JP2000503336A - 廃油処理のための方法及び装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 本発明は、廃油の再生及び再精製するための方法及び装置を提供することを目的とする。該方法は、新しい廃油と再生処理された不揮発性残渣との供給混合物の温度を、供給混合物中に含有される重質炭化水素の熱分解を引き起こすのに十分な時間であるが、実質的に、望ましくない重合、酸化及び脱水素反応を前記供給混合物中で生じさせるのに不十分な時間の間、４００℃〜４９０℃の範囲に昇温する工程、得られた熱分解廃油混合物を３００℃〜４２５℃の範囲の温度に冷却し、そして熱分解廃油混合物中の揮発性成分を気化し、不純物を含有する不揮発性残渣を残しながら前記温度を維持する工程、気化した揮発性成分を凝縮して再生油産物を調製する工程、並びにより多くの前記供給混合物を調製するために不揮発性残渣を新しい廃油と混合し、前記熱分解廃油混合物から気化した揮発性成分を凝縮し続けながら、前記温度上昇、冷却、気化及び混合の工程を連続して繰り返す工程からなる。前記装置は、加熱装置、容器、凝縮器並びにポンプ装置及び配管からなる。本発明の方法及び装置は、廃油から＃２ディーゼル燃料、ガソリン及びコークスを生成する。

Description

【発明の詳細な説明】発明の名称 廃油処理のための方法及び装置 技術分野 本発明は、様々な原料から廃油を再生する方法及び装置に関する。背景技術 使用済み油は、主要な環境問題を示している。例えば、１９９２年に米国環境 保護庁が見積りしたところでは、米国で年間４９０万立方メートル（１３億ガロ ン）の使用済み油が生産されており、工業潤滑油及び自動車の潤滑油を再生又は 再精製するために開発された多くの物理的及び化学的方法があるにも関わらず、 約２％しか再精製されていなかった。残りの廃油は、おそらく、様々な方法で環 境中に投棄又は放棄されていた。 初期の主要な処理方法は、硫酸及び粘土を用いて廃油を再精製する工程を含ん でいた。硫酸は、不飽和化合物、ほこり、添加剤及び着色材を廃油から取り除く ための抽出媒体として作用する。粘土は、不純物を除去するための吸着剤として 用いられる。不利な点としては、この方法においては、大量の使用済み酸スラッ ジ及び粘土が生産され、処理廃棄物として処理されねばならない。 酸−粘土法から廃棄物処理の問題を回避するために、例えば、米国特許第３， ６２５，８８１号明細書及び米国特許第４，０７１，４３８号明細書において開 示されているように、異なる型の蒸留方法が開発されている。これらの方法では 、主要な生産物として再生処理された潤滑油を、そして処理廃棄物としてカーボ ンブラックスラリーを生産する。 最近では、有用な燃料を再生するための方法の開発により、例えば、米国特許 第５，２７１，８０８号明細書及び第５，２８６，３４９号明細書において開示 されているように、廃油からディーゼル燃料の製造がされるようになった。米国 特許第５，２７１，８０８号明細書では、加熱容器を使用する廃油の再生方法が 開示されている。この方法においては、大容量の原料油が高温度下で長い滞留時 間の間加熱容器内に保持されるため、望ましくない重合化、酸化及び脱水素化が 起こり、不安定なディーゼル燃料及び大容量の灰ケーク残渣が生産される。さら に、方法の実施時間が極めて短い。発明の要約 本発明の目的は、効果的で、低コストの廃油の再生方法及び装置を提供するこ とにより、先行の廃油再生技術のいくつか又はすべての欠点を克服することであ る。 本発明の他の目的は、少なくともその好ましい形態において、許容できる安定 で価値のある＃２ディーゼル燃料又はガソリンを生産することができる、廃油を 再生するための方法を提供することである。 本発明のさらに他の目的は、停止するまでの間の実施時間をより長くすること を可能にしながら、いかなる先行の方法より残渣の形成を少なくすることができ る、廃油を再生するための方法を提供することである。 本発明のさらなる目的は、本発明の方法に用いるための熱分解装置及び円筒型 の反応器を提供することである。 本発明の一面によれば、重質炭化水素及び不純物を含有する廃油を処理するた めの方法が提供される。その方法は、新しい廃油及び再生処理された不揮発性残 渣の供給混合物の温度を、供給混合物中に含有される重質炭化水素の熱分解を引 き起こすのに十分な時間であるが、実質的に望ましくない重合、酸化及び脱水素 反応が供給混合物中で生じさせるのに不十分な時間の間、４００℃〜４９０℃の 範囲（加熱装置の出力で測定）に昇温することからなる。次に、得られた熱分解 廃油混合物を３００℃〜４５５℃、好ましくは３００℃〜４２５℃、最も好まし くは３００℃〜３７５℃の範囲の温度に冷却し、熱分解廃油混合物中の揮発性成 分を気化させながら、この温度に維持し、不純物を含有する不揮発性残渣を残す 。気化した揮発性成分を凝縮して再生油産物を調製し、より多くの供給混合物を 調製するために不揮発性残渣を新しい廃油と混合する。次に、温度上昇、冷却、 気化及び混合の工程を連続して繰り返し、熱分解廃油混合物から気化された揮発 性成分を連続的に凝縮する。 廃油を熱分解のために熱する処理温度は、計画変更に依存する。即ち、ガソリ ン収率を高い割合にするためにはより高い温度を用い、ディーゼル油収率をより 高い割合にするためにはより低い温度を用いる。 該方法の好ましい形態において、再生油産物の収率が予定される水準より低下 した場合、供給混合物の温度を４００℃〜４９０℃の範囲より昇温し、重質炭化 水素の「強度なクラッキング」を促進させ、次いで、得られた熱分解廃油混合物 をさらに冷却、気化及び混合の工程に供する。 また、該方法の他の好ましい形態において、熱分解廃油混合物中の不純物が予 定される水準まで増加した場合、不純物を含有する不揮発性残渣を短時間の間に ４７０℃〜５９０℃の範囲の温度に加熱し、次いで４４０℃〜５７０℃の範囲の 温度にし、２１ｋＰａ〜１７２ｋＰａ（３〜２５ｐ．ｓ．ｉ．ｇ．）の圧力下で その温度に維持して、熱分解及びコークス化反応を残渣にさらに起こさせ、さら なる揮発性成分と固体コークスとを生じさせ、そこにおいてさらなる揮発性成分 を除去して凝縮し、固体コークスを採集して廃棄する。 該方法のさらに他の好ましい形態において、昇温する前に供給物質を蒸気と混 合させる。 本発明の他の面によれば、重質炭化水素と不純物とを含有する廃油の処理装置 が提供される。該装置は、新しい廃油と再生処理された不揮発性残渣との供給混 合物の温度を、円筒型反応器の計画変更に依存して、供給混合物に含まれる重質 炭化水素の熱分解が引き起こされるのに十分な時間であるが、実質的に望ましく ない重合、酸化及び脱水素反応を供給混合物中で生じさせるには不十分な時間の 間、４００℃〜４９０℃の範囲に昇温させるための加熱装置；得られた熱分解廃 油混合物を収容し、熱分解廃油混合物中の揮発性成分を気化し、不純物を含有す る不揮発性残渣を残しながら、熱分解廃油混合物を保持し、３００℃〜４５５℃ 、好ましくは３００℃〜４２５℃、最も好ましくは３００℃〜３７５℃の範囲の 温度に維持するための容器；気化した揮発性成分を凝縮して再生油産物を調製す るための凝縮器；及びより多くの前記供給混合物を調製するために、前記容器か らの不揮発性残渣を新しい廃油と混合し、前記加熱装置を通って、前記容器に連 続的に前記供給混合物を再循環し、前記容器から前記揮発性成分を前記凝縮器へ 運ぶためのポンプ装置及び配管からなる。 原料物質の加熱は、高い液体速度（例えば、約０．６ｍ〜４．５ｍ／ｓ（２〜 １５フィート／秒）の範囲の速度）、より好ましくは１．２ｍ〜３．０ｍ／ｓ（ ４〜１０フィート／秒））で作動可能な管状加熱装置で行われることが好ましく 、熱分解混合物は冷却されることが好ましく、揮発性成分は前記容器として機能 する好ましくは円筒型反応器で気化される。円筒型反応器の温度は、円筒型反応 器内に導入された、予熱された原料油の体積を調節することにより制御される。 管状加熱装置内の短い滞留時間（即ち、１〜３０秒、好ましくは１〜１５秒、最 も好ましくは３〜１０秒）及び円筒型反応器内の比較的低い温度により、望まし くない副反応を最小にする。 管状加熱装置内に存在する高温度下で、全ての金属成分及び廃油の他の不純物 は、金属、炭化水素及び重質残渣に分解される。円筒型反応器から発散している 付随した蒸気を伴う軽燃料の蒸気は、新しい廃油原料油を予熱（例えば、１１０ ℃〜１５０℃の範囲の温度に）するために熱交換器に導入されることが好ましい 。円筒型反応器内の残りの重油は、新しい廃油原料油と共に、二回目の加熱及び 熱分解反応のために管状加熱装置内に再びポンプで供給され、この手順が連続し て繰り返される。処理産物が減少する程度に円筒型反応器内の高い沸点の油が蓄 積する場合に、管状加熱器内の温度は強度なクラッキングのために昇温される。 その後で、温度は規定の温度にまで戻される。 選択可能なものとして、蒸気クラッキングのために管状加熱器内への蒸気注入 が用いられ得る。これは、油安定性を改良し、コークス形成を減少する。蒸気は 、管状加熱装置によって生成させてもよい。 予熱された原料油は、普通、円筒型反応器の上部に導入され、中心部で下に向 けて噴霧される。管状加熱装置内の加熱された管からの加熱された熱分解混合物 は、円筒型反応器の底部付近に導入される。加熱管への原料油の管路は、円筒型 反応器の底部から導入され、次いでポンプを通って管状加熱器内に通じている。 円筒型反応器からの原料油は、上部又は下部のどちらか一方から管状加熱器に入 れることができる。所望ならば、円筒型反応器内の流体の温度に従って、予熱さ れた原料油が円筒型反応器を通ることなしに又は部分的にのみ通って、直接管状 加熱器に供給され得る。 本発明の方法及び装置を用いて廃油を再生することから生じた生産物としては 、♯２ディーゼル燃料、ガソリン及びコークスが挙げられる。該方法及び装置は 、重要な廃棄物処理問題を生じさせることなく実施することができる。 処理原料油は、モーターオイル、工業潤滑油、植物油、魚油、工業用油スラッ ジ、及びこぼれた廃原油等のあらゆるタイプの廃油であり得る。図面の簡単な説明 図１は、本発明の方法を実施するのに用いられる装置の一例の概略図である。 図２は、図１の装置において用いられる好ましい管状加熱器の概略説明図であ る。 図３は、図１の装置において用いられる好ましい円箇型反応器の概略説明図で ある。 図４は、２つの円筒型反応器を配設した装置の一例の概略説明図である。 図５は、本発明の装置に関して代わりの配置の一例の概略説明図である。 図６は、代わりの円筒型反応器の概略説明図である。発明を実施するための最良の形態 本発明の全方法の一例及びそれに用いられる典型的な装置が図１に示して説明 されている。図解されている方法において、新しい廃油、処理原料油は、原料油 タンク１０から適当なポンプ装置（図示せず）により管１２を経て熱交換カラム １４（もし必要なら、より多くのカラムが備えされていてもよい）の上部に供給 され、そこで下方に流れて、（後述の方法で派生する）生成蒸気を用いた熱交換 により（一般的には１１０℃〜１５０℃の範囲の温度に）予熱される。次いで、 熱交換カラム１４の底部から管路１６を経て、管状加熱装置２０からの熱分解廃 油混合物を収容し保持するための容器を構成している円筒型反応器１８内に、予 熱された原料油がポンプで供給される。熱分解された混合物は、反応器１８内に ３００℃〜４５５℃、好ましくは３００℃〜４２５℃、最も好ましくは３００℃ 〜３７５℃の範囲内の予定された温度で保持され、一方で揮発性成分は、後でよ り十分に説明されるように、そこから気化される。管路１６からの予熱された廃 油は、円筒型反応器１８の底部に保持される熱分解廃油混合物内に下に向けて噴 霧され、さらなる処理のため新しい予熱された廃油と熱分解廃油混合物との混合 物を生成する。新しい廃油の噴霧は、熱分解廃油混合物を３００℃〜４５５℃の 範囲の望ましい温度に冷却する効果も有する。新しい予熱された廃油及び熱分解 廃油混合物からの軽油及び水は気化され、蒸留されて、不揮発性残渣を残し、得 られた蒸気は、円筒状容器１８から熱交換カラム１４と接続するパイプ２２を経 て除去される。 示された方法において、円筒型反応器１８内に生成された新しい廃油と熱分解 廃油混合物の不揮発性残渣との混合物は、ポンプ２４により供給混合物としてパ イプ２５を経て管状加熱装置２０内の一連の加熱管２６（図１ではその中の１つ だけが示されるが、図２を参照せよ）に供給される。装置２０は、供給混合物の 温度を４００℃〜４９０℃の望ましい範囲に急速に短時間の間（通常１〜３０秒 、好ましくは１〜１５秒、最も好ましくは３〜１０秒）で昇温させる装置として 作動する。熱は、装置２０内でバーナー２８を用いて発生させ、該装置内部を燃 焼室に変換する。バーナーは、通常の燃料又は再生方法自体からの燃料又はガス を燃やしてもよい。 該管２６を通過する供給混合物は、管の大きな表面積及び管内の供給混合物の 比較的小さい体積によって急速に加熱される。該管２６は、直管であることが好 ましく、その長さは１．８ｍ〜６．０ｍ（６〜２０フィート）であることが好ま しいが、加熱管の数と長さは、処理される原料油の一日当りの体積と管を通る供 給混合物の速度（好ましくは０．６ｍ〜４．５ｍ／ｓ（２〜１５フィート／秒） 、理想的には１．２ｍ〜３．０ｍ／ｓ（４〜１０フィート／秒））に依存する。 加熱管２６は、コイルであってもよい。管状加熱装置２０の内部と円筒型反応器 １８の内部との間の温度差が約１００℃しかないので、管状加熱装置における熱 消費は、通常極めて低く、従って、管状加熱装置２０の大きさを最小限にできる 。加熱管２６の直径は、加熱管内の供給混合物を有効に加熱するために、１．２ ５ｃｍ〜１２．５ｃｍ（０．５〜５インチ）の範囲であることが最も好ましい。 既に記載したように、供給混合物は、該管２６内において、供給混合物中の重 質炭化水素の熱分解を引き起こすのに十分な時間であるが、実質的に望ましくな い重合、酸化及び脱水素反応を起こさせるのに不十分な時間の間、４００℃〜４ ９０℃の望ましい温度に加熱される。この時間は、供給混合物のタイプにある程 度は依存するが、一般的には１〜３０秒の範囲であり、好ましくは１〜１５秒で あり、最も好ましくは３〜１０秒である。 熱分解廃油混合物の該管２６から得られた熱い蒸気は、パイプ３０を経て円筒 型反応器１８の底部に通される。円筒型反応器１８内の流体の温度は、反応器１ ８において連続して生じる吸熱性熱分解反応により、及びパイプ１６から新しい 廃油原料油の噴霧により引き起こされる冷却により、底部から上部に向けて減少 する。反応器１８からの揮発性油及び水成分は、パイプ２２を通って反応器から 除去される際に、既に述べたように、まず新しい廃油原料油を予熱するために上 に向けて熱交換カラム１４を通り、次いで後述するように、パイプ３４を経て蒸 留カラム３２へ供給され、再生油画分、望ましい生産物、及び再利用することが できる水を調製する。 図１に示す装置において、３つの画分は蒸留カラム３２から得られ、タンク３ ６、３８及び４０に移される。残りのガスと軽い部分は、パイプ４２を通して排 出され、液体採集タンク４４で凝縮される。最も望ましい生産物である＃２ディ ーゼル燃料（通常、１１０℃〜３６０℃で凝縮する）は、一般にタンク３８に採 集され、軽燃料（通常、７５℃〜１５０℃で凝縮する）及び水はタンク４０に採 集され、加熱燃料（３６０℃より高い温度で凝縮する）はタンク３６に採集され る。 上記手順の代わりとして、例えば円筒型反応器１８内の熱分解廃油混合物をさ らに冷却する必要がない場合、熱交換カラム１４から出てくる予熱された新しい 廃油原料油を完全に又は部分的に円筒型反応器１８から迂回してパイプ４６を経 て管状加熱装置２０の入口に送ることができる。次いで、得られた供給混合物が 管２６に入る前に、新しい廃油原料油は、ポンプ２４内で反応器１８からの熱分 解廃油混合物の不揮発性残渣と直接混ざる。 さらに代わりのものとして、円筒型反応器１８から加熱装置２０に送られてい る供給混合物は、供給混合物が加熱管２６内に入る前に、蒸気加熱器４８からの 蒸気と３〜５０モル％、好ましくは１０〜５０モル％、蒸気の範囲の量で混ぜら れる。蒸気加熱器４８は、管コイル又は蒸気ボイラーであり、それらは管状加熱 器２０の上部に配設できる。混合された蒸気は、前記のように加熱管２６で加熱 され、円筒型反応器１８に入る。加えられた蒸気は、軽燃料の蒸気と共にパイプ ２２を経て熱交換器１４を通り、次いで蒸留カラム３２で分離され貯蔵タンク４ ０内へ送られる。次いで、タンク４０内の熱水は再利用のために蒸気加熱器４８ へポンプで供給される。 本発明の方法の間、通常、加熱管２６内に２７６ｋＰａ〜１０３４ｋＰａ（４ ０〜１５０ｐ．ｓ．ｉ．ｇ．）の圧力がかかる。圧力は、管状加熱器の出口管路 ３０において弁（図示せず）を適当に調整することにより制御することができる 。 タンク１０から添加された新しい廃油の量は、該方法が連続的に無期限に実施 できるように、系により生産される生産物の量と釣り合わされる。しかしながら 、実施期間後、不純物の量が再循環している熱分解された混合物内で増加するの で、望ましい再生油産物の収率は減少することが一般に知られている。例えば、 収率は望ましい収率の７５％に減少する可能性がある。これが起こると、管状加 熱装置２０内の流体の温度は４６０℃〜５７２℃の範囲に昇温し、流体内の重質 炭化水素の「強度な熱分解」、即ち、通常達成されるより大きな程度の炭化水素 クラッキングをもたらすことが知られている。これは、また望ましくない重合反 応等のリスクを負う一方で、反応器１８からの蒸留に利用できる揮発性成分の量 を実質的に増加し、従って収率を改善する。この工程の間に管２６を通る流体の 流量は、一般的に方法の定期的部分の間と同じように保たれており、そのため提 示された高温度での管内の滞留時間は約１〜１５秒である。重大な熱分解工程に 必要な時間、及びそれにより得られる収率の改善は、原料油の性質、例えば、ス ラッジと他の不純物の含量に非常に依存している。 本発明の重要な特徴によれば、方法が連続的に長時間（即ち、廃油の性質によ り１〜６ヶ月）実施された後、円筒型反応器中の、廃油添加剤に由来する金属と ほこりを含む重残渣とスラッジが、許容できない水準にまで蓄積し、コークス化 処理を行なわなければならない。コークス化処理を果たすために、残渣は管２６ 又は分離した一連のコークス化管（図示せず）内で加熱され、管の出口で測定さ れた温度が４７０℃〜５９０℃の範囲になるように加熱される。加熱された蒸気 は円筒型反応器にフィードバックされ、そこでそれに伴う熱の助けをかりて２１ ｋＰａ〜１７２ｋＰａ（３〜２５ｐ．ｓ．ｉ．ｇ．）の圧力下、４４０℃〜５７ ０℃の温度で熱分解反応を行ない、圧力は制御弁５０を用いて制御される。それ により生産される油蒸気を通常の方法で蒸留して、望ましい生産物を調製し、金 属等を含有するコークスが円筒型反応器内に沈殿する。コークスが調製された後 、系をデコーキングのため停止する。従って、本発明の方法の最終的な残渣は、 環境汚染を避けるため通常の手段を用いて処理できる、又は工業燃料として利用 できるほど比較的少量のコークスである。 図２を参照すると、これは管状加熱装置２０の好ましい形態をより詳細に示し ている。図からわかるように、加熱管２６は直管でコイルを含まない。蒸気が使 用されると、より重質の原料油の滞留時間を増加させるため、かわりにコイル状 の管が配設される。管は垂直に、斜めに及び水平に配設されてもよい。熱い原料 油及び蒸気（蒸気が用いられる場合）は、弁５２を経て加熱管２６に入り、次い で弁５４を経て円筒型反応器１８に出る。各反応管の底部で栓５６がデコーキン グ及び洗浄用に用いられる。 管状加熱装置２０を出る熱分解混合物の温度は、温度測定装置５７、例えば、 遠隔操作によりモニターされる熱電対によって測定されてもよい。 系が連続して作動しながら一つの管の欠点が全体の系の作動に影響を及ぼさず 、それが置換され得るように、示された弁により各反応管を分離することができ る。前記のように、異なる一連のコークス化管（図示せず）は、所望ならば、加 熱管２６内の過度の沈殿を避けるためコークス化反応用に用意されてもよい。か かる管は、管２６とほとんど同じであるが、５ｃｍ〜１２．５ｃｍ（２〜５イン チ）の範囲の直径を有しており、管２６と平行に加熱装置２０内に配置されるが 、適当な弁（図示せず）の操作によるコークス化に必要とされる場合、流体を供 給するだけでもよい。しかしながら、既に示されたように、高い液体速度（例え ば、０．６ｍ〜４．５ｍ／ｓ（２〜１５フィート／秒))、直管状加熱管及び、随 意に、蒸気注入を用いることによりコークス沈殿を最小限度に保つので、反応管 ２６それ自体をコークス化反応に使用してもよい。 図３は、円筒型反応器１８の好ましい態様をより詳細に示している。図６は、 代わりの円筒型反応器を示している。それぞれにおいて、パイプ１６は、円筒型 反応器１８内に予熱した原料油を導入し、パイプ２５は、管状加熱装置２０に混 合物を輪送するための管路である。実際、パイプ２５は、円箇型反応器内の異な る高さに入口を持つ一連の管であってもよい。加熱管２６からの加熱された流体 は、パイプ３０により円筒型反応器１８に再循環され、それは管状加熱装置２０ のサイズに応じ、一つの管でもよく又は複数の管でもよい。油及びスチーム蒸気 は、管２２により、円筒型反応器１８の上部に配置される熱交換カラム１４に移 される。フランジ５８はコークス清浄のために提供され、管路６０は抜取りのた めにある。反応器は経済的に、そして通常の反応圧のよりよい抑制のために円筒 形にされるが、必要であれば、他の形でもよい。円筒型反応器の上部及び底部は 、述べたように、平坦又は円錐状であってもよい。 普通に使用する間、円筒型反応器１８内のコークス形成は、４５５℃未満であ る円筒型反応器の低反応温度と同様に、管状加熱装置２０からの高速の油及び蒸 気が入ることで引き起こされる反応器内の流体の強い乱れにより制限される。従 って、長い実施期間がこの方法において達成され得る。デコーキングは、コーク ス化処理が行われた後、一般的に必要とされ、これは蒸気デコーキング、水デコ ーキング、機械的デコーキング又は他の方法により達成されてもよい。 デコーキングするために系を閉鎖する必要のない連続的な実施のため、他の円 筒型反応器は、最初の反応器がデコーキングされ、洗浄されている間に反応を続 けるよう提供される。２つの円筒型反応器は、本質的に同じ構造を有している。 図４は、２つの円筒型反応器１８ａ及び１８ｂを備えた装置の好ましい態様をよ り詳細に示している。１つの円筒型反応器１８ａがデコーキング処理を行ってい る場合に、熱交換器１４からの原料油と管状加熱装置２０からの加熱された排出 物は、弁６２及び６４により別の円筒型反応器１８ｂに切り換えることができる 。図４の装置は、他の点では図１の装置と同様である。 代わりのものとして、１つの円筒型反応器１８ａが本発明の方法の間使用され ている場合、円筒型反応器１８ａ内の重質残渣及びスラッジは管状加熱装置20に ポンプで供給され、加熱器出口温度が４７０℃〜５９０℃になるように加熱され る。管状加熱装置２０からの加熱された排出物は、もう一つの円箇型反応器１８ ｂに切り換えられ、２１ｋＰａ〜１７２ｋＰａ（３〜２５ｐ．ｓ．ｉ．ｇ．）の 圧力下、４４０℃〜５７０℃の温度でコークス化反応を行う。円筒型反応器１８ ａ内の重質残渣及びスラッジが管状加熱装置２０にくみ出され、新しい廃油が円 筒型反応器１８ａにポンプで供給され、通常の冷却、気化、混合及び温度上昇工 程に供される。次いで、円筒型反応器１８ｂはデコーキング処理に供される。デ コーキング処理完了後、管状加熱装置２０からの加熱された排出物は、円筒型反 応器１８ｂに切り換えられ、円筒型反応器１８ａへの新しい原料油の供給が停止 される。円筒型反応器１８ｂは、通常の冷却、気化、混合及び温度上昇工程に供 される。円筒型反応器１８ａは、次のコークス化及びデコーキング処理のために 準備される。 さらに代わりのものとして、該方法を実施して、装置を最も有効に使用し、予 熱と様々な処理工程のために含まれる熱を再生処理して用いることができる。例 えば、代わりの実施が図５に示されている。 タンク１０からの廃油原料油はポンプ６５を経て熱交換器１４へ供給され、蒸 気で約１１５℃の温度に原料油を予熱する。予熱された原料油は管路６６を経て フラッシュドラム６７に通され、そこで水は原料油から気化され管路６８を経て 熱交換器６９に冷却のため通される。気化された水は除去される。円筒型反応器 １８ａ及び１８ｂからの熱い蒸気流を用いてさらに予熱するため、フラッシュド ラム６７からの加熱された原料油は、ポンプ７０を経て管路７１を通り蒸留カラ ム３２に供給される。蒸留カラム３２の底からの重質油画分は、３％〜１０％蒸 気と混合され、ポンプ７２により管路７３を通り管状加熱器２０に供給され、そ こで温度が４５０℃〜５３０℃に昇温される。管状反応器２０からの加熱された 排出物は、管路７４を経て円筒型反応器１８ａ又は１８ｂの一方の底部に供給さ れ、３７５℃〜４５５℃でさらに反応を行う。円筒型反応器１８ａ又は１８ｂか らの蒸気燃料は、管路７５を経て蒸留カラム３２の底部に供給され、フラッシュ ドラム７０からの原料油を予熱する。蒸留カラム３２内の蒸気燃料は、上方に移 動してカラムを通り、＃２燃料に分離され、該燃料はストリッパー７６を通り除 去され、熱交換器７７に運ばれ、軽燃料は管路７８を経て熱交換器７９を通して 冷却及び再生され、いくつかの＃４燃料が管路８０を経て熱交換器８１を通り冷 却及び再生される。 フラッシュドラム７０からの原料油の一部は、管路８２から円筒型反応器１８ ａ又は１８ｂの底部に保持されている熱分解廃油混合物内に下方に噴霧され、さ らなる処理のため新しい予熱された廃油と熱分解廃油混合物との混合物を生産す る。フラッシュドラム７０からの廃油原料油の噴霧は、３７５℃〜４５５℃の範 囲の望ましい温度に熱分解廃油混合物を冷却する効果を有する。円筒型反応器１ ８ａ又は１８ｂの底部の残渣は、再生処理管路８３を経て管状加熱器２０内の蒸 留カラム３２の底部で原料油と混合される。円筒型反応器１８ａ又はｌ８ｂの１ つがコークスで満たされると、管状反応器２０からの加熱された排出物はもう一 方の反応器に切り換えられ、熱分解及びコークス化反応を受ける。次いで、最初 の反応器はデコーキング処理に供される。 デコーキング処理は、蒸気デコーキング、水デコーキング及び機械的デコーキ ング等の方法により行うことができる。 本発明を上記に詳細に示しているが、様々な修正や変更は本発明の意図と範疇 からはずれない限り可能であることは明らかである。

【手続補正書】特許法第１８４条の８第１項 【提出日】１９９８年１月２３日（１９９８．１．２３） 【補正内容】 米国特許第５，２７１，８０８号明細書では、加熱容器を使用する廃油の再生方 法が開示されている。この方法においては、大容量の原料油が高温度下で長い滞 留時間の間加熱容器内に保持されるため、望ましくない重合化、酸化及び脱水素 化が起こり、不安定なディーゼル燃料及び大容量の灰ケーク残渣が生産される。 さらに、方法の実施時間が極めて短い。 独国特許出願公開第３，２２４，１１４号明細書は、マイクロ波を用いた加熱 により使用済みモータ自動車エンジンオイルをクラッキングする方法及び装置を 開示している。その使用済み油は、蒸留温度に加熱するとクラッキングする。揮 発性産物は、凝縮器内に除去される。 特開昭５６−０８２８８６号公報は、触媒を重質油と混合させて均質なスラリ ーを調製することにより局部クラッキングを抑制し軽油の収率を改善する方法を 開示している。スラリーは、触媒作用により液相中でクラッキングされる。 ＥＰ−Ｏ ３０８６６９号明細書は、塩基性物質の流動床における熱分解によ り、ハロゲン化炭化水素を含有する物質を処理することを開示している。 米国特許第５，１４３，５９７号明細書は、使用済み潤滑油がコークス器炉の 遅延コークス器下流部に注入され、それにより使用済み油が熱的にクラッキング されて炭化水素燃料産物になる、使用済み潤滑油の再生処理方法を開示している 。発明の要約 本発明の目的は、効果的で、低コストの廃油の再生方法及び装置を提供するこ とにより、先行の廃油再生技術のいくつか又はすべての欠点を克服することであ る。 本発明の他の目的は、少なくともその好ましい形態において、許容できる安定 で価値のある＃２ディーゼル燃料又はガソリンを生産することができる、廃油を 再生するための方法を提供することである。 本発明のさらに他の目的は、停止するまでの間の実施時間をより長くすること を可能にしながら、いかなる先行の方法より残渣の形成を少なくすることができ る、廃油を再生するための方法を提供することである。 本発明のさらなる目的は、本発明の方法に用いるための熱分解装置及び円筒型 の反応器を提供することである。 本発明の一面によれば、重質炭化水素及び不純物を含有する廃油を処理するた めの方法が提供される。その方法は、新しい廃油及び再生処理された不揮発性残 渣の供給混合物の温度を、供給混合物中に含有される重質炭化水素の熱分解を引 き起こすのに十分な時間であるが、実質的に望ましくない重合、酸化及び脱水素 反応が供給混合物中で生じさせるのに不十分な時間の間、４００℃〜４９０℃の 範囲（加熱装置の出力で測定）に昇温することからなる。請求の範囲 １．以下の工程： 新しい廃油と再生処理された不揮発性残渣との供給混合物の温度を、供給混合 物中に含有される重質炭化水素の熱分解を引き起こすのに十分であるが、実質的 に望ましくない重合、酸化及び脱水素反応を該供給混合物中に生じさせるのに不 十分である１〜１５秒間の間、約４０〜１５０ｐ．ｓ．ｉ．ｇ．の圧力下で４０ ０゜Ｃ〜４９０℃の範囲に昇温する工程； 得られた熱分解廃油混合物を３００℃〜４５５℃の範囲の温度に冷却し、そし て熱分解廃油混合物中の揮発性成分を気化し、不純物を含有する不揮発性残渣を 残しながら前記温度を維持する工程； 気化した揮発性成分を凝縮して再生油産物を調製する工程；並びに より多くの前記供給混合物を調製するために不揮発性残渣を新しい廃油と混合 し、前記熱分解廃油混合物から気化した揮発性成分を凝縮し続けながら、前記温 度上昇、冷却、気化及び混合工程を連続して繰り返す工程、 からなる重質炭化水素及び不純物を含有する廃油を処理するための方法。 ２．前記再生油産物の収率が予定される水準より低下した場合、前記供給混合物 の前記温度を昇温させて、前記重質炭化水素の強度なクラッキングを促進させ、 次いで得られた熱分解廃油混合物をさらに冷却、気化、混合及び温度上昇の工程 に供する、請求項１記載の方法。 ９．得られた熱分解廃油混合物を３００℃〜３７５℃の範囲の温度に冷却する、 請求項１記載の方法。 １０．以下のもの： 新しい廃油と再生処理された不揮発性残渣との供給混合物の温度を、供給混合 物中に含有される該重質炭化水素の熱分解を引き起こすのに十分な時間であるが 、実質的に望ましくない重合、酸化及び脱水素反応が該供給混合物中に生じるの に不十分な時間の間、４００℃〜４９０℃の範囲に昇温させるための加熱装置； 得られた熱分解廃油混合物を収容し、熱分解廃油混合物中の揮発性成分を気化 し、前記不純物を含有する不揮発性残渣を残しながら、該熱分解廃油混合物を保 持し、３００℃〜４５５℃の範囲の温度に維持するための容器； 気化された揮発性成分を凝縮して再生油産物を調製するための凝縮器；並びに より多くの前記供給混合物を調製するために前記容器からの不揮発性残渣を新 しい廃油と混合し、前記加熱装置を通り該容器に連続的に該供給混合物を再循環 し、そして該容器から前記揮発性成分を前記凝縮器に運ぶためのポンプ装置及び 配管、 からなる請求項１に記載の方法で使用するための重質炭化水素及び不純物を含有 する廃油の処理装置。 １１．前記加熱装置が少なくとも１つの加熱管を含む、請求項１０記載の廃油の 処理装置。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁷ 識別記号 ＦＩ テーマコート゛(参考） // Ｂ０９Ｂ 3/00 Ｂ０９Ｂ 3/00 ３０３Ｈ (81)指定国 ＥＰ(ＡＴ，ＢＥ，ＣＨ，ＤＥ， ＤＫ，ＥＳ，ＦＩ，ＦＲ，ＧＢ，ＧＲ，ＩＥ，ＩＴ，Ｌ Ｕ，ＭＣ，ＮＬ，ＰＴ，ＳＥ)，ＯＡ(ＢＦ，ＢＪ，ＣＦ ，ＣＧ，ＣＩ，ＣＭ，ＧＡ，ＧＮ，ＭＬ，ＭＲ，ＮＥ， ＳＮ，ＴＤ，ＴＧ)，ＡＰ(ＫＥ，ＬＳ，ＭＷ，ＳＤ，Ｓ Ｚ，ＵＧ)，ＵＡ(ＡＭ，ＡＺ，ＢＹ，ＫＧ，ＫＺ，ＭＤ ，ＲＵ，ＴＪ，ＴＭ)，ＡＬ，ＡＭ，ＡＴ，ＡＵ，ＡＺ ，ＢＡ，ＢＢ，ＢＧ，ＢＲ，ＢＹ，ＣＡ，ＣＨ，ＣＮ， ＣＵ，ＣＺ，ＤＥ，ＤＫ，ＥＥ，ＥＳ，ＦＩ，ＧＢ，Ｇ Ｅ，ＨＵ，ＩＬ，ＩＳ，ＪＰ，ＫＥ，ＫＧ，ＫＰ，ＫＲ ，ＫＺ，ＬＣ，ＬＫ，ＬＲ，ＬＳ，ＬＴ，ＬＵ，ＬＶ， ＭＤ，ＭＧ，ＭＫ，ＭＮ，ＭＷ，ＭＸ，ＮＯ，ＮＺ，Ｐ Ｌ，ＰＴ，ＲＯ，ＲＵ，ＳＤ，ＳＥ，ＳＧ，ＳＩ，ＳＫ ，ＴＪ，ＴＭ，ＴＲ，ＴＴ，ＵＡ，ＵＧ，ＵＳ，ＵＺ， ＶＮ 【要約の続き】 ークスを生成する。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １．以下の工程： 新しい廃油と再生処理された不揮発性残渣との供給混合物の温度を、供給混合 物中に含有される重質炭化水素の熱分解を引き起こすのに十分な時間であるが、 実質的に望ましくない重合、酸化及び脱水素反応を該供給混合物中に生じさせる のに不十分な時間の間、４００℃〜４９０℃の範囲に昇温する工程； 得られた熱分解廃油混合物を３００℃〜４５５℃の範囲の温度に冷却し、そし て熱分解廃油混合物中の揮発性成分を気化し、不純物を含有する不揮発性残渣を 残しながら前記温度を維持する工程； 気化した揮発性成分を凝縮して再生油産物を調製する工程；並びに より多くの前記供給混合物を調製するために不揮発性残渣を新しい廃油と混合 し、前記熱分解廃油混合物から気化した揮発性成分を凝縮し続けながら、前記温 度上昇、冷却、気化及び混合工程を連続して繰り返す工程、 からなる重質炭化水素及び不純物を含有する廃油を処理するための方法。 ２．前記再生油産物の収率が予定される水準より低下した場合、前記供給混合物 の前記温度を昇温させて、前記重質炭化水素の強度なクラッキングを促進させ、 次いで得られた熱分解廃油混合物をさらに冷却、気化、混合及び温度上昇の工程 に供する、請求項１記載の方法。 ３．前記熱分解廃油混合物中の不純物が予定される水準まで増加した場合、前記 不純物を含有する前記不揮発性残渣を４７０℃〜５９０℃の範囲の温度に加熱し 、次いで４４０℃〜５７０℃の範囲の温度にし、そして２１ｋＰａ〜１７２ｋＰ ａの圧力下で前記温度に維持して、さらなる揮発性成分と固体コークスとを生じ させる熱分解及びコークス化反応を前記残渣にさらに引き起こさせ、その後前記 さらなる揮発性成分を除去し、凝縮し、前記固体コークスを採集して廃棄する、 請求項１記載の方法。 ４．前記温度上昇工程が行われる前に蒸気を前記供給混合物内に導入し、前記揮 発性成分から水を分離する、請求項１記載の方法。 ５．前記温度が上げられる際に、前記供給混合物に２７６ｋＰａ〜１０３４ｋＰ ａの範囲の圧力をかける、請求項１記載の方法。 ６．供給混合物を４００℃〜４９０℃の範囲の温度で１〜１５秒間維持する、請 求項１記載の方法。 ７．時間が３〜１０秒である、請求項６記載の方法。 ８．得られた熱分解廃油混合物を３００℃〜４２５℃の範囲の温度に冷却する、 請求項１記載の方法。 ９．得られた熱分解廃油混合物を３００℃〜３７５℃の範囲の温度に冷却する、 請求項１記載の方法。 １０．以下のもの： 新しい廃油と再生処理された不揮発性残渣との供給混合物の温度を、供給混合 物中に含有される該重質炭化水素の熱分解を引き起こすのに十分な時間であるが 、実質的に望ましくない重合、酸化及び脱水素反応が該供給混合物中に生じるの に不十分な時間の間、４００℃〜４９０℃の範囲に昇温させるための加熱装置； 得られた熱分解廃油混合物を収容し、熱分解廃油混合物中の揮発性成分を気化 し、前記不純物を含有する不揮発性残渣を残しながら、該熱分解廃油混合物を保 持し、３００℃〜４５５℃の範囲の温度に維持するための容器； 気化された揮発性成分を凝縮して再生油産物を調製するための凝縮器；並びに より多くの前記供給混合物を調製するために前記容器からの不揮発性残渣を新 しい廃油と混合し、前記加熱装置を通り該容器に連続的に該供給混合物を再循環 し、そして該容器から前記揮発性成分を前記凝縮器に運ぶためのポンプ装置及び 配管、 からなる重質炭化水素及び不純物を含有する廃油の処理装置。 １１．前記加熱装置が少なくとも１つの加熱管を含む、請求項１０記載の廃油の 処理装置。 １２．前記少なくとも１つの加熱管が直管である、請求項１１記載の廃油の処理 装置。 １３．前記少なくとも１つの加熱管が、垂直、斜方及び水平からなる群より選ば れた１つの向きで前記加熱装置内に配設されている、請求項１１記載の廃油の処 理装置。 １４．２つの前記容器を有し、該容器が交互に使用され得るように管と弁を備え た、請求項１０記載の廃油の処理装置。 １５．前記２つの容器が実質的に同一である、請求項１４記載の廃油の処理装置 。