JP3222474B2 - 膜分離を用いる潤滑油の脱ロウ - Google Patents
膜分離を用いる潤滑油の脱ロウInfo
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- C10G73/00—Recovery or refining of mineral waxes, e.g. montan wax
- C10G73/02—Recovery of petroleum waxes from hydrocarbon oils; Dewaxing of hydrocarbon oils
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Description
【発明の詳細な説明】 本発明は、ワックス質油フィードを脱ロウする法に関
する。本発明は、特に、ワックス質鉱油フラクションの
溶剤脱ロウ、及び濾過した溶剤−油混合物の膜分離に関
する。
する。本発明は、特に、ワックス質鉱油フラクションの
溶剤脱ロウ、及び濾過した溶剤−油混合物の膜分離に関
する。
典型的な溶剤脱ロウにおいて、ワックス質油フィード
は溶剤回収系からの溶剤と混合される。ワックス質油フ
ィード−溶剤混合物は熱交換器によって冷却され、濾過
されて固体のワックス質粒状物質が分離される。油及び
溶剤の混合物を含む濾液は、濾過工程から回収される。
今日において、ワックス質フィードの脱ロウは、好適な
程度に高い温度にて、ワックス質のフィードを溶剤と混
合し、ワックス質フィードを完全に溶解させることによ
って行われている。混合物はワックス又はワックス質物
質が沈殿するのに必要とされる適温まで徐々に冷却さ
れ、回転式濾過装置のドラムにてワックスが分離され
る。脱ロウされた油は、溶剤を蒸発させることによって
得られ、これは低い流動点を有する潤滑油として有用で
ある。
は溶剤回収系からの溶剤と混合される。ワックス質油フ
ィード−溶剤混合物は熱交換器によって冷却され、濾過
されて固体のワックス質粒状物質が分離される。油及び
溶剤の混合物を含む濾液は、濾過工程から回収される。
今日において、ワックス質フィードの脱ロウは、好適な
程度に高い温度にて、ワックス質のフィードを溶剤と混
合し、ワックス質フィードを完全に溶解させることによ
って行われている。混合物はワックス又はワックス質物
質が沈殿するのに必要とされる適温まで徐々に冷却さ
れ、回転式濾過装置のドラムにてワックスが分離され
る。脱ロウされた油は、溶剤を蒸発させることによって
得られ、これは低い流動点を有する潤滑油として有用で
ある。
この種の脱ロウ装置は高価であり、その構造は複雑で
ある。多くの場合、濾過装置への油／溶剤／ワックス・
スラリー・フィードが高い粘度を有することによって濾
過速度が小さくなるため、このようなプロセスにおいて
濾過はゆっくりと進行して、プロセスのボトルネック
（bottleneck、律速段階）となる。濾過装置へのフィー
ドが高い粘度を有するのは、濾過装置へのフィードスト
リーム中に加えられる利用可能な溶剤の供給量が少ない
ことによるものである。場合によっては、十分な溶剤が
用いられないことによって、ワックス質物質の結晶化が
十分に行われず、最終的には潤滑油の回収率が低くなっ
たりすることもある。
ある。多くの場合、濾過装置への油／溶剤／ワックス・
スラリー・フィードが高い粘度を有することによって濾
過速度が小さくなるため、このようなプロセスにおいて
濾過はゆっくりと進行して、プロセスのボトルネック
（bottleneck、律速段階）となる。濾過装置へのフィー
ドが高い粘度を有するのは、濾過装置へのフィードスト
リーム中に加えられる利用可能な溶剤の供給量が少ない
ことによるものである。場合によっては、十分な溶剤が
用いられないことによって、ワックス質物質の結晶化が
十分に行われず、最終的には潤滑油の回収率が低くなっ
たりすることもある。
潤滑剤からのワックス質物質の分離を促進するために
溶剤を用いることは、脱ロウプロセスにおいて高価な溶
剤を脱ロウ油から分離し及び回収してリサイクルする必
要があるためにエネルギーを大量に必要とする。
溶剤を用いることは、脱ロウプロセスにおいて高価な溶
剤を脱ロウ油から分離し及び回収してリサイクルする必
要があるためにエネルギーを大量に必要とする。
常套の方法では、加熱の後、複数段階のフラッシュ操
作及び蒸留操作の組合せを行うことによって溶剤を脱ロ
ウ油から分離する。分離した溶剤の蒸気は、その後、冷
却及び凝縮され、プロセスへリサイクルされる前に脱ロ
ウ温度まで更に冷却する必要がある。
作及び蒸留操作の組合せを行うことによって溶剤を脱ロ
ウ油から分離する。分離した溶剤の蒸気は、その後、冷
却及び凝縮され、プロセスへリサイクルされる前に脱ロ
ウ温度まで更に冷却する必要がある。
濾液から溶剤を膜分離することは、十分な選択性を有
する膜が見出されて、熱力学的効率が達成される低温に
てその膜を操作することができる場合に、見込みがある
方法である。そのような膜は、米国特許第5,264,166号
（ホワイト（White）ら）及び米国特許第5,360,530号
（ゴールド（Gould）ら）において見出されており、本
発明は選択的透過膜の改良された操作にも関連するもの
である。これらの膜は、低温にて、油成分を排除する一
方で、溶剤に対して高い透過性を有することが見出され
ており、油／溶剤濾液混合物からの溶剤の回収に用いる
のに好適である。
する膜が見出されて、熱力学的効率が達成される低温に
てその膜を操作することができる場合に、見込みがある
方法である。そのような膜は、米国特許第5,264,166号
（ホワイト（White）ら）及び米国特許第5,360,530号
（ゴールド（Gould）ら）において見出されており、本
発明は選択的透過膜の改良された操作にも関連するもの
である。これらの膜は、低温にて、油成分を排除する一
方で、溶剤に対して高い透過性を有することが見出され
ており、油／溶剤濾液混合物からの溶剤の回収に用いる
のに好適である。
加圧されたプロセス条件下で、膜を溶剤洗剤（solven
t washing）することによって膜を用いる分離を向上さ
せることができるということが見出された。
t washing）することによって膜を用いる分離を向上さ
せることができるということが見出された。
ワックス質の鉱油（petroleum oil）フィードを溶剤
脱ロウして、向上した性能を有する鉱油系潤滑剤物質を
得る方法が見出された。低温の（cold）溶剤を用いてワ
ックス質油フィードを処理してワックス質粒状物質を結
晶化及び沈降させることによって、濾過可能ワックス質
粒状物質を含む複数の相（multiphase）からなる油／溶
剤／ワックス混合物が生成し、その複数の相の混合物を
濾過して、低温の油／溶剤／ワックス混合物から濾過
（濾別）可能なワックス質粒状物質を分離し、低温のワ
ックス質ケーキ及び低温の油／溶剤濾液ストリームが回
収される。
脱ロウして、向上した性能を有する鉱油系潤滑剤物質を
得る方法が見出された。低温の（cold）溶剤を用いてワ
ックス質油フィードを処理してワックス質粒状物質を結
晶化及び沈降させることによって、濾過可能ワックス質
粒状物質を含む複数の相（multiphase）からなる油／溶
剤／ワックス混合物が生成し、その複数の相の混合物を
濾過して、低温の油／溶剤／ワックス混合物から濾過
（濾別）可能なワックス質粒状物質を分離し、低温のワ
ックス質ケーキ及び低温の油／溶剤濾液ストリームが回
収される。
本発明に含まれる改良点（improvement）には、以下
の事項が含まれる： ワックス質粒状物質を含む低温の油／溶剤濾液ストリ
ームを、（例えば、少なくとも2750kPaの）圧力下にて
選択的透過膜に供給し、低温の濾液を、脱ロウ油及び残
留溶剤を含有し、低温の油リッチな濃縮液（retentat
e）ストリームと、低温の溶剤透過液ストリームとに選
択的に分離すること； 膜への濾液ストリームの流れを周期的に中断するこ
と； 回収した溶剤の高温の（warm）ストリームを膜表面へ
操作圧力にて導き、膜を洗浄して膜から不純物を取り除
くこと。
の事項が含まれる： ワックス質粒状物質を含む低温の油／溶剤濾液ストリ
ームを、（例えば、少なくとも2750kPaの）圧力下にて
選択的透過膜に供給し、低温の濾液を、脱ロウ油及び残
留溶剤を含有し、低温の油リッチな濃縮液（retentat
e）ストリームと、低温の溶剤透過液ストリームとに選
択的に分離すること； 膜への濾液ストリームの流れを周期的に中断するこ
と； 回収した溶剤の高温の（warm）ストリームを膜表面へ
操作圧力にて導き、膜を洗浄して膜から不純物を取り除
くこと。
図面の説明 図１は、本発明の全体を示すプロセスの模式的フロー
シートである。
シートである。
図２は、本発明によるバルブ操作及び溶剤洗浄ライン
の詳細を示すプロセスの模式図である。
の詳細を示すプロセスの模式図である。
図３は、典型的なチューブ状膜装置についての操作流
通時間に対する圧力降下の様子を示すグラフである。
通時間に対する圧力降下の様子を示すグラフである。
図４は、溶剤洗浄の前後における操作流通時間に対す
る透過流量を示すグラフである。
る透過流量を示すグラフである。
本発明の詳細な説明 本発明についての以下の説明は、図面に示す本発明の
好ましい態様を参照して得られるものである。特に示さ
ない限り、単位としてはメートル単位及び重量部を用い
る。
好ましい態様を参照して得られるものである。特に示さ
ない限り、単位としてはメートル単位及び重量部を用い
る。
図１において、ワックス質油フィードは、常套のフェ
ノール又はフルフラール抽出によって芳香族化合物が除
かれた後、55〜95℃（約130〜200゜F）の温度にてライ
ン１を通して導入され、溶剤回収部（図示せず）からラ
イン２を通して供給される35〜60℃（95〜140゜F）の温
度のMEK/トルエン溶剤（メチルエチルケトンとトルエン
との混合溶剤）と混合される。溶剤は、ワックス質油フ
ィード１容量部に対して体積比にて溶剤が0.5〜3.0で加
えられる。ワックス質油／溶剤混合物は熱交換器３へ送
られ、混合物の曇点の約60〜100℃（140〜212゜F）以上
の温度まで間接熱交換によって加熱され、ワックス結晶
をすべて溶解させて確実に真の溶液となるようにする。
その後、高温の油／溶剤混合物はライン４を通して熱交
換器５へ送られ、35〜85℃（約95〜185゜F）の濃度へ冷
却される。
ノール又はフルフラール抽出によって芳香族化合物が除
かれた後、55〜95℃（約130〜200゜F）の温度にてライ
ン１を通して導入され、溶剤回収部（図示せず）からラ
イン２を通して供給される35〜60℃（95〜140゜F）の温
度のMEK/トルエン溶剤（メチルエチルケトンとトルエン
との混合溶剤）と混合される。溶剤は、ワックス質油フ
ィード１容量部に対して体積比にて溶剤が0.5〜3.0で加
えられる。ワックス質油／溶剤混合物は熱交換器３へ送
られ、混合物の曇点の約60〜100℃（140〜212゜F）以上
の温度まで間接熱交換によって加熱され、ワックス結晶
をすべて溶解させて確実に真の溶液となるようにする。
その後、高温の油／溶剤混合物はライン４を通して熱交
換器５へ送られ、35〜85℃（約95〜185゜F）の濃度へ冷
却される。
ライン101内のワックス質油フィードは、その後、ラ
イン102を通して供給される５〜60℃（40〜140゜F）の
温度の溶剤と直接混合され、ワックス質油フィードのワ
ックス質含量、粘度及びグレードに応じて、フィードは
５〜60℃（40〜140゜F）の温度へ冷却される。溶剤はワ
ックス質油フィードへ、フィード中のワックス質油の１
容量部に対して0.5〜2.0容量部の量で、ライン102を通
して供給される。ライン101内の冷却されたワックス質
油フィードストリームの温度及び溶剤含量は、油フィー
ド／溶剤混合物の曇点の数度上に制御され、早期にワッ
クスが沈降することを防止する。ライン101内のフィー
ドについての典型的な目標温度は、５〜60℃（40〜140
゜F）である。
イン102を通して供給される５〜60℃（40〜140゜F）の
温度の溶剤と直接混合され、ワックス質油フィードのワ
ックス質含量、粘度及びグレードに応じて、フィードは
５〜60℃（40〜140゜F）の温度へ冷却される。溶剤はワ
ックス質油フィードへ、フィード中のワックス質油の１
容量部に対して0.5〜2.0容量部の量で、ライン102を通
して供給される。ライン101内の冷却されたワックス質
油フィードストリームの温度及び溶剤含量は、油フィー
ド／溶剤混合物の曇点の数度上に制御され、早期にワッ
クスが沈降することを防止する。ライン101内のフィー
ドについての典型的な目標温度は、５〜60℃（40〜140
゜F）である。
冷却されたワックス質油フィード及び溶剤は、ライン
101を通して、スクレープト・サーフェス（scraped−su
rface）二重パイプ熱交換器９へ送られる。
101を通して、スクレープト・サーフェス（scraped−su
rface）二重パイプ熱交換器９へ送られる。
冷却されたワックス質油フィードは、熱交換器９内
で、ライン109を通して熱交換器９へ供給される低温の
濾液により間接的に熱交換されることによって、更に冷
却される。一般に、ワックスの沈殿が最初に生じるのは
熱交換器９の中である。低温のワックス質油フィードは
熱交換器９からライン103によって取り出され、これに
追加の低温の溶剤フィードがライン104を通して直接加
えられ（注入（inject）され）る。低温の溶剤はライン
104を通して、ワックス質油フィード１容量部に対して
０〜1.5容量部、例えば0.1〜1.5容量部の量にてライン1
03へ注入される。ワックス質油フィードは、その後、ラ
イン103を通して直接熱交換器10へ送られ、スクレープ
ト・サーフェス二重パイプ熱交換器10内で気化プロパン
によって更に冷却され、そこでは溶液から更にワックス
が結晶化する。冷却されたワックス質油フィードはその
後ライン105を通して送られ、これはライン106を通して
直接加えられる追加の低温の溶剤と混合される。低温の
溶剤は、ライン106を通して、ワックス質油フィードの
１容量部に対して、0.1〜3.0容量部、例えば0.5〜1.5容
量部の量で供給される。ライン106を通して濾過装置フ
ィード温度又はそれに近い温度の低温の溶剤を最後に加
えることは、主濾過装置11への油／溶剤／ワックス混合
物フィードの固形物含量を３〜10容量％に調節すること
に役立ち、主濾過装置11への油／溶剤／ワックス混合物
フィードからのワックスの濾過及び除去を容易にするこ
とができる。混合物はその後、ライン107を通して主濾
過装置11へ送られ、ワックスが分離される。油／溶剤／
ワックス混合物フィードを濾過装置へ送る温度が脱ロウ
温度であり、−23℃〜−７℃（−10〜＋20゜F）であっ
てよく、これによって脱ロウ油生成物の流動点が決ま
る。
で、ライン109を通して熱交換器９へ供給される低温の
濾液により間接的に熱交換されることによって、更に冷
却される。一般に、ワックスの沈殿が最初に生じるのは
熱交換器９の中である。低温のワックス質油フィードは
熱交換器９からライン103によって取り出され、これに
追加の低温の溶剤フィードがライン104を通して直接加
えられ（注入（inject）され）る。低温の溶剤はライン
104を通して、ワックス質油フィード１容量部に対して
０〜1.5容量部、例えば0.1〜1.5容量部の量にてライン1
03へ注入される。ワックス質油フィードは、その後、ラ
イン103を通して直接熱交換器10へ送られ、スクレープ
ト・サーフェス二重パイプ熱交換器10内で気化プロパン
によって更に冷却され、そこでは溶液から更にワックス
が結晶化する。冷却されたワックス質油フィードはその
後ライン105を通して送られ、これはライン106を通して
直接加えられる追加の低温の溶剤と混合される。低温の
溶剤は、ライン106を通して、ワックス質油フィードの
１容量部に対して、0.1〜3.0容量部、例えば0.5〜1.5容
量部の量で供給される。ライン106を通して濾過装置フ
ィード温度又はそれに近い温度の低温の溶剤を最後に加
えることは、主濾過装置11への油／溶剤／ワックス混合
物フィードの固形物含量を３〜10容量％に調節すること
に役立ち、主濾過装置11への油／溶剤／ワックス混合物
フィードからのワックスの濾過及び除去を容易にするこ
とができる。混合物はその後、ライン107を通して主濾
過装置11へ送られ、ワックスが分離される。油／溶剤／
ワックス混合物フィードを濾過装置へ送る温度が脱ロウ
温度であり、−23℃〜−７℃（−10〜＋20゜F）であっ
てよく、これによって脱ロウ油生成物の流動点が決ま
る。
所望する場合、ライン104からのスリップストリーム1
9をライン106内で溶剤と混合して、ライン107内へ注入
する前にライン106内で溶剤温度を調節することができ
る。混合物をライン103を通して交換器10へ送る前に、
ライン104内の残りの溶剤をライン103内へ注入し、油／
溶剤／ワックス混合物フィードの溶剤希釈度及び粘度を
調節する。その後、ライン107内の油／溶剤／ワックス
混合物を回転式真空ドラム・濾過装置11へ送り、そこで
油及び溶剤からワックスを分離する。
9をライン106内で溶剤と混合して、ライン107内へ注入
する前にライン106内で溶剤温度を調節することができ
る。混合物をライン103を通して交換器10へ送る前に、
ライン104内の残りの溶剤をライン103内へ注入し、油／
溶剤／ワックス混合物フィードの溶剤希釈度及び粘度を
調節する。その後、ライン107内の油／溶剤／ワックス
混合物を回転式真空ドラム・濾過装置11へ送り、そこで
油及び溶剤からワックスを分離する。
１又はそれ以上の主濾過装置11を用いることができ、
これらは並列にも、又は並列／直列の組合せでも配する
ことができる。分離されたワックスは濾過装置からライ
ン112を通して取り出され、間接熱交換器13へ供給され
て、溶剤回収操作部からリサイクルされる溶剤を冷却す
る。低温の濾液は、ライン108を通して濾過装置11から
取り出され、ここでは15:1〜2:1の溶剤：油の堆積比を
有しており、一般に−23〜＋６℃（−10〜＋50゜F）の
温度である。
これらは並列にも、又は並列／直列の組合せでも配する
ことができる。分離されたワックスは濾過装置からライ
ン112を通して取り出され、間接熱交換器13へ供給され
て、溶剤回収操作部からリサイクルされる溶剤を冷却す
る。低温の濾液は、ライン108を通して濾過装置11から
取り出され、ここでは15:1〜2:1の溶剤：油の堆積比を
有しており、一般に−23〜＋６℃（−10〜＋50゜F）の
温度である。
ライン108内の低温の濾液はポンプ11aによって加圧さ
れ、濾過温度にて選択的透過膜モジュールM1へ供給され
る。膜モジュールM1は、間に選択的透過膜７を挟んで、
低圧溶剤透過液側６と高圧油／溶剤濾液側８を有してい
る。
れ、濾過温度にて選択的透過膜モジュールM1へ供給され
る。膜モジュールM1は、間に選択的透過膜７を挟んで、
低圧溶剤透過液側６と高圧油／溶剤濾液側８を有してい
る。
低温の油／溶剤濾液は濾過温度にてライン108を通し
て膜モジュールM1へ送られる。膜７は、膜モジュールの
油／溶剤濾液側８から約７を通して低圧透過側６へ低温
のMEK/トルエン溶液を選択的に透過させる。低温溶剤透
過液は、濾過器フィード温度にて濾過器フィードライン
107へ直接リサイクルされる。溶剤は、フィード中のワ
ックス質油１容量部に対して0.1〜3.0容量部の量で膜７
を通って選択的に透過する。
て膜モジュールM1へ送られる。膜７は、膜モジュールの
油／溶剤濾液側８から約７を通して低圧透過側６へ低温
のMEK/トルエン溶液を選択的に透過させる。低温溶剤透
過液は、濾過器フィード温度にて濾過器フィードライン
107へ直接リサイクルされる。溶剤は、フィード中のワ
ックス質油１容量部に対して0.1〜3.0容量部の量で膜７
を通って選択的に透過する。
低温濾液中のMEK/トルエン溶剤の約10〜100容量％、
典型的に20〜75容量％、更に典型的に25〜50容量％が膜
を通って透過し、濾過器フィードライン107へリサイク
ルされる。濾液から低温溶剤を分離すること及び分離し
た溶剤を濾過器フィードへリサイクルすることによっ
て、油／溶剤濾液から回収する必要がある溶剤の量が減
少し、並びに溶剤回収操作においてその後濾液から溶剤
を加熱し蒸留するのに必要とされる熱の量も低減する。
その結果、より大きな油濾過流量及びより低いロウ中油
含量が達成される。
典型的に20〜75容量％、更に典型的に25〜50容量％が膜
を通って透過し、濾過器フィードライン107へリサイク
ルされる。濾液から低温溶剤を分離すること及び分離し
た溶剤を濾過器フィードへリサイクルすることによっ
て、油／溶剤濾液から回収する必要がある溶剤の量が減
少し、並びに溶剤回収操作においてその後濾液から溶剤
を加熱し蒸留するのに必要とされる熱の量も低減する。
その結果、より大きな油濾過流量及びより低いロウ中油
含量が達成される。
膜の濾過側は、膜の溶剤透過液側の圧力よりも1500〜
7400kPa（約200〜1000psig）、好ましくは2750〜5500kp
a（400〜800psig）高い圧力（陽圧）に維持して、膜の
油／溶剤濾液側から膜の溶剤透過液側への溶剤の移動を
促進する。膜の溶剤透過液側は、一般に100〜4000kPa
（０〜600psig、好ましくは５〜50psig、例えば、約25p
sig）である。
7400kPa（約200〜1000psig）、好ましくは2750〜5500kp
a（400〜800psig）高い圧力（陽圧）に維持して、膜の
油／溶剤濾液側から膜の溶剤透過液側への溶剤の移動を
促進する。膜の溶剤透過液側は、一般に100〜4000kPa
（０〜600psig、好ましくは５〜50psig、例えば、約25p
sig）である。
膜７は大きな表面積を有しており、そのことによって
膜を通して溶剤を非常に効率よく選択的に移動させるこ
とができる。膜モジュールM1から取り出される低温濾液
はライン109を通して間接的熱交換器９へ送られ、そこ
で、ライン101を通って熱交換器９へ送られる高温含ロ
ウ油フィードの間接的冷却に用いられる。膜モジュール
M1によって分離される溶剤の量は、フィードの予備冷却
の要件によってある程度決められる。続いて、低温濾液
はライン111を通してライン115へ送られ、そして油／溶
剤分離操作部へ送られ、そこでは残存する溶剤が脱ロウ
油から分離される。
膜を通して溶剤を非常に効率よく選択的に移動させるこ
とができる。膜モジュールM1から取り出される低温濾液
はライン109を通して間接的熱交換器９へ送られ、そこ
で、ライン101を通って熱交換器９へ送られる高温含ロ
ウ油フィードの間接的冷却に用いられる。膜モジュール
M1によって分離される溶剤の量は、フィードの予備冷却
の要件によってある程度決められる。続いて、低温濾液
はライン111を通してライン115へ送られ、そして油／溶
剤分離操作部へ送られ、そこでは残存する溶剤が脱ロウ
油から分離される。
溶剤は、油／溶剤回収操作部（図示せず）において、
加熱し及び蒸留により溶剤を除去することによって油／
溶剤濾液から分離される。分離された溶剤は温度の高い
状態で回収され、ライン２を通して脱ロウ工程へ戻され
る。ロウ及び溶剤を含まなくなった油生成物は回収さ
れ、潤滑油原料として使用される。
加熱し及び蒸留により溶剤を除去することによって油／
溶剤濾液から分離される。分離された溶剤は温度の高い
状態で回収され、ライン２を通して脱ロウ工程へ戻され
る。ロウ及び溶剤を含まなくなった油生成物は回収さ
れ、潤滑油原料として使用される。
溶剤回収操作からの溶剤の一部は、ライン２を通して
約35〜60℃（約95〜140゜F）の温度にて送られ、ライン
１を通して送られて来る含ロウ油フィードと混合され
る。回収した溶剤の残りの一部はライン２を通してライ
ン16へ、並びに熱交換器17及び13の中へ送られ、そこで
溶剤はそれぞれ冷却水及びワックス／溶剤混合物と間接
的に熱交換されることによってほぼ脱ロウ温度にまで冷
却される。回収した溶剤の他の一部は、ライン２、16及
び14を通して熱交換器15へ送られ、そこで低温の冷媒、
例えば気化プロパンと間接的に熱交換されることによっ
て、ほぼライン103内の液体（fluid）温度まで冷却さ
れ、ライン104を通して送られて、ライン103内の油／溶
剤／ロウ混合物の中に直接加えられる。
約35〜60℃（約95〜140゜F）の温度にて送られ、ライン
１を通して送られて来る含ロウ油フィードと混合され
る。回収した溶剤の残りの一部はライン２を通してライ
ン16へ、並びに熱交換器17及び13の中へ送られ、そこで
溶剤はそれぞれ冷却水及びワックス／溶剤混合物と間接
的に熱交換されることによってほぼ脱ロウ温度にまで冷
却される。回収した溶剤の他の一部は、ライン２、16及
び14を通して熱交換器15へ送られ、そこで低温の冷媒、
例えば気化プロパンと間接的に熱交換されることによっ
て、ほぼライン103内の液体（fluid）温度まで冷却さ
れ、ライン104を通して送られて、ライン103内の油／溶
剤／ロウ混合物の中に直接加えられる。
本発明の別の態様では、ライン111内の濾液ストリー
ムを、バルブ15a及びライン114を通して膜モジュールM2
に送ることができる。濾液を15〜50℃の温度にてモジュ
ールM2へ送り、溶剤を膜7aを通して選択的に移動させ、
ライン116を通して送り、脱ロウ工程にリサイクルする
ことができる。膜モジュールM2は分離の温度以外につい
ては膜モジュールM1と同様に操作され、膜モジュールM1
と同じ膜を用いることも出きる。
ムを、バルブ15a及びライン114を通して膜モジュールM2
に送ることができる。濾液を15〜50℃の温度にてモジュ
ールM2へ送り、溶剤を膜7aを通して選択的に移動させ、
ライン116を通して送り、脱ロウ工程にリサイクルする
ことができる。膜モジュールM2は分離の温度以外につい
ては膜モジュールM1と同様に操作され、膜モジュールM1
と同じ膜を用いることも出きる。
膜モジュールM2を使用する態様によれば、溶剤／油回
収部における冷却能（キャパシティ）の要求を低減する
ことができ、ユーティリティ（utility）の消費も減少
させることができる。しかしながら、膜モジュールM2か
ら回収される溶剤透過液は膜モジュールM1から回収され
る溶剤よりも温度が高いので、膜モジュールM2からの溶
剤は脱ロウ工程において使用する前に、例えば熱交換器
15、17及び13において冷却する必要がある。尤も、M1に
比べてより高温であって透過流量がより大きいので、よ
り多くの溶剤を回収することができる。
収部における冷却能（キャパシティ）の要求を低減する
ことができ、ユーティリティ（utility）の消費も減少
させることができる。しかしながら、膜モジュールM2か
ら回収される溶剤透過液は膜モジュールM1から回収され
る溶剤よりも温度が高いので、膜モジュールM2からの溶
剤は脱ロウ工程において使用する前に、例えば熱交換器
15、17及び13において冷却する必要がある。尤も、M1に
比べてより高温であって透過流量がより大きいので、よ
り多くの溶剤を回収することができる。
膜 本発明では、中空繊維又はらせん状に巻いた若しくに
平らなシートを有して成る膜モジュールを用いて、濾液
から低温溶剤を選択的に分離して、濾過装置フィードへ
リサイクルすることができる。本発明の溶剤−油分離の
ために使用することができる膜材料には、ポリエチレ
ン、ポリプロピレン、セルロースアセテート、ポリスチ
レン、シリコーンゴム、ポリテトラフルオロエチレン、
ポリイミド、又はポリシラン等から形成される等方性又
は異方性材料が含まれるが、これらに限定されるもので
はない。多孔性ポリマーの裏打ちの上にポリマーフィル
ム溶液をキャスティングし、その後溶剤を蒸発させるこ
とによって選択的透過性スキン層（permselective ski
n）を得、凝固（coagulation）／洗浄することによって
非対称膜を製造することができる。
平らなシートを有して成る膜モジュールを用いて、濾液
から低温溶剤を選択的に分離して、濾過装置フィードへ
リサイクルすることができる。本発明の溶剤−油分離の
ために使用することができる膜材料には、ポリエチレ
ン、ポリプロピレン、セルロースアセテート、ポリスチ
レン、シリコーンゴム、ポリテトラフルオロエチレン、
ポリイミド、又はポリシラン等から形成される等方性又
は異方性材料が含まれるが、これらに限定されるもので
はない。多孔性ポリマーの裏打ちの上にポリマーフィル
ム溶液をキャスティングし、その後溶剤を蒸発させるこ
とによって選択的透過性スキン層（permselective ski
n）を得、凝固（coagulation）／洗浄することによって
非対称膜を製造することができる。
好ましい態様では、ポリイミド膜は、５（６）−アミ
ノ−１−（４′−アミノフェニル）−1,3,3−トリメチ
ルインダン（“マトリミド（Matrimid）5218"として市
販されている）をベースとするポリマーからキャストす
ることができる。膜はらせん状に巻いたモジュールをし
て形成することができ、これは表面積が大きく、目詰ま
りを生じにくいことと、清掃が容易であることとのバラ
ンスがとれているため好ましい。
ノ−１−（４′−アミノフェニル）−1,3,3−トリメチ
ルインダン（“マトリミド（Matrimid）5218"として市
販されている）をベースとするポリマーからキャストす
ることができる。膜はらせん状に巻いたモジュールをし
て形成することができ、これは表面積が大きく、目詰ま
りを生じにくいことと、清掃が容易であることとのバラ
ンスがとれているため好ましい。
膜の清掃操作 フィードチャンネル内にワックス粒状物質が蓄積する
ために、時間と共に、膜モジュールは目詰まりを生じ、
性能が低下することになる。ワックス質粒状物質は、ME
K脱ロウ装置の回転式濾過装置上のキャンパス（濾布（c
anvas））の条件に依存する量で、濾液フィード中に自
然に含まれている。典型的なワックス配合量の範囲は、
十分に維持される濾過装置の濾布については10〜300ppm
の範囲である。濾過装置の濾布に小さな裂け目があると
した場合、濾液ワックス配合量は１〜２容量％にもなり
得る。
ために、時間と共に、膜モジュールは目詰まりを生じ、
性能が低下することになる。ワックス質粒状物質は、ME
K脱ロウ装置の回転式濾過装置上のキャンパス（濾布（c
anvas））の条件に依存する量で、濾液フィード中に自
然に含まれている。典型的なワックス配合量の範囲は、
十分に維持される濾過装置の濾布については10〜300ppm
の範囲である。濾過装置の濾布に小さな裂け目があると
した場合、濾液ワックス配合量は１〜２容量％にもなり
得る。
モジュールのフィードチャンネル内にワックスが蓄積
すると、流体を流れさせるのに利用することができる断
面積が低下するので、定常的なフィードの流量で軸方向
についての圧力降下が増大する傾向を示す。直径が25ミ
クロン及びそれより小さなワックス質粒状物質を約75容
量ppmで含む潤滑油濾液ストリームを処理する、８イン
チ（直径）×40インチ（長さ）のらせん状に巻いたモジ
ュールについての圧力降下の割合を図３に示している。
ワックスが膜の表面に溜まり、図４に示すように溶剤透
過流量が30％低下する。図３及び４はいずれも、洗浄溶
剤を用いて40゜F（4.5℃）での30分の洗浄を行うことに
よって、膜の性能がベースラインの値に回復することを
示している。
すると、流体を流れさせるのに利用することができる断
面積が低下するので、定常的なフィードの流量で軸方向
についての圧力降下が増大する傾向を示す。直径が25ミ
クロン及びそれより小さなワックス質粒状物質を約75容
量ppmで含む潤滑油濾液ストリームを処理する、８イン
チ（直径）×40インチ（長さ）のらせん状に巻いたモジ
ュールについての圧力降下の割合を図３に示している。
ワックスが膜の表面に溜まり、図４に示すように溶剤透
過流量が30％低下する。図３及び４はいずれも、洗浄溶
剤を用いて40゜F（4.5℃）での30分の洗浄を行うことに
よって、膜の性能がベースラインの値に回復することを
示している。
目詰まりを生じた膜の溶剤洗浄に必要な装置の模式図
を図２に示している。このプロセス流れ図では、図１か
らの膜モジュール装置M1は、並列で操作される複数の膜
モジュール装置として示されている。膜モジュール装置
M1−Ａ、M1−ＢからM1−Ｎまでは、それぞれ単独の膜モ
ジュール装置であってもよいし、それぞれいくつかの膜
モジュールを有する膜チューブを全体として含む貯蔵部
（entire bank）であってもよい。通常の操作条件は、
潤滑油濾液はライン108を通して膜モジュール装置集合
体M1へ送られる。フィードはフィード・マニフォールド
内で更に分けられ、個々のフィードストリームはM1−
Ａ、M1−ＢからM1−Ｎまでの膜モジュール装置へ送られ
る。フィードは、透過液ストリームを集めたもの106
と、集められた濃縮液ストリーム109とに分けられる。
を図２に示している。このプロセス流れ図では、図１か
らの膜モジュール装置M1は、並列で操作される複数の膜
モジュール装置として示されている。膜モジュール装置
M1−Ａ、M1−ＢからM1−Ｎまでは、それぞれ単独の膜モ
ジュール装置であってもよいし、それぞれいくつかの膜
モジュールを有する膜チューブを全体として含む貯蔵部
（entire bank）であってもよい。通常の操作条件は、
潤滑油濾液はライン108を通して膜モジュール装置集合
体M1へ送られる。フィードはフィード・マニフォールド
内で更に分けられ、個々のフィードストリームはM1−
Ａ、M1−ＢからM1−Ｎまでの膜モジュール装置へ送られ
る。フィードは、透過液ストリームを集めたもの106
と、集められた濃縮液ストリーム109とに分けられる。
膜モジュールM1−Ａを清掃する場合には、バルブ20A
及び21Aを閉じて、清掃する膜モジュールを操作中のシ
ステムから切り離す。その後、バルブ22A及び23Aを開け
ることによってライン201及び202を通して、高温の清浄
な溶剤を供給する。洗浄溶剤の温度は、濾液フィード温
度と膜の安定最高温度との間ならばいずれの値をとって
もよい。洗浄溶剤の圧力は特に重要という訳ではない
が、1500〜7400kPaの処理圧力までの範囲であってよ
い。低い洗浄温度を用いると非常に長い洗浄時間が必要
となるが、高温を用いることによる損傷から膜を最大限
に保護することができる。このシステムに関して、40〜
70゜F（4.5〜21℃）の範囲の好ましい洗浄溶剤温度が、
洗浄時間と膜の保護との間での許容され得るバランスを
示している。洗浄溶剤流量は特に重要なものではない
が、洗浄時間要求と洗浄溶剤ポンプ能とのバランスを保
つように選択される。高温の溶剤は、M1−Ａの中を通り
抜けて、ワックス堆積物を溶解させる。高温の溶剤及び
溶解したワックスは、ライン205及び排出ヘッダ（sloph
eader）208を通して脱ロウプロセスへ戻される。バルブ
22A及び24Aを閉じることによって、膜モジュール装置M1
−Ａは復帰し、その後、バルブ20A及び21Aが開けられ
る。
及び21Aを閉じて、清掃する膜モジュールを操作中のシ
ステムから切り離す。その後、バルブ22A及び23Aを開け
ることによってライン201及び202を通して、高温の清浄
な溶剤を供給する。洗浄溶剤の温度は、濾液フィード温
度と膜の安定最高温度との間ならばいずれの値をとって
もよい。洗浄溶剤の圧力は特に重要という訳ではない
が、1500〜7400kPaの処理圧力までの範囲であってよ
い。低い洗浄温度を用いると非常に長い洗浄時間が必要
となるが、高温を用いることによる損傷から膜を最大限
に保護することができる。このシステムに関して、40〜
70゜F（4.5〜21℃）の範囲の好ましい洗浄溶剤温度が、
洗浄時間と膜の保護との間での許容され得るバランスを
示している。洗浄溶剤流量は特に重要なものではない
が、洗浄時間要求と洗浄溶剤ポンプ能とのバランスを保
つように選択される。高温の溶剤は、M1−Ａの中を通り
抜けて、ワックス堆積物を溶解させる。高温の溶剤及び
溶解したワックスは、ライン205及び排出ヘッダ（sloph
eader）208を通して脱ロウプロセスへ戻される。バルブ
22A及び24Aを閉じることによって、膜モジュール装置M1
−Ａは復帰し、その後、バルブ20A及び21Aが開けられ
る。
膜モジュール装置M1−ＢからM1−Ｎも、図２に示すバ
ルブ及び洗浄／排出ラインを用いて同様の方法で洗浄す
ることができる。図示するような方法の洗浄システムを
複数用いることによって、膜のバランスの正常な操作を
続けながら、膜モジュール装置全体の特定の選ばれた部
分について清掃することが可能となる。洗浄サイクルの
間で透過すると考えられる溶剤から通常の透過液を分離
することは必要ではないが、ストリーム106の望ましい
温度及び純度を維持するのに必要とされるように、この
目的でバルブ操作を加えることができる。好ましい態様
では、透過膜システムはらせん状に巻いた膜モジュール
の並列な容器を有しており、個々の膜モジュールの容器
の洗浄を、他の容器については流通させたままで行うこ
とができる。
ルブ及び洗浄／排出ラインを用いて同様の方法で洗浄す
ることができる。図示するような方法の洗浄システムを
複数用いることによって、膜のバランスの正常な操作を
続けながら、膜モジュール装置全体の特定の選ばれた部
分について清掃することが可能となる。洗浄サイクルの
間で透過すると考えられる溶剤から通常の透過液を分離
することは必要ではないが、ストリーム106の望ましい
温度及び純度を維持するのに必要とされるように、この
目的でバルブ操作を加えることができる。好ましい態様
では、透過膜システムはらせん状に巻いた膜モジュール
の並列な容器を有しており、個々の膜モジュールの容器
の洗浄を、他の容器については流通させたままで行うこ
とができる。
連続的膜操作の間でのワックスの蓄積に続いて、15〜
60分間の時間で周期的に洗浄工程を行うことができる。
この洗浄の頻度によって膜へのワックスの蓄積量が示さ
れ、これは操作条件に応じて変動し得る。典型的な周期
的洗浄工程は、膜の面積の１平方メートル当たりで、0.
001〜0.03kg/分の溶剤洗浄流量、好ましくは0.004kg/分
/m2以下の流量にて行われる。
60分間の時間で周期的に洗浄工程を行うことができる。
この洗浄の頻度によって膜へのワックスの蓄積量が示さ
れ、これは操作条件に応じて変動し得る。典型的な周期
的洗浄工程は、膜の面積の１平方メートル当たりで、0.
001〜0.03kg/分の溶剤洗浄流量、好ましくは0.004kg/分
/m2以下の流量にて行われる。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 クロツェウスキー，ハロルド・エイ アメリカ合衆国21122メリーランド州 パサディナ、オーチャード・ポイント・ ロード 8161番 (72)発明者 サルピツィオ，トーマス・イー アメリカ合衆国93436カリフォルニア州 ロンポック、イーストブルック・ドラ イブ1329番 (72)発明者 ホワイト，ロイド・スティーブン アメリカ合衆国21044メリーランド州 コロンビア、サマー・デイ・ドライブ 5070番 (72)発明者 メノン，クリシュナ・エス アメリカ合衆国21042メリーランド州 エリコット・シティ、パイン・ブラフ ズ・ドライブ 3237番 (72)発明者 グールド，ロナルド・マイケル アメリカ合衆国08080ニュージャージー 州 セウェル、チャンピオン・ウェイ 223番 (56)参考文献 特表 平８−508762（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) C10G 73/06 - 73/23 C10G 73/32 B01D 61/02
Claims (13)
- 【請求項１】ワックス質の鉱油フィードストリームを溶
剤脱ロウする半連続的方法であって： ワックス質油フィードストリームを溶剤によって希釈す
る工程； ワックス質油フィードストリームを連続的熱交換段階に
おいて冷却する工程； 油／溶剤／ワックス混合物を濾過装置へ送り、ワックス
を除いて油／溶剤濾液ストリームを回収し、−35℃〜＋
20℃の温度にて油／溶剤濾液ストリームを膜モジュール
の選択的半透過膜の一方の側に接触させて、溶剤を選択
的に膜を通して移動させ、膜の他方の側にて溶剤透過液
ストリームを回収し、膜の油／溶剤濾液ストリーム側を
膜の溶剤透過液側に加わる圧力に対して陽圧に維持し、
透過液ストリームの濃縮液ストリームに対する体積比を
1:1〜3:1とする工程； 膜の濾液側から膜の溶媒透過液側へ溶剤の大部分の量を
選択的に移動させ、−35℃〜＋20℃の温度にて溶剤透過
液を濾過装置フィードへリサイクルさせる工程； 膜モジュールの濾液側から残りの溶剤を含む、溶剤の少
ない濾液ストリームを取り出し、濾液ストリームを高温
のワックス質油フィードに間接的熱交換によって接触さ
せる工程； 取り出した濾液ストリームを処理して、油から残る溶剤
を回収する工程； 脱ロウ油生成物ストリーム及びワックス生成物を回収す
る工程；並びに 回収した溶剤の高温のストリームを膜表面へ周期的に導
いて、膜を洗浄し、膜から不純物を除く工程 を含んでなる方法。 - 【請求項２】脱ロウ溶剤がメチルエチルケトンとトルエ
ンの混合物を含んでなり、メチルエチルケトン：トルエ
ンの割合が60:40〜80:20（重量比）である請求項１記載
の方法。 - 【請求項３】ワックス質油フィードが、454℃〜566℃の
沸点範囲を有する重質ニュートラル潤滑油物質である請
求の範囲１記載の方法。 - 【請求項４】ワックス質油フィードが、566℃〜704℃の
沸点範囲を有する脱アスファルト化潤滑油物質である請
求の範囲１記載の方法。 - 【請求項５】ワックス質油フィードを低温溶剤により処
理してワックス質粒状物質を結晶化及び沈殿させ、そう
することによって濾別可能なワックス質粒状物質を含む
複数の相からなる油／溶剤／ワックス混合物を形成し、
複数の相の混合物を濾過して低温の油／溶剤／ワックス
混合物から濾別可能なワックス質粒状物質を分離して、
低温のワックスケーキ及び低温の油／溶剤濾液ストリー
ムを回収する、ワックス質鉱油フィードを溶剤脱ロウし
て鉱油潤滑剤物質を得る方法において； ワックス質粒状物質を含む低温の油／溶剤濾液ストリー
ムを、少なくとも2750kPaの操作圧力にて選択的透過膜
へ送り、低温の濾液を、低温の溶剤透過液ストリーム
と、脱ロウ油及び残留溶剤を含有し、低温の油リッチな
濃縮液ストリームとに選択的に分離すること； 膜への濾液ストリームの流れを周期的に中断すること； 回収した溶剤の高温のストリームを膜表面へ導き、膜を
洗浄し、膜から不純物を取り除くこと を含む方法。 - 【請求項６】膜が、本質的に、５（６）−アミノ−１−
（４′−アミノフェニル）−1,3,3−トリメチルインダ
ンをベースとするポリイミドポリマーからなるものであ
る請求の範囲５記載の方法。 - 【請求項７】低温の油リッチな濃縮液ストリームが脱ロ
ウ油を含有しており、溶剤を蒸留して、脱ロウ油生成物
を回収し、洗浄用の高温の溶剤ストリームを回収する請
求の範囲５記載の方法。 - 【請求項８】脱ロウ溶剤がMEK及びトルエンを60:40〜8
0:20の重量比で含有し、高温の溶剤ストリームを10〜50
℃の温度にて回収する請求の範囲５記載の方法。 - 【請求項９】連続的膜操作の間でのワックスの蓄積に続
いて、15〜60分の時間で周期的に洗浄工程を行う請求の
範囲８記載の方法。 - 【請求項１０】周期的洗浄工程を膜面積の１平方メート
ル当たり0.001〜0.03kg/分の溶剤の洗浄流量にて行う請
求の範囲５記載の方法。 - 【請求項１１】透過膜がらせん状に巻いた膜モジュール
の並列な容器を有してなり、個々の容器の洗浄を、他の
容器を流通させたままで行うことができる請求の範囲５
記載の方法。 - 【請求項１２】回収した溶剤の高温ストリームを、少な
くとも2750kPaの操作圧力にて膜表面に導く請求の範囲
１〜５のいずれかに記載の方法。 - 【請求項１３】回収した溶剤の高温ストリームの温度が
4.5〜21℃である請求の範囲１〜５のいずれかに記載の
方法。
Applications Claiming Priority (4)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| US633,265 | 1996-04-16 | ||
| US08/633,265 | 1996-04-16 | ||
| US08/633,265 US5651877A (en) | 1996-04-16 | 1996-04-16 | Lubricating oil dewaxing with membrane separation |
| PCT/US1997/005472 WO1997039085A1 (en) | 1996-04-16 | 1997-04-02 | Lubricating oil dewaxing with membrane separation |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH11514022A JPH11514022A (ja) | 1999-11-30 |
| JP3222474B2 true JP3222474B2 (ja) | 2001-10-29 |
Family
ID=24538946
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP53713597A Expired - Fee Related JP3222474B2 (ja) | 1996-04-16 | 1997-04-02 | 膜分離を用いる潤滑油の脱ロウ |
Country Status (23)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US5651877A (ja) |
| EP (1) | EP0898604B1 (ja) |
| JP (1) | JP3222474B2 (ja) |
| KR (1) | KR100287580B1 (ja) |
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| AU (1) | AU708215B2 (ja) |
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| CZ (1) | CZ297063B6 (ja) |
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| EG (1) | EG20982A (ja) |
| ES (1) | ES2224241T3 (ja) |
| HU (1) | HU224206B1 (ja) |
| ID (1) | ID19790A (ja) |
| IL (1) | IL126584A (ja) |
| MY (1) | MY113650A (ja) |
| PL (1) | PL188328B1 (ja) |
| TR (1) | TR199802089T2 (ja) |
| TW (1) | TW388771B (ja) |
| WO (1) | WO1997039085A1 (ja) |
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|---|---|---|---|---|
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| US6833149B2 (en) * | 1999-01-14 | 2004-12-21 | Cargill, Incorporated | Method and apparatus for processing vegetable oil miscella, method for conditioning a polymeric microfiltration membrane, membrane, and lecithin product |
| CN101040031B (zh) * | 2004-10-11 | 2010-10-13 | 国际壳牌研究有限公司 | 从烃混合物中分离发色体和/或沥青类污染物的方法 |
| GB2441132A (en) | 2006-06-28 | 2008-02-27 | Pronova Biocare As | Process for reducing the free fatty acid content of natural oils using a selectively permeable membrane |
| WO2010111755A2 (en) | 2009-04-01 | 2010-10-07 | Katholieke Universiteit Leuven - K.U.Leuven R & D | Improved method for making cross-linked polyimide membranes |
| GB201012080D0 (en) | 2010-07-19 | 2010-09-01 | Imp Innovations Ltd | Asymmetric membranes for use in nanofiltration |
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| CN104338930B (zh) * | 2013-07-30 | 2017-04-05 | 东莞富强电子有限公司 | 脱蜡回收装置及脱蜡回收方法 |
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