KR900003888B1 - A catalyst composition for revival of waste oil and revival method of waste oil thereof - Google Patents

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Abstract

A method for reproducing a waste oil comprises (a) producing a slurry by mixing waste oil with white earth in the mixer, (b) heating the slurry at 150-180≰C in the heating furnace, (c) rapidheating the slurry at 300-400≰C, (d) keeping the slurry at 300-400≰C for 5-15 min, and (e) preheating, cooling and filtering the slurry. The catalyst compsn contains aluminium sulphate, magnesium sulphate and sodium chloride.

Description

폐유 재생용 촉매조성물 및 이를 사용하는 폐유의 재생방법Catalyst composition for waste oil regeneration and waste oil regeneration method using the same

제 1 도는 본 발명의 블록형 공정도이다.1 is a block diagram of the present invention.

제 2 도는 본 발명의 하나의 회분식 실시태양으로서의 공정 및 장치도이다.2 is a process and apparatus diagram as one batch embodiment of the present invention.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명* Explanation of symbols for main parts of the drawings

1 : 예열기 3 : 자궷1: preheater 3: purple

4 : 가역펌프 6 : 혼합기4: reversible pump 6: mixer

7 : 촉매 백토투입구 9 : 교반익7 catalyst white soil inlet 9: stirring blade

10 : 강제순환식 반응기 11 : 가열로10: forced circulation reactor 11: heating furnace

12 : 응축기 13 : 분리기12 condenser 13 separator

14 : 유류탱크 15 : 공기예열기14 oil tank 15 air preheater

17 : 여과기17: strainer

각종 공장, 산업용 외연기관 및 자동차 등에서 발생되는 윤활유 계통의 폐유를 수집 재생하는 것은 자원의 활용이라는 면에서 그리고 공해를 추방하는 취지에서 매우 바람직한 것이다. 따라서 우리나라는 물론 선진 각국에서 폐유를 재생하는 기술이 다양하게 연구됨과 동시에 일부는 상업적인 성공을 거두고 있다.Collecting and regenerating the waste oil of the lubricating oil system generated in various factories, industrial external combustion engines, automobiles, etc. is very desirable in terms of resource utilization and the purpose of expelling pollution. Therefore, in Korea as well as in developed countries, technologies for recycling waste oil have been researched in various ways, and some have achieved commercial success.

폐유를 재생하는 종래의 기술로서는 가장 대표적인 것이 폐유의 황산처리공정과 백토흡착공정을 결합한 산처리공정이라는 것은 주지의 사실이다.It is well-known that the conventional technique of regenerating waste oil is the acid treatment process combining the sulfuric acid treatment process and the clay adsorption process of the waste oil.

종래의 산처리공정의 이론은 파라핀계와 나프텐계의 유류는 농황산(93%)에 대해서 안정하지만, 방향족, 올레핀계, 디올레핀계, 아세틸렌계 유류는 농황산과 반응하여 산술페이트, 중성 에스테르, 알코올 등을 만들며 또한 이들을 중합시켜 중합체(슬러지)를 만든다는 사실에 근거를 두어 왔던 것이다. 따라서 산처리공정 자체도 비교적 단순하게 폐유를 교반기가 설치된 원추형(conical)탱크에 넣고 교반기를 교반하면서 일정량의 농황산을 서서히 투입한 후 5 내지 12시간 교반을 계속하면 상기한 반응의 반응열로 스스로 온도가 상승한 후, 계속 반응을 계속하다가 반응물질(여기서는 방향족, 올레핀계 등)이 소진되면 대체로 하룻밤을 정치시켜 산-슬러지를 침전시키고, 이를 원추형 탱크의 하부에서 유출하여 제거한 후 상등층인 산 처리된 폐유를 그 자리에서 (in situ) 다시 교반기를 교반시키면서 백토를 투입하고 4내지 5시간 교반하여 백토흡착공정을 실시한 후, 이어서 여과기로 고액분리하여 고순도의 윤활유 기유(基油)를 재생하였던 것이다.The theory of conventional acid treatment process is that paraffinic and naphthenic oils are stable against concentrated sulfuric acid (93%), while aromatic, olefinic, diolefinic, and acetylene oils react with concentrated sulfuric acid to produce acid sulfates, neutral esters, and alcohols. It has been based on the fact that it is polymerized to make a polymer (sludge). Therefore, the acid treatment process itself is relatively simple, and the waste oil is put into a conical tank equipped with a stirrer, and a constant amount of concentrated sulfuric acid is gradually added while stirring the stirrer, and the stirring is continued for 5 to 12 hours. After the rise, the reaction continues, and when the reactants (here aromatic, olefin, etc.) are exhausted, it is usually left overnight to settle acid-sludge, which is removed from the bottom of the conical tank and removed, and then the acid-treated waste oil, which is the upper layer. The clay was added while stirring the stirrer again in situ, and the mixture was stirred for 4 to 5 hours to carry out the clay adsorption process, followed by solid-liquid separation with a filter to regenerate a high purity lubricant base oil.

이상과 같은 종래의 기술에 있어서 가장 어려운 문제는 폐유의 황산 처리공정에서 발생되는 산-슬러지의 처분문제인 것이다.The most difficult problem in the prior art as described above is a problem of disposing of acid-sludge generated in the sulfuric acid treatment of waste oil.

즉, 산-슬러지는 소각하면 아황산가스를 발생함으로 제 2차 공해를 더욱 광범위하게 유발하고, 특히 이를 피하여 특정 지역에 매립하여도 그 악취와 H2SO4의 유출 때문에 마땅한 처분 방법이 없다고 할 것이다.In other words, incineration of acid-sludge produces sulfur dioxide, which causes secondary pollution more widely, and even if it is landfilled in a certain area, there is no proper disposal method due to its odor and the release of H 2 SO 4 . .

한편 종래의 공정조건도 비교적 단순하고 편리한 것도 사실이나 위험한 농황산을 취급해야 한다는 것과 또한 이로 인한 내부식성 장치가 요망되며 제조 시설이 고가가 되고, 또한 공정 자체에 반복성이 결여되어 품질의 균일한 관리가 어려웠던 것이다. 또 다른 폐유의 정제방법으로는 증류와 수소첨가공정을 합한 공정이 있다. 이는 증류에 이어서 수소첨가를 하는 폐유의 재생방법인데 여러 문헌에 공개되고 일부는 공업적으로 실시되고 있으나, 이들은 처리비가 고가이고 복잡한 장치를 필요로 하는 결점을 가지고 있다. 그리고 원료로 사용할 수 있는 폐유의 범위가 매우 한정되어 있는 것도 큰 단점이라 할 수가 있다.On the other hand, the conventional process conditions are relatively simple and convenient, but it is necessary to handle dangerous sulfuric acid, and the anticorrosive device is required, manufacturing facilities are expensive, and the process itself lacks repeatability, which leads to uniform quality control. It was difficult. Another method for purifying waste oil is a combination of distillation and hydrogenation. This is a method for regeneration of waste oil which is followed by distillation followed by hydrogenation, although it has been disclosed in various literatures and some have been industrially carried out, but these have the disadvantage of being expensive in processing and requiring complicated equipment. In addition, it is a big disadvantage that the range of waste oil that can be used as a raw material is very limited.

증류와 수소첨가 반응을 주공정을 하여 윤활유기유를 재생하는 공정의 하나의 예로서는 대한민국 공개특허공보 공개번호 86-9101호이다. 여기서는 폐유중에 함유된 수분 및 경질유분을 제거하기 위해 배플판형 트레이가 설치된 증류기를 거치고 이어서 진공, 고온 박막증류장치, 분별 증류장치를 거쳐서 윤활유기유를 수득한 후 윤활유기유를 재차 수소첨가 반응시키고 다시 재정제하여서 폐유를 재생하는 방법을 개시하였다.One example of a process of regenerating lubricating organic oil by main process of distillation and hydrogenation reaction is Korean Laid-Open Patent Publication No. 86-9101. Here, to remove the water and light oil contained in the waste oil, a baffle plate-type tray is installed, followed by a vacuum, a high temperature thin film distillation unit, and a fractional distillation unit to obtain a lubricating organic oil. The method of reclaiming waste oil was disclosed.

그러나 이상의 공개된 방법은 공정이 복잡하고 정제비가 고가인 결점을 내포하고 있는 것이라 할 수 있다. 또한 용매를 사용하여서 윤활유 기유를 생산하는 방법은 대한민국 특허공보 공고번호 84-579호에 상세히 기술되어 있다.However, the above disclosed methods can be said to include the drawbacks of a complicated process and a high purification cost. In addition, a method of producing a lubricant base oil using a solvent is described in detail in Korean Patent Publication No. 84-579.

여기서는 용매로서 N-메틸-2-피톨리돈을 사용하고 통상의 추출탑, 저온 플라시, 증류장치, 추출용매 회수장치로 된 정제방법인바, 이는 효율면에서는 양호하나, 근본적으로 진공잔사유(Vacuum gas oil)만을 원료로 사용할 수 있는 것이고 폐유의 재생에는 적용될 수 없다는 결함이 있다.Here, N-methyl-2- pitolidon is used as a solvent, and a purification method using a conventional extraction column, a low temperature flash, a distillation unit, and an extraction solvent recovery unit is preferable. In terms of efficiency, it is basically a vacuum residue oil (Vacuum). Only gas oil can be used as a raw material and it is not applicable to the recycling of waste oil.

이러한 종래의 폐유 재생기술의 문제점을 해결하고자, 발명자는 연구 개발한 결과로서 1) 염가의 활성이 높고 새롭고 고도한 폐유 처리용 촉매를 발명하게 되고, 2) 본 새롭고 고도한 본원의 폐유 처리용 촉매를 사용하여 고순도의 윤활유 기유를 생산하는 새로운 재생방법을 발명한 것이며, 3) 본 재생방법을 효율적으로 실시할 수 있는 공정과 장치를 발명한 것이다.In order to solve the problems of the conventional waste oil regeneration technology, the inventors, as a result of research and development, 1) the invention of high cost and high activity and new and advanced waste oil treatment catalyst, 2) the new and highly advanced catalyst for waste oil treatment of the present application It is invented a new regeneration method for producing a high purity lubricating oil base using 3), and 3) the invention and a process and apparatus capable of performing this regeneration method efficiently.

본 발명은 광범위한 종류의 산업기계류 및 자동차에서 발생되는 윤활유 폐유를 전부 원료로 사용할 수가 있으며, 따라서 여러 종류의 폐유의 혼합물까지도 원료로 사용할 수가 있으므로 원료의 확보가 용이하다.The present invention can be used as a raw material all the lubricating oil waste oil generated in a wide range of industrial machinery and automobiles, and therefore it is easy to secure the raw material because even a mixture of various kinds of waste oil can be used as raw materials.

본 발명은 특히 자동차용 윤활유의 재생에 탁월한 효과가 있다. 또한 본 발명에 의해 처음으로 발명된 폐유 처리용 촉매는 황산알루미늄, 황산마그네슘 및 염화나트륨을 중량%으로 각각 성분당 1 내지 98함유하는 삼성분계의 조성물로 되어 있으며, 본 촉매는 각각의 성분이 용이하게 수득될수 있을 뿐만 아니라 매우 염가의 화공약품이므로, 이러한 조성물이 폐유 재생의 촉매가 된다는 것은 새롭고도 고도한 발명인 것이다.The present invention is particularly effective in the regeneration of automotive lubricants. In addition, the catalyst for treating waste oil first invented by the present invention is composed of a ternary composition containing 1 to 98 parts by weight of aluminum sulfate, magnesium sulfate, and sodium chloride, respectively, by weight of each component. As well as obtainable and very inexpensive chemicals, it is a new and advanced invention that such compositions become catalysts for waste oil regeneration.

본 발명은 상기한 폐수 재생용 촉매를 통상의 백토와 함께 사용하여 폐유를 단일 공정으로 정제하는 새로운 방법에 관한 것이다.The present invention relates to a novel process for purifying waste oil in a single process using the above catalyst for wastewater regeneration in combination with conventional clay.

즉, 본 발명은 폐유와 폐유를 기준하여 촉매 0.1%이상 10%, 그리고 백토 10%이상 40%를 함께 혼합기에 투입하여 폐유-촉매 슬러리를 만든 후, 이 슬러리를 강제순환식 반응기내에서 발포온도 150 내지 180℃까지, 서서히 가열하고, 충분히 거품이 나도록 처리한 후에 최고 온도 300℃ 내지 400℃에로 급격히 가열시키고 이 최고온도에서 5분 내지 15분간 체류시켜 반응을 종료시켜서된 생성된 슬러리(이하 "반응 슬러리"라 칭함)를 이어서 열교환기, 냉각기, 여과기를 거쳐 재생된 윤활유 기유를 재생하는 새로운 방법에 관한 것이다.That is, according to the present invention, a waste oil-catalyst slurry is prepared by adding together at least 0.1% of catalyst and at least 10% of catalyst, and at least 10% of clay and at least 40% of clay based on waste oil, and then foaming temperature of the slurry in a forced circulation reactor. The resulting slurry was heated to 150-180 ° C., slowly heated, fully foamed and then rapidly heated to a maximum temperature of 300 ° C. to 400 ° C. and held at this maximum temperature for 5 to 15 minutes to terminate the reaction. Reaction slurry ", followed by a new process for regenerating lubricating oil base oil regenerated via a heat exchanger, a cooler, and a filter.

따라서 본 발명에 의한 폐유의 촉매, 백토 재생방법은 실질적으로 단일공정으로 완결될 수 있어 종래의 황산처리 공정과 백토처리 공정으로 된 복잡한 재생방법에 비하여 획기적인 개선이라 할 수가 있다. 또한 종래의 증류 및 수소처리방식에 비할때에도 전혀 새로운 재생방법이라 할수가 있다.Therefore, the catalyst of the waste oil according to the present invention and the method of reclaiming the clay can be substantially completed in a single process, which can be said to be a significant improvement over the complicated regeneration method of the conventional sulfuric acid treatment process and the clay treatment process. It is also a completely new regeneration method compared to the conventional distillation and hydrotreating methods.

본 발명의 우수한 특징중의 하나는 무공해 물질의 고체 폐기물만을 부생함으로 전혀 무공해 재생방법이라는 점이며, 본 발명의 방법에서 부생되는 고체폐기물은 토지의 매립등에 사용할 수가 있다.One of the excellent features of the present invention is that it is a non-polluting regeneration method by producing only solid waste of pollution-free materials, and the solid waste generated by the method of the present invention can be used for land reclamation or the like.

본 발명의 또 다른 목적은 인화점이 고도로 향상된 재생윤활유 기유를 별도의 증류공정없이 촉매, 백토처리 공정에서 동시에 실시되는 것이라는 것이라 할 수 있다. 즉 본 발명에서는 예열기로 폐유를 예열시 폐유의 종류에 따라서 수증기를 폐유 kg 기준 50 내지 400g, 바람직하기로는 125 내지 250g을 가하여 저비점물질 3 내지 10%를 제거할 수 있는 스팀-스트리핑 방식을 도입하여 이로서 별도의 증류공정없이 인화점이 높은 향상된 윤활유를 제조할 수가 있다. 이상의 스트리핑 작업은 촉매 및 백토의 투입전에 또는 투입후에 언제라도 실시할 수가 있다.It is another object of the present invention that the flash point highly improved renewable lubricating oil base oil may be carried out simultaneously in a catalyst, a clay treatment process without a separate distillation process. That is, in the present invention, when preheating the waste oil with a preheater, steam-striping method can be applied to remove water 3 to 10% by adding 50 to 400 g of steam based on the waste oil, preferably 125 to 250 g, depending on the type of waste oil. As a result, an improved lubricating oil having a high flash point can be produced without a separate distillation process. The above stripping operation can be performed at any time before or after the addition of the catalyst and the clay.

본 발명의 또 다른 목적은 폐유와 촉매, 백토의 반응을 대형 단일 반응기와 직화식 가열로를 직렬로 연결시켜서 폐유, 촉매, 백토 슬러리를 강제순환시키면서 반응토록하여 공정조정의 용이성, 생산량의 증대, 장치 제조비의 절약, 재생 윤활유 기유의 품질향상을 기함에 있다.Another object of the present invention is to connect the reaction of the waste oil, catalyst, and clay in a large single reactor and a direct heating furnace in series to force the circulation of the waste oil, catalyst, and clay slurry to facilitate the process adjustment, increase production, This is to save equipment manufacturing cost and to improve the quality of reclaimed base oil.

특히 본 발명에서 강제순환식 반응기를 채택함으로써 강력한 교반 및 전단효과를 얻을 수 있으며, 고체인 촉매와 백토의 반응기 내의 침전 내지는 부착을 예방할 수 있으며 반응중에 생성되는 수지질 물질의 재정제, 응고입자의 재분리 등을 이룩할 수 있어서 반응을 촉진하게 된다.In particular, by adopting a forced circulation reactor in the present invention can obtain a strong stirring and shearing effect, it is possible to prevent the precipitation or adhesion of the solid catalyst and the clay in the reactor and refining the resinous material produced during the reaction, coagulation particles Re-separation, etc., to facilitate the reaction.

본 발명의 또 다른 목적은 폐유와 촉매, 백토의 반응에서 부생되는 휘발성 가스류를 직접 또는 응축시켜서 공정의 자체연료로 사용토록 하기 위해 적절한 응축기와 유수분리시설을 설치함에 있다. 본 발명의 방법에서는 응축기에서 비응축된 가스류도 일단 자체공정중에서 연료로서 소각할수 있도록 함으로써 악취가스의 일차적 공해방지 처리를 겸하도록 하였다.Still another object of the present invention is to provide an appropriate condenser and oil / water separation facility for directly or condensing volatile gas streams generated from the reaction of waste oil, catalyst, and clay to be used as self-fuel in the process. In the method of the present invention, the non-condensed gas stream in the condenser can also be incinerated as fuel in its own process, thereby serving as a primary pollution prevention treatment of odorous gas.

또한 공정 전체로서의 열효율을 높이기 위해서, 생성된 반응 슬러리의 높은 열량(350℃ 전후)으로 원료인 폐유를 일정 온도까지 예열하는 예열기를 공정내에 설치하는 것에 있다.Moreover, in order to improve the thermal efficiency as a whole process, the preheater which preheats the waste oil which is a raw material to a fixed temperature with high heat quantity (about 350 degreeC) of the produced reaction slurry is provided in a process.

예열기로 원료인 폐유를 먼저 예열하는 것은 반응 슬러리의 높은 열량(350∼400℃)를 회수하여 활용한다는 상기한 통상적인 목적이외로 다음 공정인 폐유, 촉매, 백토 혼합공정에서 효율적인 혼합을 성취할 수 있기 때문이다.Preheating the waste oil as a preheater first can achieve efficient mixing in the next process, waste oil, catalyst, and clay mixing, in addition to the above-mentioned general purpose of recovering and utilizing the high calorie value (350-400 ° C.) of the reaction slurry. Because there is.

폐유를 예열한 후 본 발명의 촉매, 백토와 혼합하면 촉매, 백토의 사용량을 절감할 수 있으며 혼합공정의 혼합시간도 단축할 수가 있다.When the waste oil is preheated and mixed with the catalyst and clay of the present invention, the amount of catalyst and clay may be reduced, and the mixing time of the mixing process may be shortened.

본 발명의 방법에서는 반응 슬러리를 150℃ 내지 상온의 온도범위에서 고액분리하는 방법을 제공한다. 즉, 본 발명의 방법에서는 반응처리된 반응슬러리(345-360℃)를 일단 원료유와 서서히 열교환하여서 150℃ 정도로 냉각시킨 후 반응슬러리 탱크에 수집하고 여기서 냉각수로 상온까지 냉각시킨후에 상온에서 여과기를 사용하여 고액분리를 할 수도 있으며 또는 개선된 방법의 하나로서는 상온으로 냉각하지 않고서 여과시키는 방법이다. 따라서 150℃ 내지 상온의 온도 법위 내에서 적절히 온도를 조정하여 여과시키는 것이라 할수 있다. 이는 점도가 높은 반응슬러리는 일반적으로 여과저항이 크기 때문에(압력식의 필터가 유리한 경우가 많다) 진공식 필터를 채용한 경우에는 원액(반응 슬러러)의 온도를 높여서 점도를 낮추는 것이 좋기 때문이다. 또한 이 같이 온도가 상승된 상태에서 진공식으로 여과하면 휘발성 가스류가 다시한번 제거됨으로써 품질향상에 기여할 수 있다. 또한 온도가 상승된 상태에서 여과하면, 여액의 증대를 기할수가 있으며 수율의 증대도 기할 수가 있다.The method of the present invention provides a method for solid-liquid separation of the reaction slurry in the temperature range of 150 ℃ to room temperature. That is, in the method of the present invention, the reaction slurry (345-360 ° C.), which has been reacted, is gradually exchanged with raw material oil, cooled to about 150 ° C., collected in a reaction slurry tank, and cooled to room temperature with cooling water, and then filtered at room temperature. Solid-liquid separation may be used, or one of the improved methods is filtering without cooling to room temperature. Therefore, it can be said to filter by adjusting the temperature appropriately within the temperature range of 150 ℃ to room temperature. This is because reaction slurries with high viscosity generally have high filtration resistance (many of pressure type filters are advantageous), and when a vacuum filter is employed, it is better to lower the viscosity by increasing the temperature of the stock solution (reaction sludge). . In addition, if the vacuum is filtered in such a state that the temperature is raised, the volatile gas streams are once again removed, thereby contributing to quality improvement. In addition, the filtrate can be increased while the temperature is raised, and the yield can be increased.

여과기로서는 모든 가압식여과기와 진공식여과기가 사용될 수가 있으며, 가압식여과기로서는 압여기(filter press)가 대표적이나 이중에서로 여재가 자동 게거되는 형식의 것이 요망스럽다.As a filter, all pressurized filters and vacuum filters can be used, and as a pressurized filter, a filter press is typical but the form of a filter which automatically collects a filter is desired.

진공여과기로서는 회분식 또는 연속식 어느것이나 사용가능하다고 할 수가 있을 것이다.As the vacuum filter, either batch or continuous type may be used.

본 발명의 방법은 연속식, 또는 회분식으로 실시할 수 있으며, 또한 본 발명은 이러한 제조방법에 적합한 제조장치를 발명하는 것에 있다.The method of the present invention can be carried out continuously or batchwise, and the present invention is to invent a production apparatus suitable for such a production method.

이와같은 본 발명을 도면에 의하여 설명하면 다음과 같다.Referring to the drawings the present invention as follows.

제 1 도는 본 발명의 블록형 공정도이고, 여기서 원료 혼합공정, 반응공정과 순환 가열공정, 열교환(예열)공정, 냉각공정 및 여과공정의 순서로 되어 있다.1 is a block diagram of the present invention, in which the raw material mixing step, the reaction step, the circulating heating step, the heat exchange (preheating) step, the cooling step, and the filtration step are performed.

제 2 도는 본 공정의 하나의 실시태양으로서 회분식의 공정과 이에 따른 장치도이다. 예열기(1)은 열교환용 자켓(3)이 설치되어 있으며, 이는 수증기(2)의 공급원에 의해 연결되어 있다. 또한 예열중에 발생될 수 있는 가스류를 응축할 수 있는 또는 대기배출(16)할 수 있도록 되어 있다. 예열기는 고온의 반응슬러리를 밸브(1-1)을 통해 받아들이고 열교환이 끝나서 저온으로 된 반응슬러러를 밸브(1-1)을 통해서 배출하게 된다. 가역 펌프(4)는 어느 방향으로도 슬러리를 공급할 수 있도록 되어 있으며, 본 발명의 공정에서는 단지 하나의 펌프로 모든 공정내의 물질을 공급, 배출을 실시하게 되어 있는 배관 설계상의 장점도 구비하고 있다.2 is a batch process and an apparatus diagram according to one embodiment of the present process. The preheater 1 is provided with a heat exchange jacket 3, which is connected by a source of water vapor 2. In addition, it is possible to condense or discharge the air stream 16 which may be generated during preheating. The preheater receives the high temperature reaction slurry through the valve 1-1 and discharges the low temperature reaction slurry through the valve 1-1. The reversible pump 4 is capable of supplying slurry in any direction, and in the process of the present invention, there is also an advantage in piping design in which the material in all processes is supplied and discharged with only one pump.

혼합기(6)는 동력원으로부터 변(감)속기(8)를 통해 연결된 다단 교반익(9)이 있고 혼합기(6)상부에는 촉매와 백토를 투입할 수 있는 투입구(7)이 설치되어 있다.The mixer 6 has a multistage agitator blade 9 connected from a power source via a decelerator 8 and an inlet 7 through which the catalyst and the clay can be introduced.

강제순환식 반응기(10)은 폐유, 촉매, 백트 슬러리를 받아들이는 밸브(10-1)과 연결되어 있으며 반응중에 발생된 가스를 대기배출(16)하거나 또는 응축하여 자체공정 연료로 사용할 수 있도록 응축기(12)와 분리기(13)가 연결되어 있고 응축된 연료는 연료탱크(14)에 연결되어 있다. 또한 반응기(10)은 가역펌프(4)와 가열로(11)과 연결되어 폐유, 촉매, 백토 슬러리를 강제순환 시킨다.The forced circulation reactor (10) is connected to a valve (10-1) for receiving waste oil, catalyst, and bag slurry. The condenser can be used as a self-process fuel by exhausting or condensing the gas generated during the reaction. The 12 and the separator 13 are connected and the condensed fuel is connected to the fuel tank 14. In addition, the reactor 10 is connected to the reversible pump 4 and the heating furnace 11 to forcibly circulate waste oil, catalyst, and clay slurry.

가열로(11)은 관상가열로의 구조이고 반응기(10)내의 슬러리를 펌프(4)에 의해 공급받아 가열한후 반응기(10)에 순환되도륵 되어 있다.The heating furnace 11 is a tubular heating furnace structure, and the slurry in the reactor 10 is supplied by the pump 4 to be heated, and then circulated in the reactor 10.

여과기(17)은 통상의 감압여과기 또는 가압여과기로서 반응 슬러리를 공급받아서 고액분리를 실시하고 재생된 윤활유 기유(18)로 보내는 배출부로 구성되어 있다.The filter 17 is composed of a discharge section which receives the reaction slurry as a conventional vacuum filter or a pressure filter, performs solid-liquid separation, and sends the regenerated lubricant base oil 18.

관련 시설로서는 공기예열기(15)가 가열로(11)의 연통부근에 설치되어 있고, 필요한 공정조절 장치, 예로서 온도계, 압력계 자동제어 계통 등이 설치되어 있다.As a related facility, the air preheater 15 is installed in the vicinity of the communication of the heating furnace 11, and the necessary process control apparatus, for example, a thermometer, a pressure gauge automatic control system, etc. are provided.

이상과 같은 공정 장치에서 예열기(1)는 반응기(10)에서 반응이 종료된 고온의 반응 슬러리를 밸브(10-1), 동(10-2)을 거쳐 펌프(4)에 의해 압송되어 밸브(10-5), 동(1-2), 동(1-1)을 거쳐 공급받게 된다.In the above-described process apparatus, the preheater 1 is pumped by the pump 4 through the valve 10-1 and the copper 10-2 to the high temperature reaction slurry in which the reaction is completed in the reactor 10. 10-5), copper (1-2), copper (1-1) through the supply.

이어서 예열기의 자켓(3)은 폐유(5)를 펌프(4)에 의해 밸브(6-3), 동(6-2), 동(11-3), 동(10-2), 동(10-3)을 경유해서 공급받아서 열교환을 시작하고 자켓(3)내의 폐유는 서서히 예열된다. 예열중에 많은 양의 거품이 발생함과 동시에 함유된 수분과 저비점 유분이 증발하게 되는데, 이는 응축기(12)로 송부되어 자체연료로 회수되든가 또는 경우에 따라서 그냥 대기방출(16)시킬수도 있다.Subsequently, the jacket 3 of the preheater carries the waste oil 5 to the valve 6-3, the copper 6-2, the copper 11-3, the copper 10-2, and the copper 10 by the pump 4. Heat exchange is initiated by supply via -3) and the waste oil in the jacket (3) is gradually preheated. During the preheating, a large amount of foam is generated and at the same time, the water and the low boiling fraction contained therein evaporate, which may be sent to the condenser 12 to be recovered as self-fuel or, in some cases, just released to the air.

예열기(1)에서 수증기(2)공급계통이 설치되어 있는데, 이는 시운전 또는 초기 가동시 반응 슬러리와 같은 고온의 열매체가 없을 경우에 수증기(2)를 밸브(2-2)를 통해 공급하여 자켓(3)내의 폐유를 예열하기 위한 것이다. 한편 정상가동 중에는 수증기(2)는 브라켓트 스팀으로 자켓(3)의 상단부에 공급하여 거품의 소포작용을 함과 동시에 공기의 접촉을 차단하여 폭발에 대한 방지 대책을 이룩하며, 한편으로는 스트리핑 스팀으로 자켓(3)의 하단부에 공급하여 폐유중의 저비점 물질을 제거하여 재생된 윤활유의 인화점을 향상시키도록 한다. 대체로 110 내지 130℃로 예열된 폐유는 이번에는 펌프(4)에 의해 반대로 압송되어 밸브(6-1)을 통해 혼합기(6)에 들어간다.In the preheater (1), a steam (2) supply system is installed, which supplies steam (2) through the valve (2-2) in the absence of a high temperature heat medium such as a reaction slurry during commissioning or initial operation. 3) It is to preheat waste oil in. During normal operation, water vapor (2) is supplied to the upper end of the jacket (3) with bracket steam to deflate the foam and at the same time block air contact to prevent explosion. It is supplied to the lower end of the jacket (3) to remove the low boiling point material in the waste oil to improve the flash point of the regenerated lubricating oil. The waste oil preheated generally to 110 to 130 ° C. is then pumped back by the pump 4 and enters the mixer 6 through the valve 6-1.

혼합기(6)에 들어간 예열된 폐유는 혼합기(6)의 용량의 약 50%가 되도록 조정한 후 교반모터(8)을 가동시켜 교반익(9)을 강력히 교반시키면서, 폐유를 기준하여 0.1 내지 10중량%의 촉매와 폐유를 기준하여 10내지 40중량부의 백토를 가하고 계속 교반하여 충분히 균일한 슬러리가 되도록 한다.The preheated waste oil entered into the mixer 6 is adjusted to about 50% of the capacity of the mixer 6, and then the stirring motor 8 is operated to stir the stirring blade 9 vigorously, 0.1 to 10 based on the waste oil. Add 10 to 40 parts by weight of clay, based on the weight percent catalyst and waste oil and continue stirring to make a sufficiently uniform slurry.

균일한 슬러리는 밸브(6-1)을 통해 교반기(6)에서 배출되고 펌프(4)에 의해 반응기(10)에 공급된다. 반응기(10)에 공급된 폐유, 촉매, 백토 슬러리는 온도가 100 내지 130℃가 되며 반응기 용량(내부용적)의 약 50%을 점유하게 된다. 반응기 (10)내의 폐유, 촉매, 백토 슬러리는 가열로(11)에 보내서 300 내지 400℃까지 가열하여 밸브(1-2)을 통해 반응기에 순환시킨다. 이러한 폐유, 촉매, 백토 슬러리의 순환은 목적하는반응이 완료될때까지 계속한다. 이때에 가열속도는 순환속도와 직결되며 또한 거품의 발생비율과 연관하여 조절한다.The uniform slurry is discharged from the stirrer 6 through the valve 6-1 and supplied to the reactor 10 by the pump 4. The waste oil, catalyst, and clay slurry supplied to the reactor 10 have a temperature of 100 to 130 ° C. and occupy about 50% of the reactor capacity (internal volume). Waste oil, catalyst, and clay slurry in the reactor 10 are sent to the furnace 11, heated to 300 to 400 ° C, and circulated to the reactor through the valve 1-2. The circulation of this waste oil, catalyst and clay slurry continues until the desired reaction is completed. At this time, the heating rate is directly related to the circulation rate and controlled in association with the foaming rate.

반응기(10)내에서 발생된 거품은 반응기(10)외로 케리오바되지 않도록 온도와 가열속도를 조절한다. 반응기(10)중에서 반응시 발생된 증기는 응축기(12)에 보내지고 여기서 일단 응축된 후에 분리기(13)에서 비응축가스, 응축유와 응축수를 각각 분리하고 비응축가스(13-1)은 직접 가열로(11)의 연료로 공급되고 응축유류는 유류탱크(14)에서 수집된 후에 연료류(14-1)로서 가열로(11)에 공급된다.The foam generated in the reactor 10 controls the temperature and the heating rate so as not to keriobar outside the reactor 10. The steam generated during the reaction in the reactor 10 is sent to the condenser 12, where once condensed, the non-condensed gas, condensed oil and condensed water are separated from the separator 13 and the non-condensed gas 13-1 is directly The fuel is supplied to the heating furnace 11 and the condensed oil is collected in the oil tank 14 and then supplied to the heating furnace 11 as the fuel flow 14-1.

반응기(10)내의 반응과정은 초기에는 많은 거품이 발생하나 150 내지 150℃을 경과하면 거품이 없어지게 된다. 이어서 슬러리를 계속 가열로에 순환시켜서 슬러리의 온도가 300 내지 400℃까지 상승(최고온도)된후, 이 최고온도에서 약 7 내지 15분간 일정하게 유지한다. 반응기 내에서의 슬러리의 체류 시간은 슬러리의 순환속도 가열로(11)의 가열속도 등에 좌우되나 대체로 20분 내지 40분에 이르는 것이 좋다.In the reaction process in the reactor 10, a lot of bubbles are generated initially, but when the evaporation of 150 to 150 ℃ is lost. Subsequently, the slurry is continuously circulated in the heating furnace so that the temperature of the slurry is raised (highest temperature) to 300 to 400 ° C., and then kept constant at this highest temperature for about 7 to 15 minutes. The residence time of the slurry in the reactor depends on the heating rate of the circulating rate heating furnace 11 of the slurry, etc., but generally it is preferably 20 to 40 minutes.

반응기(10)에서 일정시간 순환되면서 반응된 완전 처리된 반응 슬러리는 열교환을 위해서 예열기(1)에 이송된다. 예열기(1)에 이송된 반응 슬러리는 약 300 내지 400℃의 고온이다. 여기서 자켓(3)에 원료인 폐유를 밸브(6-3), 동(6-2)을 경유 펌프(4)에 의해 밸브(10-2), 동(10-3)을 경유 자켓에 공급하게 된다. 반응 슬러리와 폐유는 예열기(1)내에서 서서히 열교환을 하여 반응 슬러리가 120 내지 180℃까지 냉각된다. 필요에 따라서는 일단 예열기(1)에서 냉각된 반응 슬러리를 냉각수 등으로 급냉하여 상온으로 만들수 가 있다The fully treated reaction slurry reacted while being circulated for a period of time in the reactor 10 is transferred to the preheater 1 for heat exchange. The reaction slurry transferred to the preheater 1 is at a high temperature of about 300 to 400 ° C. Here, the waste oil, which is a raw material for the jacket 3, is supplied through the valve 6-3 and the copper 6-2 by the diesel pump 4 to supply the valve 10-2 and the copper 10-3 to the diesel fuel jacket. do. The reaction slurry and the waste oil are gradually heat exchanged in the preheater 1 to cool the reaction slurry to 120 to 180 ° C. If necessary, the reaction slurry once cooled in the preheater 1 may be quenched with cooling water or the like to bring it to room temperature.

일단 예열기(1)에서 열회수가 된 반응 슬러러는 밸브(1-1), 동(1-2)을 경유하여 여과기(17)에서 고액분리되고 액체로서 재생 윤활유 기유(18)을 목적물로서 얻고 한편 고체폐기물을 부수하여 발생시킨다·Once the reaction sludge which has been heat-recovered in the preheater 1 is solid-liquid separated in the filter 17 via the valves 1-1 and copper 1-2, the reclaimed lubricating oil base oil 18 as a liquid is obtained. Generated by crushing solid waste

고체 폐기물은 무공해 물질로서 토지의 매립물질로 사용할 수도 있으며 종래의 산 슬러리와 같이 폐기처분에 어려움이 전혀 없다.Solid wastes can be used as landfills as pollution-free materials and have no difficulty in disposal as with conventional acid slurries.

이상의 작업은 회분식으로 계속하는 것이나, 필요한 경우에는 예열기(1), 반응기(10)등을 복수개로 설치함으로써 실질적으로 연속적인 작업을 실시할 수도 있다.The above operation is continued in a batchwise manner, but if necessary, a substantially continuous operation may be performed by providing a plurality of preheaters 1, reactors 10 and the like.

[실시예 1 내지 3][Examples 1-3]

교반기, 온도계 및 증류물 유출관과 콘덴서를 부착한 2ℓ 용량의 3구 플라스크에 다음 표 1에 표시한 종류의 폐유와 촉매와 백토를 넣고 전기 가열기를 사용하여 표시한 온도로 가열하였다. D-형의 테프론수지 교반익을 사용하여 플라스크의 바닥에 있는 촉매와 백토가 완전히 교반되도록 충분히 교반한다. 교반속도는약 60rpm으로 회전시킨다.Into a 2-liter three-necked flask equipped with a stirrer, a thermometer, a distillate outlet tube, and a condenser, waste oil, catalyst, and white clay of the type shown in the following Table 1 were added and heated to an indicated temperature using an electric heater. Using a D-type Teflon resin agitator blade, stir sufficiently to thoroughly agitate the catalyst and clay at the bottom of the flask. The stirring speed is rotated at about 60 rpm.

폐유-촉매 슬러리가 130℃에 이르면 물과 휘발유 성분이 증류되면 온도의 상승속도는 생성된 거품에 맞추어서 속도를 조절하며, 거품이 증류물 유출관을 통해 넘지 않도록 한다.When the waste oil-catalyst slurry reaches 130 ° C., when the water and gasoline components are distilled off, the rate of increase in temperature is controlled in accordance with the foam generated, so that the foam does not flow through the distillate outlet.

150 내지 160℃ 사이에서 거품이 더 이상 발생하지 않으면, 온도상승의 속도를 증대시키고 최고온도인 345 내지 360℃ 사이의 온도로 상승시킨다. 이 최고온도에서 약 10분간 유지하고 이어서 반응 슬러리를 서서히 공기중에서 식혀서 150℃로 낮추고, 이어서 냉수로 상온으로 냉각시킨다. 상온으로 냉각된 반응 슬러리는 감압여과장치를 사용, 왓트만 No.1 셀루로스 여과지로 촉매와 백토를 분리한다.If bubbles no longer occur between 150 and 160 ° C., the rate of temperature rise is increased and raised to a temperature between 345 and 360 ° C., the highest temperature. It is held at this maximum temperature for about 10 minutes and then the reaction slurry is slowly cooled in air to lower to 150 ° C. and then cooled to room temperature with cold water. The reaction slurry cooled to room temperature is separated from the catalyst and the clay using Whatman No. 1 cellulose filter paper using a vacuum filter.

실시결과는 다음 표 2와 같다.The results are shown in Table 2 below.

[표 1]TABLE 1

Figure kpo00001
Figure kpo00001

다음의 표 2는 실시예 1에 있어서 원료로 사용한 폐유와 재생된 윤활유 기유의 성질을 대비한 분석표이다.Table 2 below is an analysis table comparing the properties of the waste oil used as a raw material in Example 1 and the regenerated lubricant base oil.

[표 2]TABLE 2

Figure kpo00002
Figure kpo00002

[실시예 4 내지 6][Examples 4 to 6]

상기한 실시예 1 내지 3과 같은 방법으로 하되 원료로서 기유와 자동차 폐유의 혼합물을 사용하고 촉매의 각 성분을 표 3과 같이 달리하여 실험을 실시하였다.Experiments were carried out in the same manner as in Examples 1 to 3, except that a mixture of base oil and automobile waste oil was used as a raw material, and each component of the catalyst was changed as shown in Table 3.

[표 3]TABLE 3

Figure kpo00003
Figure kpo00003

Claims (2)

황산알루미늄, 황산마그네슘 및 염화나트륨을 각각 1 내지 98% 함유하는 것을 특징으로 하는 폐유 재생용 촉매조성물.A catalyst composition for waste oil regeneration comprising 1 to 98% of aluminum sulfate, magnesium sulfate and sodium chloride, respectively. 예열기에서 예열된 폐유와 제 1 항의 폐유 재생용 촉매 조성물을 폐유를 기준하여 0.1 내지 10중량%그리고 백토를 폐유 기준으로 10 내지 40중량%를 혼합기에 투입하여 폐유-촉매, 백토 슬러리를 만들고, 이 슬러리를 강제순환식 반응기에 이송하고 이어서 직렬로 연결된 직화 가열로에 순환시켜서, 150 내지 180℃까지 가열하여 충분히 거품이 나도록 처리한 후에 최고 온도인 300℃ 내지 400℃에 급격히 가열하고, 이 최고온도에서 5 내지 15분간 체류시켜서 반응을 종료시킨 후 열교환 장치, 냉각기 및 여과기를 거치는 것을 특징으로 하는 폐유의 재생방법.Waste oil pre-heated in the preheater and the catalyst composition for waste oil regeneration according to claim 1 are charged with 0.1 to 10% by weight based on the waste oil and 10 to 40% by weight based on the waste oil into the mixer to make waste oil-catalyst and clay slurry. The slurry is transferred to a forced circulation reactor, and then circulated in a series-heated direct heating furnace, which is heated to 150 to 180 ° C. to be sufficiently foamed, and then rapidly heated to the maximum temperature of 300 ° C. to 400 ° C., which is the highest temperature. Remaining for 5 to 15 minutes to terminate the reaction after the heat exchange device, the cooler and the filter regeneration method characterized in that the filter.
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