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Patent 2222704 Summary

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Claims and Abstract availability

Any discrepancies in the text and image of the Claims and Abstract are due to differing posting times. Text of the Claims and Abstract are posted:

  • At the time the application is open to public inspection;
  • At the time of issue of the patent (grant).
(12) Patent Application: (11) CA 2222704
(54) English Title: PROCEDE DE RAFFINAGE D'HUILES USAGEES PAR TRAITEMENT ALCALIN
(54) French Title: ALKALINE TREATMENT METHOD FOR REFINING USED OILS
Status: Deemed Abandoned and Beyond the Period of Reinstatement - Pending Response to Notice of Disregarded Communication
Bibliographic Data
(51) International Patent Classification (IPC):
  • C10M 175/00 (2006.01)
  • C10M 175/02 (2006.01)
(72) Inventors :
  • CHAVET, BERNARD (France)
(73) Owners :
  • BERNARD CHAVET
(71) Applicants :
  • BERNARD CHAVET (France)
(74) Agent: ROBIC AGENCE PI S.E.C./ROBIC IP AGENCY LP
(74) Associate agent:
(45) Issued:
(86) PCT Filing Date: 1996-06-21
(87) Open to Public Inspection: 1997-01-09
Availability of licence: N/A
Dedicated to the Public: N/A
(25) Language of filing: French

Patent Cooperation Treaty (PCT): Yes
(86) PCT Filing Number: PCT/FR1996/000974
(87) International Publication Number: WO 1997000928
(85) National Entry: 1997-12-19

(30) Application Priority Data:
Application No. Country/Territory Date
95/07484 (France) 1995-06-22

Abstracts

English Abstract

An alkaline treatment method for refining used oils, wherein (a) the used oils are distilled; (b) the resulting distillate is treated with an alkaline agent in the presence of a solvent selected from water, a monoalcohol, a polyalcohol and a mixture of said alcohols, said alkaline agent being present in a percentage by weight, based on the weight of the distillate, equal to the product F x (IA + IS), where F is a multiplier between 2 and 50 and IA and IS are the acid value and the saponification value respectively of said distillate, at a temperature of around 80-330 ·C for 2-200 minutes; (c) the reaction medium is washed with water then decanted to recover the oily phase; and (d) said oily phase is distilled. The method is useful for producing refined oils having excellent properties in that they are odourless and nearly colourless and in that they have a very low chlorine, phosphorus and silicon content.


French Abstract


Ce procédé comprend les étapes consistant: a) à procéder à une distillation
desdites huiles usagées, b) à traiter le distillat résultant avec un agent
alcalin et en présence d'un solvant choisi parmi l'eau, un monoalcool, un
polyalcool et un mélange de ces alcools, ledit agent alcalin étant présent en
une proportion, en pourcentage en poids par rapport au poids du distillat,
égale au produit F x (IA+IS), F étant un facteur multiplicateur compris entre
2 et 50, IA et IS étant respectivement l'indice d'acide et l'indice de
saponification dudit distillat, ledit traitement étant effectué à une
température d'environ 80 à 330 ~C pendant un temps d'environ 2 à 200 mn, c) à
laver à l'eau le milieu réactionnel puis à laisser décanter pour récupérer la
phase huileuse, et d) à procéder à la distillation de ladite phase huileuse.
Ce procédé permet d'obtenir des huiles raffinées présentant d'excellentes
propriétés et en particulier une absence d'odeur, une faible coloration et de
très faibles teneurs en chlore, phosphore et silicium.

Claims

Note: Claims are shown in the official language in which they were submitted.


- 14 -
REVENDICATIONS
1. Procédé de raffinage d'huiles usagées, caractérisé par le fait qu'il comprendles étapes consistant:
a) à procéder à une distillation desdites huiles usagées,
b) à traiter le distillat résultant avec un agent alcalin et en présence d'un
solvant choisi parmi l'eau, un monoalcool, un polyalcool et un mélange de ces alcools, ledit
agent alcalin étant présent en une proportion, en pourcentage en poids par rapport au poids
du distillat, égale au produit F x (IA+IS), F étant un facteur multiplicateur compris entre 2
et 50, IA et IS étant respectivement l'indice d'acide et l'indice de saponification dudit
distillat, ledit traitement étant effectué à une température d'environ 80 à 330°C pendant un
temps d'environ 2 à 200 mn,
c) à laver à l'eau le milieu réactionnel puis à laisser décanter pour récupérer
la phase huileuse, et
d) à procéder à la distillation de ladite phase huileuse.
2. Procédé selon la revendication 1, caractérisé par le fait que l'étape (a) de
distillation des huiles usagées est effectuée sous pression atmosphérique et à une
température d'environ 130 à 180°C, puis sous une pression d'environ 12000 à 650 Pa et à
une température d'environ 240 à 345°C.
3. Procédé selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé
par le fait que l'agent alcalin est soit la soude soit la potasse.
4. Procédé l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé par le
fait que l'agent alcalin est la potasse.
5. Procédé selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé
par le fait que lorsque ledit solvant est de l'eau, la concentration en agent alcalin est
comprise entre 50 et 96 % en poids par rapport au poids de la solution aqueuse.
6. Procédé selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé
par le fait que l'agent alcalin est sous la forme de l'eutectique potasse/eau (86,7/13,3).

- 15 -
7. Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 a 4, caractérisé par le
fait que lorsque ledit solvant est choisi parmi un monoalcool et un polyalcool ou un mélange
de ceux-ci, la solution alcoolique d'agent alcalin utilisée est telle que le rapport molaire dudit
monoalcool ou polyalcool audit agent alcalin est compris entre 2 et 20.
8. Procédé selon la revendication 7, caractérisé par le fait que le rapport
molaire dudit monoalcool ou polyalcool audit agent alcalin est compris entre 2,5 et 5.
9. Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, 7 et 8, caractérisé
par le fait que ledit monoalcool ou polyalcool a de 2 à 8 atomes de carbone.
10. Procédé selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé
par le fait que l'étape (c) de lavage à l'eau du milieu réactionnel est effectuée à l'aide de 1 à
15 % d'eau à une température comprise entre la température ambiante et environ 100°C.
11. Procédé selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé
par le fait que l'étape (c) de lavage à l'eau du milieu réactionnel est effectuée en deux
opérations distinctes, la première consistant à traiter ledit milieu avec une quantité d'eau
d'environ 1 à 10% et à une température comprise entre 20 et 90°C et la deuxième
consistant, après décantation, à traiter le milieu résultant avec une quantité d'eau comprise
entre 1 et 10 % et a une température aussi élevée que possible et au moins égale à celle de
la première opération.
12. Procédé selon la revendication 11, caractérisé par le fait que la deuxième
opération de lavage est effectuée a l'aide d'une solution aqueuse faiblement acide.
13. Procédé selon l'une quelconque des revendications précédentes caractérisé
par le fait que l'étape (d) de distillation est effectuée en un premier temps sous pression
atmosphérique et à une température d'environ 70 à 270 °C, puis sous une pression d'environ
1350 à 650 Pa et à une température d'environ 210 à 375 °C.
14. Procédé selon l'une quelconque des revendications précédentes caractérisé
par le fait que la phase huileuse résultant de l'étape (c) de lavage est en outre suivie par au
moins un traitement par hydrogénation catalytique à pression élevée, et/ou par mise en
contact avec un agent sulfonant ou avec du charbon actif ou une terre activée.
15. Procédé selon la revendication 14, caractérisé par le fait que ledit agent
sulfonant est choisi parmi l'acide sulfurique concentré et l'acide chlorosulfonique.
16. Procédé selon la revendication 14, caractérisé par le fait que ladite terre
activée est un silico-aluminate activé par traitement acide.

- 16 -
17. Procédé selon la revendication 14, caractérisé par le fait que le traitementde la phase huileuse par mise en contact avec un agent sulfonant est suivi d'uneneutralisation de la phase huileuse.
18. Procédé selon la revendication 17, caractérisé par le fait que ladite
neutralisation de la phase huileuse est réalisée par addition d'ammoniaque.
19. Huile raffinée obtenue par le procédé selon l'une quelconque des
revendications précédentes, caractérisée par le fait qu'elle présente les caractéristiques
suivantes:
- teneur en chlore (mg/kg) ............. < 35
- teneur en phosphore (mg/kg) ............ < 5
- teneur en silicium (mg/kg)..... ..........< 5
- couleur (ASTM D 1500) ............ .......< 3
- odeur (mesure sensorielle) .......... très faible
- teneur en eau (% en poids) .............. < 10-2
- sédiments (% en poids).................... absence
- viscosité à 40°C (mm2/s) ......................... < 85
- indice d'acide (IA ; mgKOH/g) ........... ..... < 0,05
- indice de saponification (IS ; mgKOH/g)......... < 0,20

Description

Note: Descriptions are shown in the official language in which they were submitted.


CA 02222704 1997-12-19
W0'37/00928 PCT~R96/00974
Procédé de rafflna~e d'huiles usa~ées par traitement ~lcalin.
La présente invention concerne un procédé de raffinage d'huiles usagées
permettant d'obtenir des huiles raffinées ré~ltilic~bles notamment comme huile de base,
5 cornme combustible, ou dans une raffinerie de pétrole.
Selon la présente demande, on entend par l'expression huiles usagées une huile
ou un mélange d'huiles en proportions variables, d'origines diverses provenant notamment
d'applications industrielles.
Comme ceci est bien connu, les huiles destinées à des usages industriels ou pour10 moteurs renferment divers additifs destinés à leur conférer les propriétés spécifiques
requises pour les applications envisagées. Ces additifs sont soit organiques (additifs dits
"s~ms cendres") soit organométalliques. Dans tous les cas ils se caractérisent, outre leur
fonction spécifique (telle que anti-corrosion, anti-usure, anti-oxydant, dispersant...) par une
très bonne solubilité dans les huiles de base (hydrocarbures ayant des points d'ébullition
15 supérieurs à 350~C), une stabilité thermique aussi élevée que possible et enfin une volatilité
aussi faible que possible.
Les huiles après usage ou huiles usagées contiennent en tant qu'impuretés de
tels ?/cl-litif~, soit intacts, soit sous forme de produits de décomposition ainsi que des
sédiments (particules d'usure des pieces métalliques en mouvement, poussières de l'air,
20 carbone, etc.) et des hydrocarbures non présents dans les huiles d'origine et qui sont
inclésirables. Il s'agit de fractions d'essence et de gasoil, de produits d'oxydation (tels que
des acides organiques) et de produits de pyrolyse. La présence de ces différentes impuretés
rend particulièrement diffcile le raffmage des huiles usagées.
D'une manière générale, les huiles usagées industrielles telles que définies ci-
25 de~isus présentent les caracteristiques données dans le tableau I suivant:

CA 02222704 1997-12-19
WO97/00928 PCT~R96/00974
TABLEAUI
Teneur en chlore (mg/kg) 150-2000
Teneur en phosphore (mg/kg) 300-1300
Teneur en silicium (mg/kg) 8-80
Couleur(ASTMD 1500) > 8
Odeur (mesure sensorielle) Forte-très forte
Teneur en eau (% en poids) 0,2-12
Sédiments (% en poids) 0,1-0,5
Viscosite à 40~C (mm2/s) 35-140
Indice d'acide (IA; mgKOH/g) 0,9 4,5
Indice de saponification (IS; mgKOH/g) 4-17
Dans le tableau I ci-dessus, les teneurs en phosphore et silicium ont été
5 mesurées par plasma, les teneurs en chlore soit par fluorescence X (au dessus de 50 mg/kg)
soit par coulométrie (au dessous de 50 mg/kg), I'indice d'acide a été déterminé selon la
norme française NFT 60112, la viscosité a été mesurée à 40~C selon la méthode
NFT 60100, la couleur a été mesurée selon la méthode ASTM D 1500, I'odeur a été
mesurée de façon sensorielle par l'expérimentateur et l'indice de saponification a été mesuré
10 par potentiométrie.
Dans le but de séparer les principaux contaminants des huiles usagées, et d'en
améliorer la couleur et l'odeur, plusieurs procédés de traitement par separation physique
et/ou chimique ainsi que des procédés de rafflnage ont été développés, ceci dans le but de
les régénérer et de les réutiliser comme huile de base, comme combustible, ou dans une
15 rafflnerie de pétrole.
Lorsque celles-ci sont destinées à servir d'huiles de base elles doivent présenter
une très faible coloration (au moins inférieure à 4 en mesure selon la norme ASTM
D 1500).
Quand elles sont destinées à servir de combustible, par exemple dans les
20 systèmes de ch~llff~e industriel, elles doivent être exemptes d'odeur et présenter une faible
acidité (à savoir un indice d'acide IA inférieur à environ 0,2 mgKOH/g) ainsi qu'une faible
teneur en chlore, source de polluants de combustion.

CA 02222704 1997-12-19
W O 97/110928 PCT/FR96/00974
Enfin, lorsqu'elles sont destinées à être traitées dans une raffinerie de pétrole
(cracking catalytique ou hydrogénation) elles doivent présenter un taux très réduit en
phosphore, ch:lore et silicium afin d'éviter la destruction des catalyseurs (à savoir de
pleré,el-ce une teneur en phosphore inférieure à 5 mg/kg, une teneur en chlore inférieure à
5 35 mg/kg et une teneur en silicium inférieure à 5 mg/kg).
Parmi les procédés connus de traitement préalable des huiles usagées par
,~éparation physique, on peut citer la distillation sous vide, la précipitation à l'aide d'un
solvant tel que le propane (ou "désasphaltage") ou l'ultrafiltration. Ces procédés ont une
efficacité certaine pour séparer les sédiments et dans une certaine mesure, démétalliser ou
10 clarifier les huiles usagées. De telles méthodes physiques de prétraitement ne permettent pas
toutefois de séparer toutes les impuretés présentes dans les huiles usagées. Ainsi par
exemple, après distillation, les huiles obtenues ont encore une très forte odeur, une acidité
notable et renferment des quantités non négligeables de composés volatils, du chlore, du
phc)sphore et du silicium.
Parmi les procédés connus de traitement préalable par séparation chimique, on
peut en particulier citer ceux mettant en oeuvre un agent alcalin. Toutefois, ces procédés
dorlt la plupart ont pour objet de faciliter la coagulation des sédiments puis leur séparation,
visent essentiellement à améliorer la tenue des équipements (de ~1ictill~tion, et d'échangeurs
en réd~lic~nt leur encrassement). Ici encore, on obtient des huiles tout à fait impropres à une
utilisation comme huile de base pour formuler des lubrifiants neufs. Ainsi par exemple, les
traitements alcalins appliqués aux huiles usagées avant leur ~lictill~tion sous vide, s'ils
rédl-icP.nt effecltivement l'odeur et l'acidité des huiles résl-lt~ntes, n'çliminent toutefois pas
dle i~açon qu~ntit~tive les cont~min~nt.c indésirables tels que le chlore compte tenu des
conditions dans lesquelles les agents alcalins sont employes.
A partir des huiles usagées ainsi prétraitées, on peut les rafflner selon diversprocédés notannment par hydrogénation catalytique à pression élevée, ou par traitement à
l'acide sulfurique concentré, par traitement par une terre activée ou encore par l'association
o cle ces deux derniers traitements et dans certains cas par une distillation après l'un de ces
traitements.
L'hydrogénation catalytique à pression élevée ne peut toutefois être utilisée sans
s,oulever des problèmes de desactivation du catalyseur si les huiles soumises à ce type de
traitement ne sont pas rigoureusement exemptes de contaminants tels que le phosphore, le
=

CA 02222704 1997-12-19
chlore et le silicium. Les procédés de trai~elllent à base d'acide sulfurique/terre activee
engendrent la procl~lction de boues acides et de terres usagées gu'il est dif~lcile de résorber.
Cornrne état de la technique tel que mentionné ci-dessus, on peut notarnment citer
S les bre~ets suivant~s:
FR-A-2552098 décrit un procédé de retraitement d'huiles usées comprenant les
étapes consistant à éliminer l'eau et les constituants volatils, puis à procéder à un traitement
alcalin préalable a la distillation totale sous vide, lors de laquelle on sépare la fraction
I 0 goudron.
FR-A-2302335 décrit un procédé de traitement d'huiles minérales usagées dans
lequel on procède à une "épuration intense" de l'huile à traiter avant une -'tape
d'hydrogénation comme étape de finition du procédé.
FR-A-2 ~ 52821 décrit un procédé pour régénérer un lubrifiant non-aqueux pour letravail ~ies métaux (par exemple le laminage à froid), ce procédé CC~Illpl~:ll~lL I'étape consistant à
mettre en contact le lubrifiant avec un ~ydroxyde d'un métal alcalin en présence d'un
mor.~oalcool aliphatique. suivi de préférence d'une opération de séparation mécanique de manière
à éliminer le précipité forrné, par exemple une filtration ou une centrifugation.
Les procédes connus de raffnage d'huiles usagées présentent donc des
insuffisances de performallces ou des difficultes d'élimination des sous-produits. Il existait
donc un besoin certain pour la mise au point d'un procédé permettant d'obtenir, de façon
simple et é-conomique, à partir d'huiles usagées, des huiles raffinées présentant toutes les
qualités et propriétés requises.
~a présente invention a ainsi pour objet un procédé de raffma~e d'huiles usagéespermettant d'obtenir des huiles raffinées susceptibles de repondre aux diffërents critères de
qualité et de pureté exposés ci-dessus, ce procéde étant caracterisé par le fait qu'il comprend
une suite déterminee d'étapes consistant .
a) à procéder à une distillation desdites lluiles usagées,
b) à traiter le distillat résultant avec un agent alcalin et en présence d'un solvant
~ choisi parmi l'eau, un monoalcool, un polyalcool et un mélange de ces alcools, ledit agent
alcalin étant présent en une proportion, en pourcentage en poids par rapport au poids du
~L'iCGW 3111113~

CA 02222704 1997-12-19
-4bis-
distillat., égale au produit F x (IA+IS), F étant un facteur multiplicateur compris entre 2
et 50, I:A et IS étant respectivement l'indice d'acide et l'indice de saponification du distillat,
ledit traitement étant effectué à une température d'environ ~0 à 330~C et pendant un temps
d'environ 2 à 200 mn,
c) à laver à l'eau le milieu réactionnel puis à laisser décanter pour récupérer la
phase huileuse, et
d) à p~océder à la distillation de ladite phase huileuse.
Le procédé selon l'invention présente notamment l'avantage d'être très souple
dan; la. mesure où il peut être adapté, en ce qui concerlle ses caractéristigues, à la qualité
requise des produits finis. ~n particulier, le procédé selon l'invention peut être mis en ceuvre
à la suite de l'un ou des procédés de traitement préalable, physique et/ou chimique, et/ou en
amc,nt de l'un ou des procédés de raffinage, tels que ceu~; mentionnés ci-dessus.
Selon un mode de réalisation particulier du procéde selon la présente invention,I'etape (a) de distillation est tout d'abord effectuée sous pression atmosphérique, à une
temperature d'environ 139 à l ~0~C, pour éliminer l'eau et récupérer une fraction d'essences.
On poursuit ensuite la distillation. sous une pression d'environ 650 à 12000 Pa et à une
~llLLE ~ D~ r'.~E

CA 02222704 1997-12-19
W 0'97/~D09Z8 PCT~R96/00974
fraction importante, supérieure à 60 % de l'huile usagée de depart. Bien que l'ensemble du
distillat puisse être soumis à l'étape ultérieure, on utilise de préférence, selon l'invention, la
seule fraction importante du distillat.
h Cette étape de distillation préalable est particulièrement importante car elle
permet d'éliminer la quasi totalité des goudrons.
I_'agent alcalin utilisé dans l'étape (b) du procédé est soit de la soude soit de la
potasse mais jamais un mélange de soude et de potasse. De prérérence, on utilise, selon
l'invention, de la potasse. Etant donné la proportion d'agent alcalin ajouté indiquée ci-
dessus, le pH du milieu réactionnel (distillat + solution d'agent alcalin) est supérieur à 8 et
de pli~rélence compris entre 9,5 et 13.
Lorsque le solvant utilisé dans l'étape (b) du procédé est l'eau, la concentration
de I'agent alcalin en solution aqueuse est de préférence comprise entre 50 et 96 % en poids
par rapport au poids de la solution aqueuse. D'une manière avantageuse, la solution aqueuse
d'agent alcalin est sous la forme de l'eutectique potasse/eau (86,7/13,3).
La solution aqueuse d'agent alcalin est préparée au préalable et est ensuite
ajoutée sous agitation continue au distillat résultant de l'étape (a). Elle peut être "solide" à la
température ambiante, comme ceci est notamment le cas de l'eutectique potasse/eau
(86,7/13,3) dont l'emploi constitue un mode de realisation particulièrement préféré. Dans ce
ca.s, la solution "solide" devient fluide à la température réactionnelle.
Lorsque le solvant utilisé à l'étape (b) est un monoalcool, un polyalcool ou un
mélange de ceux-ci, la solution alcoolique utilisée est de préférence telle que le rapport
molaire dudit solvant audit agent alcalin est compris entre 2 et 20, et plus particulièrement
erttre 2,5 et 5.
~elon un mode de réalisation préféré de l'invention, on utilise une quantité
d'alcool ou d'un mélange d'alcool sllffi~nte pour assurer dans le milieu réactionnel une
concentration en agent alcalin proche de la saturation.
Le monoalcool ou le polyalcool contient de préfërence de 2 à 8 atomes de
carbone, et plus particulièrement de 2 à 5 atomes de carbone.

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W O 97/00928 PCT~R96/00974
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Parmi les monoalcools préférés selon l'invention, on peut citer l'éthanol, le
n-propanol, I'isopropanol, le n-butanol, le sec-butanol, le tert-butanol, I'isobutanol, les
pentanols, les hexanols et les octanols. Parmi les polyalcools préférés selon l'invention, on
peut citer l'éthylèneglycol, le di- et le tri-éthylèneglycol. On prefère, selon l'invention, utiliser
5 des alcools présentant un point d'ébullition inférieur au point initial d'ébullition du distillat
et/ou ayant une grande solubilité dans l'eau car leur élimination ultérieure par di~till~tion ou
lavage à l'eau est plus facile.
Le milieu réactionnel est de préférence préparé soit par mise en solution de
l'agent alcalin dans l'alcool, puis introduction dans le distillat, soit par mélange à chaud du
10 distillat et de l'alcool puis addition de l'agent alcalin sous forme de pastilles solides.
Selon un mode particulier de réalisation de l'étape (b) du procédé selor~
l'invention, lorsqu'on utilise comme solvant un alcool ou un mélange d'alcools, le traitement
du distillat avec l'agent alcalin s'effectue au reflux de l'alcool ou du mélange d'alcools à
condition toutefois qu'il n'y ait pas de risque de perte par evaporation.
Selon un autre mode particulier de réalisation de l'étape (b) du procédé selon
l'invention, lorsque l'on opère à température élevée, et en particulier lorsque le solvant
comprend un alcool à point d'ébullition inférieur à la température de réaction choisie, le
traitement du distillat avec l'agent alcalin s'effectue sous une pression d'environ 105 à
50 x105 Pa, de préférence sous une pression de 105 à 25 x 105 Pa, afin d'éviter les pertes
20 par évaporation.
Après la fin du traitement alcalin, on effectue au moins un lavage du milieu
réactionnel à l'aide de 1 à 15 % environ d'eau à une température comprise entre la
température ambiante et environ 1 00~C. L'opération de lavage à l'eau ou étape (c) du
procédé selon l'invention permet d'eliminer l'excès d'agent alcalin, éventuellement l'alcool si
25 celui-ci a été utilisé comme solvant ainsi que tous les produits solubles provenant des
cont~min~nt~ et générés par le traitement alcalin.
Lorsque l'étape de lavage à l'eau est effectuée en une seule operation, celle-ciest généralement réalisée à l'aide d'environ 10 % d'eau à une température d'environ 100~C.
Toutefois, selon une forme de réalisation particulièrement préfërée, I'étape de
30 lavage est réalisée en deux opérations distinctes. La première consiste à traiter le milieu
réactionnel obtenu après l'étape (b) avec une quantité d'eau d'environ 1 à 10 % et à une
température aussi basse que possible, comprise entre 20 et 90~C. La deuxième consiste,

CA 02222704 1997-12-19
W0 97/00928 PCT~R96/00974
après décantation, à traiter à nouveau le milieu réactionnel avec une quantité d'eau comprise
entre 1 et 10 % et à une temperature aussi élevée que possible et au moins égale à celle de
la première opération.
Selon la première opération de lavage, la température doit de préférence être laS plus basse possible de facon à minimicer les phénomènes d'hydrolyse mais sllffi~nte pour
abaisser la viscosité du milieu réactionnel huileux de l'étape (b) et garantir une vitesse de
decantation suffisante.
Par contre, pour la deuxième opération de lavage, la température devra etre la
plus élevée possible afin d'assurer une bonne élimination de l'agent alcalin résiduel.
La quantité totale d'eau mise en oeuvre selon cette forme particulière de
réalisation est de préférence comprise entre 5 et 15 %.
Slelon une variante de cette étape de lavage en deux opérations distinctes, la
deuxième operation de lavage peut être effectuee à l'aide d'une solution aqueuse faiblement
acide par exemple au moyen d'acide chlorhydrique 0,1 à I N.
Après l'etape de lavage et décantation de la phase huileuse, celle-ci est alors
soumise à l'étape de distillation (d) consistant en un premier temps à une distillation à
pression atmosphérique et à une température d'environ 70 à 270 ~C, pour éliminer le reste
éventuel de solvant, puis à une pression d'environ 1350 à 650 Pa et à une température
d'environ 210 à 375 ~C afin d'obtenir une huile raffinée et un résidu qui représente moins
de 5 % de la charge de départ.
Selon une variante du procédé selon l'invention, I'étape (c) de lavage à l'eau de
la phase huileuse peut être suivie par au moins un traitement de ladite phase huileuse par
hydrogénation catalytique à pression élevée, par mise en contact avec un agent sulfonant
et~ou par mise en contact avec du charbon actif ou une terre activee.
De préférence, I'agent sulfonant est choisi parmi l'acide sulfurique concentré et
l'acide chlorosulfonique.
La terre activée est de preférence une terre minérale du type silico-aluminate
activée par un traitement acide.
Dans le cas du traitement de la phase huileuse par mise en contact avec un agentsulfonant, ce l:raitement est de préférence suivi d'une neutralisation de la phase huileuse, par
exemple par a.ddition de l'eau du lavage de l'étape (c) et, de pl erél ~nce, par addition
d'ammoniaque.

CA 02222704 1997-12-19
WO97/00928 PCT~R96/00974 --8-
L'huile raf~lnée ou l'huile de base obtenue par le procéde selon l'invention
présente d'excellentes propriétés tant physiques que chimiques. Elle est pratiquement
exempte d'odeur, de faible coloration et présente de très faibles teneurs en chlore, mais
également en phosphore et silicium.
Les principales caractéristiques des huiles raffinées obtenues par le procédé
selon l'invention sont les suivantes:
TABLEAU~1
Teneur en chlore (mg/kg) < 35
Teneur en phosphore (mg/kg) < 5
Teneur en silicium (mg/kg) < 5
Couleur (ASTM D 1500) < 3 .
Odeur (mesure sensorielle) Très faible
Teneur en eau (% en poids) < I o-2
Sédiments (% en poids) Absence
Viscosité à 40~C (mm2/s) < 85
Indice d'acide (IA; mgKOH/g) < o,os
Indice de saponification (IS; mgKO~/g) < 0,20
Comme on peut le constater en comparant les tableaux I et II, le procédé de
traitement selon l'invention est particulièrement performant quant à la réduction des
principaux contaminants des huiles usagées.
On va maintenant donner à titre d'illustration plusieurs exemples de mise en
15 oeuvre du procédé selon l'invention, à partir d'huiles usagées dont les caractéristiques, ont
été données précédemment au tableau I de la page 1 de la présente description.
~EMPLES I ET 2:
A partir d'huiles usagées de diverses origines industrielles on a tout d'abord
procédé à une distillation dans un premier temps sous pression atmosphérique puis, après
gment~tion de la température, sous une pression d'environ 1350 Pa.
Cette distillation a permis d'obtenir les fractions suivantes:

CA 02222704 1997-12-19
W O 97.~00928 PCT~R96/00974
TABLEAUIT1
FractionPression (Pa) Température (~C)Proportion (% en poids)
1,013 x 105 130/1807,5 % (eau + essence)
'' 2 5300-10700 240/2859 % (gasoil)
3 650-2000 285/345 65 %
Le résidu de distillation représentait environ 18,5 % et était essentiellement
S constitué par des goudrons.
La fraction representant 65 % présentait les caractéristiques suivantes:
TABLEAU~
Teneur en chlore (mg/kg) 60
Teneur en phosphore (mg/kg) 27
Teneur en silicium (mg/kg) 9
Couleur (ASTM D 1500) 6,5
Ocleur (mesure sensorielle) Très forte
Teneur en eau (mg/kg) < 80
Sédiments (% en poids) Absence
Viscosité à 40~C (mm~/s) 31,24
Inclice d'acide (IA; mgKOH/g) 0,26
Indice de saponification (IS; mgKOH/g) 1,30
Une partie de la fraction de distillat represent~nt environ 65 % a été traitée dans
les conditions données au tableau V ci-après à l'aide d'une solution aqueuse de potasse à
50 % en poids par rapport au poids de la solution, a une température de 300~C et sous une
pression de 14 x 105 Pa et une autre partie de ce distillat à l'aide de l'eutectique potasse/eau
(8tS,7/13,3), à une température de 220~C et sous une pression de 105 Pa. Après le traitement
alcalin, le milieu réactionnel a été lavé plusieurs fois avec de l'eau portée à une température
d'environ 90~C afin d'éliminer l'excès d'agent alcalin et les différents produits solubles
provenant du ltraitement alcalin.
Après séparation de la phase huileuse, celle-ci a été soumise à une distillationd'abord sous pression atmosphérique puis sous un vide compris entre 650 et 1350 Pa.

CA 02222704 1997-12-19
W O 97/00928 PCT~R~6~ 74
-- 10 --
On a ainsi récupéré 96 % du distillat de départ.
Les caractéristiques des huiles raffinées obtenues sont également données dans
le tableau V. Comme on peut le constater ces deux procédés par traitement alcalin
con-luisent à une huile raf~lnée presentant des caractéristiques identiques quant à la
5 diminution des teneurs en phosphore, silicium et chlore.
Il convient toutefois de noter que la potasse pure à mettre en oeuvre pour
atteindre le resultat est de 7,2 % soit environ 45 fois la stoechiométrie (IA + IS) si l'on
utilise une solution aqueuse de potasse de 50 % et de 0,47 % soit environ trois fois la
stoechiométrie si l'on utilise l'eutectique potasse/eau.
Il importe par ailleurs de remarquer que dans ce dernier cas, la temperature de
traitement est beaucoup plus basse puisqu'elle est de 220~C au lieu de 300~C.
On peut donc en déduire une plus grande réactivité de l'eutectique potasse/eau
(86,7/13,3).
TABLEAU V
EXEM- CONDITIONS REACTIONNELLES RESULTATS (mg/kg)
PLES TEMP. TEMPS TITRE KOH P Si Cl
~C mnSol. A~l
300 30 50 7,2 1 < I 16
2 220 3086,7 0,47 1 < 1 16
~XEMP~ES 3 A 11:
En suivant le même mode opératoire du procédé tel que décrit aux exemples
précédents et à partir du même distillat, on a mis en oeuvre l'étape (b) du traitement alcalin
du procédé selon l'invention à des températures variant entre 175 et 300~C pendant une
durée de 10 à 60 minutes avec du n-octanol dans les conditions indiquées au tableau VI
ci-après. -

CA 02222704 1997-12-19
W O 97/00928 ~ PCT/FR96/00974
La quantité d'agent alcalin utilisée a été dans tous les cas au moins égale à deux
fois la stoechiométrie (IA + IS) et tous les essais selon ces exemples ont été effectués sous
pression atmosphérique à l'exception des exemples 10 et 11 qui ont été réalisés sous une
pression de 10 x 105 Pa.
Il résulte du tableau VI qu'à température égale, la potasse conduit à des résultats
plus s?~ti~f~ t~ en ce qui concerne la ~imin~tion en phosphore, silicium et chlore.
TABLEAU VI
TEMPE- ALCOOL AGENT RUES~nLTATS
E,X. RATURE TEMPS . ALCALrN (mg/kg)
~C mnType % NaOH KOH P Si Cl
Masse pure
3 175 10n-C8HI7OH 4,4 - 0,49 5 2 32
~4 200 60n-C8HI7OH3,24 0,36 3 < 1 10
200 60n-C8Hl7OH 7,1 - 0,79 1 < 1 8
6 200 60n-C8HI7OH19,3 2,14 1 < 1 3
7 200 60n-CgHI7OH3,24 0,36 - 2 c 1 18
8 200 60n-C8HI7OH 7,1 0,79 2 < 1 14
9 200 60n-C8HI7OH19,3 2~14 I < I 12
250 30n-C8Hl7OH 7,7 - 1,29 1 < 1 20
11 300 60n-C8HI7OH 7,2 - 0,79 1 1 5
E~E M PLE ]12:
A partir d'huiles usagées de diverses origines on a obtenu, après di~till~tion
s;elon la technique des exemples précédents, un distillat pr~sent~nt les caractéristiques
15 s.uivantes:
Teneur en chlore (mg/Kg) 72,00
Teneur en phosphore (mg/Kg) 18,00
Teneur en silicium (mg/Kg) 23,00
Couleur (ASTM D 1500) 7,00
Indice d'acide (IA; mg KOH/g) 0,49
Indice de saponification (IS, mgKOH/g) 2,90
-

CA 02222704 1997-12-19
WO 97/00928 PCT~R96/'0~74
-12-
Une moitié du distillat a été traitée par 2,5 % de potasse a 85 % (soit 2 % de
potasse sèche) et l'autre moitie a été traitee par 4,71 % de potasse à 85 % (soit 4 % de
potasse sèche). Les traitements ont été ef~ectués à une temperature de 250~C pendant 30
minutes environ.
La première moitié résultant du traitement par 2 % de potasse sèche a été
divisée en deux parties égales.
La première a ete soumise à un seul lavage à l'aide de 10 % d'eau à 100~C, et laseconde aux deux opérations de lavage suivantes:
(i) un premier lavage a l'aide de 5 % d'eau a 65~C et après décantation à
(ii) un deuxième lavage à l'aide de 5 % d'eau à 100~C.
De même, la deuxième moitié résultant du traitement par 4 % de potasse sèche
a été divisée en deux parties égales.
La première a été soumise à un seul lavage à l'aide de 10 % d'eau à 100~C, et laseconde aux deux opérations de lavage suivantes:
(i) un premier lavage à l'aide de 5 % d'eau à 65~C et après décantation à
(ii) un deuxième lavage à l'aide de 5 % d'eau à 100~C.
Après décantation, les quatre résidus huileux obtenus ont été soumis à une
distillation fractionnee sous une pression de 1.300 Pa en vue d'obtenir pour chacun d'entre
eux les quatre fractions suivantes (températures corrigées ramenées à 1 Atm.):
Fraction I : 264 - 370~C
Fraction II : 370 - 441~C
Fraction III : 441 - 475~C
Fraction IV : 475 - 558~C
Les couleurs des différentes fractions obtenues ont alors été mesurées selon la
25 méthode ASTM D 1500 et les résultats sont rassemblés dans le tableau VII suivant.

CA 02222704 1997-12-19
W O 97,~00928 -13- PCT~R95~'G~974
TABLEAU Vll
KOH sèche 2 % 4 %
Fractions I II III IV I II III IV
Lavage 1 2,5 1,5 <2,5 <3,5 1,5 <3 ~4 <6
opération
H2o 2 < 1,5 < 1~5 < 1,5 < 315 < 1 < 1< 1,5 3,5
opérations
Comme on peut le constater, le lavage en deux opérations permet de conduire à
5 des huiles ayant une couleur nettement améliorée ce qui constitue un résultat
particulièrement inattendu.
On a par ailleurs constate qu'en vue d'optimiser les rendements en produits
huileux avant l'étape de distillation, il convenait d'utiliser dans le procédé de lavage en deux
opérations, une quantité d'eau lors du premier lavage, supérieure ou égale à 2 % mais
10 inférieure ou égale a 10 % et de préférence comprise entre environ 4 à 6 % en vue d'obtenir
des rendements de l'ordre de 90 a 9g %.

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Claims 1997-12-19 3 120
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