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Verfahren zur Rückgewinnung von Walzöl
Die Erfindung bezieht sich auf die Behandlung von Walzölschlamm, der von einem verbrauchten, beim Kaltwalzen von Walzrohlingen aus Stahl und ähnlichen Arbeitsvorgängen als Kühlmittel und Schmiermittel verwendeten Walzöl abgetrennt worden ist, um das darin vorliegende Öl zurückzugewinnen, u. zw. insbesondere in einer für die Wiederverwendung geeigneten Form.
Beim Kaltwalzen von Walzrohlingen aus Stahl werden die Walzen und die Walzrohlinge durch einen Spruhnebel aus Walzöl gekühlt und geschmiert. Dieses Walzöl ist ein Gemisch aus Wasser und einem Öl, insbesondere einem Fettöl, wie z. B. Palmöl oder Talg. Mineralisches Öl ist gewöhnlich ebenfalls enthalten. (Bei einigen Walzwerken wird einfaches Mineralöl mit Zusätzen zur Herstellung des Walzöls verwendet. ) In einigen Fällen, bei denen in erster Linie eine Schmierung gewünscht ist, wird ausschliesslich Öl verwendet. Für eine einfache Kühlung des Walzrohlings wird einfaches Wasser verwendet.
Um den Emulsionscharakter des Walzöls (unter diesem Ausdruck soll in der Folge ein Gemisch aus Öl-Fettöl und/oder Mineralöl, frisches und/oder wiederverwendetes Öl-und Wasser verstanden werden) zu verbessern, werden manchmal oberflächenaktive Mittel zugegeben. In jedem Fall führt die Einwirkung der Walzen zur Bildung einer dichten Emulsion.
Die harte Bearbeitung des Stahles durch die Walzen hat die Abtrennung von feinen Eisenteilchen zur Folge, die mit dem abgeführten Walzöl fortgetragen werden. Es gibt Anhaltspunkte, dass einige Eisenverbindungen, wie z. B. Fettsäure/Eisen-Reaktionsprodukte und eisenhaltige Silikate, sich ebenfalls im abgeführten Walzöl befinden. Die Eigenart des Walzvorganges hat zur Folge, dass dieses Eisen und diese Eisenverbindungen (in der Folge als Eisenverunreinigungen bezeichnet), sehr innig mit der Öl/Wasser-Emulsion im abgezogenen Walzöl verbunden sind.
Das verbrauchte Walzöl, das verbrauchte einfache Öl und das einfache Wasser, die im Walzwerk verwendet werden, werden in einem gemeinsamen Sumpf oder in gemeinsamen Sümpfen gesammelt, wo sich drei Schichten bilden : (l) eine Bodenschicht aus einer mehr oder weniger festen Öl/WasserEmulsion, welche normalerweise als Bodensatz oder Bodenschlamm bezeichnet wird, (2) eine mittlere wässerige Schicht, die etwas Öl enthält - sie wird bei der Herstellung von Walzöl oftmals wiederverwendet, und (3) eine obere Schicht aus einer Emulsion aus Öl, Wasser und grösstenteils darin suspendierten Verunreinigungen, welche als überstehender Schlamm bekannt ist.
Bei einigen Walzwerken werden das verbrauchte Walzöl, das Wasser und andere Abfallwalzschmiermittel als einheitlicher Abfluss aufgefangen. Das "Öl" wird vom Wasser getrennt, und dieses "Öl" wird einem Rückgewinnungsarbeitsgang für verbrauchtes Walzöl zugeführt. Bei einem besonderen System wird der einheitliche Abfluss durch Luftflotationstrennung in eine obere Schaumschicht und eine untere Wasserschicht getrennt, worauf die obere Schaumschicht abgeschöpft wird. (Bei diesem System bildet sich nur eine sehr kleine Menge Bodenschlamm. ) Dieser Schaum enthält praktisch das gesamte im Ab fluss des Walzwerkes enthaltene Öl und praktisch auch das gesamte im Abfluss des Walzwerkes vorliegende metallische Eisen.
In der Folge umfasst der Ausdruck "Schlamm des verbrauchten Walzöls" den Schaum, den überstehenden Schlamm und den Bodenschlamm, welche einzeln oder auch als Gemisch abgenommen wurden.
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halt) metallisches Eisen wie auch Fabrikschmutz enthalten. Der überstehende Schlamm kann bis zu ungefähr 110/0 (bezogen auf den Ölgehalt) metallisches Eisen enthalten. In typischer Weise besteht der
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ungefähr 3 bis 8% metallisches Eisen.
Die Erfindung ist insbesondere auf frischen Schlamm von verbrauchtem Walzöl anwendbar. Ein "frischer Schlamm" ist kurz gesagt ein solcher, der innerhalb ungefähr 48 h nach der Verwendung des Öls bei einem Walzvorgang dem erfindungsgemässen Verfahren unterworfen wird. Chemische Veränderungen des Fettöls machen die Abtrennung des Schlammes zunehmend schwieriger und erniedrigen die Ausbeute und die Qualität des zurückgewonnenen Öls.
Demnach betrifft die Erfindung ein Verfahren zur Behandlung des Schlammes von verbrauchtem Walzöl, welcher im wesentlichen aus einer relativ dauerhaften Emulsion aus Fettöl, Wasser und Eisenverunreinigungen besteht, wobei das verbrauchte Walzöl durch Behandlung mit Mineralsäure und nachfolgender Filtration durch ein poröses Material regeneriert wird, welches dadurch gekennzeichnet ist, dass man (1) bei einer erhöhten Temperatur zwischen etwa 43 und 1010C den Schlamm mit einer Mineralölsäure, wobei die Säure in einer Menge zwischen etwa 5 und etwa 75% der zur Umsetzung mit dem Eisengehalt theoretisch erforderlichen Menge vorliegt, unter Rühren behandelt, um ein einheitliches Schlamm-Säure-Gemisch zu erhalten, das keine Neigung zur Trennung durch Schwerkraft in eine ölige und eine im wesentlichen öl1Ieie Schicht zeigt ;
(2) dass man hierauf das Schlamm-Säure-Gemisch bei einer erhöhten Temperatur zwischen etwa 43 und 101 C durch einen porösen Körper aus gegen die Säure im wesentlichen inerten Filtermaterial hindurchführt, um einen Emulsionsabfluss zu gewinnen ; und (3) dass man schliesslich den Abfluss aus dem porösen Körper physikalisch in einen Ölteil und in einen wässerigen, praktisch öl1Ieien Teil trennt.
Kurz gesagt besteht das erfindungsgemässe Verfahren darin, dass man bei einer erhöhten Temperatur eine Mineralsäure und den Schlamm des verbrauchten Walzöls rührt, wobei die Säure in einer Menge von mindestens ungefähr S% der zur Umsetzung mit dem Eisengehalt theoretisch erforderlichen Menge bis zu höchstens der zur Umsetzung des gesamten Eisengehaltes theoretisch erforderlichen Menge verwendet wird, und dass man das Rühren so lange fortsetzt, bis die Reaktion stattgefunden hat. Zu diesem Zeitpunkt erhält man ein flüssiges"Schlamm-Säure-Gemisch", welches für das Auge als einheitliche Phase erscheint und sich dadurch auszeichnet, dass es praktisch keine Neigung besitzt, sich nach einer Beruhigungsperiode in verschiedene Schichten zu trennen.
Dieses flüssige Schlamm-Säure-Gemisch wird dann bei einer erhöhten Temperatur durch einen porösen Filtermaterialkörper hindurchgeführt. Der flüssige Abfluss (Filtrat) aus dem Filtriervorgang kann leicht physikalisch in einen Ölteil und in einen praktisch ölfreien wässerigen Teil getrennt werden. Bei der richtigen Filtriergeschwindigkeit besteht der Abfluss aus einem flüssigen System, das sich physikalisch in nur zwei Teile trennt, d. h. in einen Ölteil und in einen praktisch ölfreien wässerigen Teil.
Beim erfindungsgemässen Verfahren kann für die Behandlung des Schlammes mit einer Mineralsäure beispielsweise Schwefelsäure, Salzsäure oder Phosphorsäure verwendet werden. Die verbrauchten Flüssigkeiten, die beim Abbeizen von Stahl mit Schwefelsäure oder Salzsäure anfallen, enthalten ausrei- chend freie Säure, um sie beim erfindungsgemässen Verfahren verwenden zu können. Aus diesem Grunde soll der Ausdruck "Mineralsäure" auch verbrauchte Abbeizschwefelsäure und verbrauchte Abbeizsalzsäure umfassen.
Es wurde beobachtet, dass die Konzentration der verwendeten Säure einen Einfluss auf die Reaktionszeit und auch in geringerem Masse auf die "Filtriergeschwindigkeit", die für die Erzielung einer nachfolgenden guten physikalischen Trennung wesentlich ist, besitzt. Der hohe Wassergehalt des Schlammes verdünnt die Säure weitgehend, weshalb es bevorzugt wird, dem Schlamm konzentrierte Säure zuzusetzen. Bei Verwendung von Schwefelsäure wird vorzugsweise eine solche mit einer Konzentration von annähernd 60 bis 935to verwendet.
Die zur Erzielung einer verbesserten"Filtriergeschwindigkeit"und damit auch einer wirksamen physikalischen Trennung erforderliche Säuremenge hängt offensichtlich mit dem Eisengehalt des behandelten Schlammes zusammen. Aus Zweckmässigkeitsgründen wird die verwendete Säuremenge in der Folge ausgedrückt als die Menge, die zur Umsetzung mit dem Eisengehalt des Schlammes theoretisch erforderlich ist. Eine erhebliche Verbesserung wird mit einer Mineralsäuremenge von nur ungefähr 5% der theoretisch erforderlichen Menge erzielt.
Die maximal notwendige Menge hängt etwas von der Konzentration der zugesetzten Säure ab, sie ist aber in jedem Fall nicht grösser als die theoretisch erforderliche Menge.
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Schlamm-Säure-Gemisch enthaltenen Säure weitgehend inert sein muss.)
Der Ausdruck "erhöhte Temperatur" beim Filtriervorgang besitzt dieselbe Bedeutung, wie sie oben beim Säurebehandlungsarbeitsgang angegeben wurde. Im allgemeinen wird das Schlamm-Säure-Gemisch praktisch unmittelbar dem Filter zugeführt, und deshalb findet die Filtration bei im wesentlichen der gleichen Temperatur wie die Säurebehandlung statt.
Es wird bevorzugt, bei einem Vorlagenfilter zwischen ungefähr 71 und 101 C zu filtrieren.
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Dicke einen flüssigen Abfluss ergibt, der leicht in einen Ölteil und in einen praktisch ölfreien wässerigen Teil getrennt werden kann. Die Filtriergeschwindigkeit steht in naher Beziehung mit der Art des porösen Körpers, sie wird aber bei einem gegebenen Körper weitgehend vom Grad der Säurebehandlung bestimmt.
Der flüssige Abfluss aus dem Filter erscheint für das Auge als Emulsion, aber dieser Abfluss trennt sich unter dem Einfluss der Schwerkraft sehr rasch zu einem System, das aus einer Ölschicht und einer weitgehend ölfreien wässerigen Schicht besteht. Bei der Auswahl des richtigen Filtriermittels entsteht keine mittlere Schicht aus unlöslichen Ausfällungen, die bei den obengenannten Walzverfahren immer auftreten. Die physikalische Trennung kann durch einfaches Absetzen unter dem Einfluss der Schwerkraft oder durch Zentrifugieren und ähnliche Arbeitsvorgänge bewerkstelligt werden. Vorzugsweise wird die physikalische Trennung bei einer erhöhten Temperatur ausgeführt, gewöhnlich bei ungefähr der Temperatur der Filtration.
Nach einer üblichen Waschung mit Wasser und Säure kann das zurückgewonnene Öl wieder als Walz- öl verwendet werden. Es wurde beobachtet, dass das durch das erfindungsgemässe Verfahren zurückgewonnene Fettöl einen höheren Gehalt an freien Fettsäuren aufweist als frisches Öl, jedoch einen niedrigeren Gehalt an freien Fettsäuren besitzt als ein Öl, das nach dem Verfahren der USA-Patentschrift Nr. 2,806, 868 zurückgewonnen wurde.
Die Erfindung wird durch die folgenden Beispiele näher erläutert, welche jedoch nicht in einschränkendem Sinne aufzufassen sind. Wo sachdienlich, wurden Vergleichsergebnisse beigefügt, die sich auf das Verfahren der genannten USA-Patentschrift Nr. 2, 806, 868 beziehen. Dieses Verfahren wird in der Technik gegenwärtig vorwiegend angewendet.
Beispiel l : In diesem Beispiel bestand das Walzöl im wesentlichen aus Talg. Der frisch abge-
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gesamten Eisengehalt vollständig aufzuschliessen, ist es nötig, 13, 30/0 Schwefelsäure (Basis 10CY'/0), bezogen auf den Ölgehalt des Schaumes, zu verwenden. (In allen Beispielen ist die erforderliche und ver-
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Material. Er ist zu viskos, als dass er auf dem Testfilter filtriert werden könnte.
A (Ausschliesslich Wasser)
Um eine Grundlage für die Bestimmung der Filtriergeschwindigkeit zu gewinnen, wurde frischer Schaum mit Wasser (ungefähr 100 C) gekocht. Der mit Wasser behandelte Schaum enthielt ungefähr 5silo Wasser. Er wurde nach einer standardisierten Laboratoriumsfiltrierarbeitsweise wie folgt filtriert : Das Laboratoriumsvakuumfilter bestand aus einem einfachen Büchner-Trichter (kreisförmige Filtrierfläche mit einem Durchmesser von ungefähr 127 mm) mit einem Filtertuch aus Polypropylen. Auf dem Filter wurde jedesmal die gleiche Menge Filtriermittel vorgelegt. Die Vorlage wurde als Schlamm in heissem Öl in einer Menge aufgebracht, so dass ein Filterkuchen von annähernd 9,5 mm Dicke entstand.
Zur Messung der Filtriergeschwindigkeiten wurde das Volumen des innerhalb der ersten 15 sec gesammelten Filtrats ermittelt, und die ermittelten Werte wurden in die Einheit ml trockenes Öl/min umgerechnet. Das Vakuum betrug bei allen Versuchen ungefähr 63,5 mm Quecksilber. Die Versuche zeigten, dass eine gewisse Trennung durch Filtrieren bei einer Temperatur von 82 C erzielt werden konnte, die bevorzugte Temperatur lag jedoch höher. Das erhaltene Filtrat ist nach wie vor eine Emulsion, wenn sie aus dem Filter herauskommt, aber sie trennt sich innerhalb 10 bis 15 min in eine Schicht aus reinem Öl und eine Schicht aus schmutzig-trübem Wasser. Die Ölschicht kann mit Wasser gekocht werden, ohne dass sich eine dauerhafte Öl-Wasser-Emulsion bildet.
(Offensichtlich war das im Filterkuchen zurückgebliebene Eisenpulver das Hauptemulgiermittel. ) Unglücklicherweise sind die Filtrationsgeschwindigkeiten gering, und, was noch schwerer wiegt, die Ölverluste im Filterkuchen unannehmbar gross.
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B (Säure plus Filter)
Es wurden Versuche ausgeführt mit Säuremengen im Bereich von zo (ausschliesslich Wasser) bis 21%.
Bei allen Versuchen wurde Schwefelsäure von 660 Bé verwendet. Der Schaum und die Säure wurden miteinander zum Sieden erhitzt (ungefähr 100 C) und 2 min heftig gekocht. Das Schaum-Säure-Gemisch wurde in zwei Teile geteilt. Ein Teil wurde unmittelbar gemäss der Verfahrensweise von 1A unter Verwendung von Celite-545-Filtriermittel (ein Diatomit) filtriert, und die Filtriergeschwindigkeit wurde ermittelt. Der andere Teil wurde durch Schwergewichtstrennung getrennt, und der Grad der Trennung wurde von Zeit zu Zeit notiert.
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<tb>
<tb>
Schwefelsäure/anwesendes <SEP> Öl <SEP> Filtriergeschwindigkeit <SEP>
<tb> (ml/min)
<tb> 0 <SEP> 48
<tb> 1 <SEP> 86
<tb> 2 <SEP> 105
<tb> 3 <SEP> 105
<tb> 4 <SEP> 116
<tb> 5 <SEP> 116
<tb> 9 <SEP> 121
<tb> 12 <SEP> 158
<tb> 15 <SEP> 176
<tb> 18 <SEP> 176
<tb> 21 <SEP> 176
<tb>
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pelte. Der Einfluss einer kleinen Menge Säure ist wesentlich stärker, als es auf Grund der entfernten Eisenmenge zu erwarten wäre. Wenn die Verbesserung in der Filtriergeschwindigkeit in einfacher Weise
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eine gerade Linie von ri1/0 Säure bis zum Neutralisationspunkt ergeben. Der gesamte Bereich der Säurezugabe von 1 bis 6No liegt beträchtlich oberhalb einer solchen Linie. Oberhalb dieses Bereiches scheint die Filtriergeschwindigkeit der Menge des zugesetzten Eisens proportional zu sein.
Nachdem das gesamte Eisen entfernt ist, ist die Filtriergeschwindigkeit praktisch konstant.
2. Mit Ausnahme der ziemlich geringen Verluste im Filterkuchen ergibt das neue Verfahren praktisch keine Ölverluste, was im Gegensatz zu den grossen Ölverlusten steht, die bei den üblichen Verfahren auftreten, bei denen in der unlöslichen Fällung und in der wässerigen Schicht Öl vorhanden ist.
3. Durch das neue Verfahren wird das lange Kochen des üblichen Verfahrens, welches bis zu 8 h dauert, beseitigt. Das übliche Verfahren verwendet mindestens 25 bis 3010 Säure. Beträchtliche Einsparungen sind deshalb möglich.
4. Die genaue zu verwendende Säuremenge hängt von vielen Faktoren ab ; aus ökonomischen Gründen wird jedoch eine geringe Säurezugabe durchgeführt und ein grosses Filter verwendet.
Beispiel 2 : (Filtriermittel)
Verfahrensweise : Frisch abgeschöpfter Schaum (43, 6% Wasser, 5, 4% Eisen und 51, rJ1/0 Öl). 5, 1 g Schwefelsäure von 660 Bé wurden zu 200 g Schaum (5% bezogen auf das Öl) zugegeben. Jeder Ansatz wurde zum Sieden erhitzt und unter einem Vakuum von 38 mm auf dem Laboratoriumsfilter filtriert.
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<tb>
<tb>
Qualität <SEP> des <SEP> abgesessenen
<tb> Filtriermittel <SEP> Filtriergeschwindigkeit <SEP> Filtrats
<tb> Perlit <SEP> Nr. <SEP> 300 <SEP> 56 <SEP> ml/min <SEP> sauber, <SEP> keine <SEP> Emulsion
<tb> Perlit <SEP> Nr. <SEP> 200 <SEP> 97 <SEP> sauber, <SEP> keine <SEP> Emulsion
<tb> Perlit <SEP> Nr. <SEP> 100 <SEP> 107 <SEP> sauber, <SEP> keine <SEP> Emulsion
<tb> Solka <SEP> Floc
<tb> (Cellulose) <SEP> 41 <SEP> sauber, <SEP> keine <SEP> Emulsion
<tb> Asbestfasern <SEP> 43 <SEP> sauber, <SEP> keine <SEP> Emulsion
<tb> sechs <SEP> Filterpapiere <SEP> EatonDikeman <SEP> Nr. <SEP> 617 <SEP> 36 <SEP> sauber, <SEP> keine <SEP> Emulsion
<tb>
Weitere Versuche mit andern Mitteln : 3,9 g Schwefelsäure von 660 Bé wurden zu 150 g Schaum gegeben (5 bezogen auf Öl).
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<tb>
<tb>
Filtriermittel <SEP> Filtriergeschwindigkeit <SEP> Qualität <SEP> des <SEP> Filtrats
<tb> Celite <SEP> 545
<tb> (Diatomeenerde) <SEP> 80 <SEP> ml/min <SEP> sauber, <SEP> keine <SEP> Emulsion
<tb> Dicalite <SEP> 4186
<tb> (Perlit) <SEP> 102 <SEP> sauber, <SEP> keine <SEP> Emulsion
<tb>
Schlussfolgerung : Jede Art von Standardfiltriermitteln ist anscheinend zufriedenstellend.
Beispiel 3 : (Salzsäure)
A (HCl plus Filter)
Bei diesem Beispiel wurde 38, Oloige Salzsäure verwendet. Frisch abgeschöpfter Schaum : 50, 5% Öl, 451o Wasser, 4,5go Eisen. Dieser erfordert 11, 62% 100%oige HC1, bezogen auf das anwesende Öl, um das gesamte Eisen im Schaum aufzuschliessen.
Versuche wurden mitSäuremengen im Bereich von 0 bis 15, 4910, bezogen auf anwesendes Öl, aus-
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geführt. Jeder Schaum-Öl-Ansatz wurde zum Sieden erhitzt und 30 sec heftig gekocht. Jede Probe wurde in zwei Teile geteilt. Die eine Hälfte wurde unverzüglich auf einem Laboratoriumsfilter wie in l, auf welchem Dicalite 4186-Filtriermittel vorgelegt war, filtriert. Die Filtrationsgeschwindigkeit wurde notiert. Die andere Hälfte wurde absitzen gelassen, und der Grad der Trennung wurde von Zeit zu Zeit notiert.
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<tb>
<tb>
Filtriergeschwindigkeit
<tb> % <SEP> HCl/ <SEP> anwesendes <SEP> Öl <SEP> (ml/min)
<tb> 0, <SEP> 0 <SEP> 19
<tb> 0, <SEP> 74 <SEP> 64
<tb> 1, <SEP> 48 <SEP> 78
<tb> 2, <SEP> 95 <SEP> 66
<tb> 3, <SEP> 69 <SEP> 76
<tb> 4, <SEP> 43 <SEP> 86
<tb> 6, <SEP> 64 <SEP> 122
<tb> 8, <SEP> 85 <SEP> 162
<tb> 11,63 <SEP> 228
<tb> 13, <SEP> 27 <SEP> 202
<tb> 15,49 <SEP> 236
<tb>
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<tb>
<tb>
Filtriergeschwindigkeit
<tb> % <SEP> HCI/anwesendes <SEP> Öl <SEP> (MI <SEP> Öl/min) <SEP>
<tb> 0, <SEP> 0 <SEP> 15
<tb> 1, <SEP> 49 <SEP> 28, <SEP> 7 <SEP>
<tb> 2, <SEP> 235 <SEP> 31, <SEP> 1 <SEP>
<tb> 2, <SEP> 98 <SEP> 34, <SEP> 7 <SEP>
<tb> 3, <SEP> 73 <SEP> 35
<tb> 4, <SEP> 47 <SEP> 38
<tb> 6, <SEP> 71 <SEP> 38, <SEP> 3 <SEP>
<tb> 8, <SEP> 94 <SEP> 52, <SEP> 8 <SEP>
<tb> 11, <SEP> 8 <SEP> 105, <SEP> 7 <SEP>
<tb> 13, <SEP> 4 <SEP> 113, <SEP> 2 <SEP>
<tb> 15, <SEP> 65 <SEP> 151, <SEP> 7 <SEP>
<tb> 19, <SEP> 1 <SEP> 162
<tb>
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verdünntschicht. (Es war keine Emulsionsschicht vorhanden.)
Die Ölschicht wurde mit Wasser gewaschen und getestet.
Die Verseifungszahl betrug 151 und der Gehalt an freier Fettsäure 20, 7%. Das Öl wurde dann mit 10% figer Schwefelsäure am Sieden 10 min lang gewaschen. Das Öl trennte sich sauber und rasch von der Wasserphase. Nach einer abschliessenden Waschung mit Wasser hatte das Öl seine rötliche Farbe verloren, und der Gehalt an freier Fettsäure betrug 20, 91o. Die Ölausbeute wurde lediglich durch das im Filterkuchen zurückbleibende Öl verringert.
Dieser Verlust betrug jedoch nur ungefähr 1/2go des hergestellten Öls.
B Säure plus ausschliesslich Schwergewichtstrennung
Eine Probe des dem Filter zugeführten Gemisches wurde durch Schwerkraft trennen gelassen. Spuren von Wasser und eine kleine Ölschicht trennten sich innerhalb 3 h von dieser Probe. Das Öl war dunkelbraun, nahezu schwarz, und trübe. Nach 48 h hatte sich die Ölmenge etwas erhöht ; es war klar. Jedoch
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wesenden Öls. Der Rest des Öls blieb in einer ziemlich dauerhaften Emulsion gefangen. Das erhaltene Ölprodukt hatte eine dunklere Farbe und einen höheren Gehalt an freier Fettsäure (34, gJfo) als das Öl aus dem obigen Versuch A.
Beispiel6 :ASäureplusFilter
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Öl wurden in einen säurebeständigen Kochbehälter eingebracht. 272 1 Schwefelsäure von 660 Bé wurden langsam während eines Zeitraumes von 10 min unter Einleiten von Dampf und Luft zugegeben. Diese Menge entsprach 5, gJfo, bezogen auf Öl. Die Fliessfähigkeit des Gemisches erhöhte sich beträchtlich, und die Temperatur des Gemisches wurde durch fortgesetztes Erhitzen auf 1000C gebracht. Eine Probe des Gemisches zeigte zu diesem Zeitpunkt einen Gehalt an freier Mineralsäure von Null und einen Gehalt von 2,3gO freies Eisen.
Das einheitliche Schaum-Säure-Gemisch wurde dann bei dieser erhöhten Temperatur auf einem 13, 92 m2 -Eimco-Vakuumdrehfilter der Vorlagen-Type filtriert. Die Vorlage bestand aus Great Lakes Carbon-Dicalite 4156-Perlit, welcher auf das Filter als Schlamm in heissem Öl aufgebracht worden war. Die durchschnittliche Filtrationsgeschwindigkeit betrug 5450 1 unter einem Vakuum von 38 bis 43 mm. Der Filtermittelverbrauch betrug 8/lOgo, bezogen auf das Öl.
Das Filtrat trennte sich unter dem Einfluss der Schwerkraft rasch in zwei Schichten : (l) eine überstehende klare Ölschicht mit einer hellen rötlich-braunen Farbe und (2) eine blass-grüne Wasserschicht.
(Es war keine Emulsionsschicht vorhanden.)
Die Ölschicht wurde in zwei Teile geteilt. Der erste Teil wurde mit Wasser gewaschen, getestet, mit Säure gewaschen, abermals mit Wasser gewaschen und wieder getestet. Nach der ersten Waschung mit Wasser betrug der Gehalt an freier Fettsäure 22, 1%. Das endgültige Produkt enthielt 22,5go freie Fettsäure, besass eine hellbraune Farbe und trennte sich von Wasser ohne Emulsionsbildung.
Der zweite Teil wurde mit Säure gewaschen, u. zw. ohne vorherige Waschung mit Wasser. Es bildete sich eine kleine Menge einer verhältnismässig dauerhaften Emulsion, die sich bei einem 24stündigen Stehenlassen nicht trennte. Es ist anzunehmen, dass die erste Wasserwaschung nötig ist, um Silikate aus dem Filtrat zu entfernen. Die Ölproduktmenge entsprach derjenigen des ersten Teiles.
B Säure plus ausschliesslich Schwergewichtstrennung
Eine Probe des dem Filter zugeführten Gemisches wurde unter dem Einfluss der Schwerkraft trennen gelassen. Eine kleine Menge überstehendes Öl trennte sich innerhalb 2 h ab. Das Öl besass eine dunkle Farbe und hatte ein schmutziges Aussehen. Nach einem 48 h dauernden Trennen machte die Ölschicht ungefähr 15% des Volumens der Probe aus. Das Öl war klar, hatte aber eine ziemlich dunkle Farbe. Die Menge der Probe entsprach in etwa derjenigen des ursprünglichen Schaumes. Die Temperatur der Probe während der Trennung lag oberhalb 650C.
C Herkömmliche Behandlung gemäss USA-Patentschrift Nr. 2, 806, 868
Frischer Schaum wurde durch das herkömmliche Verfahren im Laboratorium behandelt. Der Säurezusatz betrug 299lu. Die Ausbeute betrug lediglich ungefähr 75% des ursprünglich anwesenden Öls. Der Rest des Öls war in einer verhältnismässig permanenten Emulsion gefangen. Das Ölprodukt besass eine dunkle Farbe, hatte einen freien Fettsäuregehalt von 39, 1% und eine Verseifungszahl von 163, 1.
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wurden in einem säurebeständigen Kochbehälter durch Einleiten von Luft und Dampf auf 71 oe erhitzt.
3562 1 verbrauchte Säure, die beim Abbeizen von Stahlplatten verwendet wurde (annähernd fJ1/0 freie Schwefelsäure und 13yo Eisen- (II)-sulfat), wurden langsam während eines Zeitraumes von 15 min zugegeben. Die Säuremenge, bezogen auf Öl, betrug 6%. Es wurde so lange Dampf eingeleitet, bis der Ansatz kochte. Die Temperatur betrug annähernd 100oC. Das Gemisch schäumte beim Zusatz der verbrauchten Säure auf, beruhigte sich aber bald nach Beendigung der Zugabe. Die Fliessfähigkeit des Gemisches erhöhte sich merklich. Eine Probe des Gemisches zeigte zu diesem Zeitpunkt 2, 25% freies Eisen und einen Gehalt von Null an freier Säure.
Das einheitliche Schaum-Säure-Gemisch wurde dann etwa bei dieser Temperatur auf einem 13, 92 m-Eimco-Vakuumdrehfilter der Vorlagen-Type filtriert. Die Vorlage bestand aus Johns-Mansville-Celite-545-Diatomeenerde, welche auf das Filter in Form eines Schlammes in heissem Öl aufgebracht worden war. Die durchschnittliche Filtriergeschwindigkeit betrug 6120 l/h unter einem Vakuum von 30 bis 26 mm. Der Filtriermittelverbrauch betrug annähernd 1%, bezogen auf das Öl.
Das Filtrat trennte sich unter dem Einfluss der Schwerkraft rasch in zwei Schichten : (l) eine überstehende klare Ölschicht von hell-rötlich-brauner Farbe und (2) eine blass-grüne Wasserschicht. (Es lag keine Emulsion vor.)
Die Ölschicht wurde mit Wasser gewaschen und getestet. Die Verseifungszahl betrug 158, 3, und der Gehalt an freier Fettsäure betrug 19, 81o. Das Öl wurde dann am Sieden 20 min mit 5% iger Schwe- felsäure gewaschen. Das Öl trennte sich sauber und rasch von der Wasserphase. Das Öl hatte seine rötliche Farbe verloren. Nach einer abschliessenden Waschung mit Wasser betrug der Gehalt an freier Fettsäure 21%. Die Ölausbeute wurde lediglich durch das im Filterkuchen zurückgelassene Öl herabgesetzt.
Dieser Verlust betrug nur ungefähr 1% des hergestellten Öls.
B Abbeizsäure plus ausschliesslich Schwergewichtstrennung
Eine Probe des dem Filter zugeführten Gemisches wurde unter dem Einfluss der Schwerkraft trennen gelassen. Sie trennte sich in ungefähr 3 h in drei Schichten : (l) dunkles, schmutziges Öl-ungefähr 10%, (2) Schaum-ungefähr 80% und (3) grün-gefärbtes Wasser-ungefähr 10%. Länger dauerndes Trennenlassen während zwei Tagen bei einer Temperatur oberhalb etwa 65 C änderte diese Mengen nicht, machte aber die kleine Ölschicht klar.
C Herkömmliche Behandlung gemäss USA -Patentschrift Nr. 3, 243, 446
Frischer Schaum wurde durch das herkömmliche Verfahren im Laboratorium behandelt. Es wurden 371o Säure verwendet. Die Ausbeute betrug ungefähr 90%, bezogen auf das ursprünglich anwesende Öl.
Der Rest des Öls war in einer verhältnismässig dauerhaften Emulsion gefangen. Das erhaltene Produkt besass eine dunklere Farbe und einen höheren Gehalt an freier Fettsäure (30, 50/0) als dasjenige des obigen Versuches A.
Die Erfahrung zeigte, dass das nach dem erfindungsgemässen Verfahren zurückgewonnene Öl eine hohe Qualität besass, u. zw. unabhängig von der bei der Behandlung des Schaumes verwendeten Säureart ; auch die verwendete Säuremenge hatte nur einen geringen Einfluss auf die Qualität.
Durch das erfindungsgemässe Verfahren verringert sich die zur Behandlung des Schlammes erforderliche Säuremenge stark, und gleichzeitig wird eine höhere Ausbeute an zurückgewonnenem Öl erhalten, als es bei den Verfahren gemäss dem Stand der Technik möglich ist.
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