JPH0762382A - 使用済み潤滑油の再生方法 - Google Patents

使用済み潤滑油の再生方法

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JPH0762382A JP6181309A JP18130994A JPH0762382A JP H0762382 A JPH0762382 A JP H0762382A JP 6181309 A JP6181309 A JP 6181309A JP 18130994 A JP18130994 A JP 18130994A JP H0762382 A JPH0762382 A JP H0762382A
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Abstract

(57)【要約】 【構成】 ジチオリン酸亜鉛類などの有機金属化合物を
0.01重量%以上の濃度で含む使用済み潤滑油を再生
する方法であって、使用済み潤滑油を204〜538℃
の添加物分解温度に加熱し、該添加物分解温度を10〜
120分の滞留時間にわたって維持し、それにより、化
学的脱金属剤の非存在下においてジチオリン酸亜鉛類の
濃度を0.001重量%以下に減少させることを特徴と
する方法;および上記の工程を含む使用済み潤滑油の再
生方法。 【効果】 ジチオリン酸亜鉛類を含む使用済み潤滑油か
ら、粘着性生成物を生ずることなく、ジチオリン酸亜鉛
類の濃度を減少させ、各種の炭化水素製品を容易に得る
ことができる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、使用済み潤滑油を再生
する方法に関する。より詳細には、本発明は、有機金属
添加物を含有する使用済み潤滑油を再生して、金属を含
まない留出油を製造する方法に関する。
【0002】
【従来の技術】自動車用潤滑油は、原油から製造される
一種の製品である。通常、これらの油は、分別蒸留、精
製および脱ロウにより潤滑油を得ることによって製造さ
れる。また、合成油と呼ばれる、より狭い沸点範囲をも
つ潤滑油は、石油から誘導されるモノマーの重合によっ
て製造される。
【0003】大部分の潤滑油は、含ロウ石油留出油から
得られる。このような含ロウ石油留出油は、38℃(1
00度)で50SUS 未満の粘度を有し、600〜650
°F(315〜343℃)から1,050〜1,100
°F(566〜593℃)の沸点範囲を有している。こ
のような含ロウ石油留出油は、その大部分が650°F
(343℃)を越える温度で沸騰する未加工潤滑油から
得ることができる。これらの未加工潤滑油を、塔頂およ
び塔側から抜取りを行いながら減圧蒸留し、その塔底残
留分を残渣油と呼ぶ。蒸留効率に依存して、留出物と残
渣油との間で沸点範囲が相当に重複することがある。い
くつかの重質留出物は、残渣油とほぼ同じ分子種の分布
を示す。パラフィン系原油とナフテン系原油の両方が潤
滑油の源として使用されるが、パラフィン系原油が、高
粘度指数生成物の収率を最高にするため、大部分の潤滑
油について好ましい。
【0004】このような留出物は、潤滑油においては望
ましくない芳香族化合物および極性化合物を含有する。
これらの化合物は、溶剤抽出、水素化のような手段およ
び当該技術において周知の他の手段により、脱ロウの前
または後のいずれかで除去される。
【0005】含ロウ留出油のロウ含有量は、25〜−4
0°F(−3.9〜−40℃)の範囲の選択された流動
点をもつ脱ロウ油を製造するために除去される物質の量
によって決まる。含ロウ留出油のロウ含有量は、5〜5
0重量%の範囲で異なることができる。留出油は、溶剤
脱ロウ法または接触脱ロウ法によって脱ロウする。脱ロ
ウされた生成物は潤滑油基油と呼ばれ、所望の粘度を得
るために他の基油とブレンドするのに適している。
【0006】合成潤滑基油は、100℃で4〜50cSt
、通常は100℃で4〜30cSt の動粘度を有する、
ポリ−α−オレフィン、エステル(ジエステルおよびポ
リオールエステル油)、ポリアルキレングリコール油ま
たは混合物を含むことができる。これらの合成基油は、
本来的には硫黄、リンおよび金属を含まない。
【0007】ポリ−α−オレフィン油は、1−デセンま
たは他の低級オレフィンをオリゴマー化して、C20〜C
60の範囲の、高粘度指数潤滑剤範囲の炭化水素を得るこ
とによって製造される。他の低級オレフィンポリマーに
は、ポリプロピレン、ポリブチレン、プロピレン−ブチ
レンコポリマー、ポリ(1−ヘキセン)およびポリ(1
−オクテン)などが挙げられる。他の潤滑油基油、なら
びに使用済み潤滑油中に混入しうる熱媒として、塩素化
ポリブチレン、アルキルベンゼン類(たとえばドデシル
ベンゼン、テトラデシルベンゼン、ジノニルベンゼン、
ジ(2−エチルヘキシル)ベンゼン)、ポリフェニル類
(たとえばビフェニルおよびテルフェニル)、アルキル
化ポリフェノール、アルキル化ジフェニルエーテルおよ
びアルキル化ジフェニルスルフィドならびにそれらの誘
導体、類似体および同族体がある。
【0008】ポリアルキレングリコール油は、末端のヒ
ドロキシル基がたとえばエステル化またはエーテル化に
よって変性されているアルキレンオキシドポリマーおよ
びインターポリマーならびに誘導体の重合によって製造
される。例としては、エチレンオキシドまたはプロピレ
ンオキシドの重合によって製造されるポリオキシアルキ
レンポリマー;そのようなポリオキシアルキレンポリマ
ーのアルキルエーテルおよびアリールエーテル(たとえ
ば平均分子量1,000を有するポリイソプロピレング
リコールモノメチルエーテル、分子量500〜1,00
0を有するポリエチレングリコールジフェニルエーテ
ル、分子量1,000〜1,500を有するポリプロピ
レングリコールジエチルエーテル);ならびにそれらの
モノカルボン酸エステルおよびポリカルボン酸エステ
ル、たとえば酢酸エステル、C3 〜C8 脂肪酸の混合エ
ステルおよびテトラエチレングリコールのC13オキソ酸
ジエステルがある。
【0009】石油の分別蒸留または重合から得られる潤
滑油が、石鹸、極圧(EP)剤、粘度指数(VI)向上
剤、消泡剤、防錆剤、耐摩耗剤、抗酸化剤およびポリマ
ー分散剤のような添加物と組み合わされて、SAE 5〜6
0の粘度のエンジン潤滑油が製造される。
【0010】使用後、この油を、トラックやバスの車両
群およびガソリンスタンドから収集して、再生に回す。
この収集した油は、SAE 5〜60の等級であり、元の潤
滑油組成から出たジチオリン酸亜鉛のような有機金属添
加物、およびエンジンの中で形成したスラッジを含有す
るであろう。しかし、収集作業が処理業者によって管理
されないかぎり、使用済み油は、通常、廃グリース、ブ
レーキ液、トランスミッション油、変換器油、鉄道潤滑
油、凍結防止剤、ドライクリーニング液、脱脂用溶剤、
食用油脂、水および広義に「望ましくない成分」と呼ば
れる出所不明の廃棄物を含有してしまう。使用済みの潤
滑油は、これらの成分すべてを含有するおそれがある。
【0011】本発明によって処理すべき使用済み潤滑油
は、当該技術において潤滑油添加剤として公知である有
機金属化合物を含有することが主な特徴である。ここ
で、有機金属化合物とは、分子中に少なくとも1個の金
属原子と、少なくとも1個の有機基が存在する化合物を
意味する。本発明の対象となる添加剤は、ジチオリン酸
亜鉛類である。他の有機金属化合物には、アルキル−ま
たはアルキルアリールスルホン酸バリウム、アルキル−
またはアルキルアリールスルホン酸マグネシウム、アル
キル−またはアルキルアリールスルホン酸ナトリウム、
アルキル置換サリチル酸カルシウムおよびホウ酸錯体が
ある。グリースのリチウム石鹸、カリウム石鹸およびナ
トリウム石鹸が含まれることもある。
【0012】使用済み潤滑油は、ジチオリン酸亜鉛を
0.01重量%以上、通常は0.01〜5.0重量%含
有することにおいて、他の廃油から区別される。ジチオ
リン酸亜鉛は、耐摩耗性および耐荷重能、熱安定性およ
び酸化安定性を得るために使用される一般的な潤滑油添
加物であり、このような特性は、0.01〜5.0重量
%、好ましくは0.1〜2.0重量%、通常は0.2〜
1.0重量%の量において得られる。
【0013】ジチオリン酸亜鉛類は、ジアルキルジチオ
リン酸亜鉛をはじめとするジオルガノジチオリン酸亜鉛
をいう術語である。ジチオリン酸亜鉛の例には、ジ−n
−プロピルジチオリン酸亜鉛、ジイソプロピルジチオリ
ン酸亜鉛、ジ−n−ブチルジチオリン酸亜鉛、ジイソブ
チルジチオリン酸亜鉛、ジ−sec −ブチルジチオリン酸
亜鉛、ジ−n−アミルジチオリン酸亜鉛、ジイソアミル
ジチオリン酸亜鉛、ジ−n−ヘキシルジチオリン酸亜
鉛、ジ−sec −ヘキシルジチオリン酸亜鉛、ビス(2−
エチルヘキシル)ジチオリン酸亜鉛およびジデシルジチ
オリン酸亜鉛のようなジアルキルジチオリン酸亜鉛;ジ
フェニルジチオリン酸亜鉛のようなジアリールジチオリ
ン酸亜鉛;ならびにビス(ノニルフェニル)ジチオリン
酸亜鉛およびビス(ドデシルフェニル)ジチオリン酸亜
鉛のようなビス(アルキルアリール)ジチオリン酸亜鉛
がある。
【0014】公知の油再生方法は、分別蒸留するために
油を70°F(21℃)以上に加熱することを含む。使
用済み潤滑油は、有機金属化合物、特にジチオリン酸亜
鉛類を含有するため、再生するのが特に困難である。ジ
チオリン酸亜鉛類は、蒸留温度にまで加熱されると、潤
滑油中で粘着性になる。粘着性は温度の上昇とともに増
す。ジチオリン酸亜鉛類を0.01重量%以上含有する
使用済み潤滑油は、粘着性が再生処理を妨害するため、
再生するのが特に困難である。ジチオリン酸亜鉛類は、
熱交換面のような面を覆う。特に、炉管を覆い、処理を
妨害する多量の炭素系付着物を形成させる。
【0015】現在の開発水準では、廃油の再生は、利用
しうる廃油、製品の需要、および地域の環境への配慮に
対応しながら、それぞれが異なる処理を実施する小さな
処理装置によって実施される。これらすべての異なる処
理は、最低でも、化学的な脱金属または蒸留を含む。再
生処理はすべて共通の欠点、すなわちジチオンリン酸亜
鉛を含有する廃油の処理における困難をこうむる。上述
したように、油を含有するジチオンリン酸亜鉛は、加熱
されると粘着性になり、油を処理しにくいものにする。
再生処理を成功させるには、ジチオリン酸亜鉛を、高温
の油がもはや粘着性ではなくなる0.001重量%以下
の濃度にまで減少させることが必要である。これを達成
するために、化学的脱金属処理が使用されてきた。この
ような処理は、リン酸カチオンまたは硫酸カチオンを化
学的に結合している金属と反応させて、金属リン酸塩ま
たは金属硫酸塩を形成することを含む。これらの金属化
合物は、沈降、デカンテーション、ろ過および蒸留のよ
うな単位操作の残渣生成物として除去される。
【0016】
【発明が解決しようとする課題】化学処理を加えずに廃
油の有機金属化合物、特にジチオリン酸亜鉛類の含有量
を大幅に減らす再生方法が、当該技術において求められ
ている。当該技術においては、有機金属含有量を灰分と
呼び、ASTM D−482によって測定することが多
い。
【0017】本発明の目的は、ジチオリン酸亜鉛類を
0.01重量%以上、通常は0.01〜5.0重量%の
濃度で含有する使用済み潤滑油を再生して、ジチオリン
酸亜鉛類の濃度を0.001重量%以下に減少させる方
法を開発することである。
【0018】本発明は、ガソリン、ディーゼル油または
天然ガスから動力を得る内燃機関のクランク室から排出
される使用済み潤滑油を再生する方法を提供する。
【0019】
【課題を解決するための手段】今や、熱処理だけで使用
済み潤滑油を脱金属しうることが見出された。特にジチ
オリン酸亜鉛類は、該化合物を、400〜1,000°
F(204〜538℃)、好ましくは500〜750°
F(260〜399℃)で、10〜120分の滞留時間
にわたって維持することにより、分解させることができ
る。得られる分解生成物は粘着性ではない。
【0020】図面を参照すると、図のグラフは、使用済
み潤滑油に含まれるジチオリン酸亜鉛類の分解を、時間
に対して示す。このグラフは、グラフに記した4点の添
加剤分解温度、すなわち1,000°F(538℃)、
750°F(399℃)、500°F(260℃)およ
び400°F(240℃)のそれぞれについて、分単位
の滞留時間を横軸に取り、ジチオリン酸亜鉛の濃度を縦
軸に取って作成した。各曲線は、石油精製施設での使用
済み潤滑油の脱金属において蓄積されたデータから作成
したものである。
【0021】該グラフは、油を400〜1,000°F
(204〜538℃)の分解温度に10〜120分にわ
たって加熱することにより、ジチオリン酸亜鉛類を、
0.01重量%以上、通常は0.01〜5.0重量%の
濃度から、0.001重量%以下の濃度にまで減らしう
ることを示す。好ましくは、分解温度は500〜750
°F(260〜399℃)である。
【0022】油中のジチオリン酸亜鉛類は、加熱される
と粘着性になるため、初めに、高温の油を用いる直接熱
交換によって油を加熱することが望ましい。これは、使
用済みの潤滑油を、加熱され、添加物を減らされた生成
油と混合して、混合物を形成することによって実施され
る。使用済み潤滑油と加熱された生成油との比率は、こ
れら2種の油の温度によって決まる。周囲温度、すなわ
ち32〜120°F(0〜49℃)にある潤滑油および
400〜1,000°F(204〜538℃)の加熱し
た生成油を使用すると、有利な結果が達成される。加熱
した生成油は、本処理から得られる。生成油は、加熱炉
の管の中で、間接熱交換によって加熱される。ジチオリ
ン酸亜鉛を0.001重量%以下しか含まない生成油
は、炉の管に付着しないため、これは、炭素系付着物の
過剰な形成を伴わずに実施することができる。
【0023】混合物を形成する2種類の方法が見出され
た。第一の方法においては、使用済み潤滑油と、既存の
混合物とを、その滞留時間中、添加物分解温度で混合さ
せる。これは、大量の既存の混合物中に排出して、さら
なる混合物を形成するランスによって達成する。この方
法による混合は、使用済み油:既存の混合物との1:1
0〜1:120、好ましくは1:20〜1:70の容量
比で達成する。第二の方法においては、使用済み潤滑油
を加熱した生成油と炉管排出口で混合させる。これは、
炉管出口と容器との間の、添加物分解滞留時間を生じさ
せるトランスファー管路の中で実施する。混合は、トラ
ンスファー管路の中で、使用済み潤滑油:加熱した生成
油の容量比を約1:1〜1:4、好ましくは1:2〜
1:3で実施する。
【0024】本発明によると、直接熱交換による第一の
熱交換の次に、間接熱交換による第二の熱交換を行うこ
とが、本発明を実施する最良の形態であることが見出さ
れた。添加物の分解および減圧蒸留を実施する装置は、
選択の問題である。処理全体を、第一のトレーの下に、
10〜120分の滞留時間を生じさせるのに十分な容積
を有する、単一の減圧蒸留塔の中で実施しうることが見
出された。
【0025】第一の直接熱交換は、蒸留塔の第一のトレ
イの下にある貯蔵部の中で実施する。第二の間接熱交換
は、減圧蒸留塔に付属する加熱炉または蒸気リボイラの
管の中で実施する。
【0026】次に、得られた油を、400〜1,050
°F(204〜566℃)の減圧蒸留温度および20〜
500Torr(0.03〜0.66気圧)の蒸留圧で減圧
蒸留して、留出炭化水素油およびアスファルト状の塔底
生成物を得る。好ましくは、蒸留温度は500〜750
°F(260〜399℃)であり、蒸留圧は50〜15
0Torr(0.06〜0.20気圧)である。留出炭化水
素油の量は、使用済み潤滑油の品質に応じて異なる。通
常、使用済み潤滑油の75〜95容量%が、ジチオリン
酸亜鉛類を0.001重量%以下含む留出炭化水素油と
して回収される。アスファルト状の塔底生成物が、使用
済み潤滑油の残り5〜25容量%を占める。この塔底生
成物は、ジチオリン酸亜鉛類の分解生成物および他の金
属残渣を含む。これらの金属は、ASTMD−482に
より、灰分として定量することができる。
【0027】留出炭化水素油は、単一の生成物として回
収することができる。通常、減圧蒸留ユニットの操作に
おいては、留出物を分別蒸留して、いくつかの、たとえ
ば2種の留分を得る。第一の留分は、約70°F(21
℃)未満の温度で沸騰する燃料ガス品質の軽質炭化水素
留分である。この留分はそのまま使用することができ
る。より一般的には、この留分を、燃料ガスにブレンド
する前に、アミンスクラバーに通して、残留する酸性化
合物を除去する。
【0028】第二の留分は、液状の留出油である。この
第二の留分の初留温度は70°F(21℃)であり、終
点は1,100°F(593℃)である。ある実施態様
においては、この留分を船舶用ディーゼル燃料、No.2
重油またはNo.6重油に直接使用してもよい。もう一つ
の実施態様においては、これを再び分別蒸留してナフ
サ、ガソリン、灯油、軽油および減圧軽油を得ることも
できる。
【0029】一般に、船舶用ディーゼル燃料は、40℃
で14.0cSt の最大動粘度、35の最低セタン価およ
び2重量%の最大硫黄含有量を有する。No.2重油は、
33°のAPI比重および0.5重量%の最大硫黄含有
量を有する。No.6重油は、15.5°のAPI比重お
よび硫黄を含まないという規格を有する。
【0030】一般に、ガソリンおよびナフサはいずれも
30〜360°F(−1.1〜182℃)の沸点範囲を
有している。灯油は、360〜530°F(182〜2
76℃)の沸点範囲を有している。ディーゼル油は、3
60°F(182℃)から約650〜680°F(34
3〜360℃)の沸点範囲を有している。ディーゼル油
の終点は、米国においては650°F(343℃)であ
り、ヨーロッパにおいては680°F(360℃)であ
る。軽油は、約650〜680°F(343〜360
℃)の初留温度、および約800°F(426℃)の終
点を有している。軽油の終点は、処理の経済性および製
品の需要を考慮して選択され、一般には750〜800
°F(399〜426℃)、最も一般的には750〜7
75°F(399〜412℃)である。減圧軽油は、約
750〜800°F(399〜426℃)の初留温度お
よび950〜1,100°F(510〜593℃)の終
点を有している。終点は、ASTM D−86またはD
−1160の蒸留によって測定される留分中の炭化水素
成分の分布によって決まる。
【0031】減圧蒸留の塔底生成物は、1,100°F
(593℃)以上で沸騰する減圧残留分である。この留
分は、原料油からの金属の本質的にすべてを含有する。
塔底生成物は、重油、アスファルトエキステンダー、デ
ィレードコーキングの原料油、部分酸化の原料油また
は、金属が生成物のセメントの中に残る場合にはセメン
ト釜燃料の原料油として使用することができる。
【0032】
【発明の効果】本発明によって、ジチオリン酸亜鉛類を
含む使用済み潤滑油から、粘着性生成物を生ずることな
く、ジチオリン酸亜鉛類の濃度を減少させ、引続く再生
工程を経て、各種の炭化水素製品を容易に得ることがで
きる。
【0033】
【実施例】以下の実施例によって、本発明を説明する。
【0034】使用済みクランクケース油を、300°F
(149℃)および35psig(2.38気圧)でフラッ
シュ分離に付して水を除いた。約6容量%を、蒸気およ
び軽質炭化水素として除去した。
【0035】残った乾燥油は、潤滑油添加物から誘導さ
れた金属を1,000ppm を越える量、およびジチオリ
ン酸亜鉛からの亜鉛を100ppm を越える量、含有して
いた。該乾燥油を減圧分別蒸留器の下部に直接通して、
そこで、高温の油と、乾燥油:高温の油を1:45の容
量比で混合する直接熱交換によって加熱した。減圧分別
蒸留器の下部は、45分の平均滞留時間を得るのに十分
な容量を有するものであった。塔底物のポンプがフラッ
シュ区域の温度を660°F(349℃)で一定に維持
するような加熱ヒーターへの循環をもたらした。加熱ヒ
ーターにおける熱交換は間接熱交換によるものであり、
炉管の壁が燃焼室と油との間の熱伝導媒体として働い
た。
【0036】減圧分別蒸留は、通常、50〜150Torr
(0.06〜0.20気圧)の圧力で実施した。蒸気、
燃料ガス、およびドライクリーニング液や脱脂用溶剤か
らの塩素化溶剤を含む、少量の塔頂生成物を回収した。
主な側流留出物を回収した。留出物は、ASTM D−
482によると、亜鉛を含まないものであった。これ
は、70°F(21℃)の初留温度、1,100°F
(593℃)の終点および750°F(399℃)の中
間点(50%留出温度)を有するものであった。この留
出物をそのままで船舶用ディーゼルにブレンドした。
【0037】乾燥油5〜25容量%を含む塔底生成物を
回収した。この塔底生成物は、ASTM D−482に
よると、金属1,000ppm を越える量含有し、乾燥油
からの亜鉛のすべてを含むものであった。
【0038】本発明の方法は、上記実施例に記載の組成
物以外の組成物の処理に使用することもできる。5.0
重量%を越える濃度のジチオリン酸亜鉛類を含有する使
用済み潤滑油もまた、本方法に付すことができる。この
ような、より多量のジチオリン酸亜鉛類は、耐摩耗性を
改善することが知られているが、現在のところ費用効果
的ではなく、それゆえ、一般に使用済み潤滑油には見出
されない。
【図面の簡単な説明】
【図1】使用済み潤滑油に含まれるジチオリン酸亜鉛類
の分解を時間に対して示すグラフである。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 アーサー・ジェラルド・ゴーヌー アメリカ合衆国、テキサス 77042、ヒュ ーストン、メドウ・グレン・レーン 9801、アパートメント・ナンバー312 (72)発明者 ロバート・マイケル・スタインバーグ アメリカ合衆国、テキサス 77077、ヒュ ーストン、サウス・レーク・ドライブ・ナ ンバー20 11710 (72)発明者 ブルース・ロイ・ボンド アメリカ合衆国、ニューヨーク 10512、 カーメル、ミスティ・ヒルズ、フェア・ス トリート、ユニット 6−1

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 ジチオリン酸亜鉛類を0.01重量%以
    上の濃度で含む使用済み潤滑油を再生する方法であっ
    て、使用済み潤滑油を400〜1,000°F(204
    〜538℃)の添加物分解温度に加熱し、該添加物分解
    温度を10〜120分の滞留時間にわたって維持し、そ
    れにより、化学的脱金属剤の非存在下においてジチオリ
    ン酸亜鉛類の濃度を0.001重量%以下に減少させる
    ことを特徴とする方法。
  2. 【請求項2】 (a)得られた油を400〜1,050
    °F(204〜566℃)の蒸留温度および20〜50
    Torrの蒸留圧で減圧蒸留し、 (b)ジチオリン酸亜鉛を0.001重量%以下含む留
    出物と、分解生成物を含有する亜鉛を含むアスファルト
    性塔底生成物とを回収するさらなる段階を含む請求項1
    記載の方法。
  3. 【請求項3】 使用済み潤滑油を、加熱した生成油と混
    合して混合物を形成することによる直接熱交換によっ
    て、400〜1,000°F(204〜538℃)の添
    加物分解温度を生じさせることにより、使用済み潤滑油
    を加熱する請求項1または2記載の方法。
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