Brevet FR2743570A1 — publié le 19970718

La présente invention concerne un procédé de traitement des huiles de lubrification usagées (ou usées) pour permettre leur recyclage. Les huiles de lubrification usagées proviennent principalement de l'opération de vidange des moteurs automobiles. Ces huiles usagées sont extrêmement toxiques et une loi impose leur collecte et leur élimination en centres agréés dans toute l'Europe. L'huile usagée, dite aussi huile de vidange des moteurs, se compose d'additifs auxquels viennent s'ajouter les souillures dues au fonctionnement des moteurs aux températures de fonctionnement (+ de 300"C). En fait, cette huile contient des constituants volatils (eau, essence, gazole), des composés solubles dans l'huile formés par oxydation, (résines, savons métalliques, additifs d'indice de viscosité, composés organo-métalliques), des composés insolubles dans les huiles (particules de carbone, poussières atmosphériques, métaux, oxydes métalliques, oxydes de plomb maintenus en suspension par les détergents de l'huile), des additifs renfermant un métal, des additifs dispersants, des additifs sans cendre, des additifs antioxydants et anti-corrosifs, des métaux provenant des canalisations ou des raccords (fer, cuivre, plomb), des coussinets (argent, cadmium), des carburants (plomb tétraethyle, entre autres). La liste des produits cités n'est pas limitative mais donnée à titre d'exemple. Les descriptions sont données à titre illustratif mais non limitatif. L'huile s'altère et se colore par action oxydante dans les moteurs, par formation de vernis colorés et action du soufre. L'élimination des métaux lourds, des métalloïdes, des produits complexes, des goudrons, des résidus colloïdaux et autres contenus dans les huiles usagées des moteurs est réalisée actuellement par action combinée de la chaleur, de l'acide sulfurique, des terres décolorantes, de la filtration, de la centrifugation, de la distillation. Les souillures se fixent sur les terres décolorantes en créant un déchet dénommé terre acide qui est ensuite brûlé dans un four. La quantité de terre décolorante représente environ 30 % de l'huile mise en oeuvre, huile usagée appelée aussi huile de vidange. Elle piège une partie de l'huile et son brûlage ultérieur est une source de nuisance. Généralement la séparation de l'huile et des terres se fait dans des filtres-presses ou dans des filtres à séparation continue. Le rendement est de l'ordre de 70 % de l'huile mise en jeu (huile de vidange exempte d'eau). Entre le pied de colonne et la tête s'étagent des plateaux permettant d'obtenir diverses coupes d'huile, de viscosité allant de 15 à 300 centistokes à 40"C. Compte tenu des investissements mis en jeu, du faible rendement obtenu, de la nécessité de brûler brais et terres acides, ce procédé perd de plus en plus d'intérêt malgré les améliorations apportées et aussi face au prix bas des huiles. L'huile obtenue est ensuite distillée sous vide dans des colonnes à plateaux; on recueille en fond de colonne un brai contenant des métaux lourds non séparés par action de l'acide sulfurique et du traitement à la terre. Ce brai est à brûler. En tête de la colonne on recueille les légers provenant des essences, et surtout des gazoles non brûlés dans les moteurs automobiles. On estime à 10 % en moyenne la quantité de gazole produite à partir des huiles usagées mises en oeuvre. L'exposé de l'invention et des revendications résoud à la fois le problème économique et le problème de nuisance. La présente invention concerne un traitement permettant d'obtenir, à partir d'huiles usagées, des huiles comparables à des huiles vierges par extraction des polluants en phase dispersée de type émulsion eau dans huile. On a constaté que la mise en émulsion et l'effet de cisaillement induisent des déformations moléculaires ou des changements de structure moléculaire qui permettent, sans action de catalyseur, d'obtenir des réactions jusque là impossibles. Ainsi, il est possible de complexer des produits incompatibles entre eux L'extraction des métaux lourds et des métalloïdes devient ainsi possible. Cette méthode permet de rendre réactifs tous produits homogènes ou hétérogènes, de produire une rupture moléculaire, de rendre compatibles tous produits incompatibles, de favoriser les réactions, de les rendre réversibles ou irréversibles, de favoriser des traitements inaccessibles, ceci sans utiliser la pression. En effet, ce procédé n'utilise pas d'acide sulfurique, pas de soude et réduit les déchets à moins de 3 % de la masse d'huile traitée. L'huile usagée est filtrée à 300 microns puis envoyée par le biais d'une pompe à boisseau vers un émulsionneur. II est introduit en même temps dans lémulsionneur environ 90 % d'huile usagée et 10 % d'eau afin de créer une micro-émulsion. L'émulsionneur est un appareil utilisé couramment dans l'industrie agroalimentaire pour confectionner des mayonnaises et dans l'industrie cosmétique pour confectionner des crèmes; il travaille sous très faible pression afin de ne pas dégrader les produits qu'il traite. L'appareil est constitué d'un moteur entraînant des roues dentées qui génèrent un fort effet de cisaillement et de dispersion produisant une micro-émulsion. Cette micro-émulsion d'eau dans l'huile sert à faire passer les métaux lourds et les métalloïdes par diffusion de la phase organique à la phase aqueuse. En effet, il est quasiment impossible de complexer les métaux lourds en phase organique alors qu'il est possible de complexer ces mêmes métaux lourds et ces métalloïdes en phase aqueuse. Cette micro-émulsion est ensuite pompée vers un bac de mélange dans lequel un complexant des métaux lourds et métalloïdes est injecté par une pompe doseuse, I'ensemble micro-émulsion et complexant agité un certain temps afin que le contact soit optimum et que les métaux lourds et les métalloïdes soient complexés dans la phase aqueuse de la micro-émulsion. Le complexant des métaux lourds et des métalloïdes est un produit couramment utilisé dans l'industrie chimique. L'ensemble de cette phase émulsifiée est ensuite pompé vers un échangeur thermique afin de lui faire atteindre 80"C. puis pompé vers une centrifugeuse. La centrifugation de l'émulsion donne trois produits ou phases: - phase 1 - eau + métaux lourds + métalloïdes, - phase 2 - sédiments et précipités des métaux lourds et métalloïdes, - phase 3 - huile démétallisée (produit noble) prête pour une distillation sous vide. L'action du complexant des métaux lourds sur l'émulsion suivie d'une centrifugation donne une réduction supérieure à 90 % des métaux lourds et des métalloïdes. L'extraction de la plus grande partie des métaux lourds et métalloïdes ainsi que la séparation de l'eau et des matières solides par centrifugation permettent d'obtenir une huile démétallisée et pré-traitée. Cette qualité d'huile est absolument nécessaire dans le cadre des opérations de traitements utérieurs permettant d'obtenir une huile de base aux caractéristiques comparables à celles d'une huile de lubrification vierge. Les colonnes de distillation-fractionnement récentes sont de type à garnitures. L'huile qu'elles distillent doit être le plus épuré possible afin d'éviter le colmatage des garnitures ainsi que les chutes de rendement de distillation. En cas d'hydrogénation de cette huile lors d'une phase ultérieure, son pré-traitement permet de préserver le catalyseur de la pollution par les métaux lourds et les métalloïdes de type soufrés. A titre d'exemples illustratifs, mais non limitatifs, on peut citer, par application de ce procédé: - I'élimination des métaux lourds, - I'élimination des métalloïdes, - I'élimination des produits complexes provenant des additifs des huiles, - I'élimination des résidus colloïdaux ou autres, - la précipitation des produits d'oxydation. REVENDICATIONS 1) Procédé de traitement des huiles usagées permettant de recycler des huiles lubrifiantes polluées par des métaux lourds, métalloïdes, oxydes, et autres produits pouvant être complexés ou sequestrés, caractérisé en ce que l'on fait passer les huiles et l'eau dans un émulsionneur à effet de cisaillement pour obtenir une micro-émulsion eau dans huile. 2) Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'on additionne à l'émulsion, à l'intérieur d'une cuve de mélange, des produits réactifs éventuellement et"ou compatibles. 3) Procédé selon la revendication 2, caractérisé en ce que les produits réactifs ajoutés sont des complexants, des désémulsifiants, des sequestrants rendus compatibles dans le milieu à traiter. 4) Procédé selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'on dirige les produits sortant de la cuve de mélange (qui ont changé d'état) vers une centrifugeuse ou une décanteuse, où ils sont séparés en partie noble d'un côté et déchets de l'autre. 5) Procédé selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que l'on dirige les produits nobles vers une colonne de distillation.