利用精馏和萃取再精制废油的方法

专利名称：利用精馏和萃取再精制废油的方法
技术领域：
本发明涉及再精制废油将其用于润滑油及类似物的领域，具体涉及再精制废油以生产再精制基础油的方法，该方法包括精馏步骤、以及随后用液体萃取剂除去不需要的杂质的萃取步骤。
现有技术说明US 4,021,333、US 4,071,438及US 4,302,325给出了本领域现有技术的例子。相对于其它基础油再精制方法而言，这种液液萃取精制的再精制方法的固有优点是不消耗氢或粘土，不产生大量的或有害的废副产物。但现今这种方法还具有很大的经济缺点。由于这些缺点，致使本领域的现有技术的所有专利均已到期或快要到期，却没有工业化。
相对于在美国主要采用的再精制基础油的精制方法加氢精制，这种液液萃取方法不需要氢，减少了对环境有害的副产物的生产，不再需要高温、高压操作，因此这种方法本身是比较安全的(假设使用的是相对无毒的萃取剂)，并且不再需要定期更换和处理催化剂。
但如果不按照本发明的方法进行实施，这种方法将需要较大的、不经济的溶剂体积，得到的再精制基础油收率较低，或者生产的再精制基础油质量相对较低，这种低质量的再精制基础油可以更简单地通过粘土精制法生产。其中需要高质量的基础油，这些缺点使得这些方法明显不如加氢精制法成本有效，相应地不能获得工业实施，尽管它们本身具有优点。另外，如果不按照本发明的方法进行实施，这些现有技术方法会造成不能接受的过程设备结垢。
发明目的本发明的几个目的及优点为1)通过精馏和萃取，使高质量的再精制基础油达到相对高的收率；2)减少生产确定质量的再精制基础油时所需要的循环萃取剂体积；3)作为对减少所需循环萃取剂体积的有利的副作用，在确定的萃取剂回收系统复杂程度下，减少萃取剂的损失。本发明进一步的目的是进行高效的精馏和萃取，而且不会引起过程设备不能接受的结垢。
最广义地说，本发明的目的是提供一种经济上更吸引人的替代加氢精制法的精制油方法，所生产的基础油质量与少数加氢精制法的操作及环境负担相当。
发明概述本发明人发现，用于废油的液液萃取精制方法对精制之前分馏馏出液所使用的精馏装置的结构非常敏感。在精制之前，使用装有高效填料和多层理论板的精馏塔分离废油馏分，可以在比加氢处理或其它已知的精制方法可能达到的成本更为有效的基础上，利用液液萃取对高质量的再精制油进行精制。但是，如果按照通常的再精制方法实施，在精制之前，采用松动的格栅填料或刮膜式(wiped film)蒸发器进行精馏，则液液萃取精制不如加氢精制在经济上吸引人。没有认识到这一点的重要性，使本领域内现有技术方法不能成功地工业化，尽管针对液液萃取设备本身的设计和构造已经充分发展的知识体系，在溶剂精制装置中，在对直馏润滑油进行处理的应用过程中是相当完美的。
为了概述本方法的优选实施方案，首先使用本领域熟练技术人员所熟知的方法，对油进行预处理，除去所夹带的水以及部分不适合与润滑油组合的挥发性低沸点组分。优选地，该预处理过程还结合了热处理或其它本领域已知的分离步骤，这样可以明显或顺便减小废油结垢的可能性，如US 4247389、US 4420389、US5286380、US5306419或US5556548中所阐述的，本申请作为参考引入了这些专利所公开的内容。
然后在具有多层理论板、平衡级或阶梯的填料塔中对油进行真空精馏。所采用的精馏装置应该具有一层以上的理论板，优选具有1层以上或2层以上的理论板。
在上述填料塔中的真空精馏使常压下等效沸点范围近似为650-1000°F的沸点范围的基础油物质与其余的在预处理过程中没有除去的低沸点组分、以及不适合与润滑油组合、并可能会破坏溶剂萃取精制过程的重沥青组分和金属分离。任选地，真空精馏步骤可以同时将润滑油馏分分离成不同粘度的馏分，这些馏分分别进行溶剂精制；尽管如此，还希望利用多层理论板的有效分馏甚至能够分离最重的精馏馏分和沥青渣油。
精馏之后，润滑油馏分被引入逆流液液萃取器如转盘接触器中，在萃取器中这些馏分在低于溶剂和油的完全混溶的温度下与萃取剂如N-甲基-2-吡咯烷酮(NMP)接触。萃取剂通常为极性溶剂或其混合物。该萃取剂优选在某些温度及压力范围内，与不希望的杂质混溶，从而从油中优先萃取出这些不希望的杂质，如芳香烃和不饱和烃，以及含硫、氮和氧的化合物。在操作温度和压力下，萃取剂应该与所要纯化的基础油的主要产物相对不混溶。
在液液萃取器中，按照本领域的熟练技术人员所熟知的方式形成萃取相和萃余相，在精制基础油(包括极性和芳香族化合物)中不希望的极性馏分和芳香族组分，浓缩在萃取相中，相对纯化了的油留在萃余相中。按照本发明的方法，在真空精馏之后，相对低的范围为25-100％溶剂与油的比例，通常即会得到满意的结果、以及所希望的精制基础油质量及收率，其中溶剂用量的精确值取决于油的特性。如果不按照本发明的方法进行精馏，要达到相当的结果则需要近似两倍的溶剂用量。
在萃取之后，分别从萃取相和萃余相中汽提出萃取剂，并且回收重新利用。汽提后的萃余相，通常为原始润滑油馏分的90％，为精制后的高质量基础油。汽提后的萃取相，通常为原始润滑油馏分的10％，适合用作燃料或燃料混合成分，任选地可以与具有类似用途的、油的低沸点轻组分混合。
附

图1为本发明优选实施方案的示意性流程图，参照图1可以更全面地理解本发明。图1中的各基础过程单元对本领域的熟练技术人员来说是熟知的，这些单元由示意性的框图表示，其中不包括本领域普通技术人员能够确定的、每个过程单元运行时所必须的泵、阀、反应器、换热器和其它设备。
附图简要说明图1为本发明优选实施方案的示意性流程图。
发明详细描述在下列参照图1所描述的实施例中，会对本发明有进一步的理解。废油首先由储罐1经管线2进入去污和预闪蒸过程单元3。过程单元3优选至少使废油中的某些添加剂如二烷基二硫代磷酸锌(ZDP)和其它组分部分稳定或分离出来，否则这些组分可能会使换热设备结垢、并阻止真空精馏塔6、以及其它过程设备的连续操作。在我们于1997年6月20日申请的题为脱除金属及再精制废油的间歇方法、序列号为#08/879973的共同待审申请、以及1997年6月20日申请的题为脱除金属及再精制废油的方法、序列号为#08/880065的共同待审申请中，(本申请作为参考引入了它们所公开的内容)图1的左半部分直到并包括颗粒分离系统27和管线30阐述了实现这种稳定化的一种机理。尽管如此，其它机理也是可以接受的，并不限制其它的化学及热处理方法，如US 4247389和US 4420389中所述，ZDP和其它金属化合物在刮膜式蒸发器中的分离，如US 4101414或US 4941967中所述；它们的分离可以与其它添加剂的溶剂萃取相结合，如US 5286380和US 5556548中所述，或者它们的热分解可以任选与随后的真空精馏步骤联合起来，如US 5306419中所述。通常并且希望上述处理方法还能从废油中除去至少一部分水和轻的燃料组分，这些物质经管线4离开处理单元3。经传统方法如重力分离分离后，所述的水可以经处理后排放掉，所述的燃料可以用于运行装置、出售、或与过程的其它燃料副产物混合后作为复合燃料产品出售。
另外，尽管由于伴随的结垢现象以及因此由于处理大多数(所使用的)曲轴箱润滑油和切削油，并按这种方式除去油类，而使塔的检修周期相对较短而不够优选，但过程单元3可以只包括用于水和轻组分的预闪蒸单元，与工业防结垢的化学物质如Nalco/Exxon Energy Chemicals LP发售的94BU260和磷酸酯膜(filmer)EC5425A组合起来使用。与卖主的建议一致，这些化学物质应该在管线5中、在与真空精馏塔6相连的炉子(未画出)的上游注入，并且在通常与真空精馏塔相连的回流环路(未画出)泵中、按卖主建议的浓度注入。(还希望这些化学物质的较小用量即能补偿上一段所述的去污处理。)本段所描述的简化方法对于某些液压油或其它相对含有少量可能引起结垢的污染物或已经除去这些污染物的油来说，还是能够接受的。
在预处理之后，油经管线5被送入真空精馏塔6。如果需要将油温升高到通常的真空精馏温度，则可以在进入精馏塔6之前在管线5中设置一个炉子(未画出)。真空精馏塔6通过分馏作用分离出油在常压下等效沸点范围近似为650-1000°F的润滑油馏分。与在先美国专利US4021333中某一部分的说法“通常优选的是在没有分馏塔或类似装置的情况下进行精馏”相反，并且与通常的再精制实践相反，本发明方法实质是在分馏塔或其它具有一层以上理论板的装置中进行精馏操作。优选具有1.5层以上、或2层以上、或3层以上理论板。
任选地，图中未画出，该塔可以将润滑油馏分分馏成几个不同的馏分范围和粘度等级，将这些馏分在任一确定的时刻逐一送入中间储罐，然后在计划基础上，在逆流萃取塔11中以及装置的其它部位进行处理。作为分离油的粘度等级时所需要的另一种计划性操作，每一粘度级可以被送入分别设置的逆流萃取塔中。但当分馏油的多个粘度级时，希望利用多层理论板的有效分馏甚至能够分离最重的基础油馏分和沥清渣油。
真空塔，如前文所参考的我们的共同待审申请中的真空精馏塔31很适合这一应用。该塔为静态填料形式，具有很多层理论板，在低沸点和高沸点馏分之间具有相对严格的区别；并且不是通常用于废油的刮膜式或薄膜蒸发器形式。
对精馏塔6来说，尽管可以接受的传统的设计结构范围较宽，但此时特别优选的是填料塔，其中使用低压降的规整填料或塔下部的乱堆填料与塔上部的规整填料的组合，并且所萃取的所有润滑油馏分作为一条侧线物流进入管线9，从而可以立刻将其引入一个统一的精制路线中。为了进一步减小塔内结垢的危险，希望大量的泵送回流液(未画出)喷淋初始垢层向下进入到填料部分的残渣内。
真空精馏塔6通常可以顺便分离常压下等效沸点范围主要为1000°F以上的重渣油，该物流由管线8流出，也可以分离其它剩余的常压下等效沸点范围主要为650°F以下的轻副产物，该物流由管线7流出。轻副产物可以作为燃料出售，与过程的其它副产物或其它燃料混合后作为复合燃料出售，或者在其它经济上吸引人的基础上进行应用。重副产物可以出售，或用作沥青增量剂，或作为燃料或燃料混合组分。
在真空精馏塔6之后，润滑油馏分经管线9导入冷却器10，然后进入液液萃取塔11，在塔中与液液萃取剂如N-甲基-2吡咯烷酮(NMP)、糠醛、或酚、或适合的萃取剂混合物如NMP与高达1％的水，在低于萃取剂和油的完全混溶的温度下接触。NMP为优选的萃取剂，并且已经发现在100-150°F的温度范围内使用时，可以达到较好的结果。NMP的体积用量范围为油的25-100％是优选的，但根据所要求的最终精制产品质量，如果需要的话，也可以使用更高或更低的用量。与US 4071438中的说法相反，其中的说法是在单级混合沉降器、具有多层理论板的液液萃取装置如填料塔、转盘式接触塔或Podbielniak萃取器(或两个或多个串联的Podbielniak萃取器)中接触是特别优选的。另外，可以采用多个连续的混合沉降级。还与US 4071438中的说法相反，硝基苯由于其毒性是一种不可取的萃取剂。
当采用在本发明中有效的低溶剂用量时，萃取相和萃余相之间的密度差通常是较低的。因此，当使用相间通过重力接触的逆流萃取器(如不同于Podbielniak萃取器或类似的多级离心萃取器)时，可以希望利用较干(即没有水)的溶剂用量有效地进行萃取步骤，以快速分离萃取塔的两个液相，并且在靠近萃取相的采出点，通过向萃取塔底部引入水或湿溶剂形成萃取塔的回流。
在萃取塔11之后，通常含有90％油和10％溶剂的萃余相经管线12进入萃余相溶剂回收单元14，在其中汽提出微量溶剂和水，并且溶剂本身也被汽提除去水(尽管如果需要的话，可以任选在溶剂中保留少量的水，如1％，并且在使用NMP的情况下，这一微量的水是为了改善其选择性。)类似地，通常含有90％溶剂和10％油的萃取相经管线13进入萃取剂回收单元15，在其中汽提出溶剂和过量的水。然后来自溶剂回收单元14和15、汽提水后达到所要求的浓度的溶剂被收集起来，经管线18、19和20重新用于逆流萃取塔11中。由于需要补偿不可避免的少量溶剂分解或损失，可以定期向系统加入少量补充溶剂。
溶剂回收单元14和15优选为一级或二级精馏单元，利用蒸汽、氨或惰性气体在最后一级或唯一的一级内进行汽提。合理的配置是采用一级溶剂回收在真空条件下利用惰性气体汽提萃余相，采用两级溶剂回收，其中第一级在稍微加压条件下、第二级在真空条件下利用惰性气体汽提，除去萃取相中较重的溶剂组分。溶剂回收单元任选可以为发展好了的、用于在直馏润滑油溶剂精制装置中回收NMP的设计形式，如US 3461066、US 4057491、US 4294689、US 4342646、US 4390418以及US 4419227中所述；本申请作为参考引入了这些专利所公开的内容。但由于在本发明方法中，通常需要较小比例的溶剂即可达到满意的结果，通常不需要精心制作多级有效的溶剂回收计划。通常利用一个或两个回收级可以达到合理的热效率，特别地如果与处理系统的其它部分形成热联合的话，例如利用来自真空精馏塔6(该塔通常要在600°F以上的绝对温度下操作)的油冷却到优选的萃取温度时所释放的热量，加热至少部分萃取相和萃余相，使之达到溶剂回收的温度。
在汽提溶剂之后，萃余相成为精制基础油，可以用于出售，或用于后精制分馏成不同的粘度级别，和/或与添加剂混合形成精制润滑油。任选地，可以使用附加的处理步骤如加氢处理或粘土精制，或者可以将油在真空精馏塔6和逆流萃取塔11之间进一步处理，但在本发明方法中，通常不需要这些附加的处理步骤。
在汽提溶剂之后，萃取相可以用作工业燃料或者与过程的其它副产物或其它燃料混合形成复合燃料。另外，萃取相可以首先被冷却和/或用反溶剂如水处理，放置在临时储罐中，形成上升到表面的中等质量的二次萃余相，如果需要的话可以将该二次萃余相在汽提水之后与润滑油进料一起返回到主萃取塔11中，以改进过程的总收率。另外，可以对二次萃余相单独汽提出溶剂和水，形成中等质量的润滑油原料。
下列实施例描述了实施本发明所达到的改进。颜色用作基础油产品质量指数，但产品质量的其它标志也会同样受到影响，如粘度指数、多环芳烃含量以及热稳定性和颜色稳定性。实施例1该实施例描述了本发明方法。废油试样基本上是按照前文所参考的、我们的共同待审申请的实施例1，通过在填料塔中进行的3级真空精馏制备的。具体主要采用下列步聚。
在203型Krups家用咖啡磨中，将500克18-46-0 DAP化肥小球磨成粉末。然后在2升Pyrex烧杯中使粉末与1.6升自来水混合，在调和(stirring)电炉上将混合物加热到130°F(54℃)，并且在这一温度下磁力搅拌15分钟。然后移走搅拌棒，使混合物静置48小时，在这一过程中，混合物分离成深棕色的液体和浅棕色的类似渣油的泥。深棕色液体被保留用作精制过程中脱金属阶段的水溶液试剂。
将2750ml由批发商处得到的废油引入一个4升的Pyrex反应釜中，在对夹套进行电加热时，利用由釜中部的孔引入的浆式混合器剧烈搅拌。精馏后油中含大约3％的水，经ASTM D-482处理后含0.5％的灰分，并且是不透明的。通过三个釜侧孔中的一个继续监测油温。第二个侧孔与冷凝装置相连，用来冷凝并收集顶部蒸汽，来自油的这部分冷凝液单独保存。一旦油温达到190°F(88℃)，将96ml在前面第0步中制备的反应试剂由第三个侧孔加入，然后将孔密封。整个电加热过程持续到220°F(104℃)，然后停顿15分钟，使温升减慢，形成较大的颗粒，然后继续进行，直到温度值为280°F(138℃)。由于夹套的热量，油温继续上升到大约300°F(149℃)，然后稳定。在剧烈搅拌下，再次使油温在大约300°F(149℃)下保持15分钟，然后将装置拆开，将油倾倒入一个4升的Erlenmeyer烧瓶中。检测分离后的冷凝液，发现主要为淡黄色的水，上面漂浮着一薄层烃。
然后向盛有倾析油的4升Erlenmeyer烧瓶中插入一支三英寸的磁力搅拌棒，用中等搅拌速度启动，在引入到与设在烧瓶颈内的气体侧线(Corning 9420-24)相连的磨砂玻璃管侧线的连续渐进的氮气吹扫下，在十二英寸的调和电炉上将烧瓶加热到630°F(332℃)。油的顶部蒸汽被冷凝并分别收集。通过红外线温度计继续监测油温，并使油温在大约610°F(321℃)到650°F(343℃)的范围内保持1小时。然后在未冷却的条件下，将烧瓶从电炉上移走，并立刻放入一个常用的保温布套中，同时继续进行氮气吹扫。
将烧瓶立刻放入一个2ft.×2ft.×3ft.的立式丙烯酸手套箱中，箱上带有长方形小门，可以继续进行氮气吹扫。预先放在手套箱中的是一个10英寸304不锈钢的Buchner漏斗，该漏斗放在一个4升的Pyrex过滤烧瓶上，并且处于真空条件下。Buchner漏斗是将97克Celatom FP-4硅藻土过滤助剂加在24cm的圆盘形Whatman 1#滤纸上制成的。手套箱被松动密封，并且通过四个氮气进料管向手套箱中剧烈喷扫氮气，直到在GCIndustries GC 501氧监测器上测得箱中的氧含量测量值降低到0.00％O2为止。此时进入箱内的氮气喷扫降低到刚好足以维持正压的水平，使用箱中的手套，取下向烧瓶中通入吹扫氮气的磨砂玻璃连接管，并将烧瓶内的物质倒入Buchner漏斗中。基本上不到1分钟的时间内完成过滤。
总之，进行预处理既可以基本上脱除废油的金属，又可以使之容易在传统填料塔中进行真空精馏，相对于未处理过的废油大大降低了结垢的危险。此处例举了可以与本发明方法一起使用的一种任选的预处理方法。在过滤之后，油中含有0.005-0.008％的灰分(针对本实验不同的累积阶段进行测定)，但仍然保持为深颜色。只适合作为燃料，在不进行附加处理的情况下，不能重新用作基础油。
然后将滤液与在Erlenmeyer烧瓶中加热油时分别收集到顶部冷凝液混合，放入一个5升的真空精馏烧瓶中，在大约2mmHg的四通(crossbar)真空度下，通过长19英寸、直径2英寸、填充有6mm的陶瓷玻尔鞍形填料、并且用几层重型铝箔隔离的精馏塔进行精馏。通过套在精馏烧瓶上的上部及下部电热套进行加热，通过变量转换器进行控制，维持釜压低于15mmHg，因此排除了塔液泛的可能性。对油在常压下等效的、高达650°F(343℃)的燃烧馏程范围内(或在2mmHg下高达320°F(160℃))的油馏分进行收集，然后放到一边，并安上一个新的收集烧瓶，注意保持整个真空，防止氧气破坏油。继续进行精馏，直到烧瓶温度达到680°F(360℃)，在这一点四通管温度达到常压下等效的850°F(454℃)(在2mm下为480°F(249℃))。由真空塔的生产规模可以预见某些更高的常压等效最大精馏温度。然后移走盛有基础润滑油馏分的馏分接收器。
然后针对部分基础润滑油馏分采用四个连续的萃取级。在第1级内，在调和电炉上，在烧杯中将300ml真空馏出液与75ml(25％)NMP连续混合，直到混合物被加热到大约130°F。然后将混合物倒入分液漏斗，并冷却到大约120°F，按照需要利用一个电力驱动的空气加热枪保持这一温度，直到形成分开的萃取相和萃余相。由漏斗底部引出萃取相，并放到一边用于随后的溶剂回收及萃取分离，保留上部的萃余相用于第2级。在第2级内，使用第1级的萃余相代替原始馏出液，利用另外75ml NMP重复进行该过程。在总共四个这样的萃取级完成之后，将最后的萃余相转移到一个2升的圆底烧瓶内，利用上部、下部的电热套加热，保持20″Hg的真空度，并且利用一个直径为25mm、填充有19cm长的6mm陶瓷玻尔鞍形填料的塔，通过连续的氮气吹扫进行汽提。一旦四通管温度达到160℃，停止加热，将汽提除去残余的NMP的油冷却，停止维持真空及氮气吹扫。(可以采用类似装置和方法分离萃取相的溶剂。)作为生产计划中非必须的最后纯化步骤，将试样通过2层圆盘形Whatman#2和一层Whatman#5滤纸过滤，除去硅接头润滑脂、灰尘、和其它外部污染物。然后将试样送交到一个独立的实验室进行检测，检测结果如下粘度@40℃(ASTM D445) 31.02cst颜色(ASTM D1500) ＜1.5实施例2该实施例描述了在类似于上述实施例1的溶剂用量时，使用现有技术US 4021333的方法获得了质量相对较差的油，如ASTM D1500颜色所反映的。将1500ml类似于实施例1所使用的废油直接放入一个5升的真空精馏烧瓶中，在大约2mmHg的四通真空度下，通过长19英寸、直径大约2英寸、用几层重型铝箔隔离、但没有填料的塔进行精馏。继续精馏，直到达到近似为上文实施例1中所采用的精馏温度。然后利用与上文实施例1所述相同的连续四级萃取步骤，以及随后的汽提步骤，对300ml馏出液进行精制。与实施例1相同，在每一级中使用75ml(25％)NMP。然后将最终汽提、过滤后的产物送交到一个独立的实验室进行检测，检测结果如下粘度@40℃(ASTM D445) 32.71cst颜色(ASTM D1500) ＜2.5实施例3该实施例描述了使用实施例2的现有技术方法，需要增加溶剂用量，以获得与实施例1中的油质量相当的油，如ASTM D1500颜色所反映的。将1000ml类似于实施例1和2所使用的废油直接放入一个5升的真空精馏烧瓶中，在大约2mmHg的四通真空度下，与实施例2相同，通过长19英寸、直径大约2英寸、用几层重型铝箔隔离、但没有填料的塔进行精馏。继续精馏，直到达到近似为上文实施例1和2中所采用的精馏温度。然后利用与上文实施例1和2所采用的相同的连续四级萃取步骤，以及随后的汽提步骤，对300ml馏出液进行精制。但在本实施例中，在每一级中使用150ml(50％)NMP，为上文实施例1和2中用量的2倍。然后将最终汽提、过滤后的产物送交到一个独立的实验室进行检测，检测结果如下粘度@40℃(ASTM D445) 32.69cst颜色(ASTM D1500) ＜1.5实施例3中的结果只是与实施例1中所达到的结果相当，并不好于实施例1的结果，实施例1使用了本发明的方法，在本实施例中尽管加倍了溶剂用量，但仍不能达到更好的结果。
按照本发明的实施方法，可以使溶剂用量减少50％，这具有很大的工业意义。操作及资金成本均明显降低。
运行溶剂萃取精制单元的主要可变成本是用于回收溶剂的燃料成本和用于弥补溶剂损失的补充溶剂成本。而在确定的设计复杂程度下(溶剂回收级的个数、汽提塔的设计形式等)，这些至少与所需要的溶剂用量成正比。事实上，在一个高效的装置设计中，大部分初始需热量可以通过与前面的过程单元热联合而满足，如果所需的溶剂用量减半的话，则燃料耗费可以降低50％以上。因此所需的溶剂用量减少50％，大致可以使运行溶剂萃取精制单元的可变成本减半。
在确定的设计复杂程度下，作为所需的溶剂用量减半的结果，可以预见资金成本会大大降低，近似为20％。在溶剂用量降低的情况下，逆流萃取塔以及包括泵、加热器和塔在内的整个溶剂回收系统，其尺寸及资金成本均会降低。
当使用本发明的方法时，在使用多级液液萃取塔时，在小于或等于100％萃取剂的中等溶剂用量下，通常很容易达到再精制基础油的总体质量与加氢处理的基础油相当。例如在100°F下，针对粘度低于200SUS的较轻的基础油馏分，通常可以达到颜色高度稳定的、小于1.0的ASTM D1500颜色。另外，按照本发明的方法进行再精制，在降低废油的多环芳烃含量方面是特别有效的，很容易达到低于0.5％的浓度(IP346基准)，而这一浓度通过加氢处理是难以达到的。
正因为很重要并且与用于现有技术精制过程的液液萃取精制方法相反，工程研究表明，这种改进方法基本上比加氢精制法在经济上更吸引人，在用于精馏单元下游所有设备的总直接操作成本(包括维修和折旧，但不包括劳动力，因为劳动力在任何情况下都差不多)方面，预计要比通常的加氢处理精制单元少50％，而在较宽的基础油设想价格范围内，资金返还要高出10-15％。
尽管已经从本申请所公开的优选及可选择的实施方案角度描述了本发明，但本领域的熟练技术人员会意识到多种变化、改进及提高，这些均落在所附的权利要求书所定义的本发明的精神及范围内。所有这些改进和提高均应包括在所附的权利要求书范围内。
权利要求
1.一种从废油中回收润滑油粘度的基础油的方法，所述方法包括如下步骤在具有一层以上理论板的精馏装置中精馏废油，至少产生一种精馏馏分和塔底馏分；利用液体萃取剂从所述的至少一种精馏馏分中萃取杂质；从所述馏分中除去至少大部分液体萃取剂以及溶于其中的杂质。
2.权利要求1的方法，其中所述液体萃取剂包括极性有机溶剂。
3.权利要求2的方法，其中所述极性有机溶剂包括N-甲基-2-吡咯烷酮。
4.权利要求1的方法，其中所述精馏步骤是在减压条件下，在塔中进行的。
5.权利要求4的方法，包括在所述精馏步骤之前对所述废油进行初始预处理的附加步骤，以除去馏程低于润滑油馏程的头馏分，并减小其结垢的可能性。
6.权利要求1的方法，其中所述精馏装置具有1.5层以上的理论板。
7.权利要求6的方法，其中所述液体萃取剂为极性有机溶剂。
8.权利要求7的方法，其中所述液体萃取剂为N-甲基-2-吡咯烷酮。
9.权利要求6的方法，其中所述精馏步骤是在减压条件下，在塔中进行的。
10.权利要求9的方法，包括在所述精馏步骤之前对所述废油进行初始预处理的附加步骤，以除去馏程低于润滑油馏程的头馏分，并减小其结垢的可能性。
11.权利要求1的方法，其中所述精馏装置具有2层以上的理论板。
12.权利要求11的方法，其中所述液体萃取剂包括极性有机溶剂。
13.权利要求12的方法，其中所述极性有机溶剂包括N-甲基-2-吡咯烷酮。
14.权利要求11的方法，其中所述精馏步骤是在减压条件下，在塔中进行的。
15.权利要求14的方法，包括在所述精馏步骤之前对所述废油进行初始预处理的附加步骤，以除去馏程低于润滑油馏程的头馏分，并减小其结垢的可能性。
16.权利要求1的方法，其中所述精馏装置具有1层以上的理论板，用于分离塔底馏分和最重的精馏馏分，塔底馏分中的杂质利用所述液体萃取剂萃取除去。
17.权利要求16的方法，其中所述液体萃取剂包括极性有机溶剂。
18.权利要求16的方法，其中所述液体萃取剂包括N-甲基-2-吡咯烷酮。
19.权利要求16的方法，其中所述精馏步骤是在减压条件下，在塔中进行的。
20.权利要求16的方法，包括在所述精馏步骤之前对所述废油进行初始预处理的附加步骤，以除去馏程低于润滑油馏程的头馏分，并减小其结垢的可能性。
21.权利要求1的方法，其中所述精馏装置具有1.5层以上的理论板，用于分离底部馏分和最重的精馏馏分，塔底馏分中的杂质利用所述液体萃取剂萃取除去。
22.权利要求21的方法，其中所述液体萃取剂包括极性有机溶剂。
23.权利要求21的方法，其中所述液体萃取剂包括N-甲基-2-吡咯烷酮。
24.权利要求21的方法，其中所述精馏步骤是在减压条件下，在塔中进行的。
25.权利要求21的方法，包括在所述精馏步骤之前对所述废油进行初始预处理的附加步骤，以除去馏程低于润滑油馏程的头馏分，并减小其结垢的可能性。
26.权利要求1的方法，其中所述精馏装置具有2层以上的理论板，用于分离底部馏分和最重的精馏馏分，塔底 馏分中的杂质利用所述液体萃取剂萃取除去。
27.权利要求26的方法，其中所述液体萃取剂包括极性有机溶剂。
28.权利要求26的方法，其中所述液体萃取剂包括N-甲基-2-吡咯烷酮。
29.权利要求26的方法，其中所述精馏步骤是在减压条件下，在塔中进行的。
30.权利要求26的方法，包括在所述精馏步骤之前对所述废油进行初始预处理的附加步骤，以除去馏程低于润滑油馏程的头馏分，并减小其结垢的可能性。
31.一种用于从含有杂质的废油中回收润滑油粘度的基础油的方法，所述方法包括如下步骤对所述废油进行预处理，基本上从所述废油中除去所夹带的水、挥发性低沸点组分以及结垢试剂，在至少具有一层理论板的填料塔中精馏废油，至少将所述废油分离成两种馏分，第一种馏分为不适合用于润滑油的塔底馏分，含有沥青渣油、高沸点组分和金属，第二种馏分为精馏馏分，其沸点范围为650-1000°F，在液液萃取塔中，利用液体萃取剂，在低于所述液体萃取剂和所述废油完全混溶的温度下从所述废油中萃取杂质，并使所述废油中剩余的杂质溶于所述液体萃取剂中，将萃取剂和废油的混合物分离成萃取相和萃余相，从萃余相中汽提萃取剂和溶解的杂质，生产回收后的基础油。
32.权利要求31的方法，其中所述精馏装置具有1.5层以上的理论板。
33.权利要求31的方法，其中所述液体萃取剂包括极性有机溶剂。
34.权利要求33的方法，其中所述液体萃取剂包括N-甲基-2-吡咯烷酮。
35.权利要求31的方法，其中所述精馏步骤是在减压条件下，在塔中进行的。
36.权利要求31的方法，其中所述精馏装置具有2层以上的理论板。
全文摘要
一种用于从废油中回收润滑油粘度的基础油的方法,其中在任选的预处理之后,通过在具有多层理论板的精馏装置中精馏废油,对其进行再精制。然后利用液体萃取剂如N－甲基－2－吡咯烷酮(NMP),如果存在的话,在低于萃取剂和油的整个混合物的温度下,从润滑油范围的精馏馏分中萃取除去杂质。然后分离油和萃取剂,其中萃取剂可以重新用于过程中,而针对油的最终用途,如果必要的话,可对其进行进一步处理。
文档编号C10M175/00GK1276002SQ98810151
公开日2000年12月6日 申请日期1998年9月8日 优先权日1997年9月8日
发明者A·D·B·达斯皮特, M·马克多纳尔德, T·穆雷 申请人:普罗贝克斯公司