(57)【要約】本明細書中に説明する苛性廃液の処理方法では、使用済み苛性精製所廃液が水中燃焼ガス蒸発器に供給され、この水中燃焼ガス蒸発器において、二酸化炭素を含む高温燃焼ガスが苛性廃液中に注入されることによって、この廃液が濃縮されると共に、水酸化物成分が炭酸塩に変換される。この苛性廃液が石油精製所からのものである場合、廃液中の油は、濃縮前、濃縮中、又は濃縮後に、水性成分から分離される。
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
使用済み苛性廃液を水中燃焼ガス蒸発器に供給することと、
前記使用済み苛性廃液中の水及び揮発性成分を蒸発させて前記使用済み苛性廃液の成分を濃縮できる程度の温度及び量で、燃焼ガスを前記水中燃焼ガス蒸発器に供給することと、
を含む、使用済み苛性廃液を処理する方法。
【請求項２】
前記使用済み苛性廃液から除去された蒸発成分を熱酸化することによって、大気中に放出されるガス成分から臭気材料及びその他の揮発性材料を取り除くことを含む、請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記使用済み苛性廃液が水性の苛性液及び油を含み、不混和液分離器において水性成分から油の少なくとも一部を分離することを含む、請求項１に記載の方法。
【請求項４】
前記不混和液分離器が、重力沈降タンク、傾斜平板分離器、及び遠心分離器のうちの少なくとも１つから成る、請求項３に記載の方法。
【請求項５】
前記水中燃焼ガス蒸発器に供給される前記燃焼ガスが二酸化炭素を含み、該二酸化炭素を前記使用済み苛性廃液の苛性成分と反応させて、該苛性成分を炭酸塩に変換することにより、前記燃焼ガスからの前記二酸化炭素を封鎖することを含む、請求項１に記載の方法。
【請求項６】
前記水中燃焼ガス蒸発器に供給される前記使用済み苛性廃液中の苛性材料含有物が、約１重量％〜約５０重量％の範囲内である当量の水酸化ナトリウムを含む、請求項１に記載の方法。
【請求項７】
前記水中燃焼ガス蒸発器内の前記使用済み苛性廃液を、前記燃焼ガスが前記水中燃焼ガス蒸発器内に注入されるレベルよりも約５インチ〜約１００インチ上のレベルに維持することを含む、請求項１に記載の方法。
【請求項８】
前記水中燃焼ガス蒸発器内の作業圧力を、水柱が約−５０インチ〜約＋１００インチとなる範囲内に維持することを含む、請求項１に記載の方法。
【請求項９】
水柱が約５インチ〜約２００インチの範囲となる圧力下で燃料と空気との混合物をバーナーへ供給することによって、前記燃焼ガスを生成することを含む、請求項１に記載の方法。
【請求項１０】
別の燃焼処理から得られる煙道ガスを、水柱が約−６０インチ〜約＋１００インチの範囲となる圧力下で前記水中燃焼ガス蒸発器へ供給することを含む、請求項１に記載の方法。
【請求項１１】
前記水中燃焼ガス蒸発器内の作業温度を、華氏約１００度〜約２５０度の範囲内に維持することを含む、請求項１に記載の方法。
【請求項１２】
前記使用済み苛性廃液が油を含み、前記使用済み苛性廃液から該油の少なくとも一部を除去してから、前記使用済み苛性廃液を前記水中燃焼ガス蒸発器に供給することを含む、請求項１に記載の方法。
【請求項１３】
硫化物系の使用済み苛性廃液を前記水中燃焼ガス蒸発器に供給することを含む、請求項１に記載の方法。
【請求項１４】
クレゾール系の使用済み苛性廃液を前記水中燃焼ガス蒸発器に供給することを含む、請求項１に記載の方法。
【請求項１５】
ナフテン系の使用済み苛性廃液を前記水中燃焼ガス蒸発器に供給することを含む、請求項１に記載の方法。
【請求項１６】
硫化物系、クレゾール系、及びナフテン系の使用済み苛性廃液のあらゆる組み合わせを前記水中燃焼ガス蒸発器に供給することを含む、請求項１に記載の方法。
【請求項１７】
前記使用済み苛性廃液の成分を水酸化物から炭酸塩へ変換することにより、前記燃焼ガスからの二酸化炭素の少なくとも一部を封鎖することを含む、請求項１に記載の方法。
【請求項１８】
空気ストリッパにおいて前記使用済み苛性廃液から揮発性化合物の少なくとも一部を除去してから、前記使用済み苛性廃液を前記水中燃焼ガス蒸発器に供給すると共に、前記揮発性化合物を含む前記空気ストリッパからの空気を、前記燃焼ガスを生成するのに用いられるバーナーに供給することを含む、請求項１に記載の方法。
【請求項１９】
水酸化ナトリウム当量が約１％〜約５０％である苛性溶液を水中燃焼ガス蒸発器に供給することと、二酸化炭素を含む燃焼ガスを前記水中燃焼ガス蒸発器に供給することとを含み、前記二酸化炭素が廃液と反応して、該廃液の水酸化物成分が炭酸塩に変換されることにより、前記燃焼ガスからの前記二酸化炭素が封鎖される、苛性材料を処理する方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
関連出願
本出願は、２００２年９月４日に出願された米国特許出願第１０／２３４，５５９号（これは、参照により本明細書に組み込まれる）に対する優先権を主張する。
【０００２】
本発明は、例えば、石油精製所、アルミニウム製造工場、食品加工工場などからの廃液のような、使用済み苛性廃液を処理する方法に関する。
【背景技術】
【０００３】
石油精製処理のような多くの産業工程では、稀釈された使用済み苛性廃液が生じる。このような精製所からの一般的な稀釈された使用済み苛性廃液は、約５％〜１２％の水酸化ナトリウム（ｗ／ｗ）を含み得ると共に、メルカプタン、硫化油、ナフテン酸、クレジル酸、及び誘導体のような、変動するが有意の量の有機化合物を含み得る。この混合物には、より少ない量のその他の無機化合物及び有機化合物も含まれる。さらに、石油精製所廃液は、およそ５容量％〜２０容量％の油を、水性の苛性溶液と共に含み得る。従来、このような廃液は、本質的に無用な廃流と考えられてきたが、環境汚染を回避するためには廃棄前に大変な処理を必要としてきた。
【０００４】
ヘルーア(Helleur)の米国特許第４，０７９，５８５号には、廃流と、スクラバー塔における燃焼により生成される高温ガスとを、均質及び乱流接触させることによって、成分を蒸発させて濃縮することにより、産業及び一般廃流から成分を除去して回収する方法及び装置が説明されており、水中燃焼法をこの処理に有利に用い得る、ということが述べられている。この特許によれば、石灰や苛性アルカリのようなアルカリを添加し、二酸化硫黄や硫化水素などのような酸性の揮発性汚染物質を溶液中に保持して、このような汚染物質を液状で廃棄できるようにすることにより、望ましくない揮発性汚染物質を蒸発させることなく除去することができる。このヘルーアの特許では、この処理は、石油産業のような産業からの使用済み材料に適用できるものとして説明されており、選択された可燃揮発物を蒸発させないようにするためには、燃焼ガスを廃液と接触させる前に冷却することによって、この燃焼ガスの温度を揮発物の引火点よりも低い温度に維持すべきである、ということが述べられている。
【０００５】
ヤング(Young)らの米国特許第４，１６，０２８号には、産業廃流の成分を濃縮する方法における第１段階として、水中燃焼蒸発器が開示されている。
【０００６】
オオカワ(Ohkawa)らの米国特許第３，９６６，５９４号には、水溶性の有機物質を含む廃水の様々な処理法が説明されており、水中燃焼法は、濃縮及び燃焼の点から産業的に不十分であると述べられている。その代わりに、この特許では、有機成分を含む不水溶性有機溶剤溶液を用いて廃水を処理する方法が説明されている。
【０００７】
アンダーソン(Anderson)の米国特許第４，１８８，２９１号によれば、産業廃水は、水中燃焼蒸発器によって処理され、廃水に供給された燃焼ガス中の二酸化炭素は、炭酸カルシウムを生成するために添加された水酸化カルシウムによって封鎖され、廃流から分離される。
【０００８】
デロウック(DeRoeck)らの米国特許第５，２４４，５７６号に説明されている使用済み苛性液の処理方法では、二酸化炭素と硫化水素とを含む精油所ガスが水酸化ナトリウム溶液に投入されることによって、二酸化炭素が炭酸ナトリウムに変換される。
【０００９】
コナリー(Connally)の米国特許第３，９８５，６０９号では、濃縮対象廃液を水中燃焼蒸発器に供給することによって、この廃液中の成分が濃縮される。
【００１０】
エコールズ(Echols)の米国特許第５，９３４，２０７号には、埋立地ガスが供給されるバーナーからの炎を、浸出物を収容するタンクに浸漬された煙管ヒータ内部へ向けることによって、浸出物が蒸発され、これにより、埋立地ガスを廃棄すると同時に、浸出物中の液体成分を加熱して蒸発させることができる、ということが説明されている。
【００１１】
デューセル(Duesel)の米国特許第５，３４２，４８２号には、浸出物蒸発処理における水中燃焼ガス蒸発器用の燃料源として、埋立地ガスを使用することが開示されている。
【特許文献１】米国特許第４，０７９，５８５号明細書
【特許文献２】米国特許第４，１６，０２８号明細書
【特許文献３】米国特許第３，９６６，５９４号明細書
【特許文献４】米国特許第４，１８８，２９１号明細書
【特許文献５】米国特許第５，２４４，５７６号明細書
【特許文献６】米国特許第３，９８５，６０９号明細書
【特許文献７】米国特許第５，９３４，２０７号明細書
【特許文献８】米国特許第５，３４２，４８２号明細書
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１２】
従って、本発明の１つの目的は、従来技術の欠点を克服する、使用済み苛性精製所廃液の処理方法を提供することである。
【００１３】
本発明の別の目的は、精製所からの苛性廃液を処理することによって、苛性成分を有用な商品に変換する方法を提供することである。
【００１４】
本発明のさらなる目的は、石油精製所廃液を処理することによって、変換された苛性製品だけでなく再使用可能な石油製品をもたらす方法を提供することである。
【００１５】
本発明のさらなる目的は、苛性廃液に供給される燃焼ガス中の二酸化炭素を利用してこの苛性廃液を処理することによって、苛性成分を炭酸塩に変換する方法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１６】
本発明のこれらの及びその他の目的は、苛性廃液を水中燃焼ガス蒸発器に供給し、この廃液の所望の液体成分を保持する一方で望ましくない蒸気及びガスを除去するように選択された温度及び量で、この蒸発器に燃焼ガスを供給して、この廃液の所望の成分を残りの成分から分離することによって、達成される。本発明の特定の実施形態では、苛性廃液は、石油精製所廃液であり、この廃液に供給される燃焼ガス中の二酸化炭素は、廃液中の苛性成分を炭酸ナトリウムのような炭酸塩に変換する。さらに、油は、蒸発前、蒸発中、又は蒸発後に、その他の廃液成分から分離されて、再使用されるか又はさらに精製される。
【００１７】
本発明の別の態様によれば、燃焼ガスを水中燃焼ガス蒸発器に供給するのに用いられる燃料の少なくとも一部は、埋立地ガスであり、この燃焼ガスの二酸化炭素含有物を用いることによって、廃液の苛性成分が炭酸塩に変換され、これにより、二酸化炭素が大気中に放散されるのを防ぐことができる。
【００１８】
本発明の代表的な実施形態では、水中燃焼ガス蒸発器に供給される使用済み廃液が、約５重量％〜１２重量％当量の水酸化ナトリウムと約５容量％〜２０容量％の油とを含み、必要に応じて、この使用済み廃液の水性含有物を蒸発により減少させることによって、所望の炭酸塩濃度がもたらされる。この濃縮液は、約２０％〜３０％の炭酸ナトリウムを含み得ると共に、油成分は、重力分離器による濃縮後に分離されて再使用される。
【００１９】
本発明のさらなる目的及び利点は、添付の図面と関連させた以下の説明を読むことにより、明らかになるであろう。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２０】
図１に概略的に示されている本発明の方法を実施するための代表的な装置では、図２と関連させてより詳細に説明される水中燃焼ガス蒸発器１０は、埋立地若しくはその他のバイオガス源１１から、或いは、天然ガス、プロパンガス、ブタンガスなどを供給するか又は廃油などのような液体燃料を供給する他の燃料源１２から、或いは、これら両方の源から、可燃性ガスを受容する。この蒸発器１０は、バッチ式、バッチ−連続式、又は連続式で作動されてもよく、源１１及び１２からの燃料ガスは、蒸発器の要求に応じて、使用する際に収集されて収容されてもよいし、連続的に供給されてもよい。一実施形態では、このシステムは埋立地に近接して設けられ、この埋立地から埋立地ガスを都合良く入手することができる。しかしながら、必要に応じて、埋立地ガスは、離れた場所にある１つ以上の埋立地から、精製所又はその他の製造工場のような苛性廃液源に近接した処理ステーションに、送給若しくは搬送されてもよい。
【００２１】
図１に示されている実施形態では、石油精製所、アルミニウム製造工場、又は食品加工工場からの使用済み苛性廃液のような、源１４からの苛性液は、管路１５を介して、高温の排ガスによって予熱する熱交換ユニット１６に送られ、次に、管路１７を介して、水中燃焼ガス蒸発器１０への入口に送給される。使用済み廃液中の苛性物質は、水酸化ナトリウム又はその他のあらゆるアルカリ性材料であり得ると共に、使用済み廃液は、石油精製所、アルミニウム製造工場、食品加工工場からか、又は、スクラビングのような様々な産業工程から生じ得る。源１４からの使用済み廃液中における苛性材料の水酸化ナトリウム当量は、約１％〜約５０％であるのが好ましく、約１％〜１５％であるのが望ましく、約２％〜１２％であるのが最も望ましい。使用済み廃液が、石油精製所からのものであって、かなりの割合の油を含む場合、この使用済み廃液は、前置きの油水分離器（図示せず）を通過することによって、油の少なくとも一部を除去してから、蒸発器１０へ配送されてもよい。
【００２２】
蒸発器１０で、使用済み廃液から蒸発可能な成分が蒸発されると、濃縮液は、出口１８を介して除去され、ポンプ１９によって油分離器２０を介して送られ、これにより、この分離器から出口３１へ流れる濃縮液の水性成分から油が除去される。必要に応じて、この水性成分の一部又は全部は、油を分離した後、さらなる処理を行うため、管路２１を介して蒸発器１０へ戻るように再循環させてもよい。分離された油は、販売、さらなる処理、又は再利用のため、分離器から管路２２を介して除去される。この油分離器２０は、重力沈降タンク、傾斜平板分離器、又は遠心分離器のような、あらゆる従来の不混和液分離器であってよい。
【００２３】
送風機２３によって進行され管路２４を介して供給される燃焼用空気は、出口１８からの濃縮液が通過する熱交換ユニット２５を通って循環することにより予熱され、この予熱された燃焼用空気は、管路２６を介して蒸発器１０に供給される。このユニット２５における熱交換は、バーナーの効率を高めるために用いられてもよい。必要に応じて、送風機２３から送られる燃焼用空気のうちのいくらかは、管路１７における管内空気ストリッパ（図示せず）に転送してもよく、これにより、蒸発器に供給されている使用済み廃液から揮発性化合物が除去されると共に、これらの揮発性化合物が燃焼用空気と共に蒸発器１０内のバーナーに供給される。排ガスは、蒸発器１０から管路２７を介して引き出され、同伴液体成分が除去されるデミスタ２８を通過した後、密閉形フレアのような排気清浄ユニット２９を通過する。この清浄ユニット２９では、揮発性の有機化合物及びその他の排ガス成分が、熱酸化されるかその他の方法で処理されることによって無臭且つ無害とされ、その後、熱交換ユニット１６を通過する管路３０を介して大気中に放出される。
【００２４】
本発明の方法で使用する水中燃焼ガス蒸発器の好適な形態の構造が、図２に示されている。この図２に示されているように、蒸発器１０は、排出弁４２に至る下方収束円錐底部４１を含むハウジング４０を有し、濃縮された水性の苛性液及び油は、もしあれば、この排出弁４２を介して排出管１８へ流れる。ハウジング４０内において、液体及び同伴固体は、もしあれば、沈降させて、ハウジングの円錐形部分４１によって排出弁４２の方へ導くことができる。ハウジング４０の頂部では、カバー４７がハウジング壁に対してシーリング・ガスケット４８でシーリングされており、バーナー４９がこのカバーに取り付けられている。
【００２５】
バーナー４９からの燃焼ガスは、炎及び燃焼ガス下降管５１を介して、一連の混合分散管５３を有する分散器５２へ、下方に導かれる。分散管はオリフィス５４を有し、これらのオリフィス５４を介して、高温の燃焼ガスが、ハウジング内に含まれた使用済み苛性廃液の溜まり５５に注入される。これにより、直接接触伝熱によって液体が蒸発ゾーン４５における溜まり５５から蒸発し、二酸化炭素が使用済み廃液に供給されて分散されることによって、炭酸塩への変換が生じると共に、蒸発可能な成分が蒸発する。蒸発器内の作業圧力は、水柱が約−５０インチ〜＋１００インチとなる範囲内であるのが好ましい。
【００２６】
ハウジング内における苛性廃液溜まりの上面５６は、源１４から管路１７を介して蒸発器内へ収容される使用済み廃液の供給を制御することにより、所望のレベルに維持される。この上面５６のレベルは、分散器５２のレベルよりも約５インチ〜約１００インチ上となる範囲であるのが好ましく、使用済み廃液溜まり５５の温度は、華氏約１００度〜約２５０度の範囲であるのが好ましい。蒸発器が連続式で作動されている場合には、面５６が蒸発器内の指示されたレベルに維持されるように、使用済み廃液は適切な速度で連続的に蒸発器に供給される。
【００２７】
一方、蒸発器がバッチ式で作動されている場合には、廃液中における所望の成分の濃度が選択された値に到達するまで、面５６が指示されたレベルに維持されるように、処理される廃液は適切な速度で連続的に供給される。その後、供給が停止されると共に、蒸発器が動作を停止されて空にされるか、或いは、ガス分散器５２の最も高い部分よりも上のより低いレベル（図示せず）に蒸発器内における廃液の面が下がるまで動作が続けられてもよい。後者の場合には、廃液の面が上記レベルまで下がったときに、蒸発器が動作を停止され、濃縮廃液が排出される。その後、蒸発器は、再度動作を開始することができる。
【００２８】
好適な実施形態では、分散器５２における燃焼ガスの入口温度は、華氏約６００度〜１８００度の範囲である。燃焼ガスの温度及び量は、使用済み廃液中における水及び揮発性成分を蒸発させることによって、油及び／又は変換苛性物質のような所望の成分を所望の速度で濃縮できる程度である。
【００２９】
バッチ−連続式で作動されている場合には、液体レベルを低下させることなく、或いは、蒸発器を停止させることなく、排出弁４２から周期的に濃縮廃液が除去されることを除けば、動作は連続式と同様に進行する。図１に示されているように、燃料は、管路１３を介してバーナー４９へ供給され、燃焼用空気は、好ましくは水柱が約５インチ〜約２００インチの範囲となるような十分な圧力下で、管路２６を介してバーナーへ供給される。これにより、効率良く燃焼が行われると共に、燃焼ガスが分散器５２を通って流れ、排ガスが排出管２７を通って運ばれる。
【００３０】
燃料供給が適切な圧力下で行われることを条件として、この処理を実施するのに必要とされるものは、プロセス・ポンプを除けば、１つの移動部材、即ち、圧力下で燃焼用空気を供給する送風機２３のみである、ということに注目されたい。従って、本発明による使用済み苛性廃液の処理方法は、従来技術による使用済み苛性廃液の処理システムで示された問題を招く複雑な移動部を必要とせずに、廃液から臭気成分を除去するだけでなく、商業的に有用な水性濃縮物を生成すると共に、シンプル且つ効果的な方法で有用な油成分を分離する。
【００３１】
さらに、図１に開示されている装置では、使用済み苛性廃液は、熱交換ユニット１６及び２５を通過するが、従来技術で熱交換蒸発器の使用により生じた問題は、これらの熱交換ユニットでは生じない。というのは、これらの熱交換ユニットでは蒸発が行われないため、熱交換面が汚れないからである。本発明による使用済み苛性廃液の処理システムのよりシンプルな形態では、熱回収ユニット１６及び２５を省いてもよく、大気中への直接排出に関する環境基準を排気が満たす場合には、さらに排気処理ユニット２８及び２９を省いてもよい。
【００３２】
図３は、蒸発器とは離間して位置する、高温ガス生成器１３’（例えば、内燃機関）のような高温ガス源が、管路１３を介して、変更した水中高温ガス蒸発器１０’内の高温ガス分散デバイス５２へ、高温ガスを供給することと、給気管２６が、蒸発器１０’にではなくて、高温ガス生成器１３’に接続されていること以外は、上述したような図１の実施形態と同一である、別の実施形態を示している。この場合、高温ガス生成器からの高温ガスは、水柱が約−６０インチ〜約＋１２０インチの範囲となる圧力で、蒸発器に供給される。その他全ての点において、図３の苛性液処理システムは図１に示されているものと同じであり、蒸発器１０’は図２に示されている蒸発器１０と同じである。
【００３３】
本発明によれば、表面が残留廃液によって汚れる可能性があるため周期的なクリーニング又は交換を必要とする、従来の使用済み苛性廃液の処理システムにおいて使用されるタイプの熱交換蒸発器を必要とせずに、石油精製所などからの使用済み苛性廃液を効率的且つ効果的に濃縮することができる。本発明により処理することのできる、一般的な使用済み石油精製所苛性廃液としては、硫化物系廃液、クレゾール系廃液、及びナフテン系廃液が挙げられる。
【００３４】
メリケム・ケミカルズ・アンド・リファイナリ・サービスィズ社(Merichem Chemicals and Refinery Services LLC.)による「メリコン（商標）技法を用いる苛性廃液処理システム(Effluent Caustic Treating Systems Using MERICONSM Technologies)」というタイトルの論文に記載されているように、硫化物系の苛性廃液は、燃料ガス処理過程、液化石油ガス（ＬＰＧ）処理過程、及びガソリン処理過程により生じる。一般的な硫化物系の苛性精製所廃流は、下の表１に示されている成分を有する。通常の汚染物質は、硫化ナトリウム及びメルカプチドナトリウムである。これらの化合物は、処理過程において化学的及び生物学的酸素要求量が高く、中和される際に臭気及び危険なガスを発生させる。
【００３５】
【表１】
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【００３６】
本発明により濃縮された硫化物系の苛性溶液は、紙パルプ処理における処理剤として、及び、鉱業において特定の金属鉱石を精製するための処理剤として、商業的に利用される。
【００３７】
芳香族酸性油を含むクレゾール系の苛性廃液は、分解ガソリン及び分解油を苛性処理することにより生じる。クレゾール系の苛性廃流は、フェノール、クレゾール、及び、一般的には水溶性のクレジレートとして存在するその他の有機酸を含み、これらは、中性ｐＨにおいて酸性油として苛性廃流から分離される。分解ガソリンを処理することによって生じるクレゾール系の苛性溶液は、通常、２つの源、即ち、１）強苛性物質を用いるメルカプタン抽出若しくは酸化システムと、２）弱苛性物質を用いるメルカプタン酸化システムとからもたらされる。下の表２は、一般的なクレゾール系の苛性廃液の特性を示す。
【００３８】
【表２】
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【００３９】
濃縮されたクレゾール系の苛性溶液は、化学中間物としての商業的価値を有する。
【００４０】
ナフテン系の苛性溶液は、ナフテン系天然スレートからの灯油及びディーゼル留分を苛性処理することにより生じる。下の表３は、灯油及びディーゼル・ストックから生じる一般的なナフテネート流の特性を示す。
【００４１】
【表３】
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【００４２】
濃縮されたナフテン系の苛性溶液は、ナフテネート金属塩の生産業者に販売するためにこの溶液を精製する処理業者に対して、潜在的な商業的価値を有する。
【００４３】
石油精製所は、一般的には、使用済み苛性廃液を含む未処理の産業廃液を輸送、処理、及び廃棄する費用を負担している。苛性液及び油が脱臭可能であり、水酸化ナトリウム当量を許容可能な値まで濃縮することができるのであれば、これらの苛性液及び油を再調達して処理において再使用することは、精製所にとって有用である。本発明によれば、使用済み石油精製所苛性廃液を、このような要件を効果的且つ効率的に満たすように処理することができる。
【００４４】
本発明の方法のパイロット・テストでは、供給材料に比べて、濃縮液の臭気レベルが著しく低下した。この濃縮液とは、デカンテーションのような重力分離によって容易に分離できる、油相と水相との二相混合物であった。デカンテーション後、水相分析によって、苛性廃液が著しく濃縮された、ということが示された。また、この水相分析によって、これから後に説明するように、燃焼ガス中の二酸化炭素が水酸化物と反応するため、使用済み苛性廃液中の水酸化ナトリウムが炭酸ナトリウムにほぼ１００％変換された、ということも示された。このテストにおいて、濃縮水相中の炭酸ナトリウムの濃度は、およそ３０％（ｗ／ｗ）であった。この点については、処理中に水中燃焼ガス蒸発器に燃焼ガスが直接的に分散されることによって、処理中にこの蒸発器内に存在する水中に炭酸が生成され、この炭酸が苛性成分即ち水酸化ナトリウムと反応することによって、以下に説明するように炭酸ナトリウムが生成される。
【００４５】
このパイロット・テストに用いた稀釈苛性供給材料は、「硫化物系」及び「クレゾール系」の使用済み苛性廃流として知られる、精製処理から生じる２種類の副生成物を、およそ１：１の割合で混合したものであった。これらの廃流のそれぞれ及びこのパイロット・テストで供給材料として用いられた材料に関する分析が、下の表４に示されている。
【００４６】
【表４】
2005537917.tif 000006
【００４７】
このパイロット・テストの目的は、石油精製処理において副生成物として生じる苛性材料の水酸化ナトリウム含有物を脱臭すると共に濃縮することであった。蒸発器に供給される燃焼ガスは二酸化炭素を含んでいるので、水酸化ナトリウムの一部が炭酸ナトリウムに変換されることは予測されることであった。苛性供給材料内に含まれている油の混合物が、処理にどのような影響を与えるか、又は処理によってどのような影響を受けるか、ということについては分からなかった。
【００４８】
このパイロット・テストの結果によって、水酸化ナトリウムのほぼ全部が炭酸ナトリウムに変換されることと、この水性炭酸ナトリウム相と不混和性である油相が生じることとが示された。デカンテーションによって、この２つの不混和性の相は容易に分離された。この実験で生じた相はそれぞれ、供給材料に比べて、臭気レベルが著しく低下したと判断され、これにより、処理中に稀釈苛性供給材料を脱臭するという目的は達成された、ということが証明された。
【００４９】
下の表５は、パイロット装置への供給材料として用いられた材料と、この材料に脱臭／蒸発処理を施した結果として生じた水相とにおける、選択された成分の比較を示している。このテストでは、供給材料の体積が、最初の使用済み苛性廃液の体積のおよそ３分の１まで減少した。
【００５０】
【表５】
2005537917.tif 000007
【００５１】
２つの連続したパイロット・テストの結果は似ていた。各テストにおいて、脱臭／蒸発処理後に回収された油は濃縮され、供給材料の全体積は処理された供給材料の全体積の１０％〜１５％であった。
【００５２】
蒸発処理中、水性の使用済み苛性液中に注入された燃焼ガスに含まれている二酸化炭素が水と反応して、以下の式のように炭酸が生成された。
【００５３】
ＣＯ2＋Ｈ2Ｏ＝Ｈ2ＣＯ3                              （１）
【００５４】
また、この炭酸が水酸化ナトリウムと反応して、以下の式のように炭酸ナトリウムと水とが生成された。
【００５５】
２ＮａＯＨ＋Ｈ2ＣＯ3＝Ｎａ2ＣＯ3＋２Ｈ2Ｏ           （２）
【００５６】
上の式より、苛性液中に注入された燃焼ガスに含まれている各モルの二酸化炭素は、２モルの水酸化ナトリウムを、１モルの炭酸ナトリウムと１モルの水とに変換する、ということが分かる。二酸化炭素の分子量は４４であり、水酸化ナトリウムの分子量は８０である一方、炭酸の分子量は６２であり、炭酸ナトリウムの分子量は１０６であり、水の分子量は１８である。これにより、１０，０００（ｌｂｓ．）の１０％水酸化ナトリウム溶液は、１，３２５（ｌｂｓ．）の炭酸ナトリウムと４５０（ｌｂｓ．）の水とを生成すると共に、５５０（ｌｂｓ．）即ち４，４８８立方フィートの二酸化炭素を消費する。その結果、１０％の水酸化ナトリウム（ｗ／ｗ）を含み、１ガロン当たりの重さが９．２３７（ｌｂｓ．）である、使用済み苛性供給材料の場合、１０，０００ガロンの供給材料が処理される毎に、１，４５１立方フィートの二酸化炭素が封鎖される。即ち、１日当たり平均３０，０００ガロンの使用済み苛性廃液が処理される場合、１年当たり２，７８１トンの二酸化炭素が封鎖され、大気中への放出が回避される。従って、この処理の商業的価値としては、直接の環境的及び経済的利益、即ち、使用済み苛性廃液を処理する潜在的収益、回収された生成物の潜在的販売、温室効果ガスの排出削減（封鎖される温室効果ガスの量に正比例して、商業的価値のある「カーボン・クレジット」が生成される可能性を伴う）が挙げられる。必要に応じて、使用済み苛性廃液以外の市販品である苛性液を蒸発器に供給して、二酸化炭素を封鎖してもよい。
【００５７】
この方法は、生成物を回収して又は回収せずに苛性廃液を処理するのに用いてもよいし、蒸発器に供給された燃焼ガスに含まれている二酸化炭素を封鎖するだけの目的で用いてもよい。
【００５８】
本明細書中では本発明を特定の実施形態に関して説明してきたが、当業者にはこれらの実施形態に対して多数の修正及び変更が容易に思い付くであろう。従って、そのような変更及び修正は全て、本発明の意図される範囲内に含まれる。
【図面の簡単な説明】
【００５９】
【図１】本発明による苛性廃液を処理する方法を実施するための装置の、代表的な実施形態を示す略ブロック図である。
【図２】本発明の処理を実施する際に用いる水中燃焼ガス蒸発器の、代表的な実施形態を示す略断面図である。
【図３】本発明による苛性廃液を処理するための装置の、さらなる代表的な実施形態を示す略ブロック図である。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【国際調査報告】
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