JPH0712401B2 - 使用済濾過器媒介物の処理法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、液体の有機化合物の濾過もしくは透明化に使
用された、使用済の濾過器媒介物（filter medium）の
処理に関する。本発明は、更に特定的には、濾過器媒介
物上に収着された、これらの有機化合物を回収すること
に関する。

多くの工業において、液体有機化合物は、これらの有機
化合物を汚染しているいかなる不純物をも除去する目的
で、濾過もしくは透明化にかけられている。

例えば、損耗防止剤（wear-protecting agent）、抗酸
化剤、腐食抑制剤、洗浄剤分散剤等の如き潤滑油添加剤
は、透明でなければならず、どんな不純物も含んではな
らない。多くの添加剤は、有機酸の金属塩であり、その
分子はイオウおよび／またはリンを含有し得る。例とし
て、アルカリ土金属のフェネチン酸塩、通例マホガニー
酸と呼ばれる石油スルホン酸の過塩基カルシウム塩、油
溶性スルホン酸のアルカリ土金属塩、ジアルキルジチオ
リン酸の亜鉛塩等を挙げることができる。これらの添加
剤を製造するための方法は、一般に、適当な金属化合
物、例えば酸化亜鉛を、有機酸と反応させることからな
る。添加剤は、しばしば、不活性希釈剤、好ましくは潤
滑剤および仕上げられた潤滑油組成物において使用され
るよりも高い濃度で１種もしくはそれ以上の添加剤を含
む、濃厚剤として販売されている。これらの濃厚剤は、
搬送および貯蔵の際に容易に取扱われる。これらのもの
は、更にそれ以上の量の潤滑油と容易にブレンドされ、
仕上げの組成物が調製される。

添加剤および／または濃厚剤（以後は添加剤もしくは油
添加剤と呼ぶ）は濾過もしくは透明化処理にかけられ
る。濾過器媒介物の選択は数々の変数に依存するが、満
足な結果は、一般に、砂、板状ケイソウ土、ケイソウ土
等の如き石英質の材料を濾過器助剤として使用すること
によって達せられる。しかし、濾過器媒介物の透過性お
よび濾過速度は累進的に減少する。従って、かなりの量
の添加剤を収着した濾過器媒介物は捨てなければなら
ず、新しい濾過器媒介物が以後の濾過もしくは透明化処
理に使用される。使用済の濾過器媒介物の上に収着され
た添加剤の量は、処理された添加剤の量の５％もしくは
それ以上にさえ到達し得る。価値のある添加剤の逸失の
他に、添加剤の負荷された濾過器媒介物の廃棄によっ
て、実質的な費用を必要とする処理によってしか解決で
きない、環境汚染の問題が現出される。これらの要因
は、潤滑油添加剤を製造するための方法の経済学に対し
て不利益である。

過去において、添加剤用の溶媒を使用することによっ
て、使用済の濾過器媒介物の上に収着された添加剤を回
収する幾つかの試みがなされており、この溶媒中の添加
剤の溶液は、次に、処理された濾過器媒介物から分離さ
れる。試験された溶媒は、一般に、５乃至８個の炭素原
子を含有するパラフィン系炭化水素の如き軽質炭化水素
油、またはアルコールもしくはエーテルの如き酸素化さ
れた化合物であった。しかしながら、この技術は幾つか
の欠点を有している。添加剤は、一般に、低い収率でし
か回収されない。更に、幾つかの添加剤の分離が処理中
に起る。その結果、この回収法は、経済的に満足できる
方法を提供し損なったのである。

他の方法もまた提案されたが、それらのものは添加剤１
種のものに特定的なものである。例えば、油溶性のアル
カリ土金属スルホネート類は、使用済の濾過器媒介物か
ら、これをアルカリ金属水酸化物の水溶液で、二段階
で、高められた温度において処理することによって、回
収することができる（米国特許第4,501,670号参照）。
従って、濾過器媒介物上に収着された或る添加剤も回収
するための、効率的で容易に適用される技術を求める需
要がある。

異なる性質もしくは組成の添加剤に対して広い適用性を
有する、添加剤回収のためのかかる技術を提供すること
が本発明の目的である。本発明の別の目的は、濾過器媒
介物から収着された添加剤の少なくとも90％を回収する
ための方法を提供することである。添加剤の負荷された
濾過器媒介物をきれいにする技術を提供することもまた
本発明の目的である。

従って、本発明は、潤滑油添加剤を濾過するのに使用さ
れた、添加剤の負荷された石英質の濾過器材料を処理し
てその中の収着された添加剤を回収するための方法にし
て、添加剤負荷された石英質濾過器材料と芳香族溶媒の
スラリーを生成させる段階を含む方法を提供する。引き
続いて水をスラリーに加えて、分散液を生成させる。こ
の分散液は、遠心分離もしくは他の同様の手段によっ
て、固相と溶媒相に分離される。溶媒相は添加剤を含有
しもするが、一方、固相はきれいにされた濾過器材料か
ら成るものである。添加剤は、溶媒相から、蒸留もしく
は同様の手段によって回収され得る。

添加剤負荷された濾過器媒介物を、比較的揮発性の、水
と混じり合わない、ベンゼンまたはモノ−もしくはポリ
−アルキルベンゼンの如き、芳香族炭化水素溶媒を使用
する、抽出段階にかける。これらの溶媒は、非常に広い
範囲の添加剤に対して好適であり、これらの添加剤に関
しては不活性であることが見出された。溶媒の選択は、
価格、毒性、揮発性の如き幾つかの要因に依存し、これ
らの理由のため、トルエンおよびキシレンが好ましくは
使用される。添加剤負荷された濾過器媒介物および溶媒
は、例えば、混合もしくは攪拌装置を備えたタンクの中
で、該濾過器媒介物の溶媒の中への分散液の生成を伴っ
て、直接接触される。この処理は、単一段階のプロセス
もしくは多段プロセスの何れかを用いることによって行
ない得る。

使用済濾過器媒介物から収着された添加剤を抽出するの
に必要な溶媒の量は、溶媒の溶解力、濾過器媒介物の添
加剤含有率、接触時間、温度等に依存する。満足できる
結果は、溶媒の量が、使用済の濾過器室中に存在する添
加剤の各々の部を基準として、0.25重量部という低さの
時に、得ることができる。他方、使用済の濾過器室中の
添加剤の各々の部を基準として20重量部より多くの量の
溶媒では、プロセスの最終段階の際にこの溶媒を回収す
るコストの増加がもたらされる。一般に、溶媒：使用済
濾過器媒介物中の添加剤の重量比は、約1:1乃至約15:1
の間からなるものとする。トルエンが芳香族溶媒として
使用されることからなる、本発明の一つの具体例におい
ては、有効な操作は、添加剤負荷された濾過器媒介物中
の添加剤の各々の部を基準として、約１乃至約12部の範
囲内の、該溶媒の量を用いることによって、行なわれ
る。

抽出処理は、室温で行なうことができるが、抽出速度を
加速する目的では、約50〜60℃の温度もしくはそれ以上
で作業するのが望ましいことがあり、最高温度は、用い
られる溶媒の沸点および蒸気圧に依存する。一般に、混
合時間は、溶媒の量、混合速度、温度の如き、他の作業
条件に依存して、約５乃至30分の間を変化し得る。これ
らの作業条件は、一般に、使用済の濾過器媒介物から添
加剤をうまく抽出するのを確実とするのに十分である。
しかし、使用済濾過器媒介物と溶媒の混合物へ水を添加
すると、高い抽出収率の達成が可能となることが見出さ
れた。水の存在のおかげで、本発明の処理方法の最後に
回収される、精製された濾過器媒介物の中の、残留添加
剤の量は、著しく低減される。

本発明の具体例に従うと、濾過器媒介物は最初に混合タ
ンク中で溶媒と接触され、約５乃至30分の間を変動し得
る時間の後、このタンクの中へ水を引き続き導入する。
この混合物を攪拌すると、それに伴ってポンプ移送可能
な分散液が生成する。

この分散液を次に分離装置に移す。分散液の成分の分離
は重力による分離によって行ない得るが、分離速度およ
び分離効率を高めるには遠心分離を用いることによって
行なうのが好ましい。本発明の具体例に従うと、分離
は、アルファレーバル（Alfa-Lavel）遠心分離器SX型の
如き、液体−液体−固体混合物の分離用の遠心分離器を
使用して行なわれる。分離液は、きれいにされた濾過器
媒介物のウェットケーキ（wetcake）、水相および溶媒
中の回収された添加剤の溶液から実質的になる相に分離
される。遠心分離器における分離段階は、一般に、室温
で行なわれる。しかし、幾つかの添加剤は、遠心分離段
階の間に、液相中に乳液の生成をおこす傾向となり得
る。その場合は、遠心分離を約40乃至60℃の温度で行な
うのが好ましい。

得られた結果は、清浄化された石英質濾過器媒介物の粒
子のまわりに水が液体の障壁を形成し、従って、芳香族
溶媒中の抽出された添加剤の石英質濾過器媒介物による
如何なる再収着をも防止することが示唆される。更に、
回収された添加剤が水と混じり合わない芳香族溶媒の中
に溶かされ、加えられた水のどんな有害な作用（加水分
解）に対しても保護される。使用されるべき水の最小量
は、分離装置中の濾過器媒介物の格子間容量に等しい。
この格子間容量は用いられる分離手段に依存し、分離が
遠心分離器中で高速で行なわれる時は比較的小さい。満
足できる結果は、水対処理される濾過器媒介物の重量比
が0.01:1という低さの時に得られる。濾過器媒介物を基
準として５重量部より高い量の水もまた使用し得るが、
結果は顕著に改善されない。一般に、水：使用済濾過器
媒介物の重量比は１乃至３の間とされる。

溶媒中の回収添加剤の第一相もしくは溶液は、蒸留カラ
ムへ導かれ、オーバーヘッド留分（芳香族溶媒）および
底質留分（回収添加剤）に分離される。蒸留は大気圧に
おいて、使用される芳香族溶媒に依存する温度で行ない
得る。トルエンが芳香族溶媒であることからなる、本発
明の好ましい具体例に従うと、蒸留温度は約110℃とな
る。熱に敏感な添加剤の場合は、蒸留は真空下でより低
い温度において行なわれる。芳香族溶媒は、添加剤負荷
された濾過器媒介物のそれ以後の装荷物を処理するのに
対して、循環再使用することができる。

遠心分離器から放出された固相は、実質的には添加剤お
よび溶媒を含まない、清浄化された濾過器媒介物のウェ
ットケーキである。このウェットケーキは脱水処理にか
けられる。これは、このケーキを、例えば真空濾過器中
で濾過して、プロセス中に循環させ得る水の主要部を除
去することによって達成され得る。一部脱水されたケー
キは、次に水蒸気により、或いは他の同等の如何なる手
段によってでも乾燥される。

本発明の方法は、石英質濾過器媒介物上に収着され広い
多様性の添加剤もしくは添加剤の混合物を回収するのに
適用可能であることが見出された。添加剤は、高い収率
で、生成物の分解をおこすことなく回収される。処理さ
れた濾過器媒介物は、低い金属、イオウおよび溶媒含有
率しか有さず、従って非汚染性の廃棄物である。

本発明を、ここで、添付図面の第１図および第２図を参
照して更に詳細に説明する。

第１図は、上記の処理操作を行なうための操作の様態を
模式的な形で例示するものであり、添加剤を使用済濾過
器媒介物から抽出するための接触の段階は、単一の段階
から成っている。

第２図は、接触段階が２つの段階からなる場合の、別の
具体例を例示している。

収着された添加剤を使用済の濾過器媒介物は、ライン２
を通して混合タンク１の中へ導入される。トルエンの如
き芳香族溶媒もまた、ライン３を通してタンク１の中へ
導入される。タンク１の中の混合物は攪拌装置４を用い
て攪拌され、分散液の生成を伴う。次に水がライン５か
らタンク１の中へ導入される。混合物はライン６を経由
して引き出され、遠心分離器７へ導かれ、そこで３つの
相に分離される。第一の相は、抽出された添加剤の溶媒
中の溶液である。この相はライン８を通して蒸留カラム
９まで導かれ、そこでオーバーヘッド留分と底質留分と
に分離される。オーバーヘッド留分は芳香族溶媒であ
り、このものはライン10を通して引きぬかれて混合タン
クへ循環される。底質留分は回収された添加剤であり、
ライン12を通して引きぬかれる。水相は遠心分離器７か
らライン11を通して引きぬかれ、これもまた混合タンク
１へ循環される。清浄化された濾過器媒介物のウェット
ケーキは、遠心分離器７からライン12を通して取り出さ
れ、真空濾過器13の中へ導入され、そこで一部脱水され
る。少量の芳香族溶媒を含むことのある回収水は、ライ
ン14および11を通して、混合タンク１へ循環される。清
浄化された濾過器媒介物の一部脱水されたケーキは、ラ
イン15を通して乾燥機16に導かれ、そこで、例えばライ
ン17から導入されたスチームによって、更に脱水され
る。ライン18を通って乾燥機16から出てくる蒸気は、主
に水からなり、少量の芳香族溶媒を伴う。これらのもの
は場合により凝縮させ循環させることができる。清浄化
された濾過器媒介物はライン19から取り出される。

本発明の別の具体例に従うと、添加剤負荷された濾過器
媒介物の芳香族溶媒を用いる処理は、２段で行なわれ
る。第１段においては、使用済濾過器媒介物が、溶解さ
れた添加剤を含有する、既に使用された芳香族溶媒と接
触される。第２段階において、一部清浄化された第１段
階からの濾過器媒介物が、添加剤を含まない芳香族溶媒
と最初に、そして次に水と接触される。第１段階の後に
濾過器媒介物中に残存する添加剤の残留物は、第２段階
で芳香族溶媒の中へ溶かされ、そして生成する溶媒中の
添加剤の溶液が第１段階に循環される。

具体例を第２図に示す。

第１の混合タンク101に、ライン102を通して導入される
添加剤負荷濾過器媒介物を装荷する。溶解した添加剤を
含有し、ライン103を通してプロセスの以後の段階から
循環される芳香族溶媒もまた、タンク101の中へ導入す
る。この混合タンクには、液体中の固体の緊密な分散お
よび溶媒中の添加剤の主要部の溶解をひき起すべく、攪
拌手段が備えられている。スラリーはライン104を通し
て混合タンク101から引き出され、分離手段105に送られ
る。遠心分離を好ましくは使用し、例えば無孔のボール
オンベヤー−放出遠心分離器（imperforate bowl conve
yor-discharge centrifuge）中で行なう。一部清浄化さ
れた濾過器媒介物を取り出し、ライン106を通して第２
の混合タンク107へ渡す。分離手段105からの液相をライ
ン108を通して蒸留カラム109まで送り、そこで添加剤
（ライン110を通して回収）を溶媒から分離する。この
溶媒は、この時、実用的には添加物を含まないものであ
る。このものはライン111を通して第２の混合タンクへ
送られる。一部清浄化された濾過器媒介物の混合物を芳
香族溶媒中に分散させ、この濾過器媒介物中に含有され
る添加剤を溶媒中に溶かす。水を次にライン112から加
える。生成する混合物をライン113から取り出し、液体
−液体−固体混合物の分離のために遠心分離器114に送
る。添加剤を含有する回収された溶媒を、ライン103を
通して第１の混合タンク101に循環させる。水をライン1
15および112を通して第２の混合タンク107へ循環させ
る。清浄化された濾過器媒介物のウェットケーキをライ
ン116を通して遠心分離器114から放出させ、真空濾過器
117の中へ導入して一部脱水させる。少量の溶媒を含有
し得る回収水を、ライン118および112を通して第２の混
合タンク107へ循環させる。一部脱水された、清浄化さ
れた濾過器媒介物のケーキを、ライン119を通して乾燥
機120へ導き、そこでこのものを、例えばライン121から
導入されるスチームを用いて、更に脱水させる。ライン
122を通って乾燥機120から出てくる蒸気は、主として水
からなり、少量の溶媒をともなう。これらのものは、場
合により凝縮させ、循環させることができる。清浄化さ
れた濾過器媒介物はライン123を通して取り出す。

立ち上げた時には、新しいトルエンおよび水を、それぞ
れライン124-111および125-112を通してタンク107の中
へ導入する。定常状態の条件が達成された後には、少量
の新しいトルエンおよび水を、逸失されたトルエンおよ
び水の補償として加えることもできる。

本発明の別の具体例に従うと、濾過器媒介物の純度は、
遠心分離器から放出されるウェットケーキに表面活性剤
を加えることによって高めることができる。ウェットケ
ーキはタンク（図示せず）の中へ導入され、そこで表面
活性剤とブレンドされる。得られる混合物は次に真空フ
ィルターへ送られる。この場合、この真空濾過器から出
てくる廃水は、混合タンク１へ循環させることができな
い。

これ以上の本発明の好ましい具体例は、以下の実施例に
おいて例示する。

実施例１ 添加剤含有率49.6重量％を有する使用済石英濾過器媒介
物（500重量部）をライン２を通して混合タンク１の中
へ導入した。使用済濾過器媒介物は、0.16％のCaおよび
7.6％のＳを含有するものとした。

タンクには、また、ライン３を通してトルエン1740重量
部を装荷した。混合物を室温で５分間1000rpmで攪拌す
ると、分散液が生成した。水（1000重量部）を次にこの
分散液にライン５を通して加えた。

分散液を取り出し、遠心分離器７へライン６を通して導
いた。このブレンドを室温で20分間1500のｇ数で遠心分
離した。

遠心分離器７からライン８を通して放出された液相を、
蒸留カラム９に導き、軽度の真空（ロータリー真空）の
もと温度80℃で分離させた。オーバーヘッド留分はトル
エン（1556部）であったが、これはライン10を通して混
合タンク１へ循環させた。底質留分は回収された添加剤
であった。

水相は、混合タンク１に循環させるべく、ライン11を通
して遠心分離器７から取り出した。

遠心分離器７から放出されるウェットケーキは、ライン
12を通して真空濾過器13に導いた。水（825部）をライ
ン14および11から回収および循環させ、以後の処理用と
した。精製され一部脱水された濾過器媒介物（490部）
を乾燥機16に導き、約150℃のスチームで更に脱水させ
た。乾燥された濾過器媒介物（252部）はライン19を通
して回収した。

分析によると、回収された濾過器媒介物の残留添加剤含
有率は0.7重量％であることが示された。抽出収率は98.
6％であった。回収された濾過器媒介物はCaの有機誘導
体を含まなかった。

比較のため、同じ手順を、但し混合タンク１に水も加え
ないでくり返した。抽出収率は僅かに62％であった。

実施例２ 実施例１の手順をくり返したが、43.7％添加剤を含有す
る、添加剤負荷濾過器媒介物を使用することによって行
なった。この使用済濾過器媒介物は、Ｓ（1.42重量
％）、Ca（7.9％）、Mg（0.08％）およびNa（0.1％）を
含有するものであった。

異なる実験操作を、異なる比率のトルエン：濾過器媒介
物において行なった。結果は以下のようであった。

5/1の比で行なわれた実験操作における回収された濾過
器媒介物の分析によれば、該濾過器媒介物が0.5％Ｓお
よび0.22％Caを含有するが、MgおよびNaは含まないこと
が示された。

実施例３ 実施例１の手順をくり返したが、但し下記のものを含有
する使用済濾過器媒介物を使用することによって行なっ
た。

S :9.9重量％ Zn:7.5重量％ P :7.2重量％ 精製された濾過器媒介物は下記のものを含有した。

S :2.4重量％ Zn:0.5重量％ P :0.5重量％ 濾過器媒介物上に収着された添加剤は、92.2％の収率で
回収された。そのIRスペクトルは、標準生成物のスペク
トルと同じであった。

実施例４ 実施例３の手順をくり返したが、キシレンを溶媒として
使用することによって行なった。

添加剤は91.8％の収率で回収された。

精製された濾過器媒介物の分析により次の結果が得られ
た。

S :2.2重量％ Zn:0.6重量％ P :0.5重量％ 実施例５ 実施例１の手順をくり返したが、但し60.1％の添加剤を
含有する使用済濾過器媒介物を使用して行なった。この
使用済濾過器室物質の分析により次の結果が得られた。

B :3.14％ Zn:0.035％ S :0.19％ 処理の後には、精製された濾過器媒介物は下記のものを
含有した。

B :0.035％ Zn:0％ S :0.11％ 添加剤は93.3％の収率で回収された。

実施例６ 実施例１の手順をくり返したが、但し56.3％の添加剤を
含有する使用済濾過器媒介物を用いて行なった。遠心分
離は40℃で行なった。

濾過器媒介物の分析は以下の結果を与えた。

処理前 処理後 Ｓ（重量％） 1.7 0.5 Ca（％） 0.42 ０ Mg（％） 6.7 0.27 添加剤は97.5％の収率で回収された。

比較実験は、但し使用済濾過器媒介物を処理するのにト
ルエンのかわりに種々の溶媒を使用することによって行
なった。結果は以下の如くとなった。

ヘキサン ：沈殿 メタノール ：添加剤の溶解無し エチルグリコール ：同上 エチルジグリコール：同上 エチルアセテート ：沈殿 熱水（80℃） ：溶解無し

【図面の簡単な説明】

添付図面は、本発明に従う方法を行なうための操作の様
態を模式的な形で例示するものであり、 第１図は、添加剤を使用済濾過器媒介物から抽出するた
めの接触の段階が、単一の段階から成る場合の様態を表
わし、 第２図は、接触段階が２つの段階からなる場合の、別の
具体例を例示するものである。

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】潤滑油添加剤を濾過するのに使用された、
   添加剤の負荷された石英質の濾過器媒介物を処理してそ
   の中の収着された添加剤を回収するための方法にして、
   該方法が、 −添加剤負荷された濾過器媒介物の芳香族溶媒中のスラ
   リーを生成させ、 −水を該スラリーに加えて、分散液を生成させ、 −該分散液を分離して、実質的に添加剤を含まない濾過
   器媒介物である固相と、実質的に溶媒中の回収添加剤の
   溶液である液相を得、そして −該溶液から添加剤を回収すること からなる方法。
2. 【請求項２】下記の諸段階 ａ） 該濾過器媒介物から添加剤の一部を抽出し、添加
   剤により富んだ芳香族溶媒中の一部清浄化された濾過器
   媒介物の第１の分散液を生成させるべく、該濾過器媒介
   物を、比較的揮発性の芳香族溶媒の中への添加剤の溶液
   からなる循環液体と接触させ、 ｂ） 該第１分散液を、一部清浄化された濾過器媒介物
   からなる固相と、添加剤により富んだ芳香族溶媒からな
   る液相に分離し、 ｃ） 段階ｂ）からの該液相を、実用上純粋な芳香族溶
   媒留分と添加剤留分に蒸留し、 ｄ） 段階ｂ）からの一部清浄化された濾過器媒介物
   を、最初に段階ｃ）からの芳香族溶媒留分と、そして次
   に水と接触させて、添加剤の残量を一部清浄化された濾
   過器媒介物から抽出し、清浄化された濾過器媒介物の溶
   媒および水の液体混合物中の第２の分散液を生成させる
   ようにし、 ｅ） 該第２分散液を、遠心分離によって、添加剤の該
   残量の芳香族溶媒中への溶液からなる第１の相、第２も
   しくは水の相、および湿潤され清浄化された濾過器媒介
   物からなる第３の相に分離し、 ｆ） 段階ｅ）の該第１相を段階ａ）に循環させ、 ｇ） 段階ｅ）の該第２相を段階ｄ）に循環させ、 ｈ） 清浄化された濾過器媒介物と水を別々に回収する
   べく、段階ｅ）の第３相を脱水し、該水は段階ｄ）へ循
   環させること からなる、特許請求の範囲第１項記載の方法。
3. 【請求項３】芳香族溶媒がトルエンまたはキシレンであ
   ることからなる、特許請求の範囲第１項または第２項記
   載の方法。
4. 【請求項４】溶媒対添加剤負荷石英質濾過器媒介物中に
   含有される添加剤の重量比が約0.25乃至約20の間であ
   り、更に特定的には約１乃至約15の間であることからな
   る、特許請求の範囲第１項乃至第３項のいずれかに記載
   の方法。
5. 【請求項５】濾過器媒介物が最初に溶媒と接触され、そ
   して次に約５乃至約30分という時間の後に、水と接触さ
   れることからなる、特許請求の範囲第１項または第２項
   記載の方法。
6. 【請求項６】水が、処理される濾過器媒介物の重量を基
   準として0.01乃至５重量部の間、より特定的には１乃至
   ３重量部の間の量だけ加えられることからなる、特許請
   求の範囲第１項乃至第５項のいずれかに記載の方法。