PL189541B1

PL189541B1 - Sposób odzyskiwania użytecznego produktu olejowego z oleju odpadowego i urządzenie do odzyskiwania użytecznego produktu olejowego z oleju odpadowego

Info

Publication number: PL189541B1
Application number: PL98340038A
Authority: PL
Inventors: Edward Calton Shurtleff
Original assignee: Patent Holdings Ltd
Priority date: 1997-10-23
Filing date: 1998-10-23
Publication date: 2005-08-31
Also published as: DE69825073D1; EP1034237A1; ES2227884T3; IL135426A; HUP0004127A2; DE69825073T2; NZ504604A; PL340038A1; KR20010031385A; JP2002522560A; AU733597B2; DK1034237T3; ATE271115T1; AU9616898A; IL135426A0; PT1034237E; WO1999021945A1; EP1034237B1; CA2308790A1; HUP0004127A3

Abstract

Sposób odzyskiwania uzytecznego pro- duktu olejowego z oleju oupadowego, znamienny tym, ze obejmuje etapy (1) ogrzewania oleju odpadowego dla odpa- rowania z niego oleju; (2) wstrzykniecia gazowego wodoru do od- parowanego oleju, dla uzyskania nasycenia przy- najmniej niektórych olefin i wolnych rodników obecnych w odparowanym oleju, oraz (3) odzysku oleju odpadowego w postaci uzytecznego produktu olejowego, przy czym spo- sób prowadzi sie zasadniczo pod cisnieniem atmos- ferycznym. 10 Urzadzenie do odzyskiwania uzyteczne- go produktu olejowego z oleju odpadowego, zna- mienne tym, ze sklada sie z: komory wyparki, zawierajacej wlot oleju odpadowego i wylot odpa- rowanego oleju jako uzytecznego produktu olejo- wego; zespolu grzewczego ogrzewajacego komore wyparki dla odparowania oleju z oleju odpadowe- go; zespolu do wstrzykiwania wodoru do par oleju odpadowego; zespolu do odzysku odparowanego oleju oraz zespolu utrzymujacego komore wyparki zasadniczo pod cisnieniem atmosferycznym. PL PL

Description

Przedmiotem wynalazku jest urządzenie i sposób odzyskiwania użytecznych produktów olejowych z oleju odpadowego, a konkretnie regenerowania oleju odpadowego ze szlamu, tj. bardzo lepkiego materiału zawierającego stosunkowo dużą ilość zanieczyszczeń i cząstek ciał stałych.

W niniejszym tekście termin „olej odpadowy” obejmuje dowolny odpowiedni olej, na przykład oleje mineralne, które stosowane były jako olej silnikowy lub jakiś inny olej smarujący, lub jako olej hydrauliczny, lub olej o jakimś innym zastosowaniu. Rozumie się, ze oleje te uzyskuje się z oleju mineralnego, ale mogą one być, na przykład, olejami pochodzenia zwierzęcego lub roślinnego, takimi jak olej z ryb lub olej odpadowy z restauracji, itd..

Olejem mineralnym może być zwykła ropa naftowa. W trakcie użytkowania, tego typu oleje smarujące zwykle wymienia się okresowo. Odciągnięty i odzyskany olej odpadowy z reguły zawiera znaczne ilości zanieczyszczeń, w tym brud, cząstki metalu (w tym metali ciężkich, jak molibdenu, chromu, kadmu, wanadu, miedzi, itd.), tlenki i sole, benzynę i dodatki do benzyny (jak czteroetylek ołowiu), jak również detergenty i dodatki poprawiające właściwości. Może również być zanieczyszczony wodą. Duże ilości takiego oleju odpadowego powstają w krajach wysoko uprzemysłowionych i moje wcześniejsze wynalazki ukierunkowane były na sposoby i urządzenie do odzyskiwania oleju odpadowego, tak, by był on znów przydatny do różnych zastosowań. Zanieczyszczenia oleju opadowego powodują z reguły, że nie nadaje się on do większości zastosowań. Termin „olej odpadowy” obejmuje dalej szlam olejowy, taki jak powstaje w urządzeniu według mojego wcześniejszego wynalazku, opisanym w zgłoszeniu numer 246834.

Wcześniejsze wynalazki opisywały urządzenie, w którym lżejsze węglowodory z oleju odpadowego ulegały odparowaniu, a następnie kondensowały. Równocześnie, mimo ze dokładny mechanizm wewnątrz urządzenia nie jest w pełni zrozumiany, uważa się, ze cześć molekuł węglowodorów ulega krakingowi lub rozszczepieniu łańcuchów z dłuzszych na krótsze. W rzeczywistości możliwe jest nawet, ze obecne zanieczyszczenia działają jako katalizator. Odkryto, że wychodząc z zanieczyszczonego, odpadowego oleju smarującego, w przybliżeniu 90% tego oleju może być przekształcone w olej lzejszy, odpowiedni do stosowania jako paliwo w silnikach diesla.

Wcześniejszy wynalazek ujawniony jest szczegółowo w patencie Stanów Zjednoczonych 5,271,808, który ujawnia podstawowe urządzenie rafinujące (uzdatniacz wtórny) oraz

189 541 w patencie Stanów Zjednoczonych 5,286,349, który ujawnia bardziej zaawansowany proces i urządzenie zdefiniowane tu jako procesor wstępny (uzdatniacz wstępny). Treść obu tych patentów uwzględniona jest w niniejszym opisie na zasadzie odnośnika.

Podstawowy proces urządzenia rafinującego polega na destylacji z pewnym krakowaniem, prowadzonej zasadniczo pod ciśnieniem atmosferycznym. Pozwalało to na odzysk oleju odpadowego w postaci oleju napędowego do silników diesla, wolnego od zanieczyszczeń stałych i tym podobnych. Proces ten pozostawiał składniki stałe i inne zanieczyszczenia zatęzone do postaci szlamu, co stanowiło problem z jego likwidacją. Późniejszy wynalazek, procesor wstępny, podawał sposób, w którym, po uzyskaniu pewnego poziomu zawartości ciał stałych i innych zanieczyszczeń, odcina się dalsze zasilanie olejem odpadowym, podnosi się temperaturę, co powoduje odpędzenie wszystkich pozostałych organicznych i lotnych składników Pozostaje po tym materiał kruchy, „ciastopodobny”, sklasyfikowany jako „toksyczny nie ługowalny”, co oznacza, że może być łatwo usuwany do otoczenia według większości norm prawnych.

Jednakże olej lub paliwo diesla odzyskane sposobem według każdego z poprzednich wynalazków okazywał się być niestabilny. Praktycznie, uważa się, że olej zawierał pewną ilość wolnych rodników i/lub olefin. W konsekwencji, w trakcie upływu czasu, te wolne rodniki lub olefiny rekombinują, tworząc oleje ciężkie i smoły. Ponieważ celem było odzyskanie oleju jako paliwo diesla, powodowało to znaczne problemy. Tego typu smoły i składniki ciężkie mają tendencję do osadzania w układach wtrysku paliwa i podobnych, zatykając je i uniemożliwiając poprawne działanie.

Wobec powyższego, konieczne jest ulepszenie lub modyfikacja zaproponowanych przeze mnie już istniejących sposobów, która spowoduje, że odzyskany olej będzie stabilny, można go będzie przechowywać przez znaczący czas, zazwyczaj około 30 dni, bez jakiejkolwiek poważnej lub znaczącej degradacji lub zmian jego charakterystyki, a zwłaszcza bez osadzania smoły lub węglowodorów ciężkich.

Sposób regeneracji użytecznych produktów olejowych z oleju odpadowego, według wynalazku obejmuje etapy:

(1) ogrzewania oleju odpadowego do jego odparowania;

(2) wstrzyknięcia gazowego wodoru do par oleju, z uzyskaniem nasycenia przynajmniej niektórych olefin obecnych w parach oleju; oraz (3) odzysku oleju odpadowego w postaci użytecznego produktu olejowego.

Korzystnie, odparowuje się olej odpadowy zasadniczo pod ciśnieniem atmosferycznym, przez co eliminuje się konieczność stosowania skomplikowanych i kosztownych zbiorników ciśnieniowych lub tym podobnych. Tak więc, etapy (1) i (2) prowadzić można pod ciśnieniem równoważnym 30 calom wody powyżej ciśnienia atmosferycznego.

Korzystniej, w temperaturze wystarczającej do spowodowania przynajmniej częściowego krakingu oleju. W szczególności, odzyskiwany olej poddaje się kondensacji i odzyskaniu w postaci cieczy.

Korzystnie, olej odpadowy ogrzewa się w komorze wyparki i olej ładuje się do niej w sposób ciągły, kontrolując poziom oleju odpadowego wewnątrz komory wyparki celem utrzymywania go w pożądanych granicach.

W korzystnej wersji, pary oleju przeprowadza się przez przewód przyłączeniowy z komory wyparki do kondensacji i dla etapu (2) wstrzykuje się wodór do par oleju przynajmniej w jednej z komór wyparki i przewodzie przyłączeniowym.

Korzystnie, wodór przechodzi przez przewód przechodzący przez ciekły olej odpadowy w komorze wyparki, przez co wodór ogrzewa się wstępnie do temperatury wewnątrz komory wyparki.

Według mojego wcześniejszego wynalazku z procesorem wstępnym, sposób może obejmować dodatkowy etap (5): po upływie pewnego okresu czasu zaprzestaje się ładowania oleju odpadowego do komory wyparki i kontynuuje się ogrzewanie komory wyparki i zawartego w niej oleju odpadowego w trybie wypiekania do zasadniczo wyzszej temperatury, w celu odparowania zasadniczo całej pozostałości oleju odpadowego w komorze wyparki, z uzyskaniem pozostałości w postaci ciała stałego.

189 541

Przedmiotem wynalazku jest także urządzenie do odzyskiwania uzytecznego produktu olejowego z oleju odpadowego, przy czym urządzenie składa się z: komory wyparki, w tym wlotu oleju odpadowego oraz wylotu par olejowych, będących użytecznym produktem olejowym; urządzenia grzewczego do ogrzewania komory wyparki celem odparowania oleju odpadowego; urządzenia wstrzykującego wodór do par oleju odpadowego; oraz urządzenia odzyskiwania odparowanego oleju.

Korzystnie, urządzenie zawiera aparaturę kondensacyjną oraz przewód przyłączeniowy, łączący wylot komory wyparki do z aparaturą kondensacyjną. Urządzenie wstrzykujące wodór korzystnie zawiera przewód otwierający się do górnej części przynajmniej jednej komory wyparki i przewodu łączącego. Część przewodu może przebiegać przez dolną część komory wyparki, gdzie wodór w przewodzie ogrzewany jest przez olej odpadowy do temperatury wnętrza komory wyparki.

Dla operacji ciągłej i zgodnie wcześniejszymi wynalazkami, komora wyparki może zawierać wlot oleju odpadowego i urządzenie zawiera wtedy pompę podającą olej odpadowy do komory wyparki; oraz system kontroli poziomu oleju odpadowego w komorze wyparki, przy czym urządzenie kontroli połączone jest z urządzeniem pompującym, uruchamiając je w celu utrzymywania pożądanego poziomu oleju. Dla operacji w charakterze procesora wstępnego, urządzenie grzewcze jest korzystnie połączone do urządzenia kontrolującego poziom oleju i w trybie pracy normalnej jest wyłączane, gdy poziom oleju wykracza poza pożądany zakres, oraz urządzenie zawiera dalej urządzenie wyłączające urządzenie kontrolujące poziom oleju i zatrzymujące ładowanie oleju odpadowego, w celu kontynuacji działania urządzenia grzewczego w trybie wypiekania, w którym to trybie komora wyparki ogrzewana jest do wyższej temperatury, w której odparowują pozostałe węglowodory.

Dla lepszego zrozumienia niniejszego wynalazku i dla wyraźniejszego zobrazowania sposobu funkcjonowania, służą, na zasadzie przykładu, załączone rysunki, które pokazują korzystną wersję urządzenia, gdzie fig. 1a przedstawia widok z boku procesora wstępnego lub uzdatniacza wstępnego według wynalazku; fig. 1b - widok z boku urządzenia rafinującego lub uzdatniacza wtórnego według wynalazku; fig. 2a - widok z boku, w większej skali, wymiennika ciepła z urządzenia z fig. 1; fig. 2b - widok perspektywiczny warstwy przewodów wymiennika ciepła; fig. 3 - widok urządzenia z przodu; fig. 4 - widok urządzenia z prawej strony; oraz fig. 5 - widok urządzenia z lewej strony.

Figura 1 pokazuje urządzenie według wynalazku, generalnie oznaczony numerem. Urządzenie 1 składa się z dwu podstawowych elementów, konkretnie z wyparki 2 kondensatora lub wymiennika ciepła 4, które z kolei opisane są poniżej. Ponieważ szczegóły tego podstawowego urządzenia nie stanowią części niniejszego wynalazku, w opisie jest jedynie wskazana struktura urządzenia 1a, natomiast pełne szczegóły podane są we wcześniejszym patencie Stanów Zjednoczonych 5,286,349.

Wynalazek opisany jest tu głównie w odniesieniu do mojego procesora wstępnego lub uzdatniacza wstępnego. Dla kompletności obrazu fig. 1b pokazuje urządzenie rafinujące lub uzdatniacz wtórny, w celu pokazania zastosowania wynalazku do tego typu urządzenia, i odpowiednie numery odnośnikowe są podane na fig. 1b. Ponadto fig. la i 1b oparte są na obecnych wersjach urządzenia, podczas gdy inne figury oparte są na patencie Stanów Zjednoczonych 5,286,349.

Jak pokazano na fig. 3, wyparka 2 generalnie ma przekrój prostokątny, i ma głębokość nieco mniejszą niż długość lub szerokość. Wyparka 2 ma dwa podłużne elementy podpierające 10 do postawienia wyparki i ułatwienia jej transportu. Wyparka 2 ma obudowę 11, składającą się z zewnętrznych ścian bocznych 12, ścian szczytowych 14, 16, ściany spodniej 18 i wierzchniej 20. Wewnątrz urządzenia 2 znajduje się komora destylacyjna lub odparowująca olej odpadowy 22, która znajduje się w pewnej odległości od wszystkich zewnętrznych ścian urządzenia 22.

Komora 22 podparta jest pewną liczbą podpierających walców (nie pokazane), tak by umożliwić swobodny przepływ gorących gazów wokół komory z olejem odpadowym 22 i w przestrzeni ograniczonej zewnętrznymi ścianami 12-20. Każdy z cylindrów podpierających zaopatrzony jest na każdym końcu w metalową płytę i komora 22 jest swobodnie osadzona na płytach górnych, co umożliwia termiczne rozszerzanie się i kurczenie.

189 541

Komora z olejem odpadowym 22 ma płaskie dno 24. Komora wykonana jest ze stali nierdzewnej 304L. Ku górze wystają z niej ściany boczne 26, które łączą się ze ścianą wierzchnią 28. Ściany 24, 26, 28 wystają ku górze, przechodząc w szczytowe ściany komory 29. Na jednej ze ścian szczytowych 29 znajdują się drzwiczki kontrolne 34, przechodzące przez odpowiednią ścianę szczytową 14 do komory 22, które umożliwiają usuwanie stałego materiału ciasto podobnego, pozostałego w komorze 22. Odpowiednie drzwiczki kontrolne mogą być umieszczone w komorze spalania. Komora 22 ma również podłużne i poprzeczne pręty wzmacniające lub usztywniające, by mogła ona wytrzymać ciśnienie wewnętrzne pełnego wsadu oleju odpadowego.

Na wierzchniej ścianie 20 znajduje się otwór wydechowy 36, połączony z odpowiednim kominem wydechowym 37. Komora wyparki 22, łączy się z wylotem 38 za pomocą przewodu przyłączeniowego 40. Fig. 1a pokazuje przewód przyłączeniowy 40, który ma wyraźny kształt odwróconej litery U, przechodzący przez kolanko 41 do jednostki kondensującej 4. Jako numer 39 oznaczony jest przewód odpowietrzający, który połączony jest z zaworem bezpieczeństwa, uruchamianym w przypadku nadmiernego wzrostu ciśnienia.

Układ normalnie działa pod niewielkim nadciśnieniem około 0,5 psi, i zawór bezpieczeństwa ustawiony jest na ciśnienie 2,5 psi. Jak pokazuje fig. 1 dla urządzenia rafinującego, a inne fig. dla procesora, przewód przyłączeniowy 40 może również mieć generalnie prosty pionowy fragment, a następnie fragment pochyły, biegnący w dół w kierunku kondensatora. W każdym przypadku, konfiguracja powinna być taka, by unikała miejsc „martwych”, tzn., by zapewnić, że każda ilość oleju kondensującego w przewodzie 40 albo spływa z powrotem do komory wyparki do powtórnego wrzenia albo płynie do jednostki kondensatora 4, gdzie ulega zebraniu.

Skierowany ku dołowi fragment przewodu przyłączeniowego 40 może być wyposażony w złoże reaktywne 43. Stwierdzono, że złoże to nie ma istotnego znaczenia i uwodornienie oleju zachodzi i bez niego. Złoże reaktywne 43 może zawierać dowolny odpowiedni materiał ułatwiający reakcję wodoru z parami oleju. Mozę zawierać na przykład stop niklowokadmowy.

Po każdej stronie wyparki 2, umocowana na każdej ścianie bocznej 12, znajduje się dmuchawa 42 dla odpowiedniego palnika komory spalania 32. Powiązane z każdą dmuchawą 42 jest zasilanie odpowiednim paliwem (nie pokazane). Może to być paliwo pochodzące ze sposobu według wynalazku lub ze sposobu z moich wcześniejszych zgłoszeń albo, alternatywnie, jakiegoś niezależnego źródła zasilania paliwem.

Jak pokazano ma fig. 3, elementy podporowe 10 wystają z jednej strony jednostki destylacyjnej 2 bardziej niż wystają one ze strony drugiej. Powodem tego jest konieczność uwzględnienia miejsca na system zasilania olejem odpadowym z wlotem oleju odpadowego.

Urządzenie 1 zawiera system podawania oleju odpadowego do komory 22 i utrzymywania pożądanego poziomu oleju w tej komorze. Oryginalnie jest to zbiornik pływakowy z zestawem pływaków i odpowiednim obwodem kontrolnym połączonym z pływakami. Jednakże stosować można każdy odpowiedni system kontroli poziomu oleju i kontroli pracy pomp, palników i towarzyszącego wyposażenia oraz zależności od rejestrowanego poziomu oleju. Typowo mogą to być różne urządzenia bezpiecznikowe, na przykład przerywające prace palników, jeżeli poziom oleju przekroczy zadane granice.

Według wstępnych procesorowych aspektów wynalazku, obwód kontrolny umożliwia również wyłączanie wyłączników bezpieczeństwa, które przerywają pracę palników, jeżeli poziom oleju spadnie poniżej pewnej granicy. Przy ich wyłączeniu, palniki pracują w trybie wypiekania, co usuwa wszystkie pozostałe węglowodory i składniki lotne z materiału w komorze, aż do pozostawienia stałego materiału ciasto podobnego. Następnie wyłącza się palniki, pozwala schłodzić komorze 22, następnie otwiera się komorę i usuwa pozostałość stałą.

Innym aspektem jednostki odparowującej opisanej szczegółowo w wcześniejszym patencie jest zastosowanie systemu deflektorów, ułatwiających przepływ gorących gazów z palników wokół komory 22 i ułatwiających wydajne przenoszenie ciepła.

Powracając do kondensatora 4, on również ma parę wsporników 70, służących jako podstawa jednostki oraz ułatwiających jej transport. Zawiera on ramę 72, która utrzymuje zestaw rur kondensatora lub wymieniacza ciepła, generalnie oznaczonych numerem 74.

189 541

Figury la i 1b pokazują korzystną i aktualną wersję kondensatora. Inne figury pokazują wersję wcześniejszą kondensatora, jednakże zasady są te same dla obu wersji.

Na fig. 1a i 1b kondensator ma wsporniki 170 i ramę 172!, wspierające poprz.eczne rury lub przewody kondensacyjne 174.

Dla wszystkich wersji struktura rur kondensacyjnych 174 jest celowo prosta w celu uzyskania dużej powierzchni wymiany. Zapobiega to komplikacjom związanym z bardziej złożonymi konfiguracjami, jak skomplikowany układ żeber itd. Tutaj stosuje się cztery warstwy poprzecznych przewodów 176, oznaczonych 178, 180, 182 i 184. Najwyższa warstwa przewodów 178 ma jedynie dwa przewody na każdym końcu. Każda z następnych dwu warstw przewodów 180, 182 ma po sześć przewodów, połączonych tak, ze strumień kondensującego oleju płynie wstecz i naprzód przez kondensator 4. Najnizsza warstwa przewodów 184 jest zasadniczo pozioma i zawiera 3 poprzeczne przewody.

Jeżeli potrzeba, przewody można wyposażyć w końcowe drzwiczki kontrolne, zawory opróżniające i podobne. W szczególności, piętnasty poprzeczny przewód 176 jest oznaczony jako 186 i jest on pierwszym w najniższej warstwie 184. Ten przewód 186 wyposażony jest w zawór opróżniający, umożliwiający pobieranie próbek kondensującego oleju.

Wylot ostatniego przewodu w serii połączony jest do pompy produktu końcowego 190, podającej skondensowany olej do zbiornika.

Figury 2a i 2b pokazują alternatywną konfigurację kondensatora. W tym przypadku struktura rur kondensacyjnych 74 jest celowo prosta w celu uzyskania dużej powierzchni wymiany ciepła. Zapobiega to komplikacjom związanym z bardziej złożonymi konfiguracjami, jak skomplikowany układ żeber. Tutaj rury kondensacyjne tworzą liczne poprzeczne kanały 76 ułożone w dwu pochyłych warstwach 78 i 82. Warstwy 78 i 82 są w zasadzie podobne, jednakże różnią się one wielkością przewodów.

Pierwsza warstwa zawiera pierwszą sekcję 79 przewodów większych i sekcję drugą 80 przewodów mniejszych, podobnych do przewodów warstwy drugiej 82. Powodem tego jest to, ze w sekcji pierwszej 79 większy jest procent par, wymagających większej objętości. Pod innymi względami ułożenie w różnych warstwach jest generalnie podobne i opisane jest w odniesieniu do warstwy górnej 78.

W pierwszej sekcji 79 warstwy górnej 78 znajdują się przewody 76 o większych rozmiarach i mniejsze przewody 77 w sekcji drugiej 80. Przewody 76, 77 ustawione są poprzecznie, tzn. prostopadle do płaszczyzny fig. 2. Każdy z przewodów 76, 77 zaopatrzony jest w jedną płytkę kontrolną 75, które umieszczone są w naprzemiennych końcach przewodów. Fig. 2a pokazuje jedynie płytki kontrolne jednej strony. Przemienne końce przewodów 76, 77 połączone są ze sobą tak, że powstaje meander lub zygzak. Innymi słowy, para wchodząca do najwyższego przewodu 76 z przewodu przyłączeniowego 40, płynąć będzie do jednego końca tego przewodu, a następnie przez drugi poprzeczny przewód 76. Para następnie przepływa wzdłuż tego przewodu 76, zanim spłynie w dół do następnego przewodu poprzecznego 76, itd.

Warstwy przewodów 78, 82 łączy rura 81. W konsekwencji para płynie zygzakiem lub po, wężykiem przewodami 76, 77 i warstwą górną 78, a następnie przez łączącą rurę 81 do górnego końca warstwy 82, gdzie proces powtarza się, przy czym warstwa ta zawiera jedynie mniejsze przewody 77. Warstwa spodnia 82 kończy się wylotem 84 odzyskanego oleju, który zbiera się w zbiorniku 86. Zbiornik ten wyposażony jest w wyłącznik pływakowy celem ograniczenia poziomu odzyskanego oleju w zbiorniku 86, jak opisano poniżej.

Podczas gdy fig. 2a przedstawia przewody wymiennika ciepła idące poprzecznie, ułożenie z fig. la i 1b jest korzystne. Fig. 2b pokazuje przykładowe ułożenie przewodów o większym przekroju w górnej sekcji takiego wymiennika ciepła. Jak i przedtem, przewody 76 mają drzwiczki kontrolne 75, które wykorzystać można do oczyszczania, w celu zapobiegania narastaniu osadów węglowych. Pomiędzy sąsiadującymi parami przewodów znajduje się krótki przewód łączący 94 i wsporniki oddzielające lub wzmocnienia 96; elementy te będą znajdowały się we wszystkich warstwach przewodów, ale pokazane są wyraźnie jedynie na fig. 2b.

Warstwa górna 78 znajduje się wewnątrz obudowy 90 (fig. 1). Na wierzchu obudowy znajduje się sześć pojedynczych wentylatorów 92 zasysających powietrze z zewnątrz i wdmuchujących je ponad warstwy przewodów 78, 82. Tak więc zauważyć można, ze przepływ

189 541 chłodzącego powietrza powodujący kondensację par, jest efektywnie w tym samym kierunku co przepływ par.

W trakcie stosowania, jakakolwiek obecnej ilość pary wodnej jest skraplana w przewodach wymiennika ciepła. Niewielkie kraniki odprowadzające (nie pokazane) oraz odpowiednie kanały odprowadzające prowadzą do zbiornika zbierającego wodę (również nie pokazany). Jeśli wytwarza się znaczna ilość wody, stosować można pompę usuwającą i wodę traktować dalej można w rozdzielaczu woda/olej.

Korzystnym jest traktowanie oleju odpadowego w uzdatniaczu wstępnym celem usunięcia pary wodnej przed procesem. Uzdatniacz wstępny po prostu ogrzewa olej odpadowy do temperatury powyżej punktu wrzenia wody, co usuwa parę wodną. Inną możliwością jest oddzielanie wody z odzyskanego oleju, jeżeli woda nie jest rozdzielana w kondensatorze.

W trakcie stosowania urządzenie działa przez pewien okres czasu, w trakcie którego olej odpadowy podaję się w sposób ciągły do komory wyparki 22. Równocześnie opróżnia się periodycznie zbiornik 86, w miarę jak się on wypełnia. Powoduje to narastanie ilości lub poziomu substancji stałych lub zanieczyszczeń w komorze wyparki 22. W ciągu tego czasu regulator temperatury 128 ustawiony jest na pożądanej temperaturze, na przykład w zakresie 320°C do 430°C, jak pokazano w moim wcześniejszym patencie 5,271,808.

Praktycznie stwierdzono, że urządzenie będzie pracować przy prawie stałej temperaturze, w zależności od wsadu, a regulator można ustawić w pewnych granicach powyżej aktualnej temperatury pracy.

Oczekuje się, że poza problemem postępowania ze zwiększaniem się ilości składników stałych, co będzie opisane poniżej, cały proces jest zasadniczo procesem ciągłym przepływowym, bez zbiorników łub pojemników wymagających znaczącego czasu przebywania w reaktorze.

Po pewnym czasie narosła ilość substancji stałych w komorze 22 wymagać będzie wyłączenia urządzenia. Można przedsięwziąć kroki umożliwiające kontrolę gromadzenia się ciał stałych, np. poprzez regularne próbkowanie i sprawdzanie zawartości komory 22. Dokładny poziom substancji stałych, który może być tolerowany, zalezeć będzie od konfiguracji komory 22, a zwłaszcza sposobu dostarczania do niej ciepła. Narastające substancje stałe działają jak izolator termiczny ograniczający przenoszenie ciepła gorących gazów opływających komorę 22 do cieczy w tej komorze. Proponuje się, aby rury, przez które przechodzą gorące gazy, biegły przez komorę 22. To poprawi przenoszenie ciepła i pozwoli na utworzenie się większej ilości substancji stałych wewnątrz komory 22.

Gdy oceni się, że osiągnięty już został maksymalny dopuszczalny poziom substancji stałych, wyłącza się zasilanie olejem odpadowym i rozpoczyna się tryb wypiekania. W tym czasie palniki mogą kontynuować pracę. Wyłącza się wyłącznik sygnalizujący niski poziom tak, że poziom oleju odpadowego może obniżyć się poniżej normalnie dopuszczalnego. Wentylatory kontynuują pracę tak długo, jak długo czujnik temperatury pokazuje wartość wyzszą niz ustawiona.

Gdy wymiennik ciepła 4 wystarczająco schłodzi się wskazując, że produkcja oleju prawie się zakończyła, czujnik temperatury i obwód kontrolny rozpoczynają cykl wypiekania. Podnosi się wtedy temperaturę w komorze wyparki 22 do końcowej temperatury wypiekania, celem usunięcia jak największej ilości składników lotnych lub ciekłych z komory wyparki 22. Temperaturę tę ustala się regulatorem temperatury. Regulator temperatury można ustawić początkowo na 480°C. Dla końcowego etapu wypiekania, gdy wyłącza się podawanie szlamu, regulator temperatury ustawić można na 700°C.

Efektem tego jest uzyskanie stałego, ciastopodobnego materiału, który łatwo można usunąć z komory wyparki 22. Etap wypiekania prowadzi się az do momentu, gdy juz żadne składniki lotne nie kondensują i zbierają się w kondensatorze 4, co określa pomiar czasu wypiekania.

Jeżeli urządzenie jest wystarczająco schłodzone, otwiera się kontrolne drzwiczki 34 i usuwa stałą pozostałość. Następnie zamyka się drzwiczki kontrolne 30 i można znów rozpoczynać można proces z następną partią szlamu.

Zgodnie ze sposobem według wynalazku, do gazów lub par na szczycie komory wyparki 22 wstrzykuje się wodór przy pomocy odpowiedniego urządzenia. Uzyskuje się to przez

189 541 stosowanie źródła wodoru schematycznie oznaczonego numerem 100 i przewodu zasilającego 102 podłączonego do komory 22. Jak pokazano, część 104 przewodu zasilającego przechodzi przez olej i /lub parę w komorze 22, jest ona wydłużona i otwiera się w pobliżu szczytu komory 22.

Przewód zasilający 104 pokazany jest schematycznie i może zawierać część w pobliżu dna komory 22, co powoduje wielokrotne przejście przez ciekły olej, przez co wodór odpowiednio się ogrzewa. Zapewnia to, że przed wstrzyknięciem do strumienia pary wychodzącego z komory 22 i przez wylot 38 do przewodu przyłączeniowego 40, wodór jest wstępnie ogrzany do temperatury panującej w komorze 22. Do wstrzykiwania służy zestaw dysz 106 na trzech różnych poziomach, w części pionowej wylotu 38 i/lub pionowej części przewodu przyłączeniowego 40.

Ustawienie dysz może być takie, że wodór wstrzykiwany jest do strumienia par. W miarę odparowywania, olej odpadowy ma tendencję do spieniania się w pewnym stopniu w górę. Jednakże ustawienie dysz jest takie, że najniższe dysze 106 są ponad jakąkolwiek pianą tak, że wodór wstrzykiwany jest tylko do fazy par.

Celem sprawdzenia wydajności tego traktowania wodorem, prowadzono testy na procesorze wstępnym, jak pokazano na towarzyszących rysunkach oraz na urządzeniu rafinującym, jak na fig. 1b oraz według wynalazku ujawnionego w patencie Stanów Zjednoczonych 5,271,808. Szczegóły tych testów podane są niżej. W obu przypadkach, wodór podgrzewano wstępnie, w sposób podany powyżej, gorącym olejem w komorze wyparki, po czym dodawano do par powyżej poziomu gorącego oleju w komorze.

Testy prowadzono z procesorem wstępnym oraz urządzeniem rafinującym, które uprzednio dokładnie wyczyszczono, w celu zapewnienia usunięcia osadów smoły. Dla obu jednostek pobierane próbki w trakcie dodawania wodoru zmienione strony pobiera się po tym, jak urządzenia pracowały przez czas wystarczający do osiągnięcia warunków stacjonarnych, w przybliżeniu sześć godzin. W przypadku próbek pobranych bez dodawania wodoru, jednostki urządzenia pracowały przez jedną do dwu godzin po wyłączeniu wodoru, zanim pobrano próbki ciekłe i gazowe.

Dla procesora wstępnego tu pokazanego, zasilającym olejem odpadowym był olej odpadowy z różnych źródeł przemysłowych, głównie olej korbowy. Dla urządzenia rafinującego, wsadem był olej przerobiony w procesorze wstępnym tu opisanym.

Próbki produktów ciekłych i gazowych pobiera się z obu urządzeń, pracujących z i bez dodatku wodoru. Próbki ciekłe pobiera się z pompy podającej olej do procesora wstępnego i z wylotu produktu. W przypadku urządzenia rafinującego, ponieważ wsad jest wyjściem z procesora wstępnego, pobiera się tylko próbkę ciekłą z wylotu produktu. W przypadku procesora wstępnego pobiera się dodatkową próbkę z zaworu opróżniającego na przewodzie kondensacyjnym 186.

Dodatkowo, w próbie uzyskania reprezentatywnej próbki całkowitego produktu urządzenia rafinującego, włączając w nią jakiekolwiek substancje lotne, które mogą uchodzić do atmosfery, zastosowano system próbkujący do zebrania próbek z przewodu przejściowego lub łączącego 40, łączącego komorę wyparki z kondensatorem zarówno w przypadku procesora wstępnego, jak i urządzenia rafinującego.

Próbka par pobrana w tym miejscu przepuszczana jest przez kondensator chłodzony wodą. Skroplone ciecze zbiera się w szklanym pojemniku. Ewentualne pozostałe gazy przepuszcza się przez zatyczkę z wełny kwarcowej i albo wypuszcza się albo zbiera w worku na gazy. Dla obu urządzeń pobiera się próbkę z przewodu łączącego i podaje do kondensatora zbierającego. Przewód prowadzący do kondensatora jest izolowany celem zapobieżenia kondensacji par przed osiągnięciem kondensatora w systemie próbkującym.

W przypadku procesora wstępnego lub uzdatniacza wstępnego stwierdzono przepływ gazów z systemu próbkującego po skropleniu cieczy. Pobrano próbkę tego gazu w worku na

189 541 gazy, tak w przypadku pracy z wodorem jak i bez wodoru. Przesłano ten worek do laboratorium badawczego w celu przeprowadzenia analizy. ...

W przypadku urządzenia rafinującego lub uzdatniacza wtórnego brak jest ciśnienia w przewodzie przejściowym tak, ze nie można pobrać próbki gazu.

Poniższa tabela podsumowuje warunki pracy procesora wstępnego i urządzenia rafinującego w trakcie pobierania i badania próbek:

Tabela 1

Warunki pracy w trakcie pobierania próbek

Przepływy	Procesor wstępny Model 510, bez H2	Procesor wstępny Model 510, z H2	Urządzenie rafinujące Model 320, bez H2	Urządzenie rafinujące Model 320, z H2
olej wsadowy	250 gal/godz.	400 gal/godz. 1		290 gal/godz.
szlam	40 gal/godz.	70 gal/godz. 1		30 gal/godz.
produkt	200 gal/godz.	285 gal/godz. 1		250 gal/godz
poziom oleju (komora wyparki 22)	20 cali	25,5 cala		20 cali
temperatury
dno (komora wyparki 22)	687°C	nie dotyczy		307°C 2
olej w komorze wyparki 22	387°C	360°C		265°C
wylot 38	385°C	373°C	nie dotyczy	nie dotyczy
przewód łączący 40	207°C	294°C		nie dotyczy
wlot do kondensatora 4	207°C	393°C		207°C
wylot z kondensatora 4	27°C	23 °C		31°C
ciśnienia
komora wyparki 22	11 cali H20	16 cali H20		0
kondensator 4	9 cali H20	13 cali H₂0		0

¹ Różnica między tymi liczbami wynika z różnych poziomów oleju w komorze 22 ² Ta temperatura jest znacznie niższa niż w przypadku Procesora wstępnego, ponieważ przetwarza się znacznie lżejszy olej ³Uwaga jest to w trybie normalnym, nie wypiekania

W trakcie tych testów w przypadku procesora wstępnego dodaje się 80 l/min wodoru w pobliżu wylotu komory wyparki 22. Przyjmując strumień produktu 290 ga1/godz. (porównywalne z liczbą 285 w tabeli 1) z wylotu komory wyparki 22 i rozkład punktu wrzenia między 70° a 400°C, wodór obecny będzie w szacowanym stężeniu 3,2% objętościowych w parze na wyjściu komory 22.

W trakcie testów z dodatkiem wodoru, temperatura gazu w wylocie 38 z komory wyparki 22 była o 30°C wyższa niż temperatura oleju w komorze 22, podczas gdy bez dodatku wodoru, temperatura gazu była o 2°C niższa niż temperatura oleju. Należało się tego spodziewać, ponieważ uwodornienie jest reakcją egzotermiczną.

Typowe ciepła reakcji uwodornienia olefin mieszczą się w granicach od -133 kJ/gmo1 do -125 kJ/gmol reagującego wodoru. Stosując powyższe szybkości przepływów i przyjmując, że cały wodór reaguje z olefmami, należałoby oczekiwać, że temperatura gazu wychodzącego z procesora wstępnego wzrośnie o 8°C. Wyższy wzrost może nastąpić, jeśli część wodoru będzie reagować ze związkami zawierającymi tlen, z wytworzeniem wody, co daje wyższe ciepło reakcji.

189 541

Wzrost temperatury wychodzącego gazu pokazany w tabeli 1 wskazuje, że zachodzi proces uwodorniania. Biorąc pod uwagę ilość mogących zachodzić reakcji, wzrost o 13°C jest porównywalny z obliczonym wzrostem o 8°C, dla całego wodoru reagującego ze wszystkimi związkami. Jak zaznaczono, próbki gazu zebrano z przewodu łączącego 40 procesora wstępnego w worki do gazów, jeden dla przypadku dodawanego wodoru, jeden bez dodawanego wodoru.

Próbki zebrano w worki do gazów po skropleniu cieczy z par. Dla tych testów trzeba było przesłać gaz w workach do odrębnego laboratorium badawczego. Idealnie, dla dokładnej analizy gazów, bezpośrednio do urządzenia powinien być podłączony chromatograf gazowy, ale nie było to możliwe.

Ponadto, taki zebrany gaz należy analizować natychmiast, ale to też nie było możliwe. Analiza gazowa pokazana jest w poniższej tabeli 2. Próbki te wydają się sugerować zanieczyszczenia ze względu na dużą zawartość O₂ i N ₂ i z tego powodu należy do wyników tych podchodzić ostrożnie.

Tabela 2 podaje stężenia tak, jak zanalizowano, po znormalizowaniu dla powietrza i składników brakujących (np. lekkich substancji lotnych lub gazów, które spalono). Nawet wtedy analizy mogą nie być całkowicie dokładne; jednakże można dokonać paru ogólnych obserwacji ze znormalizowanych stężeń.

Stężenie wodoru było trzy razy wyższe w fazie gazowej, gdy dodawano wodór w ilości 80 l/min. Widać też różnice w składzie gazu, silnie wskazujące na reakcję wodoru z produktami z komory wyparki, konkretnie: stosunek CO do CO 2 spadł z 4:1 bez wodoru do około 1:4 z wodorem; stężenie metanu spadło dramatycznie z ponad 50% do poniżej 4%; stosunek etanu do eteru wynosił 1:1 bez wodoru i około 6:1 z wodorem; nie stwierdzono H2 S ani innych związków zawierających siarkę ani z ani bez wodoru.

Tabela 2

Skład gazu pobranego z przewodu przejściowego z procesora Model 510 albo uzdatniacza rafinującego

	Skład (% obj.)	Skład znormalizowany (% obj.)
Składnik	bez H₂	z H2	bez H2	z H2
h₂	2,77	5,26	29,46	90,34
CO2	0,11	0,16	1,20	3,84
CO	0,47	0,04	5,03	0,91
CH4	5,00	0,15	53,13	3,56
c₂h„	0,51	0,01	5,45	0,26
c₂h₆*	0,47	0,08	5,00	1,80
inne węglowodory	0,07	0,12	0,72	2,81
O²	11,82	19,03
n₂	67,89	76,70
brakujące	10,89	-1,56

Poniższa tabela 3 podaje zebrane próbki wraz z komentarzem, dotyczącym ich fizycznego wyglądu. W przypadku urządzenia rafinującego model 320, nie było w nim wystarczającego ciśnienia by pobrać próbkę ciekłą z przewodu łączącego. Jedną 150 ml próbkę pobrano w trakcie pracy z dodatkiem wodoru, za pomocą przyłożonego na próbkę nieco mniejszego ciśnienia.

189 541

Tabela 3 zawiera dodatkowo uwagi dotyczące wyglądu próbek ciekłych natychmiast po pobraniu. Jeśli chodzi o inne pobrane próbki, przez pojemniki zawierające je przepuszczano azot i chroniono przed wpływem światła. Ponieważ próbki wysłano na badania do odległego miejsca, prawdopodobnie otrzymano je w siedem dni po pobraniu i w tym czasie nie zaobserwowano zauważalnych zmian w ich wyglądzie fizycznym.

Tabela 3 Pobrane próbki ciekłe

Numer próbki	Jednostka	Czas	H2	Miejsce próbki	Uwagi
1	surowy wsad			zbiornik wsadu	ciemnobrązowy/czarny
2	510	21:47	tak	pompa produktu 190	kolor czystego używanego oleju silnikowego
3	510 (procesor wstępny)	22:00	tak	przewód kondensatora 186	żółty, koloru piwa, przezroczysty z drobnymi cząstkami zawiesiny brak smoły na ściankach naczynia, osad w postaci drobnego pyłku
4	510	10:30 10:45	tak		kolor oleju silnikowego, po nocy oddziela się nieco wody, osad, trochę smoły przywiera do naczynia
5	510	24:15	nie	przewód kondensatora 186	kolor ciemnego piwa, zauważalne globulki smoły oraz smoła przywarta do naczynia, większa ilość smoły niż w próbce 3
6	510	24.23	nie	pompa produktu 190	kolor czystego używanego oleju silnikowego, drobny czarny osad na dnie
7	510	24:23- 24:38	nie	całkowita próbka pobrana z przewodu łączącego 40	jasnozólty, kolor nowego oleju silnikowego, nieco wody i smoły wytrąca się po nocy, podobny w wyglądzie do próbki 4
8	320 (urządzenie rafinujące)	01:47	tak	pompa produktu	przezroczysty, jasny zółtawozielony, drobny czarny osad
9	320	03:30	nie	środkowy przewód kondensatora	mętniejszy, z osadem smoły w porównaniu z próbką 8
10	320	02:23	tak	całkowita próbka pobrana z przewodu łączącego 40	jasna, przezroczysta ciecz z globulkami smoły i smołą przywartą do ścian naczynia

[Próbkę #9 pobrano w okolicy czwartego i piątego przewodu kondensatora, licząc od góry kondensatora 4 ]

Ponizsza tabela 4 pokazuje wyniki analizy próbek ciekłych pobranych z uzdatniacza wstępnego lub procesora wstępnego model 510, podczas gdy tabela 5 podaje odpowiadające wyniki analizy próbek pobranych z uzdatniacza wtórnego lub urządzenia rafinującego model 320.

189 541

Tabela 4

Wyniki analizy próbek ciekłych pobranych z uzdatniacza wstępnego (Model 510)

Próbka	Nr	Liczba bromowa (g/100g)	Gęstość (g/cm³)	Zawartość składników stałych	Analiza elementarna (% wag.)
Wsad	1	10	0,9068	1,410	C 85,19	H 12,20	N 0,27	S 1,29	O* 1,05
Przewód łączący 40
Bez H2	7	20,50	0,8215	0,007	85,27	13,18	0,037	0,68	0,83
zh₂	4	12,30	0,8360	0,026	85,86	13,03	0,036	0,56	0,51
Produkt
Bez H2	6	7,30	0,8628	0,042	86,15	12,80	0,041	0,59	0,42
ZH2	2	5,40	0,8524	0,025	86,30	13,01	0,029	0,48	0,18
Kondensat tor #15 (głównie woda)
Bez H₂	5	0,30	1,0309	0,170	1,90	10,83	0,322	0,16	86,79
ZH2	3	0,37	1,0097	0,036	0,74	11,10	0,182	0,08	87,90

* zawartość tlenu oznaczona jako różnica

Tabela 5

Wyniki analizy próbek ciekłych pobranych z uzdatniacza wstępnego (Model 320)

Próbka	Nr	Liczba bromo- wa (g/100g)	Gęstość (g/cm³)	Zawartość składników stałych	Analiza elementarna (% wag.)
Wsad	2	5,4	0,8524	0,025	C 86,30	H 13,01	N 0,029	S 0,48	O* 0,18
Przewód łączący 40
Bez H2	Nie dotyczy	-	-	-
ZH2	10	6,5	0,8286	0,008	86,19	13,35	0,019	0,22	0,22
Produkt
Bez H2	9	5,2	0,8307	0,003	85,78	13,23	0,019	0,23	0,74
ZH2	8	8,6	0,8335	0,003	85,97	13,19	0,025	0,22	0,59

'zawartość tlenu oznaczona jako różnica

Wyniki tych analiz ujawniają, że próbki nr 3 i 5, pobrane z jednego z przewodów kondensacyjnych kondensatora 4 zawierają głównie wodę z małą zawartością węglowodorów'. Dla urządzenia rafinującego model 320, nie było zbyt dużych znaczących różnic z i bez wodoru.

Dla procesora wstępnego, porównanie próbek nr 1, 2, 4, 6 i 7 ujawnia skutek dodania wodoru. Próbka produktu olejowego z procesora z dodatkiem wodoru była cieczą lżejszą niż próbka pobrana bez dodatku wodoru. Zgodne to jest z mniejszą gęstością produktu zmierzoną po dodaniu wodoru.

189 541

Olefiny mogą być nietrwałymi związkami, co może spowodować powstawanie smoły w produktach naftowych. Technika analityczna oznaczania liczby bromowej, zgodne z ASTN D 1159, podaje ilość przereagowanego bromu w gramach na 100 gram próbki oleju. Brom reaguje w cieczy z węglowodorem o podwójnych wiązaniach, z wyjątkiem węglowodorów aromatycznych, i daje miarę ilości olefin w próbce. Znaczące są zmiany liczby bromowej większe niż + lub - 1.

Tutaj próbki pobrane z przewodu łączeniowego 40 procesora wstępnego model 510, wykazują największe różnice liczby bromowej między próbkami z i bez dodania wodoru. Liczba bromowa wzrosła z 12,3 do 20,5, gdy zatrzymano przepływ wodoru. Liczba bromowa produktu również nieco wzrasta bez dodatku wodoru, z 5,4 do 7,3. Obniżenie liczby bromowej w przypadku stosowania wodoru wskazuje na to, że olefiny nasycane są przez dodanie wodoru.

Należy zauważyć tutaj, że zarówno badany procesor wstępny jak i urządzenie rafinujące mają znaczne objętości produktu olejowego w swoich kondensatorach. Toteż jednostki te nie mogłyby pracować dostatecznie długo bez przepływu wodoru, usuwającego cały produkt olejowy z kondensatorów i osiągnięcia stanu stacjonarnego bez wodoru.

Dłuższy czas pracy bez przepływu gazowego wodoru byłby koniecznym, by zapewnić całkowitą reprezentatywność próbki produktu olejowego pobranej z kondensacji w urządzeniu. Należy zauważyć, że próbki ciekłe pobrane z przewodu łączącego między komorą wyparki i kondensatorem, które wykazują znaczne różnice liczby bromowej, najprawdopodobniej lepiej odzwierciedlają wpływ dodania wodoru, ponieważ nie wpływają na nie względnie duże objętości cieczy w jednostkach kondensujących. To przetrzymywanie produktu olejowego może wyjaśnić dlaczego różni się liczba bromowa. Różnica liczby bromowej próbek produktu olejowego nie była tak duża jak dla próbek z przewodu przejściowego.

Różnice gęstości oleju nie były duże dla przypadków z i bez przepływu wodoru. Gęstość oleju wsadowego 0,9 obniża się do 0,85 w procesorze wstępnym, model 510, i do 0,83 po dalszym traktowaniu w urządzeniu rafinującym, model 320. Mniejsza gęstość 0,82 do 0,83 próbek nr 4 i 7, pobranych z przewodu łączącego 40 sugeruje, ze procedura próbkowania nie odzyskuje skutecznie cięższych produktów ciekłych. Składniki wyżej wrzące prawdopodobnie będą kondensować w przewodzie łączącym. Mniejsza gęstość próbek ciekłych dla procesora wstępnego model 510 gdy dodano wodór jest zgodna z przekształceniem olefin w parafiny, które mają mniejszą gęstość.

Również zawartości odfiltrowanych składników stałych w próbkach z tabeli 4 i 5, niezależnie od wsadu, który jak wiadomo, ma względnie dużą zawartość substancji stałych, różne stężenia były niskie i nieznaczące.

Rozpatrując analizę elementarną, nie ma dużych różnic w składzie pierwiastkowym z lub bez dodatku wodoru w dużych próbkach, pobranych z procesora wstępnego, model 510. Zawartość siarki i tlenu przy dodatku wodoru zmniejszała się nieznacznie zarówno w próbkach z przewodu łączącego 40 jak i produktu olejowego.

Zawartości tlenu w próbkach nie mierzono bezpośrednio, ale oznaczono przez różnicę z analiz C, H, N i S. Wzrost stosunku H/C dla cieczy z procesora wstępnego po dodaniu wodoru jest znów zgodny z dodatkiem wodoru do cieczy. Zaobserwowano niewielką znaczącą różnicę w wynikach analizy elementarnej produktów olejowych pobranych z urządzenia rafinującego model 320 z lub bez dodania wodoru.

Ponizsza tabela 6 podaje symulację destylacji produktów wsadu i pokazuje rozkład punktów wrzenia. Tak więc, IBP oznacza początkowy punkt wrzenia, a FbB oznacza końcowy punkt wrzenia, natomiast liczby 10, 20, itd., oznaczają punkt wrzenia po 10%, 20%, itd., odparowania próbki.

189 541

Tabela 6

Symulowana destylacja wsadu i produkty

	Próbka #	Wynik destylacji
Wsad oleju odpadowego	1	IBP	10	20	30	40	50	60	70	80	90	FBP
		100	212	258	306	358	412	466	539	-	-	>615
Model 510 (procesor wstępny)
Bez H₂	5	90	181	220	249	275	302	326	352	380	414	511
zh₂	2	<368	41	72	178	234	265	294	319	350	389	514
Model 320 (urządzenie rafinujące)
Bez H₂	9	87	159	183	203	220	236	250	266	285	310	395
zh₂	8	87	164	189	207	222	236	250	264	281	307	397

Produkt olejowy zebrany z urządzenia rafinującego model 320 miał niższy punkt wrzenia niż olej wsadowy, co pokazuje tabela 6. Stwierdzono niewielką lub brak różnicy w rozkładzie punktu wrzenia produktu zebranego z urządzenia rafinującego 320 z lub bez dodatku wodoru. Dla procesora wstępnego model 510, początkowe temperatury punktu wrzenia dla niższych frakcji były znacznie niższe, mimo to końcowy punkt wrzenia był nieco wyższy.

Kontrolny system zasilania wodorem korzystnie obejmuje liczne zabezpieczenia. Mogą one obejmować: umiejscowienie zbiorników wodoru poza głównym budynkiem, w którym znajduje się urządzenie rafinujące lub procesor wstępny, w zależności od przypadku rozwiązania; zawory odcinające dopływ wodoru umieszczone na zbiornikach zasilania wodorem, które można sterować zdalnie z pulpitu kontrolnego; zawory zwrotne na przewodzie zasilania wodorem celem zabezpieczenia przed zwrotnym strumieniem oleju do przewodu podającego wodór; integrację z systemem kontrolnym urządzenia rafinującego lub procesora wstępnego, obejmującą automatyczne wyłączanie wodoru przy rozruchu, wyłączeniu, warunkach przerwy lub zakłóceniach tak, by zminimalizować wprowadzanie wodoru podczas nieobecności par węglowodorów; odpowiednią wentylację budynków i izolację, celem rozproszenia uchodzącego wodoru oraz czujniki wodoru usytuowane w najwyższym punkcie budynku. Dane zebrane w trakcie doświadczeń na procesorze wstępnym model 510 wskazują, że gazowy wodór wstrzyknięty do komory wyparki 22 reaguje z parami produktu. Dodanie wodoru daje następujące mierzalne efekty:

(1) wzrost temperatury gazu w przewodzie łączącym 40;

(2) zmniejszona ilość olefin w próbkach oleju zebranych z przewodu łączącego 40;

(3) zmniejszona gęstość i dystrybucja punktu wrzenia końcowego produktu olejowego;

(4) niewielkie obniżenie zawartości siarki i być może zawartości tlenu w produkcie olejowym;

zmniejszone stężenie etylenu i zwiększone stężenie etanu w produkcie gazowym.

189 541

FIG. 1α

189 541

FIG. 3

189 541

Departament Wydawnictw UP RP. Nakład 50 egz.

Cena 4,00 zł.

Claims

Zastrzeżenia patentowe

(1) ogrzewania oleju odpadowego dla odparowania z niego oleju;

1. Sposób odzyskiwania użytecznego produktu olejowego z oleju odpadowego, znamienny tym, że obejmuje etapy:
2. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, że olej odpadowy poddaje się odparowaniu w temperaturze wystarczającej do spowodowania przynajmniej częściowego krakingu oleju odpadowego.

(2) wstrzyknięcia gazowego wodoru do odparowanego oleju, dla uzyskania nasycenia przynajmniej niektórych olefin i wolnych rodników obecnych w odparowanym oleju; oraz (3) odzysku oleju odpadowego w postaci użytecznego produktu olejowego, przy czym sposób prowadzi się zasadniczo pod ciśnieniem atmosferycznym.
3. Sposób według zastrz. 1 albo 2, znamienny tym, że stosuje się jako etap (4) po etapie (3) kondensację odparowanego oleju.
4. Sposób według każdego z zastrz. 1-3, znamienny tym, ze ogrzewa się olej odpadowy w komorze wyparki, dostarczając w sposób ciągły olej odpadowy do komory wyparki i kontrolując poziom oleju odpadowego w komorze wyparki, dla utrzymywania wymienionego poziomu w żądanych granicach.
5. Sposób według zastrz. 4, znamienny tym, że przepuszcza się pary oleju przez przewód łączący komorę wyparki z zespołem kondensującym i kondensuje się pary oleju w zespole kondensującym, przy czym etap (2) obejmuje wstrzyknięcie wodoru w pary oleju w przynajmniej jednej komorze wyparki i przewodzie łączącym.
6. Sposób według zastrz. 5, znamienny tym, ze przepuszcza się wodór przez przewód przechodzący przez ciekły olej odpadowy w komorze wyparki, dla wstępnego ogrzania wodoru do temperatury wewnątrz wyparki, a następnie wstrzykuje się wodór w pary oleju w przynajmniej jednej komorze wyparki i przewodzie łączącym.
7. Sposób według zastrz. 5 albo 6, znamienny tym, że dodatkowo stosuje się katalizator w przewodzie łączącym i przepuszcza się gazowy wodór i pary oleju przez katalizator, dla ułatwienia uwodornienia przynajmniej części olefin i wolnych rodników.
8. Sposób według zastrz. 6, znamienny tym, że stosuje się dodatkowy etap (5): po pewnym czasie, kończy się zasilanie olejem odpadowym komory wyparki i kontynuuje się grzanie komory wyparki i zawartego w niej oleju odpadowego w trybie wypiekania do zasadniczo wyższej temperatury·', dla odparowania zasadniczo całego zawartego w komorze wyparki oleju odpadowego i pozostawienia wewnątrz komory wyparki pozostałości w postaci stałej.
9. Sposób według zastrz. 8, znamienny tym, ze stosuje się dodatkowy etap (6): po całkowitym odparowaniu oleju odpadowego z komory wyparki, schładza się ją, otwiera się komorę wyparki i usuwa pozostałość stałą.
10. Urządzenie do odzyskiwania użytecznego produktu olejowego z oleju odpadowego, znamienne tym, że składa się z: komory wyparki, zawierającej wlot oleju odpadowego i wylot odparowanego oleju jako uzytecznego produktu olejowego; zespołu grzewczego ogrzewającego komorę wyparki dla odparowania oleju z oleju odpadowego; zespołu do wstrzykiwania wodoru do par oleju odpadowego; zespołu do odzysku odparowanego oleju oraz zespołu utrzymującego komorę wyparki zasadniczo pod ciśnieniem atmosferycznym.
11. Urządzenie według zastrz. 10, znamienne tym, że zawiera zespół kondensujący i przewód przyłączeniowy, łączący wylot komory wyparki z zespołem kondensującym.
12. Urządzenie według zastrz. 0 albo 11, znamienne tym, ze zespół wstrzykujący wodór zawiera przewód otwierający się przynajmniej do jednego, górnego fragmentu komory wyparki i przewodu łączącego.

189 541
13. Urządzenie według zastrz. 12, znamienne tym, że część przewodu przechodzi przez dolną część komory wyparki, gdzie wodór w przewodzie ogrzewa się olejem odpadowym do temperatury wewnątrz komory wyparki.
14. Urządzenie według zastrz. 11, znamienne tym, że komora wyparki zawiera wlot oleju odpadowego, a urządzenie zawiera układ pompujący zasilający komorę wyparki olejem odpadowym; układ kontrolny monitorowania poziomu oleju odpadowego wewnątrz komory wyparki, przy czym układ kontrolny podłączony jest do układu pompującego i uruchamia układ pompujący dla utrzymywania poziomu oleju odpadowego w żądanych granicach.
15. Urządzenie według zastrz. 14, znamienne tym, że zespół ogrzewający połączony jest z zespołem kontrolnym poziomu i w trybie pracy normalnej jest wyłączany, jeżeli poziom oleju wykracza poza żądane granice, oraz zawiera zespół unieruchamiający zespół kontroli poziomu i kończący zasilanie olejem, umożliwiając kontynuację działania zespołu grzewczego w trybie wypiekania, gdzie komora wyparki ogrzewana jest do wyższej temperatury dla odparowania pozostałego oleju odpadowego.

Dla Stanów Zjednoczonych Ameryki zgłoszenie to jest częściową kontynuacją wcześniejszego zgłoszenia o numerze 08/829,526, złożonego 28 marca 1997, które jest zgłoszeniem File Wrapper Continuation o numerze 08/199,201, złożonym 21 stycznia 1994, które jest częściową kontynuacją o numerze 07/712,775, złożoną 10 czerwca 1991, które jest częściową kontynuacją o numerze 246,834, złożoną 20 września 1988. Ponadto, zawartość wszystkich tych wcześniejszych zgłoszeń jest w niniejszym włączona na zasadzie odnośnika.