专利名称：将废的车用机油转化为柴油的方法
技术领域：
本发明涉及的是将废车用机油转化为可使用的燃料源的技术。
目前，废车用机油市场已对很多再循环和回收工人造成障碍。该废车用机油主要使其适用于有限制的加工步骤，这种加工步骤是将废的车用机油转化为低质量燃料如船用锅炉燃料油(＃6燃料油)。另外，有限量的废车用机油被回收并转化成再循环的车用机油产品。
废车用机油保存着很高的潜能量。然而，对废车用机油的收集、储存、运输和一般性处理而带来的危险和花费已限制了将废车用机油收集起来进行处理或再循环的工作。虽然现有技术提供了将废车用机油加工为其他石油产品的有限方法，然而对于将废车用机油转化为高质量能源的技术方面还需要改进。
因此本发明目的是提供一种将废车用机油转化为柴油产品的方法。
本发明的另一目的是提供在低温、环境压力下将废车用机油裂化为柴油产品的装置和方法。
本发明再一目的是提供将废车用机油转化为柴油产品的动态方法。
本发明还有其他的目的是提供一种方法，该方法包括提供裂化装置，该裂化装置包括裂化器，该裂化器与用于加热废油的加热装置连接，蒸馏塔与裂化器连接，冷凝器与蒸馏塔连接;给裂化器提供废车用机油;加热废车用机油至裂化温度;将废车用机油裂化为较轻分子量化合物的混合物;将这些较轻他子量化合物分离成少量的挥发性轻质馏分的第一混合物和第二柴油混合物;收集第二柴油混合物。
图1是废车用机油转化为柴油的方法的流程图。
图2是废车用机油的蒸馏曲线图。
根据本发明，已发现来源于内燃机的废油在低温、不太严格条件下可被裂化得到2号柴油。该方法在比通常可能保持的温度低得多的温度下进行，而且允许将废油连续加工成2号柴油，而且裂化装置中不发生结焦和阻塞现象。
正如参照图1所示，从燃气内燃机和内燃柴油机收集的废油被进料于也作为重沸器的裂化装置。尽管可以使用各种设计方案，本发明使用的裂化装置/重沸器是一种将柴油和空气燃烧作为位于裂化器中的锅炉炉管加热手段的直接燃烧装置。来源于锅炉炉管的热量通过与锅炉炉管进行热交换用于对流加热废油。
与裂化/重沸装置连接的是带盖的蒸馏塔，其可以是填料塔或板式塔，两者均是精制石油技术中已知的，蒸馏塔能从塔的顶端收集蒸发的较轻分子量的化合物。来自塔顶的被蒸发的馏分可被收集在相邻的冷凝器中。一部分冷凝的蒸汽被重新返回蒸馏塔中和提供蒸馏系统的回流。该回流使得比柴油重的物质返回裂化器中裂化成较轻物质。回流的量可根据使用的设备的类型、起始塔分离的质量和进料中的起始物的变化而变化。
起始的烃原料，即废车用机油的特征在于其是烷属烃、环烷、芳香族化合物和烯烃的混合物。如图2所示，将一般的废油的ASTMD-86蒸馏曲线与在低压和裂化不能发生的足够低温度下，相同进料批号的ASTM D-1160蒸馏曲线进行比较。D-1160曲线已被校正为在常压和在指定的温度下的情况，如描述在ASTM D-1160-87中。
两条曲线的比较表明当蒸馏度高于百分之三十时在60至650°F之间的裂化变得剧烈。蒸馏物质的冷凝温度不超过＃2柴油的最高沸点温度。因此，就沸点而论，裂化的物质符合对于＃2柴油的技术要求。
另外，D-86曲线与D-1160曲线比较表明，在大约520°F时开始具有低水平的裂化活性。来源于美国各地的各种废油进料的D-86蒸馏(run)表明图2中的数值代表一般性的废油。
来源于裂化方法的冷凝主产物特征在于，其是轻馏分烷属烃、环烷烃、烯烃和芳香族化合物的混合物。为确保足够高的闪点，需要从收集的主产品中除去一些轻馏分。这些轻馏分在收集入冷凝器之前可用电带加热器蒸发，或者另外，主产物可被重新加热并通过闪蒸罐或蒸发分离器，在那里分离和收集更易挥发的轻馏分。这些分离出来的轻馏分然后被冷凝并用于裂化装置的燃料热源。
在稳定态的操作条件下，除去以上描述的轻馏分得到一种柴油产品，其符合对2号柴油的联邦技术标准。如在表1表明的，该柴油产品具有足够高的闪点、十六烷值及符合＃2柴油的联邦标准的蒸馏曲线。
表＃1中的样品A是在1992年9月23日经几个小时长的时间操作而收集到的柴油产品的混合物。进料的废油由查尔斯顿，南卡罗来纳州附近地区的服务站收集来的。
样品B是从1992年9月26日的运行操作中收集的，其是来自于与样品A中描述的相同进料。
样品C是来源于1992年9月27日进行的操作中的产品样品，其是来自于与样品A中描述的进料。
样品D是如在样品C中描述所进行的试验操作，并辅以1992年9月27日进行的附加分离操作的复合样品。
样品E是在1992年11月7日进行的操作过程中抽取的五种不同样品的混合物。样品E的进料是样品A中使用的进料与来源于在查尔期顿，南卡罗来纳州附近地区工作的大量柴油卡车的进料合并而来的混合物。
表＃1中提供的数据在表明该柴油产品符合＃2柴油的联邦标准的同时，还证明了按常规操作附加步骤对于维持高质量柴油的连续生产是有利的。起始收集的柴油产品是淡茶色的，其符合严格管线色彩标准。然而由于在燃料中存在反应性烯烃，经过一段时间柴油产品常常变黑。为了抑制这种变色，可向产品中加入稳定烯烃已知燃料稳定剂。
另一方面，该柴油产品可被加氢处理。加氢处理使烯烃的双键饱和，因此抑制了产品的变色。另外，加氢处理具有从柴油产品中除去硫化物的附加优点。
尽管加氢处理不是满足2号柴油技术标准所必需的，加氢处理将使得在本方法中使用更宽范围的进料。高度均一的进料源如来源于运输车队油回收系统的进料源用该处理是理想。然而，存在大量废油，其内含物及来源均是变化的。专门的润滑油店和服务站提供的物料源就粘度、汽/柴油比率、抗氧化剂含量、洗涤添加剂和存在的合成油方面而言的油的类型变化很大。另外集体收集点收集的废油常含有其他石油物质如润滑脂、齿轮油和其它类型的润滑油。
这些轻重的、更为多种的物料中的一些会包含加入的抑制金属与金属接触的硫化物。通过在精制方法中加入加氢处理步骤，经除去硫化合物及降低反应性烯烃的含量可足以处理加工范围较宽的多种物料。
相信以上低温裂化方法因废油中金属颗粒的存在而变得容易。因发动机磨损而来的金属颗粒和刮屑悬浮于废油中。这些颗粒一般处于微米和亚微半范围，并且这些颗粒小到能够通过标准过滤器。据信这些金属刮屑能从几个方面提高裂化方法的效率。大量金属颗粒大大增加了裂化器中金属与烃接触的表面积。另外，认为金属颗粒在该裂化方法中起催化剂作用。
虽然很难分析裂化反应，但相信主要的裂化是发生在烃分子的内部。相对于柴油只产生少量百分数的轻馏分。因此，可以推论出在使用的温和条件下沿着原始烃链的未端的裂化是最少的。
结焦，石油裂化中的普通问题，在本发明方法所使用的裂化设备中并不发生。尽管结焦现象不是很好理解，但相信裂化废油所使用的低温是足够温和的以致于可以避免结焦。
可能发生的任何结焦选择性沉积在悬浮的金属颗粒上，这样情况也是可能的。如果这样，那么金属/结焦颗粒作为续浆液取出法的一部分而被除去。这种浆液可直接作为船用燃料油源。另外，浆液的沉积物即金属泥和高分子量重质烃可进一步被返回到进料中的液体部分冷凝重新进入到裂化工艺中。该方法允许操作者在这两种途径中选择。
由此可见本发明方法提供了一种将废车用机油转化为柴油产品的方法。对以上方法的许多变化和改变对于阅读了以上说明书的本领域技术人员是显而易见的，因此这种变化是在以下所附权利要求的保护范围之内。
表1 对收集的柴油产品的分析
权利要求
1.一种将废车用机油转化为柴油的方法，包括以下步骤提供一种裂化装置，所述装置包括裂化器，该裂化器与用于加热所述废油加热装置相连接；与所述裂化器相连的蒸馏塔；与所述蒸馏塔相连的冷凝器；给所述裂化器提供废车用机油来源，该车用机油带有悬浮的金属颗粒，该金属颗粒来源于内燃机磨损；加热所述废车用机油至裂化温度；将所述废车用机油裂化为较轻分子量化合物的混合物；将该较轻的分子量化合物分离成挥发性轻馏分的第一混合物和柴油第二混合物；收集所述的柴油第二混合物。
2.根据权利要求1的方法，其中所述第二混合物被加氢处理。
3.根据权利要求1的方法，包括从所述裂化器中连续除去浆料物质的附加步骤。
4.根据权利要求1的方法，其中所述温度超过520°F。
5.根据权利要求1的方法，其中所述温度在600°F和650°F之间。
全文摘要
一种将废车用机油裂化为(柴)油的方法，该裂化温度在600—650之间，由于悬浮的金属颗粒的存在而促进了该裂化进程，悬浮的金属颗粒来源于发动机磨损。
文档编号C10M175/00GK1089640SQ93121438
公开日1994年7月20日 申请日期1993年11月17日 优先权日1992年11月17日
发明者R·W·万斯布劳, 小·C·E·穆尔 申请人:绿洲环境有限公司