JP3137409B2 - 有機溶剤の連続式回収方法 - Google Patents

有機溶剤の連続式回収方法

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  • Vaporization, Distillation, Condensation, Sublimation, And Cold Traps (AREA)
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Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は有機溶剤の連続式回収方
法に関し、特に機械部品、精密工具、熱交換器部品、ロ
ケット部品等の有機溶剤による洗浄工程における廃液中
の有機溶剤の回収、石油化学プロセスにおいて生ずる高
沸点油分中の有機溶剤の回収に有利に適用しうる同方法
に関する。
【0002】
【従来の技術】従来、熱交換部品、コンプレッサ部品、
切削工具等金属部品の洗浄では、洗浄液である有機溶剤
(トリクロロエタン、トリクロロエチレン、塩化メチレ
ン、クロロフルオロカーボン等)によって部品表面に付
着している汚れ(加工油、切削油、切削粉等)を洗い落
としている。従って、汚れは溶剤中に徐々に蓄積してい
くので、通常、固形分はフィルタによって、油分は蒸留
操作で有機溶剤を追い出すことによって、それぞれ分離
・廃棄される。
【0003】油/有機溶剤の混合液中から有機溶剤を蒸
留回収する方法としては常圧蒸留方法、減圧蒸留方
法の2つがある。
【0004】前者では、蒸留によって揮発成分である有
機溶剤が追い出され、油分が濃縮されるに従って、蒸留
温度が上昇する。高温になると有機溶剤が分解・劣化
し、これによる溶剤の損失のみならず、発生するHCl
等により装置材料もしくは再使用時溶剤に含まれる前記
不純物により被洗浄物ないし洗浄装置等の腐食を招き好
ましくない。
【0005】油/塩化メチレン混合系の蒸留特性につい
て説明すると、純塩化メチレンの沸点が約40℃である
のに対し、油の混入により、沸点(蒸留温度)は急激に
上昇していく。上記理由から、蒸留温度は70〜80℃
以下に管理されるのが普通である。従って、汚れ油の種
類によって異なるが大略70〜80wt%の油分濃度まで
しか蒸留できないので、約30〜20wt%の有効成分で
ある塩化メチレンが油に含まれて廃棄されている。
【0006】後者では、油の濃縮度は90wt%以上にな
るが、蒸留塔の設置はもとより減圧のための装置・補機
類が必要となり、装置コスト並びにランニングコストが
高く、少量の処理では経済的メリットが期待できず、余
り実用的でない。
【0007】廃油中に含まれる有機溶剤の回収に当たっ
て従来採用されている常圧蒸留法、減圧蒸留法にはそれ
ぞれ上述したような不具合がある。そこで、上述した技
術水準に鑑み、本発明者らは先に回分式常圧蒸留法によ
り、油を含む有機溶剤より有機溶剤を回収するに際し、
該油を含む有機溶剤にメタノールを添加して蒸留するこ
とを特徴とする有機溶剤の回収方法を提案した。(特願
平3−236173号)。
【0008】この提案において、添加したメタノールの
大部分は有機溶剤と共に留出する。従って、回収有機溶
剤と共に再び洗浄液としてリサイクルされることになる
が、元来、メタノールは有機溶剤(塩化メチレン、トリ
クロロエタン等)の安定剤として使用されているので、
多少増大しても差し支えないものと考えられる。しか
し、引火性あるメタノールが洗浄液として大気と接触す
る洗浄槽などを含めた装置内をリサイクルさせることは
爆発の危険性を伴い、また本来不要なメタノールの消費
量は少なく抑えるべきであるが、上記提案方法ではそれ
らを解決することはできず、また回分式であるため大量
の液を処理できないという問題点を有していた。
【0009】
【発明が解決しようとする課題】本発明は上記技術水準
及び上記提案方法に鑑み、これらの方法における問題点
を解決しうる有機溶剤の回収方法を提供しようとするも
のである。
【0010】
【課題を解決するための手段】本発明は、 (1)常圧蒸留法により、油を含む有機溶剤より有機溶
剤を回収するに際し、該油を含む有機溶剤とメタノール
を連続して蒸留部へ供給して連続常圧蒸留することを特
徴とする有機溶剤の連続式回収方法。
【0011】(2)蒸留部から蒸発する有機溶剤とメタ
ノールの混合物を凝縮分離して得られる蒸留部に再循環
すると共に、損失メタノールを補給することを特徴とす
る上記(1)記載の有機溶剤の連続式回収方法。であ
る。
【0012】本発明で対象とする有機溶剤としては塩化
メチレン、トリクロロエタン、トリクロロエチレン、パ
ークロロエチレンなどがあげられ、油としては鉱油系物
質を主成分とする加工油(例えば約98%パラフィン含
有)、鉱油系物質を主成分とする切削油(例えば約95
〜98%灯軽油分含有)および他の油脂類があげられ
る。
【0013】
【作用】油と有機溶剤の常圧蒸留において、メタノール
(沸点64.7℃)を添加すると、油−有機溶剤の2成
分系の場合よりも蒸留温度が下がる一方、低沸点分であ
る有機溶剤の分離が促進される。すなわち、蒸留温度を
低く抑えられたまま油分の濃縮が可能となり、換言すれ
ば有機溶剤の回収が進む。同時に、混入しているメタノ
ールの大部分も有機溶剤と共にガス状となって留出す
る。この留出ガスを更に次の蒸留塔へ導くことにより、
塩化メチレンのようにメタノールより沸点の低い有機溶
剤の場合は、この有機溶剤を主成分とするガスが塔頂か
ら、沸点の高いメタノールは塔底から、それぞれ分離さ
れて出てくる。このメタノールを含有する塔底液を、常
圧蒸留塔へ供給する油を含む有機溶剤と再び混合させる
ことにより、該塔底液を蒸留塔へリサイクルさせる。逆
に、パークロロエチレンのようにメタノールより沸点の
高い有機溶剤の場合は、塔頂より流出するメタノール含
有ガスを冷却液化し、これを上記と同様に蒸留塔へリサ
イクルさせる。
【0014】このようにして、常圧蒸留塔の蒸留温度を
低く抑えたまま、油を含む有機溶剤の連続的供給、回収
溶剤及び濃縮油の連続的分離排出が可能となり、メタノ
ールは回収され装置内をリサイクルされるため、この補
給量を少なく抑えることができる。
【0015】
【実施例】
(実施例1)本発明の一実施例を、有機溶剤の沸点がメ
タノールの沸点より低い溶剤、例えば塩化メチレンの場
合について、図1を用いて説明する。図1において、1
は廃液供給管、2は溶剤回収用蒸留塔、3は外套、4は
液膜流、5は掻き取り羽根、6はモータ、7はメタノー
ル回収用蒸留塔、8は溶剤回収用蒸留塔の蒸気管、9は
液溜、10はメタノール回収用蒸留塔の塔底液循環管、
11は温水給排管、12は廃油管、13は充填物、14
はメタノール回収用蒸留塔の蒸気管、15は凝縮器、1
6はメタノール回収用蒸留塔の塔底液出口管、17はメ
タノール回収用蒸留塔の塔頂液取り出し管、18はメタ
ノール補給管を示し、さらにAは油を含む有機溶剤(以
下廃液という)、Bは濃縮油(又は廃油)、Cは回収溶
剤、Dは補給メタノール、Eはメタノール回収用蒸留塔
の塔底液、Fは温水を示す。
【0016】約30wt%の塩化メチレンを含有する廃液
Aを、メタノール回収用蒸留塔7のメタノールを含む塔
底液Eと混合した後、溶剤回収用蒸留塔2に所定量連続
的に供給する。この溶剤回収用蒸留塔2は一例として、
外套3に温水Fを流して加熱し、該蒸留塔2内の液温を
塩化メチレンの分解・劣化を誘引させない温度である約
70℃に保持され、供給液は該蒸留塔2の内壁に沿って
液膜流4を形成し、この液を攪乱させるための掻き取り
羽根5をモータ6で回転させる、いわゆる薄膜型蒸留装
置である。
【0017】上記廃液Aとメタノール回収用蒸留塔7の
塔底液(回収メタノール)Eよりなる液は攪乱を受けな
がら液膜流4となって該蒸留塔2の内壁面を外套3より
加熱されながら落下する。この間に液中の塩化メチレン
とメタノール分は留出し、該蒸留塔2の塔頂部に設けた
蒸気管8より流出しメタノール回収用蒸留塔7へ入る。
【0018】一方、液は該蒸留塔2内部に設置した液溜
9を経てメタノール回収用蒸留塔塔底液(回収メタノー
ル)Eと混合し、メタノール回収用蒸留塔の塔底液循環
管10より再び該蒸留塔2へ流入する。更に同様の操作
が繰返され、最終的には95wt%の濃縮液(廃油)Bと
なって該蒸留塔2の塔底に設けた廃油管12より排出さ
れる。
【0019】溶剤回収用蒸留塔2から留出する塩化メチ
レンとメタノール分は全て該蒸留塔2の塔頂部に設けた
蒸気管8を経て、次のメタノール回収用蒸留塔7に供給
される。該蒸留塔7は外套(図示省略)が真空断熱型で
内部には充填物(ヘリパック)13が詰められている。
該蒸留塔7の塔頂からの留出ガスは塔頂に設けた蒸気管
14の途中にある凝縮器15によって冷却・液化され、
一部塔頂液取り出し管17を経て回収溶剤(塩化メチレ
ン)Cとして系外に取り出されて再利用され、他部に該
蒸留塔7に還流される。回収塩化メチレンはメタノール
と共沸するため約95%の純度となるが、洗浄液として
再利用する上で何ら問題はない。メタノールを主成分と
する蒸留塔7の塔底液Eは回収メタノールとして上述し
たように溶剤回収用蒸留塔2へ循環して再使用される。
【0020】この実施例1では廃液A中の塩化メチレン
を効率的に(すなわち少量のメタノールで、かつ少量の
エネルギで)回収するために、回収メタノールを3段に
分割して供給しているが、単段であっても複数段であっ
てもよく、その段数は何ら制限されるものではない。ま
た、メタノール回収用蒸留塔7の形式も何ら特定される
ものではなく、バブルキャップ式のものでもよい。ま
た、回収メタノールの循環量が多いほど塩化メチレンの
回収量は増大するが、蒸留のためのエネルギを増大する
ので、供給廃液A中の塩化メチレンと相当重量以下が好
ましい。
【0021】以上、この実施例1を要約すると、30wt
%の塩化メチレンを含む廃液100kg中の塩化メチレン
回収量26.3kgに対するメタノール循環量は15kgに
相当し、このうち補給量は1.2kgですむことになる。
すなわち、実施例1ではメタノール循環量に対するメタ
ノール消費量の比率(wt比)は1.2/15、すなわち
約1/13と少量ですみながら、廃液中の塩化メチレン
の約88%が回収され、排出される廃油中の塩化メチレ
ンは5%に過ぎないことが確認された。
【0022】なお、図1中、(70/30)、〔8〕な
どの( )又は〔 〕内の数値は、その部位における油
/塩化メチレン、メタノールの同一時間内の流量重量の
一例を示し、適宜流量に置き換えることのできる数値で
ある。〔 〕内数値はメタノール循環量、補給量、残量
を示し、装置設計上適宜に決めることができるものであ
る。
【0023】(実施例2)この発明の他の実施例を、有
機溶剤の沸点がメタノールの沸点より高い溶剤、例えば
パークロールエチレンの場合について、図2に示す。図
2において、図1と同一部には同一符号を付してある。
【0024】図2において、回収有機溶剤であるパーク
ロールエチレンは、メタノール回収用蒸留塔7の塔底液
出口管16から回収され、メタノール回収用蒸留塔7の
蒸気管14の途中に設けた凝縮器15を経た塔頂液取り
出し管17から取り出されたメタノールが、メタノール
補給管18を経て補給されたメタノールと共に塔底液循
環管10に供給される以外は、本質的な動作は図1の場
合と変わらない。
【0025】
【発明の効果】本発明により、油分中の有機溶剤の低温
留出促進剤であるメタノールの循環量を比較的多く使用
するものの大部分を回収するので、有機溶剤の留出が促
進され、油分中の有機溶剤量を5%以下にすることが容
易となり、かつ、メタノール消費量を大幅に低減できる
と共に、メタノール蓄積による再使用時の爆発の危険性
を防ぐことができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施例の説明図。
【図2】本発明の他の実施例の説明図。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 村上 光春 広島県広島市西区観音新町四丁目6番22 号 三菱重工業株式会社 広島研究所内 (56)参考文献 特開 平5−68802(JP,A) 特開 平4−48902(JP,A) 特開 平3−223399(JP,A) 特開 昭63−30848(JP,A) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) B01D 3/00 - 3/42 C11D 7/30,7/50

Claims (2)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 常圧蒸留法により、油を含む有機溶剤よ
    り有機溶剤を回収するに際し、該油を含む有機溶剤とメ
    タノールを連続して蒸留部へ供給して連続常圧蒸留する
    ことを特徴とする有機溶剤の連続式回収方法。
  2. 【請求項2】 蒸留部から蒸発する有機溶剤とメタノー
    ルの混合物を凝縮分離して得られる蒸留部に再循環する
    と共に、損失メタノールを補給することを特徴とする請
    求項1記載の有機溶剤の連続式回収方法。
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