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技術 使用済み潤滑油において色を減少させる方法

出願人 バーテラスパフォーマンスケミカルズエルエルシー
発明者 アントヨ・エイチ・メイヤーホフ
出願日 2013年1月21日 (8年3ヶ月経過) 出願番号 2014-554761
公開日 2015年2月16日 (6年3ヶ月経過) 公開番号 2015-504965
状態 特許登録済
技術分野 潤滑剤
主要キーワード 実験的試行 船舶用機関 使用済み潤滑油 亜硫酸水素塩溶液 活性アルカリ金属 金属ホウ化水素 物理吸収 代替プロセス
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この項目の情報は公開日時点(2015年2月16日)のものです。
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課題・解決手段

使用済み潤滑油における色を減少させる方法。この方法は、(i)使用済み潤滑油;(ii)アルカリ金属ホウ化水素;および(iii)亜硫酸水素塩またはメタ重亜硫酸塩を混合するステップを含む。

概要

背景

色の減少は、使用済み潤滑油を再利用するのに適したようにするためにそれらを処理する際の重要なステップである。種々の方法がこれを達成するために記載されている。例えば、PL2004−364533は、水素化ホウ素ナトリウムを有する使用済エンジンおよびギアオイルの処理を記載している。

依然として、使用済み潤滑油における色を減少させるための改良された代替プロセスを開発することが望まれたままである。

概要

使用済み潤滑油における色を減少させる方法。この方法は、(i)使用済み潤滑油;(ii)アルカリ金属ホウ化水素;および(iii)亜硫酸水素塩またはメタ重亜硫酸塩を混合するステップを含む。なし

目的

効果

実績

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請求項1

使用済み潤滑油における色を減少させる方法であって、前記方法は、(i)使用済み潤滑油;(ii)アルカリ金属ホウ化水素;および(iii)亜硫酸水素塩またはメタ重亜硫酸塩を混合するステップを含む、方法。

請求項2

亜硫酸水素塩対ホウ化水素のモル比が1:1〜8:1である、請求項1に記載の方法。

請求項3

前記アルカリ金属ホウ化水素が、使用済み潤滑油の重量に基づいて、0.01wt%〜0.1wt%の量で加えられる、請求項2に記載の方法。

請求項4

前記アルカリ金属ホウ化水素が、水素化ホウ素ナトリウムである、請求項3に記載の方法。

請求項5

前記モル比が2:1〜6:1である、請求項4に記載の方法。

請求項6

水素化ホウ素ナトリウムが、使用済み潤滑油の重量に基づいて、0.02wt%〜0.08wt%の量で加えられる、請求項5に記載の方法。

技術分野

0001

本発明は使用済み潤滑油において色を減少させるための改良された方法に関する。

背景技術

0002

色の減少は、使用済み潤滑油を再利用するのに適したようにするためにそれらを処理する際の重要なステップである。種々の方法がこれを達成するために記載されている。例えば、PL2004−364533は、水素化ホウ素ナトリウムを有する使用済エンジンおよびギアオイルの処理を記載している。

0003

依然として、使用済み潤滑油における色を減少させるための改良された代替プロセスを開発することが望まれたままである。

課題を解決するための手段

0004

本発明は、使用済み潤滑油における色を減少させる方法に関する。その方法は、(i)使用済み潤滑油;(ii)アルカリ金属ホウ化水素;および(iii)亜硫酸水素塩またはメタ重亜硫酸塩を混合するステップを含む。

0005

他に示さない限り、全てのパーセント重量パーセント(wt%)として表し、全ての温度は℃である。「使用済み油」は、油により潤滑されるエンジンまたは可動部品を有する他の装置と接触している潤滑油である。典型的に、使用済み油は、油および/またはその添加物の部分的分解に起因してもはや使用に適していないとみなされる。

0006

亜ジチオン酸イオンは、以下の理論方程式
BH4−+8HSO3−+H+ → 4S2O4−2+B(OH)3+5H2O
に従って、亜硫酸水素イオンとホウ化水素イオンとの反応により生成され得るが、特に化学量論が、式により示される理論的な8:1の亜硫酸水素塩:ホウ化水素のモル比でない場合、複合混合物がホウ化水素および亜硫酸水素塩の相互作用から生じる。この反応の正確な機構は完全に特徴付けされておらず、「非化学量論(off−stoichiometry)」混合物は非常に複雑であるので、本発明は、亜ジチオン酸イオンによる還元に限定されず、反応混合物に存在する他の種もまた、還元剤として作用できるか、または他の機構により脱色するように作用できる。

0007

好ましくは、アルカリ金属ホウ化水素は、水素化ホウ素ナトリウム、水素化ホウ素カリウムまたは水素化ホウ素リチウム;好ましくは水素化ホウ素ナトリウムまたは水素化ホウ素カリウム;好ましくは水素化ホウ素ナトリウムである。ホウ化水素は、固体アルカリ金属ホウ化水素として、またはアルカリ金属ホウ化水素水溶液として加えられてもよい。好ましくは、ホウ化水素は、水素化ホウ素ナトリウムおよび水酸化ナトリウムを含有する水溶液の形態で加えられる。ホウ化水素を含有する好ましい溶液は、全て重量に基づいて、約1%〜約40%の活性アルカリ金属ホウ化水素および約10〜約45%のアルカリ金属水酸化物を含む。好ましくは、ホウ化水素溶液は、10%〜25%のアルカリ金属ホウ化水素および15%〜42%のアルカリ金属水酸化物、好ましくは15%〜25%のアルカリ金属ホウ化水素および17%〜25%のアルカリ金属水酸化物を含有する。好ましくは、アルカリ金属水酸化物は、水酸化ナトリウムまたは水酸化カリウム、好ましくは水酸化ナトリウムである。

0008

上記のように、ホウ化水素および亜硫酸水素塩の理論的反応は、ホウ化水素1モルにつき8モルの亜硫酸水素塩を必要とする。すなわち、亜硫酸水素塩対ホウ化水素のモル比は少なくとも8:1である。好ましくは、本発明は8:1以下の比を使用する。好ましくは、比は、7.5:1以下、好ましくは7:1以下、好ましくは6.8:1以下、好ましくは6:1以下であり;好ましくは、比は、少なくとも1:1、好ましくは少なくとも2:1、好ましくは少なくとも3:1、好ましくは少なくとも4:1である。8:1の理論値より低い任意の比の使用は、従来の化学量論的プロセスと比較して亜硫酸水素塩の減少した使用によりコスト節約となる。

0009

好ましくは、使用済み油の重量に基づいて、少なくとも0.05%の亜硫酸水素塩が使用済み油に加えられ、好ましくは少なくとも0.1%、好ましくは少なくとも0.15%、好ましくは少なくとも0.2%;好ましくは0.6%以下、好ましくは0.5%以下、好ましくは0.45%以下、好ましくは0.4%以下、好ましくは0.35%以下である。好ましくは、亜硫酸水素塩は水およびメタ重亜硫酸ナトリウム、Na2S2O5を混合することにより生成される。

0010

好ましくは、ホウ化水素溶液および亜硫酸水素塩溶液は、それらを使用済み油に加える直前に混合される。溶液はまた、使用済み油に別々に加えられてもよい。好ましくは、ホウ化水素および亜硫酸水素塩溶液は、4℃〜50℃、より好ましくは10℃〜35℃の範囲の温度で混合される。好ましくは、混合されたホウ化水素および亜硫酸水素塩溶液は、好ましくは混合の12時間以内、より好ましくは6時間以内、より好ましくは3時間以内、より好ましくは1時間以内、最も好ましくは混合の1/2時間以内で、使用済み油に後で添加するために容器内に保存される。好ましくは、混合溶液は、15分未満、より好ましくは10分未満、最も好ましくは5分未満で使用済み油に直接加えられる。好ましくは、使用済み油の重量に対してアルカリ金属ホウ化水素のパーセントとして測定して、使用済み油に加えられるホウ化水素の量は、少なくとも0.01%、好ましくは少なくとも0.02%、好ましくは少なくとも0.03%、好ましくは少なくとも0.04%である。好ましくは、使用済み油の重量に対してアルカリ金属ホウ化水素のパーセントとして測定して、使用済み油に加えられるホウ化水素の量は、0.1%以下、好ましくは0.09%以下、好ましくは0.08%以下、好ましくは0.07%以下である。好ましくは、20%の水素化ホウ素ナトリウム溶液が使用され、使用済み油のパーセントとして測定して、使用される溶液の重量は、少なくとも0.05%、好ましくは少なくとも0.1%、好ましくは少なくとも0.15%である。好ましくは、使用済み油のパーセントとして測定して、使用される溶液の重量は、0.5%以下、より好ましくは0.45%以下、最も好ましくは0.4%以下である。

0011

本発明の方法は、使用済み油のための他の精製処理、例えば、濾過、pH調整、物理吸収活性炭粘土シリカ)、フラッシュ蒸留と共に使用されてもよい。好ましくは、ホウ化水素および亜硫酸水素塩による油の処理後、5%〜30%、好ましくは15%〜25%の全質量が蒸留により除去されて、水および他の比較的揮発性化合物が除去される。

0012

200運転時間の船舶用機関からの使用済み油をこの試行のために使用した。油中に水は存在しなかった。

0013

化学物質
SBHプロセス
得られたSBH溶液を油試料に加える直前に、20%の水素化ホウ素ナトリウムおよび20%のNaOHを含有する水溶液を水で10倍に希釈した(10%の溶液および90%の加えた水)。

0014

SBS−SBHプロセス:
20%のNaHSO3(SBS)水溶液および上記のSBHプロセスについて記載したSBH溶液を新たに調製した。得られた溶液を油試料に加える直前に、対応する量のSBH溶液、水およびSBS溶液を混合した。
水−全水含有量は9%に維持した。

0015

脱色手順の実験的試行
試料1
第1のステップ
水を含む0.02%のSBH(油の重量に基づいて上記の0.1%のSBH溶液)を予熱した油(80℃)に加えた。
全質量の20%を真空蒸留(100mbar)により除去した。
沸騰範囲は90℃から180℃であった。
冷却前に赤外線カメラを用いて温度を測定した。

0016

第2のステップ
潤滑油画分の60%もまた、真空蒸留により除去した。沸騰範囲は180℃から260℃であった。この画分は処理済み油試料である。残留物として20%を底に残した。

0017

試料2
第1のステップ
水を含む0.02%のSBH(油の重量に基づいて上記の0.1%のSBH溶液)および水を含むSBS(SBS/SBHのモル比4)を予熱した油(80℃)に加えた。全質量の20%を真空蒸留により除去し、残りは処理済みの油の試料を含んだ。沸騰範囲は90℃から180℃であった(100mbar、104Pa)。冷却前に赤外線カメラを用いて温度を測定した。

0018

第2のステップ
試料1と同じである。

0019

実験的試行1の結果
ボトル1は試行1のために使用した使用済み潤滑油である。
ボトル2は0.02%のSBHを用いた試料1からの結果である。
ボトル2は0.02%のSBHおよびSBS(SBS/SBHのモル比=4)を用いた試料2からの結果である。

0020

脱色手順の実験的試行2
第2の試行のために、使用済み潤滑油を化学物質および水を含まないように最初に蒸留した。潤滑油画分の60%を真空蒸留により除去した。沸騰範囲は180℃から260℃であった。この油を次の試行のために使用した。
試料1:0.02%SBH
試料2:0.02%SBHとSBS、モル比4
試料3:0.04%SBH
試料4:0.04%SBHとSBS、モル比4
試料5:0.06%SBH
試料6:0.06%SBHとSBS、モル比4

0021

試料1〜6
水を含む化学物質を予熱した油(80℃)に加えた。全質量の9%を真空蒸留(100mbar、104Pa)により除去した。沸騰範囲は90℃から110℃であり、保持時間は30分であった。底部の生成物は最終的な精製潤滑油である(写真を参照のこと)。

0022

実験的試行2の結果
ボトル1は試行2のために使用した使用済み潤滑油である。
ボトル2は化学物質および水を含まない蒸留後の潤滑油であり、この油は試料1〜6のために使用する。
ボトル3は0.02%SBHを用いた試料1からの結果である。
ボトル4は0.02%SBHとSBS、モル比4を用いた試料2からの結果である。
ボトル5は0.04%SBHを用いた試料3からの結果である。
ボトル6は0.04%SBHとSBS、モル比4を用いた試料4からの結果である。
ボトル7は0.06%SBHを用いた試料5からの結果である。
ボトル8は0.06%SBHとSBS、モル比4を用いた試料6からの結果である。

0023

色の測定は、石油製品の色のためのASTMD1500法(ASTMカラースケール)に従って行った。機器HACH LANGEモデルLICO150製であった。

実施例

0024

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