(57)【要約】特に灯油等の炭化水素を有する基体と、油と、金属とを含む残渣であり、特に精製プロセスにおける前記残渣を、処理、及び／又は、回収、及び／又は、再利用する方法において、残渣を揮発性残渣の一部が蒸発する第１の反応器（５）内に導入し、次いで、第２の反応器（１０）へ移動させ、そこで、水の蒸発によって促進されてもよい冷却によって凝固させる。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
特に灯油等の炭化水素を有する基体と、油と、金属とを含む残渣であり、特に精製プロセスにおける前記残渣を、処理、及び／又は、回収、及び／又は、再利用する方法において、
前記残渣が、揮発性成分の一部がその内部で蒸発する第１の反応器（５）に導入されることを特徴とする、方法。
【請求項２】
前記第１の反応器（５）の下流において、生成物を第２の反応器（１０）へと移動し、
前記生成物を前記第２の反応器（１０）において、蒸発により更に凝固させることを特徴とする、請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記第１の反応器（５）に導入される前に、前記残渣が、例えば洗浄又は均質化の前処理を受けることを特徴とする、請求項１又は請求項２に記載の方法。
【請求項４】
前記第１の反応器（５）への導入を、Ｍｏｙｎｏポンプ（４）（プログレッシブ空洞スクリューポンプ）によって行うことを特徴とする、先行請求項のうち少なくとも１項に記載の方法。
【請求項５】
前記第１の反応器（５）への入口（６）を冷却することを特徴とする、先行請求項のうち少なくとも１項に記載の方法。
【請求項６】
前記第１の反応器（５）内の充填レベルを、調整可能な堰（９）によって制御することを特徴とする、先行請求項のうち少なくとも１項に記載の方法。
【請求項７】
前記第１の反応器（５）内の前記残の処理を、減圧下、又は大気圧下で行うことを特徴とする、先行請求項のうち少なくとも１項に記載の方法。
【請求項８】
前記第１の反応器（５）内で処理された前記残渣を、前記第２の反応器（１０）への搬送中、又は、前記第２の反応器内で、冷却することを特徴とする、先行請求項のうち少なくとも１項に記載の方法。
【請求項９】
前記第１の反応器（５）からの前記残渣を、前記第２の反応器（１０）への投入の際に加熱することを特徴とする、先行請求項のうち少なくとも１項に記載の方法。
【請求項１０】
前記第２の反応器（２０）内の前記残渣の処理を、減圧下、又は大気圧下で行うことを特徴とする、先行請求項のうち少なくとも１項に記載の方法。
【請求項１１】
前記第２の反応器（１０）の下流に、少なくとも１つの制水容器（１６）が接続され、自由流動粒状材料を受容することを特徴とする、先行請求項のうち少なくとも１項に記載の方法。
【請求項１２】
前記残渣が、異なるレベルの溶剤及び残渣油を含有することを特徴とする、先行請求項のうち少なくとも１項に記載の方法。
【請求項１３】
特に灯油等の炭化水素を有する基体と、油と、金属とを含む残渣であり、特に精製プロセスにおける前記残渣の、処理、及び／又は、回収、及び／又は、再利用のための設備であって、
第１の反応器（５）の下流に、第２の反応器が接続され、
前記第１の反応器（５）及び前記第２の反応器が、加熱可能な導管（１１）によって相互に接続されていることを特徴とする、設備。
【請求項１４】
前記第１の反応器（５）が、前記残渣を導入するための、専用の偏心スクリューポンプ（４）を有することを特徴とする、請求項１３に記載の設備。
【請求項１５】
前記第１の反応器の入口（６）、及び／又は、前記第２の反応器の入口（１３）が、加熱可能であることを特徴とする、請求項１３又は請求項１４に記載の設備。
【請求項１６】
前記第１の反応器（５）の出口（８）の上流に、堰（９）が配置されていることを特徴とする、請求項１３から請求項１５のうち少なくとも１項に記載の設備。
【請求項１７】
前記導管（１１）が、専用の冷却ユニット（１２）を有することを特徴とする、請求項１３から請求項１６のうち少なくとも１項に記載の設備。
【請求項１８】
前記反応器（５、１０）が、混合混練機であることを特徴とする、請求項１３から請求項１７のうち少なくとも１項に記載の設備。
【請求項１９】
前記反応器（５、１０）が、対抗フックを有する混合混練機であることを特徴とする、請求項１８に記載の設備。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、特に、灯油等の炭化水素を有する基体と、油と、金属とを含み、特に精製プロセスにおける残渣を、処理、及び／又は、回収、及び／又は、再利用する方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
例えば、炭化水素、油、及び金属からなる残渣を発生させる、多くの産業プロセス及びプロセスステップが存在する。これら３つの成分は、いずれも単純に処分するには余りにも貴重すぎるものである。
【０００３】
炭化水素を有する残渣の最も大きな供給源は、例えば、粗製油精製プロセスである。これらは、常圧蒸留、減圧蒸留、灯油及び燃料の生産、硫酸でのアルキル化、プロペン及びブタンのリン酸との混合物の重合、高温異性化、潤滑油の生産、整流、パイプスチル蒸留、蒸発蒸留、コーキング、接触分解、改質、精製水素化、粗製油の水素化脱硫、水和による油漂白、溶剤脱歴、蒸留残渣の非間接脱硫等を含む。
【０００４】
あらゆる粗製油、あらゆる精製方法、及びあらゆる技術処理が、残渣又は精製廃棄物を残す。これらの廃棄物は、「グードロン」、「グードロン粘土」、油状の沈降物、濾過ケーク、汚泥、重力残渣、遠心分離残渣、洗浄プロセス後の脱酸素剤残渣、酸残渣、酸性油廃棄物、精製汚泥、ピッチ、ビチューメン、グリース状の沈降物、タール、「ギャッチ」、油水等の種々の名前で知られている。
【０００５】
精製処理を発生源とする廃棄物の体積は、処理された粗製油と比べて比較的大きく、産業廃棄物の著しい割合を占める。これらの新たに処理された残渣は、概して、コークスへ変換されるか、又は焼却されることが非常に多い。
【０００６】
ガソリン留分は、鉱物油生産物の最も大きな割合を占め、それぞれの最終用途、すなわち、特殊燃料、モーターガソリン、航空ガソリン、ジェット燃料、重質ガソリン、灯油、ランプ用石油、ディーゼル燃料、灯油、油（モーター油、航空油、タービン油、絶縁油、作動油、金属加工用油、医療油等）、潤滑及び保護グリース、ビチューメン、重質留分結晶化としての鉱物油ワックス、石油コークス（蒸留残渣及び二次プロセス残渣の熱分解）によって分類される。
【０００７】
単に例として、生産プロセスにおいて有用な機械工具のための冷却剤又は潤滑剤について更に言及がなされるべきである。炭化水素、油、及び金属残渣を含む、多量の残渣がここで生じる。例えば、ＪＰ  ０９−１０９１４４は、金属加工懸濁液を分取する方法を記載し、湿式分級方法において、冷却潤滑剤から切断粒子を分離するために、粘度を下げるための抽出溶剤として灯油が最初に金属加工懸濁液に追加される。この刊行物は、冷却潤滑剤からの切断粒子のきれいな分離に関し、例えば、切断作業での再利用に必要とされるような高品質形態での冷却潤滑剤の回収に関するものではない。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
本発明は、特に、灯油、油、アスファルテン、及び金属を含む精製残渣が、効果的かつ経済的な様式で処理され得る、上述の種類の方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
この目的は、溶剤及び／又は揮発性成分が蒸発させられる第１の反応器内に、残渣を導入することによって達成される。
【００１０】
この場合において、生産物は、概して融解物として、反応器から排出される。
【００１１】
しかしながら、より好ましくは、生産物は、第２の反応器へ移動され、冷却、及び任意選択的な気化冷却によって、その中で凝固及び／又は顆粒化される。
【００１２】
使用される反応器は、好ましくは、混合混練機である。本発明においては、単軸混合混練機と二軸混合混練機との間で本質的に区別される。単軸混合混練機は、例えば、ＡＴ３３４３２８、ＣＨ６５８７９８Ａ５、又はＣＨ６８６４０６Ａ５から既知である。この場合において、回転方向に回転軸の周りを回転するディスク要素が提供される軸方向シャフトが、ハウジング内に配置される。これは、搬送方向に生産物を搬送させる。対抗要素は、ディスク要素間でハウジングに固定される。ディスク要素は、混練機シャフトに対して直角に平面で配置され、それら平面の間に開いた領域を形成し、これにより、隣接するディスク要素面と共に混練空間を形成する。
【００１３】
多軸混合混練機は、ＣＨ−Ａ５０６３２２に記載されている。その場合において、半径方向のディスク要素がシャフト上に存在し、軸方向に整列した混練棒がディスク間に配置される。これらのディスクは、他方のシャフトからの枠の形で混合混練要素と相互に噛み合う。これらの混合混練要素は、第１のシャフトのディスク及び混練棒を清浄する。２つのシャフト上の混練棒は、同様に、ハウジングの内壁を清浄する。
【００１４】
これらの既知の二軸混合混練機は、２つのシャフトハウジングの接続領域における８の字状のハウジング断面に起因する欠点を有するという点で不利である。粘性生産物の処理において、及び／又は、圧力下で実行されるプロセスにおいて、この領域で高い応力が生じ、これらは、複雑な構造対策によってのみ制御され得る。
【００１５】
上記の種類の混合混練機は、例えば、ＥＰ０５１７０６８Ｂ１から既知である。この場合において、２つの軸方向に平行なシャフトが、混合器ハウジングにおいて、反対方向又は同一方向のいずれかに回転する。それらが回転するにつれて、ディスク要素に取り付けられている混合棒が相互作用する。混合の機能だけでなく、混合棒は、生産物と非常に効率的に接触する混合器ハウジング、シャフト、及びディスク要素の表面を清浄し、これにより、混合されていない領域を低減させる役割を有する。特に、高度に圧縮し、硬化し、外皮を形成する生産物の場合、混合棒のクリアランスが密であると、混合棒及びシャフトの高い局部機械応力をもたらす。これらのピーク力は、特に、生産物が容易に逃れることができないそれらの領域内に進入するときに生じる。そのような領域は、例えば、ディスク要素がシャフトに取り付けられる場合に存在する。
【００１６】
さらに、ＤＥ１９９４０５２１Ａ１は、上述の種類の混合混練機を開示し、そこにおいて、混練棒が最大の軸方向到達範囲を有するようにするために、混練棒の領域における軸受要素は、凹部を形成している。そのような混合混練機は、生産物と接触するハウジング及びシャフトの全ての表面を良好に自己清浄する。しかしながら、混練棒の軸受要素は、混練棒の通路に起因して、複雑な軸受要素形状をもたらす凹部を必要とするという特性を有する。これは、第１に、複雑な生産方法につながり、第２に、機械応力下でのシャフト及び軸受要素の局部ピーク応力につながる。主に縁の鋭い凹部内で生じるこれらのピーク応力、及び特に、軸受要素がシャフトコアに溶接される領域における厚さの変化は、材料疲労によるシャフト及び軸受要素のクラックの要因となる。
【００１７】
混合混練機は、押出機と本質的に異なる。押出機においては、スクリューが、対応する管状のハウジングシェル内で回転し、処理される生産物が、スクリューフライトで入口から出口に運搬される。一方で、混合混練機においては、生産物空間及びガス空間が形成される。その名前の通り、生産物空間は、生産物で充填され、通常、生産物空間の上にあるガス空間は、生産物の処理の過程においてガスで充填され、その後、ガスは、適切な蒸気によって取り除かれる。生産物の実際の処理、すなわち、混合及び混練並びに搬送が行われるのは、生産物空間においてのみであり、ガス空間は、生産物を含まない。
【００１８】
対抗フックを有する混合混練機の代替として、第１のプロセス段階（溶剤の蒸発）において、対抗フック、薄膜蒸発器、又はパドル乾燥器を有しない混合混練機を使用することも可能である。第２の段階（冷却／顆粒化）では、混合混練機のみならず、水槽を用いたチルロール、チルベルト、若しくは溶液、又は水中の運搬ユニットが考えられ得る。２つのプロセス段階に対する種々の選択肢の種々の組み合わせもまた、本発明の概念によって包含される。
【００１９】
本発明の本方法は、例として、２つの混合混練機を使用する上記の二段階の方法を用いるものであり、処理される残渣は、これらの混合混練機を連続的に通過する。精製に従い、本明細書に提示される方法には、他のプロセスステップ、例えば、溶剤を用いた残渣の洗浄又は予混合が先行する。これら上流の方法によって、固体残渣、残渣油、及び溶剤、及び／又は、揮発性成分の異なる混合物が生成される。実験において、溶剤及び／又は揮発性成分の蒸発の第１の方法ステップにおいて、より多くの残渣油が存在するほど、熱伝達係数は、著しく高くなることが判明した。これは、方法の加速及び全体的な改善につながる。
【００２０】
第１の混合混練機内への均質化された残渣の導入は、好ましくは、ポンプによって、特に、商標Ｍｏｙｎｏ  Ｐｕｍｐとして既知の偏心スクリューポンプによって行われる。実験において、例えば、別のポンプ、すなわち、ギアポンプは、供給（残渣供給）が余りに不規則な場合に閉塞する傾向があるため、極めて好ましくないことが判明している。
【００２１】
加えて、第１の混合混練機内への入口はまた、冷却されるべきであり、これは、そうでなければ、供給が中断した場合に閉塞する傾向があるためである。これは、残渣が圧力下で混合混練機内に送られない、すなわち、導入されないときに特に当てはまる。
【００２２】
さらに、混合混練機内の充填レベルは、調整可能な堰によって調節されることが望ましいことが判明している。これは、方法全体のより適した制御手段となる。
【００２３】
残渣は、大気圧化又は減圧化のいずれかで、第１の混合混練機内で処理することができる。混合混練機内の生産物の処理は、熱を付加し、また摩擦下で行われる。容易に点火する溶剤及び／又は揮発性成分、例えば、灯油が処理されている場合、混合混練機内への酸素の侵入は防止されるべきである。
【００２４】
第１の混合混練機から第２の混合混練機内への生産物の移動は、加熱可能であるが、冷却可能であってもよい可撓性導管によって行われる。
【００２５】
第１の混合混練機と対照的に、第２の混合混練機の入口を加熱することが可能であるべきである。この目的のために、適したカラーが想定される。
【００２６】
第２の混合混練機において、冷却により、第１の混合混練機からのペースト状の残渣が固相へ変換され、出口で固体が得られることになる。しかしながら、これらは、比較的大量の粉塵も含み、第２の混合混練機の下流に、少なくとも１つの制水容器が接続されるべきである。冷却を向上させるため、水を第２の混合混練機内に導入してもよく、この水は、蒸発することにより冷却（気化冷却）が促進される。
【００２７】
上述の残渣の処理のための対応する設備に対して、小津用の保護が求められ、当該設備は第１の混合混練機に続いて、第２の混合混練機が下流にあり、２つの混合混練機が、加熱可能な導管によって、互いに接続されるものである。装置に関する更なる特徴は上述されている。
【図面の簡単な説明】
【００２８】
本発明の更なる特徴、利点、及び詳細は、以降の発明を実施するための形態及び図面から明らかとなろう。図面は、その唯一の図において、特に精製プロセスからの、残渣の処理及び／又は回収及び／又は再利用のための設備であって、特に、灯油、油、及び金属成分で構成される残渣の処理のための設備の概略図を示す。
【図１】特に精製プロセスからの、残渣の処理及び／又は回収及び／又は再利用のための設備であって、特に、灯油、油、及び金属成分で構成される残渣の処理のための設備の概略図を示す。
【発明を実施するための形態】
【００２９】
２つの別々の実験において、残渣は、異なるレベルの残渣油を含有していた。より少ない油成分を有する残渣は、より多くの油成分を有する残渣より著しく処理され難いことが判明した。これは、特に、より少ない油成分を有する残渣が、より多くの油成分を有する残渣と比較して著しく熱伝導係数が悪かったためであった。
【００３０】
残渣Ｒは、好ましくは、１つ以上の前処理１、例えば、洗浄又は均質化方法を受ける。さらに対応する前処理２において、外来成分は、ほぼ実質的に除去され得る。
【００３１】
前処理された残渣は、ポンプ４によって、第１の混合混練機５内に移動される前に、受容漏斗３内に移動される。ポンプ４は、好ましくは、プログレッシブ空洞スクリューポンプを意味すると理解されるモイノ（Ｍｏｙｎｏ）ポンプである。ギアポンプを用いた実験は失敗であった。
【００３２】
第１の混合混練機内への移動は、冷却されていることが好ましい入口６を介する。これは、特に、残渣が圧力下で第１の混合混練機内に導入される、更なるフラッシュノズルが利用されていないときに行われるべきである。入口を冷却しないと、特に、供給の中断の際に閉塞の危険性が存在する。
【００３３】
第１の混合混練機において、蒸気ドーム７を介した対応する蒸気の除去によって、残渣が濃縮される。この第１の混合混練機において、濃縮によって、残渣は液相からペースト状の相又は粘性相に転移される。
【００３４】
本発明において、高さ調整可能な堰９が、第１の混合混練機内の出口８の上流に提供される。この堰９もまた、加熱されるべきであり、第１の混合混練機内の充填レベルを制御するのに寄与する。
【００３５】
第１の混合混練機から第２の混合混練機１０へのペースト状の残渣の移動は、好ましくは、可撓性かつ加熱可能である、点線によって示される導管１１を通して行われる。なお、この導管１１はまた、専用の冷却ユニット１２を有していてもよい。
【００３６】
第２の混合混練機１０内への入口１３もまた、加熱可能であるべきであり、これにより、ペースト状の残渣の第２の混合混練機１０内への移動が容易となる。
【００３７】
第２の混合混練機１０において、残渣は、冷却され、凝固される。（例えば、気化冷却のために水が任意に追加される場合等において）蒸気は追加の蒸気ドーム１４を介して除去される。この蒸気ドーム１４は、蒸気ドーム７の場合もそうであり得るが、フィルタを設置する可能性を有するべきである。
【００３８】
上述のように、第２の混合混練機内に水が導入されてもよい。この水は、残渣の凝固を促進し、気化冷却によって熱を除去する。加えて、場合によっては、これは、油の除去にも寄与する。
【００３９】
第２の混合混練機１０の出口１５において、自由流動固体が得られる。しかしながら、大量の粉末も凝固された残渣中に存在し、少なくとも制水容器１６を出口１５に接続することが望ましい。
【００４０】
方法手順の例は、以下の通りである。
【００４１】
第１の混合混練機において、灯油の脱気及び／又は固体からの分離は、減圧下で行われる。残渣の温度は、５０〜１９５℃である。スループットの増加は、この方法の著しい向上をもたらすことが分かった。最初の速度は、２０ｋｇ／ｈであった。その後、スループットが４０ｋｇ／ｈまで増大した場合、処理される残渣の稠度は、均質性が保たれており、脱気は、著しく向上した。第１の混合混練機の終端での物質の状態は、ペースト状であると言える。
【００４２】
第１の混合混練機から第２の混合混練機内への残渣の移動は、加熱された可撓性導管１１を通して達成される。それは約２１０℃まで加熱される。
【００４３】
供給速度に応じて、第２の混合混練機は、最大約６０％の充填レベルまでペースト状材料で充填される。ここで、残渣は、気化冷却を通して熱を除去する水を添加して処理されてもよい。出口１５の上流の第２の混合混練機の終端において、残渣は、自由流動固体の形である。
【００４４】
更なる例示的な方法手順は、以下の通りである。
【００４５】
上述の溶剤及び固体の混合物（一部の場合において、少量の残渣油も依然として存在する）は、第１のプロセス段階において、（対抗フックを有する）混合混練機に入り、溶剤が、蒸発させられる。連続的プロセスの第２のステップにおいて、固体は、最大でも気化冷却のための水の添加により、対抗フックを有する混合混練機内で冷却され、凝固され、顆粒化される。同様に、溶剤、残渣油、又は水（添加される場合）は、少量で、第２のプロセスステップにおいて、蒸発させられるか、及び／又は、除去される。
【００４６】
溶剤の蒸発及び／又は固体の顆粒化に必要とされるプロセスパラメータは、１つのプロセス段階で満足するには解離し過ぎているため、２つの段階へのプロセスの分離が必要である。したがって、従来の一段階乾燥プロセスという選択肢はない。
【００４７】
一方で、上述のように、一段階の方法に対する保護が同様に求められる。ここでは、凝固が省略され、融解物は蒸発工程の後に排出される。
【図１】
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【国際調査報告】
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2017536231.tif 000005
2017536231.tif 000006
2017536231.tif 000007