Brevet FR2787118A1 — publié le 20000616

-1 - PROCEDE DE RECUPERATION DES HUILES DE SYNTHESE ET D'ELABORATION D' HUILES A HAUT INDICE DE VISCOSITE A PARTIR D'HUILES DE LUBRIFICATION USAGEES. La présente invention concerne un procédé qui permet de récupérer la fraction d'huile de synthèse contenue dans les huiles lubrification usagées appelées couramment huiles de vidange. Ce procédé permet aussi après extraction de l'huile de synthèse d'élaborer une huile de lubrification à haut indice de viscosité. 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 d'utilisation (+ de 300 C). En fait, cette huile contient des constituants volatils (eau, essence, gazole), des composés solubles dans l'huile formés par oxydation, (résines, savon 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 additionnés aux l'huiles), 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, -2- plomb), des coussinets (argent, cadmium), des carburants (plomb tétrastyle, entre autres). La liste des produits cités n'est pas limitative mais données à titre d'exemple. Les descriptions sont communiquées à titre illustratif mais non limitatifs. L'huile s'altère et se colore par action oxydante dans les moteurs, par formation de vernis colorés et sous l'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. Une autre méthode d'élimination des métaux lourds, des métalloïdes, des produits complexes, des goudrons et autres contenus dans les huiles usagées, consiste en l'utilisation d'agents complexants afin d'extraire les métaux lourds et les métalloïde et de compléter cette épuration par une action de centrifugation. Les huiles de lubrification actuellement disponibles sur le marché ont beaucoup évoluées car les fabricants ajoutent à l'huile de base et aux additifs courants une fraction comprise entre 5 et 10 % d'huile de synthèse, (généralement des polyalphaoléfines) ainsi que de l'huile à très haut indice de viscosité dans proportion variable suivant la qualité désiré de l'huile (entre 5 et %), ainsi que des épaississants (au minimunm 5 % de polymères). 3 - Ces additifs de plus en plus élaborés qui sont ajoutés actuellement à l'huile de base ont générés des problèmes qui ont totalement perturbés les systèmes de régénération employés jusqu'à présent par l'industrie du recyclage des huiles. De plus ces nouveaux additifs empêchent l'utilisation de techniques performantes du type membranes, car ils colmatent celle-ci. En effet, la présence de polymères dans les huiles usagées a généré des problèmes très complexes dans le bas des colonnes de distillation. Notamment des problèmes de prise en masse ainsi que des problèmes de solidification dans les échangeurs thermiques. Les régénérateurs ont tentés de résoudre ces problèmes par une augmentation de la température de distillation. Cette augmentation de température de distillation dans la bas de la colonne (environ 375 C) a généré des phénomènes de craquage donnant une forte odeur à l'huile après distillation. Cette forte odeur entraînant une décote importante sur le prix de vente de l'huile régénérée. Ces phénomènes de craquage génèrent aussi une coloration des huiles imposant un traitement de décoloration poussé sur des terres décolorantes occasionnant un surcoût notable du prix de production. De plus cela n'a pas résolu les problèmes de prise en masse et de solidification dans la colonne de distillation. Les études menées par les Autorités environnementales ont démontré la présence de polynucléaires aromatiques dans les huiles de vidange. Ces produits aromatiques sont considérés cancérigènes par les Autorités, la majorité des pays européens impose leur diminution avec comme objectif final à court terme leur élimination dans les huiles lubrifiante. Tu I X -4- Tous ces additifs sont d'un coût élevé, généralement plus de trois fois la valeur de l'huile de lubrification de base. Les procédés actuels de détoxication qui permettent d'obtenir une huile de base recyclabe ne prennent pas en compte la possibilité de récupérer ces additifs de très hautes valeurs. La baisse du prix de l'huile de lubrification de base rend le recyclage de celle- ci beaucoup moins attractif. Compte tenu des investissements mis en jeu et du faible rendement financier obtenu dans la régénération des huiles il est important de mettre en oeuvre un procédé permettant une meilleures valorisation de ce recyclage. L'exposé de l'invention et des revendications résout ce problème économique. La présente invention concerne un traitement permettant de récupérer, à partir d'huiles usagées, la fraction d'huile de synthèse dans une première phase et de produire de l'huile à haut indice de viscosité dans une deuxième phase. Le procédé utilisé permettra de récupérer aussi les polymères en fond de distillation. Ces polymères sont un excellent expenseur de bitume et possèdent une forte valeur ajoutée sur le marché. Dans une première phase l'huile de vidange sera démétalisée soit par la méthode acide, soit par la méthode en phase acqueuse, soit par une autre méthode disponible sur le marché. Cette démétalisation permettra d'extraire des métaux, les métaux lourds et les métalloïdes. Tous ces produits sont indésirables soit dans le procédé qu'ils perturbent ou ne sont pas désirés dans le produit final, car leur présence ne correspond pas aux spécifications 1-T F - -5- techniques des huiles de base. Il sera alors procédé à une déshydratation soit thermique (140 C), soit par centrifugation car l'eau n'est pas souhaitable dans la phase de distillation. Après cette opération, une extraction des composants volatils sera effectuée dans une colonne flash à 180 C et vide partiel. La phase suivante consiste en un fractionnement qui sera opéré soit dans une colonne de distillation, soit dans un évaporateur à couche mince sous une température impérativement inférieur à 275 C pour éviter tout craquage idéalement 250 C et sous un vide très poussé moins de trois torr. Cette unité de distillation sera spécifiquement conçue pour obtenir deux coupes (ou fractions): la première coupe qui sera d'un volume d'environ 60 % du volume initial entrant dans la colonne, sera composé de Neutral Solvant 150 d'huile de synthèse et de polynucléaires aromatiques. La seconde coupe en fond de colonne sera le volume restant composé de polymères mélangés avec du Neutral Solvant 300. La démétalisation opéré au premier stade du procédé permettra donc d'obtenir en deuxième coupe un produit ne contenant pas de métaux lourd (donc pas de toxicité) et pouvant être directement commercialisé comme expenseur de bitume. L'opération suivante consiste à reprendre le Neutral Solvant 150 et en extraire l'huile de synthèse par passage dans une unité de séparation par membrane à seuil de coupure adapté. Le Neutral Solvant 150 restant après cette opération sera reprit dans une unité d'hydrogénation. On fera subir alors à ce Neutral Solvant 150 une hydrogénation catalytique afin dans un premier stade d'éliminer des polynucléaires aromatiques et en poursuivant cette hydrogénation d'obtenir une huile à très haut index de viscosité (supérieur à un indice de 125). -6 - 2787118 REVENDICATIONS 1) Procédé de récupération des huiles de synthèse et d'élaboration d'huiles à haut indice de viscosité à partir d'huiles de lubrification usagées, distillées à basse température caractérisé par une distillation fractionnée à basse température. 2) Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'on démétalise et détoxifie une huile de lubrification usagée. 3) Procédé selon la revendication 2, caractérisé en ce que l'on procède à une déshydratation soit thermique soit mécanique. 4) Procédé selon la revendication 3, caractérisé en ce que l'on opère une extraction des composants volatils pour récupérer la gazole à 180 C et vide partiel. ) Procédé selon la revendication 4, caractérisé en ce que l'on opère un fractionnement en deux coupes, soit dans une colonne de distillation, soit dans un évaporateur à couche mince à une température inférieur à 275 C et un vide inférieur à trois torr. 6) Procédé selon la revendication 5, caractérisé en ce que la coupe du fond de colonne de distillation sera composée de polymères mélangés avec Neutral Solvant 300 qui aura toutes les caractéristiques d'un expenseur de bitume. -7 - 2787118 7) Procédé selon la revendication 6, caractérisé en ce que la coupe de tête de la distillation sera composée d'un Neutral Solvant 150 d'huile de synthèse et de polynucléaires aromatiques. 8) Procédé selon la revendication 7, caractérisé en ce que l'on opère une extraction de l'huile de synthèse du Neutral Solvant 150 par un procédé de type membrane. 9) Procédé selon la revendication 8, caractérisé en ce que le Neutral Solvant restant subira une hydrogénation catalytique afin de d'éliminer les polynucléaires aromatiques. 10) Procédé selon la revendication 9, caractérisé en ce qu'après l'élimination des polynucléaires on poursuit l'hydrogénation catalytique afin d'obtenir une huile à haut indice de viscosité.