktion mit einer Alkohol-Wassermischung unterzogen werden, wie noch beschrieben wird, und des weiteren kann die Menge der Alkohol-Wassermischung verändert werden, beispielsweise im Verhältnis von einem halben Volumenanteil der Alkohol-Wassermischung zu zwei Volumenanteilen des verdünnten Schmieröls bis zu höheren Volumenverhältnissen in der Größenordnung von 1:1. Üblicherweise wird das Volumen der Alkohol-Wassermischung so niedrig wie nur möglich gehalten, da dadurch die nachfolgenden Verfahrensschritte hinsichtlich der Größe der Geräte, der Kosten und dergleichen mehr verringert werden.

Verschiedene wasserlösliche Ammonium- und alkalische Metallbasen können in der Alkohol-Wassermischung verwendet werden. Es hat sich herausgestellt, daß sowohl Ammoniumkarbonat, Natriumkarbonat, Kaliumkarbonat, Lithiumkarbonat und Natriumhydroxid dafür geeignet sind. Von diesen Basen werden in bevorzugter Weise Natriumkarbonat und Natriumphosphat verwendet. Obwohl dies theoretisch nicht bewiesen ist, wird angenommen, daß die Karbonat- und Phosphatanionen insbesondere wirksam bei der Herabsetzung der Löslichkeit der mehrwertigen Metallkationen sind, die in den im verdünnten Schmieröl enthaltenen metallischen Seifen durch die ungeladenen Ammonium- und Alkali-Metallionen ersetzt werden, und ferner bei der Reduzierung der Wirksamkeit der nicht-ionischen Dispergentien, die in dem Öl verbleiben, um die micellulare Anordnung aufrecht zu erhalten, die erforderlich ist, um die festen Stoffteilchen und den Schlamm in dispergierter Form in dem verdünnten Öl zu halten. Überraschenderweise hat sich herausgestellt, daß ähnlich aufgebaute Anionen, wie beispielsweise das Bikarbonation eine geringere Wirksamkeit in dem Verfahren als das Karbonation besitzt.

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Es hat sich auch gezeigt, daß die Verwendung von überschüssigen Mengen der wasserlöslichen Ammonium- oder Alkali-Metallbase eine Herabsetzung in der Gesamtwirksamkeit des Verfahrens herbeiführt, insbesondere dadurch, daß ein gereinigtes Öl erhalten wird, dessen Aschengehalt höher ist als wenn das Öl mit einer geringeren Menge an Base wiederaufbereitet wird. Dieses Ergebnis, obwohl theoretisch nicht zu begründen, dürfte auf die Anwesenheit von nicht-ionischen Detergentien in den aufzuarbeitenden Schmierölen zurückzuführen sein. Bei Verwendung von überschüssigen Mengen im Vergleich zu der erforderlichen Menge einer einwertigen Kationbase für den Ersatz der mehrwertigen Metallkationen der Seifen im öl, wird aller Wahrscheinlichkeit nach das überschüssige Natrium durch die nicht-ionischen Detergentien aufgenommen. Dies führt zu einem Anstieg der Fähigkeit der nicht-ionischen Detergentien Schlamm und Metall im Öl zu suspendieren. Daraus resultiert, daß das nach dem Verfahren erhaltene gereinigte Öl einen höheren Aschengehalt aufweist als ein Öl, bei dem eine geringere Menge an Ammonium- oder Alkali-Metallbase verwendet wird.

Aus diesen Gründen wird vorteilhafterweise die Menge der Ammoniumoder Alkali-Metallbase derart gewählt, daß sie ausreicht, die mehrwertigen Metallionen der im Öl enthaltenen metallischen Seifen zu ersetzen, jedoch ein Überschuß an Base nach Möglichkeit nicht auftritt. Beispielsweise wurde gefunden, daß bei der Behandlung eines verdünnten, aufzuarbeitenden Schmieröls, das je zur Hälfte des Volumens aus Schmieröl und einem damit gemischten flüssigen Verdünnungsmittel, überwiegend aus Kohlenwasserstoffen, besteht, durch Mischen mit einem gleichgroßen Volumen einer Alkohol-Wassermischung, die ihrerseits im Volumenverhältnis 5o : So steht, bei der Verwendung von einem Gramm einer Alkali-Metallbase wie Natriumkarbonat für je loo Milliliter der Alkohol-Wassermischung zufriedenstellende Ergebnisse erhalten werden.

Üblicherweise erfolgt die Behandlung des verdünnten Schmieröls mit der eine Ammonium- oder Alkali-Metallbase enthaltenen Alkohol-Wassermischung unter Rühren. Beispielsweise kann das Rühren

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während des Mischens in einem großen Behälter durch einen Rührmischflügel in einem kontinuierlich arbeitenden, dosierenden Mischwerk wie eine Getriebepumpe oder ein Homogenisiergerät oder durch Anwendung eines sonstigen Mischverfahrens erfolgen.

Das Umrühren des verdünnten Schmieröls und der Alkohol-Wassermischung erfolgt im allgemeinen solange bis eine Emulsion sich bildet, die anzeigt, daß das verdünnte Öl durchgehend mit der Alkohol-Wassermischung in Kontakt steht. Die Emulsion ist üblicherweise nicht stabil und wird während des nachfolgenden Zentrifugierens aufgespaltet. Falls dies während des Zentrifugierens nicht eintritt, ist dies von Nachteil, da die Verfahrensausbeute durch das Festhalten von wiedergewinnbarem öl in der Emulsionsphase verringert wird. Es wird daher angestrebt, daß die Bildung einer stabilen Emulsion, die das Zentrifugieren nicht aufspaltet, möglichst klein gehalten wird. Dies kann dadurch erreicht werden, daß zunächst repräsentative Proben für das verbrauchte, aufzuarbeitende Öl genommen werden und anhand dieser Proben die Prozeßparameter in kleinem Umfang, jedoch maßstabsgetreu zur Bestimmung der optimalen Ausbeutebedingungen ermittelt werden. Aufgrund der obigen Ausführungen ist es ersichtlich, daß bei der Bestimmung der optimalen Prozeßbedingungen für ein bestimmtes aufzuarbeitendes Öl die Bildung einer stabilen Emulsion möglichst klein zu halten ist, um eine maximale Ausbeute an wiederverwertbarem organischen Material aus..; dem öl zu gewinnen.

Im Anschluß an die Behandlung des verdünnten Schmieröls mit der Alkohol-Wassermischung wird die entstehende Mischung einer Zentrifuge für die Trennung des Schlamms von dem Schmieröl und der Alkohol-Wassermischung von dem flüssigen Verdünnungsmittel und dem Schmieröl zugeführt. Industriell gefertige Zentrifugen sind im großen Umfang bekannt und jede der unterschiedlichen Ausführungsarten von Zentrifugen kann bei dem Verfahren eingesetzt werden. Die resultierende Mischung wird in die Zentrifuge eingefüllt, wobei sich während des Zentrifugiervorgangs der Schlamm an der Innenseite der Wände der Zentrifuge absetzt, die Alkohol-Wasser-

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mischung durch einen ersten Auslaß und die organische Mischung des flüssigen Verdünnungsmittels und des Schmieröls durch einen zweiten Auslaß entleert werden. Der sich im Inneren der Zentrifuge absetzende Schlamm muß periodisch durch Rückspülung oder durch Absprühen des Inneren der Zentrxfugentrommel mit einem Wasserstrahl entfernt werden. Die verschiedenen Verfahren für die Entfernung von Feststoffen aus Zentrifugen sind bekannt und werden daher nicht näher beschrieben.

Der Alkohol-Wasserstrahl aus der Zentrifuge enthält Ammonium- oder Alkali-Metallseifen. In Abhängigkeit von dem Seifeninhalt der Alkohol-Wassermischung kann die Mischung aus mit Wasser vermengtem Alkohol und Wasser wieder direkt in den Prozeßablauf für die Behandlung des aufzuarbeitenden, verdünnten Schmieröls zurückgeführt werden. Unter Umständen ist es auch erforderlich, den Alkohol-Wasserstrahl zuerst einer Reinigung zu unterziehen, bevor er wieder in den Prozeß zurückgeleitet wird. Jedes der üblichen Verfahren für die Reinigung des Alkohol-Wasserstrahls zum Entfernen der alkalischen Metallseifen,wie beispielsweise Ansäuern und Extraktion der organischen Säuren, Ionenaustausch oder Destillation des Alkohols, gefolgt durch das Zusetzen von Wasser zu dem Alkohol und dergleichen kann angewandt werden.

Die Mischung aus gereinigtem Schmieröl und flüssigem Verdünnungsmittel, das überwiegend aus Kohlenwasserstoffen besteht, kann als Kraftstoff mit niedrigem Aschenanteil verwendet oder durch ein herkömmliches Destillationsverfahren aufgetrennt werden. Die Naphtha-Fraktion der Destillation kann, wie schon voranstehend erwähnt, in den Prozeß zurückgeführt werden, um das aufzubereitende Schmieröl zu verdünnen. Die gereinigte · Schmierölfraktion der Destillation bildet die Grundlage für die Herstellung neuer Schmieröle.

Eine übliche und genaue Messung der Wirksamkeit des Prozesses besteht darin, die Reinheit des erhaltenen Schmieröls zu bestimmen, indem der Aschengehalt des gereinigten Öls mit dem Aschen-

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gehalt des verbrauchten Öls verglichen wird. Aufgrund von experimentellen Untersuchungen, die mit vier verbrauchten Schmierölen aus verschiedenen Quellen angestellt worden sind, wurde gefunden, daß das Verfahren eine Reduktion des Aschengehalts des Öls von 80 bis 9o % liefert. Beispielsweise wurde der Aschengehalt von ungefähr 2 % in einem wiederaufzuarbextenden Öl auf ungefähr o,2 % in dem gereinigten Öl gesenkt. Zusätzlich wird eine Reduzierung des Inhalts der Additive des Öls erhalten, wodurch die weitere Verarbeitung des gereinigten Öls unter Anwendung von herkömmlichen Raffinationsmethoden vereinfacht wird.

Der Rückstand des Verfahrens, der aus verschiedenen Materialien im ölschlamm des aufzuarbeitenden Schmieröls besteht, macht ungefähr 3 Gewichtsprozente der Ausgangsmenge des Schmieröls aus. Im Rückstand ist daher nur ein sehr geringer Gewichtsanteil des verbrauchten Schmieröls enthalten. Durch die großteils erfolgte Reduzierung des Rückstandgewichts während der Reinigung, ergeben sich bei dem Verfahren nicht die Probleme der Deponierung des Ölmülls, die in der Vergangenheit verschiedene Versuche zur Wiederaufbereitung von Schmierölen ernstlich behindert haben.

Der Rückstand des Verfahrens weist einen hohen metallischen Gehalt auf, überwiegend Blei, und stellt daher einen wertvollen Anteil an Metallen dar. Im Hinblick auf die großen Mengen von verbrauchtem Schmieröl, die beim Ölwechsel des Kurbelgehäuses von Autos anfallen, kann davon ausgegangen werden, daß d,er Verfahrensrückstand eine erhebliche Menge an Gesamtgewicht von Metallen ergibt, obwohl der Bodensatz des wiederaufzuarbeitenden Schmieröls nur einen kleinen Gewichtsprozentanteil ausmacht. Daher ist es empfehlenswert, daß der Rückstand 'weiterverarbeitet wird, wo dies ökonomisch vertretbar ist, um die Metallanteile zurückzugewinnen.

Die in den folgenden Tabellen beschriebenen Beispiele wurden im allgemeinen in der Weise ausgeführt, daß ein abgemessenes Volumen eines wiederaufzuarbeitenden Altöls mit einem bestimmten Vo-

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lumen eines flüssigen Verdünnungsmittels, das wie schon voranstehend erwähnt überwiegend aus Kohlenwasserstoffen besteht, gemischt wird. Nach dem Mischen des Ablaßöls und des Verdünnungsmittels wurde das verdünnte Öl mit einer spezifischen Alkohol-Wassermixtur vermengt, sorgfältig umgerührt und anschließend vier Stunden lang zentrifugiert.

Das Zentrifugieren erfolgte nach einer Modifikation der ASTM-Methode D1796-62. Für das Zentrifugieren wurden zunächst konisch geformte Rohre, wie sie nach der ASTM-Methode verwendet werden, mit der Endmischung aus dem verdünnten Ablaßöl und der Mischung aus Alkohol mit Wasser gefüllt. Die gefüllten, konischen Rohre wurden anschließend in einer Präzisionsölzentrifuge herumgewirbelt, um eine relative Zentrifugalkraft von 800 an der Spitze der Rohre zu erzeugen.

Nach Beendigung des Zentrifugierens ist der Inhalt der Rohre in verschiedenen Schichten aufgetrennt. Auf dem Boden jedes der Rohre liegt eine Ölschlammschicht, darüber eine mit Wasser vermengte Alkohol-Wasserschicht und darüber eine organische Schicht, die eine gereinigte organische Phase, bestehend aus dem flüssigen Verdünnungsmittel mit dem gereinigten Ablaßöl, enthält. Diese obere Schicht wird als organische Schicht bezeichnet. Bei einigen der Beispiele bildet sich eine Emulsion oder Dispersion, die durch das Zentrifugieren nicht vollständig aufgehoben wird und die innerhalb der organischen oder der Alkohol-Wasserphase oder als eine Schicht an der Grenzfläche zwischen der organischen und der Alkohol-Wasserschicht auftritt.

Der Anteil von wiedergewinnbarem organischen Material in Volumenprozenten des Ablaßöls wurde durch Messung des Volumens der gereinigten organischen Schicht und Substraktion des Volumens des flüssigen Verdünnungsmittels davon· bestimmt. Das verbleibende Volumen, das das Volumen des wiedergewonnenen organischen Materials aus dem Ablaßöl darstellt, wird durch das ursprüngliche Volumen des Ablaßöls geteilt, um den Prozentanteil von wiedergewonnenem

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organischen Material zu erhalten. In einigen Fällen, wie dies in den Tabellen angezeigt ist, liegt der Anteil an wiedergewonnenem organischen Material aus dem Ablaßöl in der Größenordnung von loo %. In diesen Fällen trat stets eine Dispersion oder Emulsion auf und fand ein Übergang von Material in die organische Schicht statt, wodurch der hohe Prozentanteil an wiedergewonnenem organischen Material entstand.

Nach dem Zentrifugieren wird eine Probe der organischen Phase mit Hilfe einer loo Milliliter fassenden Spritze entnommen, die mit einer 2o mm (8 Zoll) Nadel ausgerüstet ist. Diese Probe der organischen Phase wird analysiert, um den Gehalt an Feststoffen und den Aschengehalt dieser Feststoffe zu bestimmen. Der Aschengehalt des gereinigten Ablaßöls wird dann in Bezug zu einem Aschengehalt gesetzt, der auf dem Gewicht des wiederaufzuarbeitenden Ablaßöls basiert, indem der Aschengehalt der Feststoffe mit dem Prozentgehalt der Feststoffe im verbrauchten Öl multipliziert wird. Das Ergebnis ermöglicht dann einen direkten Vergleich der Wirksamkeit des Verfahrens in Einheiten der prozentualen Reduktion bei dem anfallenden Aschengehalt.

Für die Bestimmung des Prozentanteils der Feststoffe in dem Ablaßol oder in der gereinigten organischen Schicht wird eine Io Gramm Probe.in eine Schale aus weichem, gefaltetem Aluminium-eingefüllt, die einen Durchmesser von ungefähr 61 mm (2 3/8 Zoll), eine Tiefe von ungefähr 15,9 mm (5/8 Zoll) und einen Fingergriff

aufweist. Die Schale wurde auf eine 6oo Watt Heizplatte mit einer Temperaturskala gestellt, um eine Oberflächentemperatur von ungefähr 23o C (45o° F) zu erhalten und auf die Betriebstemperatur aufzuheizen. Die Temperatur von ungefähr 23o C wurde für eine Stunde beibehalten, anschließend wurde die Schale entfernt, auf Umgebungstemperatur abgekühlt und neuerlich gewogen. Der Prozentanteil an Feststoffen wurde dann in der Weise bestimmt, daß das Endgewicht des Rückstandes durch das Gewicht der Probe geteilt und mit loo multipliziert wurde.

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Der Aschengehalt des Ablaßöls oder der gereinigten organischen Schicht wurde nach der ASTM-Methode D482-63 bestimmt. Bei der Feststellung des Aschengehaltes wurden die analytischen Probleme, die sich durch die Anwesenheit von Phosphor- und Bleikomponenten ergeben, vernachlässigt, da nur Ergebnisse auf einer Vergleichsbasis berücksichtigt werden. Dies bedeutet mit anderen Worten, daß jeder durch die Anwesenheit von Phosphor oder Blei verursachte Fehler einen ähnlichen Einfluß bei der Aschenanalyse des verbrauchten Ablaßöls wie bei der Bestimmung des Aschenrückstands für die gereinigte organische Flüssigkeit bewirkt. Die Fehler, die daher unter Umständen auftreten, beeinflussen nicht die Gültigkeit des Vergleichs des Aschengehalts des wiederaufzuarbeitenden Ablaßöls mit demjenigen der gereinigten organischen Flüssigkeit.

Die Methode für die Bestimmung des Aschengehalts besteht darin, eine Probe des Materials in einem 3o Milliliter fassenden Porzellantiegel zunächst einzuwägen. Das Material in dem Tiegel wird anschließend angezündet und solange verbrannt, bis nurmehr Asche und Kohlenstoff zurückbleibt. Der kohlenstoffhaltige Rückstand wird anschließend.durch Erhitzen in einem Muffelofen auf 775° C zu Asche reduziert, mit nachfolgendem Kühlen und Wägen. Der nach dieser Methode bestimmte Aschengehalt zeigt in erster Linie den Metallgehalt der Probe in Einheiten der anorganischen Salze der Metalle an, bei denen es sich überwiegend um Phosphate, Oxide, Silikate, Sulfate und dergleichen handelt.

Durch die Bestimmung des Aschengehalts des gereinigten Ablaßöls in bezug auf das Gewicht des aufzuarbeitenden Ablaßöls, wird der Feststoffanteil und der Aschengehalt des verbrauchten Ablaßöls in Gewichtsprozenten der Ablaßöl-Probe festgestellt. Der Aschengehalt der gereinigten organischen Schicht wird gleichfalls in Prozenten, basierend auf dem Feststoffgehalt der Probe von der gereinigten organischen Schicht bestimmt. Üblicherweise wird das Gewicht der Feststoffe der gereinigten organischen Schicht festgestellt und diese Feststoffe anschließend verbrannt, um den Aschengehalt derselben zu ermitteln. Der Aschengehalt der ge-

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reinigten organischen Schicht, ausgedrückt in Prozenten der Feststoffe in der Probe, wird anschließend in Gewichtsprozente Asche umgewandelt, basierend auf dem verbrauchten Ablaßöl, durch Multiplizieren mit dem Prozentanteil an Feststoffen in dem wiederaufzuarbeitenden Öl.

Die Grundlage für die Umwandlung der in der gereinigten organischen Schicht vorhandenen Asche zu einem Prozentanteil an Asche in dem verbrauchten Ablaßöl beruht auf der Tatsache, daß die Asche in den Feststoffen enthalten ist und der gesamte Feststoffgehalt sowohl des Ablaßöls und der gereinigten organischen Schicht verhältnismäßig konstant ist und nur geringfügig durch das angewandte Verfahren beeinflußt wird. Beim Erhitzen auf ungefähr 23o C (45o° F) zur Bestimmung der Feststoffe wird das flüssige Kohlenwasserstoff-Verdünnungsmittel in der aus der gereinigten organischen Schicht entnommenen Probe ausgetrieben. Die verbleibenden Feststoffe sind daher diejenigen von dem wiederaufzuarbeitenden Ablaßöl. In ähnlicher Weise treibt die Feststellung der Feststoffe in dem verbrauchten Ablaßöl bei einem Erhitzen auf ungefähr 23o C (45o F) die leichten Fraktionen sowie jedes noch vorhandene Wasser aus. Die verbleibenden Feststoffe sind im grossen und ganzen Kohlenwasserstoffe, die einen Siedepunkt oberhalb von 23o C (45o F) besitzen und werden daher durch das vorliegende Verfahren nahezu zur Gänze wiedergewonnen.

Der Feststoffgehalt ändert sich im Verlaufe des Verfahrens geringfügig, da'der aus dem verbrauchten Ablaßöl entfernte Schlamm sowie die Metalle Feststoffe bilden. Jedoch ist das Gewicht der. entfernten Feststoffe im Vergleich jzu dem Gesamtgewicht der Feststoffe sehr gering, die sich im wesentlichen.aus Kohlenwasserstoffen zusammensetzen, deren Siedepunkt oberhalb von 23o C (45o F) liegt. Aus den voranstehend erläuterten Gründen ist die Annahme, daß der Feststoffgehalt des Ablaßöl's während der Behandlung im großen und ganzen unverändert bleibt, zulässig und jeder resultierende Fehler, der sich aus dieser Annäherung ergibt, liegt innerhalb einer Fehlerbreite von ungefähr 5 % der beobachteten Werte, d.
aufweist.

Werte, d. h. daß jeder beobachtete Wert eine Bandbreite - o,o5

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Tabelle 1

Ablaßöl mit 1,44 Gewichtsi Proben-Nr.
Ablaßöl (ml)
Naphtha-Verdünnungsmittel (ml)

5o Vol.% Isopropyl-Alkohol- »iasser (ml)

Na₃CO₃ (gm/loo ml Alkohol-Wasser) Wiedergewinnung an Ablaßöl in Vol.%

Asche des wiedergewonnenen Ablaßöls in Gewichtsprozenten

Dispersion - organische Schicht Dispersion - Alkoholschicht

	2426969	3
zent Asche		5o
1	2	5o
25	25
25	25
5o	5o	98
	2	O.92
lo2	98	ja
0.84	O.28
keine	keine
ja	keine

Wie Tabelle 1 zeigt, weisen die Proben 1 bis 3 jeweils einen Aschengehalt von 1,44 Gewichtsprozent auf. Bei der Probe 1 wurde der Aschengehalt auf o,84 Gewichtsprozente und bei der Probe 2 auf o,28 Gewichtsprozente, jeweils bezogen auf das Gewicht des ursprünglich vorhandenen Ablaßöls, reduziert. Die erhöhte Wirksamkeit durch das Hinzufügen einer Base zu der Alkohol-Wassermischung ist anhand der Ergebnisse der Probe 2 leicht ersichtlich, bei der alle Prozeßbedingungen die gleichen wie bei der Probe 1 waren. Probe 3 zeigt den Einfluß der Verdünnung, bei der 5o Milliliter des Ablaßöls mit 5o Millilitern eines Naphtha-Verdünnungsmittels gemischt und anschließend direkt zentrifugiert wurden, ohne mit der Alkohol-Wassermischung in Berührung zu gelangen. Wie sich zeigt, wird eine gewisse Reduktion des Aschengehalts durch die Verdünnung des Ablaßöls mit einem Kohlenwasserstoff-Verdünnungsmittel und Zentrifugieren erzielt. Jedoch ist diese Herabsetzung des Aschengehalts weitaus geringer als diejenige, die beispielsweise bei der Probe 2 erhalten wird, bei welcher das verdünnte Ablaßöl sorgfältig mit 5o Millilitern einer 5o %igen Volumensmischung aus Isopropyl-Alkohol und Wasser vermengt wurde, die eine geringe Menge einer Base enthält.

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4 (a)	4(b)	j>	β_
25	5o	33,3	16,7
25	5o	O	16,7
5o	5o	66,7	66,6
1	1	1	ο,5
98	98	98	97
o.2o	o.16	l.lo	ο.44
keine	keine	keine	keine
ja	keine	keine	keine

Tabelle 2 2426969

Ablaßöl mit 1,65 Gewichtsprozent Asche Proben-Nr.
Ablaßöl (ml)
Naphtha-Verdünnungsmittel (ml)

5o Vol.% Isopropyl-Alkohol-Wasser (ml)

Na₃CO₃ (gm/loo ml Alkohol-Wasser) Wiedergewinnung ah Ablaßöl in Vol.%

Asche des wiedergewonnenen Ablaßöls in Gewichtsprozenten

Dispersion - organische Schicht Dispersion - Alkoholschicht

Die in Tabelle 2 zusammengefaßten Beispiele 4(a), 4(b), 5 und 6 betreffen ein wiederaufzuarbeitendes Ablaßöl·, das einen Aschengehalt von 1,65 Gewichtsprozent besitzt. Beim Beispiel 4 (a) wurde der Aschengehalt auf o,2o Gewichtsprozente in einer Stufe reduziert, basierend auf dem Gewicht des ursprünglich vorhandenen Ablaßöls. In einer zweiten Stufe, wie Beispiel 4(b) zeigt, wurden 5o Milliliter der gereinigten organischen Phase aus Beispiel 4(a) mit 5o Millilitern einer Alkohol-Wassermischung vermengt, die ein Gramm einer Base enthält und anschließend diese Mischung zentrifugiert. Wie sich zeigt, lieferte die zweite Stufe des Verfahrens eine Reduktion im Aschengehalt von o,2o Gewichtsprozent zu o,16 Gewichtsprozent, jeweils bezogen auf das Gewicht des ursprünglich vorhandenen Ablaßöls·. ·

Im Beispiel 5 wurde das Kohlenwasserstoff-Verdünnungsmittel weggelassen und die Menge an Alkohol-Wassermischung erhöht und der Aschengehalt des Ablaßöls dadurch auf l,lo Gewichtsprozent reduziert. In ähnlicher Weise wurden bei Beispiel 6 sowohl die Menge des Ablaßöls und des Kohlenwasserstoff-Verdünnungsmittels verringert, während das Gewicht der Alkoho^Wassermischung erhöht und die Menge der Base abgesenkt wurden.

£09 8-5 1/0896

- 2ο -

Ablaßöl mit o,64 Gewichtsprozent Asche Proben-Nr. T_

Ablaßöl (ml) 25

Naphtha-Verdünnungsmittel (ml) 25

5o Vol.% Isopropyl-Alkohol-

Wasser (ml) 5o

Na₃CO₃ (gm/loo ml Alkohol-Wasser) 1

Wiedergewinnung an Ablaßöl in Vol.% 9o

Asche des wiedergewonnenen Ablaßöls O.12 in Gewichtsprozenten

Dispersion - organische Schicht keine

Dispersion - Alkoholschicht keine

In Tabelle 3 sind die mit dem Beispiel 7, das ein wiederaufzuarbeitendes Ablaßöl mit einem Aschengehalt von o,64 Gewichtsprozent betrifft, zusammengestellt. Wie ersichtlich wird der Aschengehalt auf o,12 Gewichtsprozent des behandelten Öls abgesenkt/Und die Trennung zwischen der organischen und der Alkoholschicht erfolgt ohne Ausbildung einer Dispersionsschicht in einer der beiden Schichten.

Tabelle 4

Ablaßöl mit 1,73 Gewichtsprozent Asche (Verdünnungseffekt) Proben-Nr.
Ablaßöl (ml)

Naphtha-Verdünnungsmittel (ml) Wiedergewinnung an Ablaßöl in Vol.%

Asche des wiedergewonnenen Ablaßöls in Gewichtsprozenten

Dispersion - organische Schicht ja ja ja ja ja

Tabelle 4 zeigt den Einfluß der Verdünnung, d.h. die Veränderungen im Anteil des Kohlenwasserstoff-Verdünnungsmittels in bezug zu der Menge des Ablaßöls, ohne nachfolgender Behandlung mit einer Alkohol-Wassermischung. Wie aus Beispiel 8 ersichtlich, wird eine gewisse Reduzierung im Aschengehalt durch das Zentrifugieren des Ab-

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8	.8	9	.7	Io	•	11	.3	2o	.5
loo	60	66	.3	5o		33	.7	80	9o
0	33	.1	5o	.5	66	.4	99
99	99	3o	99	22	99	11	0.
1.	1.	1.	1.

laßöls erzielt. Wenn der Anteil an Kohlenwasserstoff-Verdünnungsmittel erhöht wird, wie dies bei den Beispielen 9 bis 12 geschehen ist, während der Anteil an Ablaßöl abgesenkt wird, ergibt sich eine kontinuierliche Absenkung des Aschengehalts im wiedergewonnenen Ablaßöl. Bei allen Beispielen blieb ein wesentlicher Betrag an Asche in dem behandelten öl über, wodurch angezeigt wird, daß die Verdünnung, obwohl sie wichtig ist, nicht ausreicht, um das Ablaßöl im erwünschten Umfang zu reinigen, ohne daß hierfür der nachgeschaltete Verfahrensschritt des Inkontaktbringens des verdünnten Ablaßöls mit der eine Base enthaltenden Alkohol-Wassermischung erforderlich wäre.

	Proben-Nr.	Tabelle	5	14	Γ5	Ü	12	i8_
Ablaßöl mit	Ablaßöl (ml)		25	25	25	25	25
Änderung der	Naphtha-Verdünnungs mittel (ml)		25	25	25	25	25
Vol.% Isopropanol in Wasser	1,73 Gewichtsprozent Asche	3o	4o	5o	6o	7o
Isopropanol-viasser (ml)	Alkoholkonzentration	5o	5o	5o	5o	5o
Na₂CO₃ (gm/loo ml AlKOhol-Wasser)	Il	2	2	2	2	2
Wiedergewinnung an Ablaßöl in Vol.%	25	loo	98	92	86	86
25
2o
5o
2
loo

Asche des wiedergewonnenen Ablaßöls in Gewichtsprozenten

Dispersion organische Schicht

Dispersion Alkoholschicht

ο.89 ο.69 ο.31 ο.29 ο.53 ο.51

geringe geringe

ja Bildg. keine keine keine Bildg.

keine keine keine keine keine ja

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Die Beispiele 13 bis 18 in Tabelle 5 zeigen den Einfluß der Veränderungen in der Alkoholkonzentration der Alkohol-Wassermischung, Für das vorliegende, zu behandelnde Ablaßöl, das 1,73 Gewichtsprozent Asche enthält, wurde gefunden, daß eine Isopropyl-Alkoholkonzentration von ungefähr 4o bis etwa 5o Volumsprozent in der Alkohol-Wassermischung die größte Wirkung hervorbrachte. Bei der Anwendung dieser Konzentrationen wurde eine erhebliche Reduzierung im Aschengehalt des behandelten Öls und eine sehr saubere Trennung zwischen der organischen und der Alkoholschicht erhalten. Überraschenderweise hat es sich gezeigt, daß sowohl bei höheren als auch bei niedrigeren Konzentrationen des Isopropanol das Verfahren weniger effektiv arbeitet, was sich dadurch bemerkbar macht, daß ein höherer Aschengehalt in dem wiedergewonnenen öl auftritt und sich eine geringfügige Dispersion in der organischen oder alkoholischen Schicht ausbildet.

Tabelle 6 zeigt die Ergebnisse, die bei den Beispielen 19 bis 25 erhalten wurden, bei denen sowohl der Alkohol als solcher als auch die Alkoholkonzentration in der Alkohol-Wassermischung variiert wurden. Wie ersichtlich, sind alle der eingesetzten, unterschiedlichen Alkohole wirksam und insbesondere hat sich herausgestellt, daß Iso-Propanol, n-Propanol und 3-Butanol effektiv sind.

In Tabelle 7 sind die Ergebnisse zusammengefaßt, die mit den Beispielen 26 bis 36 erhalten wurden, in denen unterschiedliche Basen in der Alkohol-Wassermischung enthalten waren. Wie ersichtlich sind alle verwendeten Basen dafür geeignet und insbesondere sind die alkalischen Metallkarbonate und Phosphate effektiv.

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Tabelle 6

Ablaßöl mit 1,73 Gewichtsprozent Asche Verschiedene Alkohole und Änderungen in den Alkoholkonzentrationen

Proben-Nr.
Ablaßöl (ml)

Naphtha-Verdünnungsmittel (ml)

Alkohol

j^. Vol.% Alkohol in
ο Wasser

^ Alkohol-Wasser*-
u-, mischung (ml)

~* Na₅CO₃ (gm/loo ml
Q AlKohol-Wasser)

Wiedergewinnung an J£ Ablaßöl in Vol.%

Asche des wiedergewonnenen Ablaßöls in Gewichtsprozenten

Dispersion organische Schicht

Dispersion Alkoholschicht

Ii

25

22. 25

24 25

£5 25

25 25 25 25 · 25 25 25 Methanol Äthanol Äthanol Äthanol n-Propanol 2-Butanol 3-Butanol

5o

14o

1.2

o.65

geringe Bildung

keine ja

5o

128

0.66

60

5o

132

1.7

o.24

keine

2o

5o

I06

o.71

5o

I06

o.28

keine

CD CD CD

Tabelle 7

Ablaßöl mit 1/73 Gewichtsprozent Asche verschiedene Basen

Proben-Nr.
Ablaßöl (ml)

Naphtha-Verdünnungsmittel (ml)

*** Vol.% Isopropanol
^σ in Wasser

co Isopropanol-Wasser-
^cn mischung (ml)

σ Base j NaHCO, Na-SO. (NH.) CO, O₀ (loo ml Aiko- 3 2 4 4 ₃ 3

co hol-Wasser)

Wiedergewinnung an

9o 96

26.	21	28
25	25	25
25	25	25
5o	5o	5o
5o	5o	5o

Ablaßöl in Vol.%

Asche des wiedergewonnenen Ablaßöls
in Gewichtsprozent o.81

0.8I

Dispersion -

organische Schicht keine Hieine

Dispersion -

Alkoholschicht ja ja

9o

O.66

keine ja

3_o 25 25 6o 5o

31. 25

25

3_2 25

25

la

25

5o	5o	5o	5o	5o
5o	5o	5o	5o	5o

3_6 25

25 5o 5o >·

CO₃ (NH₄) CO₃ Na₃PO₄ Na₃HPO₄ Na₃CO₃ K₃CO₃ Li₃CO₃ NaOH

94

o.67 keine ja

7o

9o

92

80

86

64

o.38 Ο.47 o.3o Ο.33 o.89 o.85

Trü- Trü- geringe geringe

bung bung keine keine Bildg. Bildg.

geringe

ja ja keine Bildg. ja ja

an

Grenzschicht

Tabelle 8

Ablaßöl mit 1,73 Gewichtsprozent Asche verschiedene Verdünnungsmittel

Proben-Nr,
Ablaßöl (ml)

Kohlenwasserstoff-Verdünnungsmittel

UL

. 25 Kerosin

5o
Xylen

25 Xylen

4o
25

5o

Verdünnungsmittel	25.	5o	25	25
¹^ 5o Vol.% Ispropyl- °° Alkohol-Wassermischung ^ (ml)	5o	O	5o	5o
^ Na₂CO₃(gm/loo ml O^ Alkohol Wasser)	1	O	1	1
¹⁰ Wiedergewinnung an ^m Ablaßöl in Vol.%	82	. ⁹⁶	98	loo
Asche des wiederge wonnenen Ablaßöls in Gewichtsprozent	o.24	o.94	o.26	o.26
Dispersion - organische Schicht	keine	ja	keine	keine
Dispersion - Alkoholschicht	keine		keine	keine

dehydratisierendes dehydratisierendes Hochleistungs- Hochleistungs-Verdünnung smi tte1 Verdünnung smi tte1

5o

o.92

CT) CD Ol CD

In Tabelle 8 sind die Ergebnisse zusammengestellt, die mit den Beispielen 37 bis 41 erhalten werden/ in welchen das Kohlenwasserstoff-Lösungsmittel verändert wird.

Bei Beispiel 37 wurden 25 Milliliter Kerosin als Lösungsmittel verwendet, und das Ablaßöl wies nach der Behandlung einen Aschengehalt von ο,24 Gewichtsprozenten, bezogen auf das verbrauchte öl, auf. Im Beispiel 38 wurde Xylen als Lösungsmittel genommen, jedoch das verdünnte Ablaßöl nicht in Berührung mit einer Wasser-Alkoholmischung, wie das verfahrensgemäß erforderlich ist, gebracht. Wie dargestellt, war Xylen, obgleich es ein gutes Verdünnungsmittel ist, nicht besonders wirksam bei der Herstellung der gewünschten Reduzierung des Aschengehalts des Öls bei Nichtdurchführung des Verfahrensschrittes, bei dem eine Wasser-Alkoholmischung mit dem verdünnten öl in Berührung gebracht wird.

Auch beim Beispiel 39 wurde Xylen als das Verdünnungsmittel verwendet und das verdünnte öl anschließend mit einer Alkohol-Wassermischung behandelt. Dabei ergab sich eine Herabsetzung des Aschengehaltes auf o,26 Gewichtsprozent.

Die Beispiele 4o und 41 zeigen die Anwendung eines dehydratisierenden Hochleistungs-Verdünnungsmittels des Ablaßöls als Kohlenwasserstoff-Verdünnungsmittel. Im Beispiel 4o, bei dem das verdünnte öl mit einer Alkohol-Wassermischung, die eine Base enthält, in. Kontakt gebracht wurde, ergab sich eine Reduzierung des Aschengehalts auf ο,26 %, bezogen auf das verbrauchte öl* Bei dem Beispiel 41 wurde die Mischung aus dem Verdünnungsmittel und dem Ablaßöl zentrifugiert, jedoch nicht das verdünnte Öl in Kontakt mit einer Alkohol-Wassermischung gebracht. Wie zu erwarten ist, zeigt Beispiel 41, daß eine einfache Verdünnung mit dem Kohlenwasserstoff-Verdünnungsmittel nicht im entsprechenden Umfang den Aschengehalt auf die gewünschten Werte reduziert.

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Tabelle 9

Charakteristische Eigenschaften von Kohlenwasserstoff-Lösungsmitteln

Eigenschaften

Schwere,in API

Dampfdruck
nach Reid

Schwefelgehalt in
Gewichtsprozent

Flammpunkt bei Tag
im geschlossenen
Gefäß in ⁰F

Erster Siedepunkt
bei der Destilla- .
tion in F

Endsiedepunkt
bei der Destillation in F

Kerosin

41.5

o.öl

152

38o

499

Naphtha dehydratisierendes Xylen Hochleistungs-Verdünnungsmittel

<o.ol

45. ο

1.5

o.l

6o

18o

48o

31.3

.öl

83

283

293

Tabelle 9 gibt die Charakteristiken der Kohlenwasserstoff-Verdünnungsmittel wieder, die bei den voranstehend beschriebenen verschiedenen Beispielen verwendet wurden. Wie die Tabelle 9 und die Beispiele zeigen, kann eine Vielfalt von Verdünnungsmitteln bei dem Verfahren benutzt werden, wobei diese Verdünnungsmittel von den aliphatischen bis zu den aromatischen Kohlenwasserstoffen reichen und auch ein dehydratisierendes, übergeleitetes Produkt des wiederaufzuarbeitenden Ablaßöls umfassen. *

Um die Natur der in den verbrauchten Schmierölen gefundenen Metalle festzustellen und die Wirksamkeit des Verfahrens bei der Reduzierung des Gehalts dieser Metalle zu bestimmen, wurde die Metallanalyse, wie sie in der Tabelle Io zusammengestellt ist, mit einem Ablaßöl in seinem ursprünglichen Zustand und mit dem gereinigten Ablaßöl nach der Behandlung entsprechend des erfindungsgemäßen Verfahrens vorgenommen. Das verbrauchte Ablaßöl, das bei einer Anzahl von den voranstehend beschriebenen Beispielen benutzt wurde, enthielt 1,73 Gewichtsprozent an Asche, während das dabei erhaltene gereinigte Ölunterden für das Beispiel 33 gültigen Prozeßkonditio-

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nen weiterverarbeitet wurde. Der Metallgehalt für das gereinigte Öl ist in bezug auf das Gewicht des verbrauchten Öls in der glei chen Weise wie voranstehend beschrieben korrigiert worden.

Tabelle Io Metallgehalt des Ablaßöls in ppm

Element Ursprüngliches Behandeltes Öl

Ablaßöl mit 1,73 nach Beispiel

Gewichtsprozent

Asche

I8o 21o 26o Ho I2o

5o I3o

Io 25o

5o

Total 1O.57O 1.379

Wie die voranstehende Tabelle zeigt, ist das Verfahren bei der Herabsetzung des Gehalts der verschiedenen Metalle, die in dem Ablaß— öl vorhanden sind, wirksam. Wie zu erwarten war, zeigte sich ein Anstieg im Natriumgehalt des Öls, der aufgrund der Prozeßbedingungen beim Beispiel 13 zu erwarten war, bei dem die in der Alkohol-Wassermischung vorhandene Base Natrium aufweist. Die offensichtlichen Reduzierungen des Metallgehalts des Öls, wie aus der Tabelle Io ersichtlich, die parallel zu der Herabsetzung des Aschengehalts des behandelten Öls, bezogen auf das Gewicht des ursprünglichen Öls, verläuft, demonstriert den Wert des Verfahrens sowohl bei der Wiedergewinnung von wertvollen Metallen als auch bei der Wiederherstellung wertvoller hochviskoser Öle.

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Blei	5.000
Zink	1.5oo
Phosphor	86o
Kalzium	1.5oo
Eisen	39o
Magnesium	42o
Barium	44o
Kalium	23o
Natrium	2o
Sonstige Metalle (Cr, Sb, Cd, Sn, B, Mn, Cu, Ni, Al, Bi, Mo, Li, Ag, Ti)	21o

Die Anwesenheit von Metallen in einem verbrauchten Schmieröl gestaltet die Behandlung des Öls durch herkömmliche Raffinationsmethoden sehr schwierig. Durch die großteils erfolgte Reduzierung des Metallgehalts in einem verbrauchten Schmieröl kann dann das erhaltene Öl mit Leichtigkeit unter Anwendung der üblichen Raffinationsprozesse wie Destillieren, Hydroraffination und dergleichen weiterbehandelt werden.

Wie die voranstehenden Ausführungen und die Beispiele zeigen, gibt das Verfahren eine Lösung für das Langzeitproblem der Wieder zurückgewinnung verbrauchter Schmieröle an. Daher wird die Anwendung des Verfahrens einen wesentlichen Beitrag zu der Verbesserung der Umgebungsbedingungen durch eine Reduktion der Luft- oder Wasserverschmutzung durch das Verbrennen oder die Lagerung von verbrauchten Schmierölen leisten. Als weiterer Vorteil kommt hinzu, daß das Verfahren einen erheblichen Anteil zu der Erhaltung der natürlichen Resources beiträgt, da es die Wiederverwendung von relativ seltenem Hochviskoseöl ermöglicht, das für die selbsttätige Schmierung benötigt werden.

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Claims

Patentansprüche

daß das Öl mit einem flüssigen, überwiegenden Kohlenwasserstoff-Verdünnungsmittel, das einerseits das öl löst und andererseits in diesem löslich ist, gemischt wird; daß das verdünnte Öl mit einem wassennischbaren Alkohol und einer, einen geringen Anteil einer Ammoniumoder einer alkalischen Metallbäse enthaltenen Wassermischung vermengt wird; und daß die Endmischung zum Entfernen des ÖlSchlamms und der Metallbestandteile aus dem öl und zum Trennen der verdünnten Ölphase von der Alkohol-Wasserphase zentrifugiert wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1,

dadurch gekennzeichnet, daß das Kohlenwasserstoff-Verdünnungsmittel einen Siedebereich zwischen 37° C (100° F) und etwa 260° C (500° F) besitzt.
3. Verfahren nach Anspruch 1,

dadurch gekennzeichnet, daß das Verhältnis des überwiegend flüssigen Kohlenwasserstoff-Verdünnungsmittels in bezug auf das Öl 2 : 1 bis 1 : 2 beträgt.
4. Verfahren nach Anspruch 1,

dadurch gekennzeichnet,

daß die Menge der Ammonium- oder der alkalischen Metallbase ausreicht, um die mehrwertigen Metallionen der im Öl enthaltenen Metallseifen zu ersetzen.

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5« Verfahren nach Anspruch 3,

dadurch gekennzeichnet,

daß der mit Wasser vermengbare Alkohol aus der Gruppe der Methanol, Äthanol, Isopropyl-, n-Propyl-, 2-Butyl- oder 3-Butyl-Alkohole gewählt wird.
6. Verfahren nach Anspruch 3,

dadurch gekennzeichnet,

daß der mit Wasser vermengbare Alkohol ein Isopropyl-,

ein 3-Butyl- oder ein n-Propylalkohol ist.
7. Verfahren nach Anspruch 6,

dadurch gekennzeichnet,

daß die mit Wasser vermengte Alkohol-Wassermischung hO

bis 60 Volumenprozente Alkohol enthält.
8. Verfahren nach Anspruch 3, 5, 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet,

daß das halbe bis ungefähr das gleichgroße Volumen der mit Wasser vermengten Alkohol-Wassermischung pro Volumenanteil des verdünnten Öls vorgesehen ist.
9. Verfahren nach Anspruch 1, 6 oder 8,
dadurch gekennzeichnet,
daß als Base Natriumkarbonat, Kaliumkarbonat oder
Natriumphosphat vorgesehen ist.
10. Verfahren nach Anspruch 1,

dadurch gekennzeichnet,

daß die durch das Zentrifugieren anfallende verdünnte Ölphase bis zum Ausfall eines leichten Naphthagemisches destilliert wird, das als überwiegend flüssiges
Kohlenwasserstoff-Verdünnungsmittel dem Prozeß wieder zugeführt wird.

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11. Verfahren zur Aufbereitung eines Öls, dadurch gekennzeichnet, daß das Öl mit einem flüssigen, überwiegenden Kohlenwasserstoff-Verdünnungsmittel, das einerseits das öl löst und andererseits in diesem löslich ist, in einem Volumenverhältnis von 2:1 bis 1:2 des Verdünnungsmittels zu dem öl vermischt wird, wobei das Verdünnungsmittel einen Siedebereich von 37° C (100° F) bis ungefähr 260° C (500° F) aufweist; daß das verdünnte Öl mit einer Mischung aus Isopropyl-, n-Propyl- oder 3-Butylalkohol und Wasser mit einem kleinen Anteil an einer Ammonium- oder alkalischen Metallbase vermengt wird, und von dieser Mischung für jeden Volumenteil des verdünnten Öls ein halber bis etwa gleichgroßer Volumenanteil genommen wird; und daß die Endmischung zum Entfernen des Ölschlamms und der Metallbestandteile aus dem Öl und zum Trennen der verdünnten Ölphase von der Alkohol-Wasserphase zentrifugiert wird.
12. Verfahren nach Anspruch 11,

dadurch gekennzeichnet,

daß Natriumkarbonat, Kaliumkarbonat oder Natriumphosphat

als alkalische Metallbase Verwendung finden.
13. Verfahren nach Anspruch 12,

dadurch gekennzeichnet,

daß die Menge an Base ausreicht, um die mehrwertigen Metallionen der in dem aufzuarbeitenden Öl enthaltenen unterschiedlichen Metallseifen zu ersetzen.

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14. Verfahren nach Anspruch 11,

dadurch gekennzeichnet, daß die Alkohol-Wassermischung ungefähr 40 bis 60 Volumenprozente Alhohol enthält.
15. Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 14,

dadurch gekennzeichnet, daß der Alkohol aus einer Mischung von mit Wasser vermengbaren Alkoholen besteht.

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