JPH06509604A - 廃潤滑油処理方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるため要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 廃潤滑油前処理方法 本発明は廃潤滑油の再精製に関する。

廃潤滑油は、自動車の内燃エンジノからの使用済みクランクケース潤滑油のよう な材料を含む。かかる廃油は、しばし、ば収集され、再精製処理が施されて、該 油から汚染物質や使いきった添加物が除去され、新しい潤滑油を製造するための 基油が生成される。従来の再精製り法は、一般に次のようなステップを有してい た。

Ｉ）大気中での蒸留による水分除去 ２）［酸のような試薬を用いたスラッジとしての添加物や不純物の沈殿３）スラ ッジの除去 ４）同時水蒸気ストリソビ／グによる活性土類を用いた残留廃油の処理、及び５ ）油の濾過 上述の方法は、数十年にわたって使用されてきた。しかしながら、潤滑油調合で 使用される添加物置の増大に誹り、上記処理は困ｉｙｉを増すだけでなく、高価 になってきた。酸性スラッジの生成を避けるだけでなく、活性土類の使用を回避 した新しい方法が生まれた。例えば、水素処理が活性土類による処理を避けるた めに使用されている。

土類処理や水素処理用に油をＸｌ＆？するためには、油中に存在する元々の添加 物を除去する必要がある。硫酸のような試薬による処理の代わりに、これまでの 方法は、油を蒸留して残油中の添加物を残すものである。しかし、蒸留は、特に 蒸留プラントの蒸気スペース中で、酸やタールまたはポリマーを生成する何種類 かの油添加物を熱分解させる。間接加熱、高乱流、短滞留時間及び高真空度を用 いたワイプフィルム蒸発装置が、添加物の熱分解を減少させるために用いられて きた。しかし、蒸留処理がプラント規模で使用されるときには、熱分解及び結果 として生ずる腐食性酸化合物やタールの生成を除去することは不可能である。

廃潤滑油を再精製するために収集する多くの国では、油は多量に混合され、蓄積 される。このような油が、例えば油の蒸留中に、高温にさらされるときは、留出 物のＰＩ−１は低く、生成された酸性留出物はプラント内で腐食の問題がすぐに 発生することになる。留出物中のタールや高分子（ｆリメリノク）生成物は、重 大なプラントｑ損を生じさせる。実験室規模では、留出物のＰＨが測定でき、タ ールとポリマーの生成は、実験室ガラス容器（グラスウェア）の黒化（ｂｌａｃ ｋｅｎｉｎｇ）を観察することによりモニターできる。

（蒸留中のように）熱処理中の廃潤滑油への＃Ｘ基（ｂａｓｅ）の付加は、必ら ずしも留出物中の酸性生成を減少させることにはならないことが発見された。し かしながら、油が幾らかの水分を含む状朝で、この油の弱酸アルカリ金属塩によ り前処理し、油を引き続き高温にさらすと、留出物の酸性が減少する。したがっ て、本発明は、使用済み油を蒸留するとき、留出物の酸性を減少させるとともに 、ブラット装置の汚損の原因となるポリマーやタールの形成を減少させる方法を 提供する。この方法は、油が幾らかの水分を含む状聾で、上記油を一つ以上のア ルカリ金属の塩基化合物で処理する工程を有する。

本発明の方法で使ｔ）れるｋＴ週な塩基化合物は、水酸化ナトリウムのような塩 基化合物を含む。しかし、かかる塩基化合物が蒸留点でプラント装置に注入され ると、イ１加化合物は、留出物内の酸性の生成を妨害せず、プラント汚損を減ら さない。しかしながら、蒸留前陵び油がなお幾らかの水分を含んでいる間に、廃 潤滑油に塩基化合物を追加すれば、蒸気スペース及び以後の蒸留中の留出物内の 酸性生成をｂ書することが可能となる。以下に詳述するように、廃油を処理する ために使われる試薬のアルカリ度は、プロセスにおいて重要な要因ではなく、む しろ使用される試薬は、ある種の潤滑油添加物中に存在するカル／ラムのような 二基基金属をｉｔ換するためのアルカリ金属を与えることができなければならな い。

熱処理や乾燥処理を受けていない廃潤滑油は、幾らかの水分を含む。通常、含有 水分は、重量比で少なくとも５％である。本発明による方法は、処理される廃？ Ｉ＠滑油が重電比で少なくとも１％の水分を念んでいる間に実行されるのが望ま しい。

本発明の方法で使用される試薬のアルカリ金属成分は、ナトリウム、カリウム及 びリジウムを含んでいる。一般には、水酸化物、または（炭酸塩、十つ酸塩及び 硫化物等の）スルナノ酸よりも弱酸の塩が用いられる。

本発明の前処理上程は、廃潤滑油内に存在するカル／ラム、マグネ／つｌ−及び 亜鉛の合計量の化学量論的当世の７０〜２００％の量だけアルカリ金属が存在す るように、充分？ＩＭのアルカリ金属試薬が廃潤滑油に追加されると、最も有効 に実行されることがわかった。後右の金属は、廃潤滑油中Ｃ・８見っがった最も 一般的な二基基金属であるが、バリウノ・のような他の物質でも良い。好ましく は、採用される化学を論的範囲は、カル／ラム、マグオ／ウム及び亜鉛の合計の ８０−１５０％とされる。最も好ましくは、上述化学量論的関係は、９５〜１０ ５％の範囲内に保たれる。

本発明による方法は、上述化学量論的関係が７０％未満で実行できるが、酸性度 の増大が生じ％置汚損が発生ずる。また、２００％よりも大きい試薬を用いるこ ともできるが、一般に、残油のゲリノグ（ｇｅｌｌ　ｉｎｇ）は、他のオペレー ティング上の問題を引き起こす。

加熱される廃潤滑油を乾燥させるための時間は、採用する条件に依存して変化す る。伜１えば、このような油が実験室条件で約１００″Ｃｌコ加熱されると、通 常、油を乾燥させるのに少なくとも１０分を要する。ブラント条件下では、１５ ０”ｃに維持された乾燥油中にブラットフィードが注入されると、油は、′フラ ッシュ乾慢”されることになる。重要なことは、本発明の前処理工程は、前処理 での反応が進むように、油が乾燥されるギ１に実行されることである。

本発明の前処理工程で起Ｊる化学反応は、時間とｌ！！度に依存することも発見 された。したがって、本発明の前処理工程は、温度を上げると、より迅速に実行 できるが、油は、反応が完了する前に乾燥さねないようにする必要がある。この 反応は、また、室温でも実行でき、通常、かかる反応は、約３日間で完了するこ とがわかった。約６０℃では、略１時間が反応完了までに必要である１、約９９ ℃では、反応は、略１０分で完了する。

本発明は、大きな反応容器を用いて連続的に前処理工程を実行するごとにより、 プラント規模で実行するのが最も望ましい。ががる容器は、約９９００リツトル の容量をもつタンクとすることができる。このようなタンク中への、１時間当り 約４０００リツトルの供給速度は、約２．５時間の滞留時間を与える。反応容器 の含量レベルは、容器への供給速度や容器含有物の次の工程段階へのボンビッグ 速度を制御するための公知の方法及び装置を用いてフットロールできる。反応容 器は、好ましくは、電動パドルのような撹拌手段を有する。

上述反応容器の温度は、６０℃と水の沸騰点（例えば、８２℃）の間に維持され るように制御されるのが好ましい。反応容器の温度を維持するための方法と装置 は、周知である。循環ポンプが、熱交換体を通して反応容器含有物を循環させる ために用いられ、このポンプは、反応容器の温度に従って制御される。熱交換体 を介した再循環ループは、容器含有物の撹拌を維持するようにも機能する。反応 容器は、充分にベント（νｅｎｔ）され、大気圧で動作する。

好ましくは、アルカリ金属試薬の油への付加速度は、理憇的な化学量論的関係を 維持させるために連続的に調整される。例えば、反応容器内で処理された油は、 反応容器から出された後、カル／ラム、マグネ／ラム、亜鉛及びナトリウム内容 物に対するＴＣＰ放出分光により分析され、付加された試薬の量は所望の化学量 論的関係を維持するよう調整される。好ましくは、以下の式が用いられ、ナトリ ウムの電が、９５〜１０５（すべてのバーセットは！ｌ）の籟囲内の関係を維持 するように調整される。

上記の関係は、ナトリウムに対するもので、４５．９８はナトリウムの原子量の ２倍である。各地のエレメントの割合は、そのエレメントの原子量により分割さ れる。

何種類かの試薬を用いて本発明の方法を実行するのも有益である。水酸化ナトリ ウムは、その祠用性と低コストのため好ましい。しかしながら、水酸化ナトリウ ムと硫化ナトリウムの混合物は、また、水素処理ステップの副産物として再精製 ブラットで供給される硫化ナトリウムとともに用いられる。

本発明の前処理工程を経た油は、蒸留され、そこからの留出物は、例えば水素処 理のような他の工程処理が施される。

以下の例は、本発明の方法を示すものである。

例」− 大きな廃潤滑油貯蔵クックから取り出された５００グラムの廃潤滑油は、オープ ンビーカー内で撹拌されながら１５０Ｔ：に加熱され、水分が除去された。２５ ０グラムの上述の油は、１リツトルフラスコ内に入れられ、ガスリングを用いて 油が３８５℃の温度に加熱されている間、蒸留中の液体の温度を温度計で測定し た。留出物のＰＨを、ＰＨペーパーを用いてＩＰＨユニット内で測定し、フラス コ蒸気スペースとコンデンサーをタールと汚損析出物について調べた。留出物が 分析され、バリウム塩化物反応により酸性の確認に続いて水分抽出により存在す る何らかの酸性の確認が行なわれた。この例では、ＰＨは１より小さく、グラス ウェアはフラスコのネック部及びコンデンサー人口部で黒化した。硫酸が留出物 中に存在することがわかった。

肛 第１の実験の方法が繰り返された。このとき、５０％水酸化ナトリウム溶液が２ ％（ｆＩＮ比）、１５０℃での脱水の前に、油に付加された。本例では、グラス ウェアは清浄に保たれ、留出物のＰＨは６〜７であった。

匠主 第２の実験の方法が繰り返された。このとき、水酸化ナトリウムよりむしろ、水 酸化カル７ウム１％が油に付加された。この場合、留出物のＰＨは１よりも小さ く、グラスウェアは例１のように汚損された。

例（ 例２の方法が繰り返された。このとき、炭酸塩ナトリウムの溶液が、１．３３％ （を量比）処理を与えるために（水酸化ナトリウムよりも）使用済み油に付加さ れた。この場合、留出物のＰＨは、６〜７であり、グラスウェアは清浄に保たれ た。この結果は、水懸濁中の水酸化カル／ラムは炭酸ナトリウムよりもアルカリ 度が高いので、官能試薬が酸性化合物を中性化するように機能しないことを示し ている。

肛 例１の方法は、プラント供給油に付加されている水酸化ナトリウムを用いて、ブ ラント規模で試行された。プラント供給油は、ワイプフィルム（ｗｉｐｅｄ　ｆ ｉｌ■）蒸発に入る前に１５０℃でフラッシュ乾燥された。しかしながら、低い 留出物ＰＨとプラント汚損が生じた。フラノ／ユ脱水ユニットがらの油が、例１ の方法に従って、ブラットから取り出され、蒸留されると、ＰＨは１へ−２でグ ラスウェアは黒化しｔ−。この例と例１０間の条件の違いは、この場合、水酸化 ナトリウム４用いて処理された油は、例五の油が１０分を越左る時間にわたって 沸騰、乾燥されている間、プラント内でフラノ／−乾燥（略瞬間的乾燥）された ・−とである。

本発明の工（？は、時間と温度に依存し、水酸化カル／ラムのような塩基試薬の 使用カ有効なのではなく、進行には水分の存在を必要とする。これは、この工程 の機構が蒸留で生成さオ］た硫酸の中和ではなく、硫酸が形成される反応の防止 である。モーター油の調合で使われる洗浄添加物は、通常、（−例と【７て、カ ル・・ラムを用いた）一般式の芳香族スルオン酸のカル／ラム、マグネシウム、 バリつム塩のような二基基金属を含んでいる。

かかるスル十ノ＃１塩化合物が、利用Ｉｉ］能な水の存在のもと高温で分解する と、次の反応が生ずる。

同様な１墳のもとｅ、スルナノ酸塩ナトリウムが分解すると、硫酸は生成されな い。

こうして、本発明の１１７は、二基基金属スルナノ酸塩がアルカリ金属スルナノ 酸塩に変換されるイオノ交換反応を含むように見える。しがしながら、本発明の 理惣的化学量論的関係が、廃油中に存在する優勢な二基基金属に従って決まり、 かかる金属のすべてがスルーｔ、　７酸塩の形成に存在する必要はない。

種々の変更と改良が、その精神と範囲を離れることなく本発明の実行について為 すことができる。

Claims (11)

【特許請求の範囲】
1. １．廃潤滑油を蒸留するときに、留出物の酸性度を減少させるとともに、プラン ト装置を汚損するポリマーやタールの形成を減少させる方法であって、前記油が 幾らかの水分を有する状態において、前記油をアルカリ金属の１以上の塩基化合 物で処理する工程を含む廃潤滑油前処理方法。
2. ２．請求項１の方法に加えて、アルカリ金属の塩基化合物で処理した後、前記油 中の水分を除去したり、油を蒸留するために、前記油を加熱する処理を含む廃潤 滑油前処理方法。
3. ３．請求項１、２の方法において、廃潤滑油は、少なくとも重量比で１％の水分 を点心廃潤滑油前処理方法。
4. ４．請求項１〜３の方法において、塩基化合物は水酸化物である廃潤滑油前処理 方法。
5. ５．請求項４の方法において、水酸化物は水酸化ナトリウムである廃潤滑油前処 理方法。
6. ６．請求項４の方法において、塩基化合物は水酸化リチウムまたは水酸化カリウ ムである廃潤滑油前処理方法。
7. ７．請求項１〜３の方法において、塩基化合物は、スルホン酸よりも弱酸のアル カリ金属塩である廃潤滑油前処理方法。
8. ８．請求項７の方法において、塩が磁化ナトリウムである廃潤滑油前処理方法。
9. ９．請求項７の方法において、塩は、ナトリウム、カリウムまたはリチウムの炭 酸塩、ホウ酸塩または酢酸塩である廃潤滑油前処理方法。
10. １０．請求項１〜９の方法において、採用されたアルカリ金属の塩基化合物の量 が、廃潤滑油中に存在する亜鉛、カルシウム及びマグネシウムの合計の７０〜２ ００％の範囲である廃潤滑油前処理方法。
11. １１．請求項１０の方法において、塩基化合物の量は、８５〜１５０％である廃 潤滑油前処理方法。