JPS59191794A - オイル及びガスの回収方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は５００℃から７５０℃に直接加熱した回転層の
中で熱分解によりオイルサンド、オイルチョーク及びオ
イルシェール又はその一つからオイル及びガスを回収す
る方法に関するものである。

オイルサンド及びオイルシェールに含まれているオイル
の量は既知の鉱物油産出地の産量と匹敵し得ることが知
られている（Ｒ，Ｂ、テーラ、ケミカルエンジニアリン
グ誌、１９８１年９月７日号第６３頁）。従って、カナ
ダのオイルサンド即ち、アルバータ地方の約、ｉ８．ｏ
ｏｏ＝のオイルサンドに含まれているオイルは１２４０
億トン以上になる（０．Ｐ。

ストラウヅ、Ｅ、　Ｍ、ローン、オイルサンドとオイル
シェール化学、化学出版社、ヴアインハイムニューヨー
ク、１９７８年）。１０％以」二のオイルを含有する世
界中のオイルシェール資源からは２兆５千５百億トンの
結合油が採れるとさえ見積もられている。オイルサンド
とオイルシェールの産出地は世界中に散在する。主要な
産出地はアメリカ、カナダ、ブラジル、オーストラリア
、モロソコ、ヨルダン、中国で又西ドイツにも少量であ
るが産出する。パラフィンの回収のためのオイルシェー
ルの採掘は鉱物油よりも古い。しかしながら、巨大な資
源量にもかかわらず今日まで取り立てて言う程の利用は
なされていない。これまで知られている方法により合わ
せて年間数百万トンのオイルがオイルサンドとオイルシ
ェールから回収されているに過ぎない（Ｋ、グランド、
ケミカルエンジニアリング誌、１９８２年４月５日号第
２０頁Ｅ−２０１１）。

これは、オイルサンドとオイルシェールの経済的な又、
生態学的に許される利用については鉱物油の回収よりも
大きな諸問題があるという事実によるものである。これ
まで知られている方法ではこれらの諸問題の一つは、油
の含有率がわずか７％から１５％のオイルサンド又はオ
イルシェールから油を分離すること、さらにアスファル
トが８％から２５％の高い割合で含まれており、また硫
黄分が３％から７％含まれているということである。

シンクルート社の方法によれば油は過熱水蒸気又は熱水
を用いて回収できることが知られている（Ｒ，Ｗ、ラム
ラ、オイルシェールの処理技術、イーストブランスウイ
ク、ニューシャーシー、１９８２年版８３頁）。この方
法では、油分が大幅に除去された砂が残渣として残る。

しかじ又水と油のスラッジを含んでいてこれが非常に大
きな環境破壊になる。この様にして回収されたオイルサ
ンドの抽出油は非常に粘度が高くアスファルトと硫黄分
の割合も高いので事後処理なしでは直接使用に適さない
。従って、抽出油は直列に配置した水添分解プラントで
使用可能の製品に分離しなければならない。この処理方
法によると一方においてオイルの損失があり、他方では
残油が同時に使用された多量の抽出用水と共に、廃水処
理問題を引き起こす。従って、経済性に乏しく既にこれ
らのプラントのいくつかは閉鎖された。

また最近ではオイルシェールはルルギ・ルールガス法、
キビタ法、トスコＩＩ法、パラオ法その他のＲ４Ｕの方
法の様な小型プラントで使用されていることが知られて
いる（Ｖ、Ｄ、アルレッド、オイルシェール処理技術、
プロフェッショナル開発センター、イストブラウンスウ
イク、ニューシャーシー１９８２年版）。

またこれからのプロセスでは循環式回転層が使用されて
いることが知られている。ルルギ・ルールガス法では６
３０℃で循環する焼けた熱い砂でオイルシェールが熱分
解する。熱分解はミキサーの中でオイルシェール１、砂
４〜８の割合で混合して行われる。このように非常に多
量の熱い砂を運ばねばならない。固体の熱分解残渣を熱
媒体として循環させるプロセスにおいても同しことが当
てはまる（アメリカ特許４，１９９，４３２及び４，２
９３，４０１）。キャリヤー法ではオイルシェールは熱
ガスにより分解される。熱ガスはレトルトの中で部分酸
化と水蒸気の導入により生成される。（アメリカ特許３
，４９１，０１６にも類似）。この方法ではオイルの一
部は燃焼される。

上記に反し、トスコバ法では、オイルシェールへの熱の
伝達にはセラミックボールが使われ、このセラミックボ
ールは回転円筒炉の中で移動する。

セラミックボールは熱分解が行われた後で残渣から篩別
されべつ工程で再び加熱される。バラオリアクタ−は耐
火煉瓦で内張すされた竪型のシャフトから成り立ってい
る。脱油に必要なエネルギーは、空気を余分に供給し部
分酸化させることにより得られる。

しかしこれによって生成した分離オイルも又部分的に酸
化される。

分離に必要なエネルギーの供給は既知のプロセスでは多
量の砂を循環させる機械的装置、又は部分酸化のいずれ
かによって行われる。しかし原料中のオイルの割合はわ
ずか１０パーセントであるために、機械的なプロセスで
は非常に多くの量が動かされねばならない。特に部分酸
化ではオイルの質が非常に劣化する。−古木蒸気で行わ
れるプロセスでは生態学的に許容されない残渣が残る。

ハンブルク大学で行われた実験で噴流式加熱チューブに
より間接的に加熱された回転層はプラスチック廃棄物及
び古タイヤを芳香族系化合物、再利用可能なカーボンブ
ランク及び熱エネルギーの高いガスに熱分解するのに適
していることが分かった。（ドイツ特許２，６５８，３
７１　）従って、本発明の目的は従来の技術の欠点を克
服し、オイルサンド・オイルシェール又はオイルチョー
クの脱油により既に熱分解の工程において脱硫がかなり
進んだ従来の技術により得られるものより優れた品質の
石油化学物質を生成することができるプロセスを提供し
、問題なく廃棄できる奇麗な残渣を得ることである。

この目的は最初に示した形式のプロセスを用いる本発明
によって達成でき、熱分解回転層が加熱管により加熱さ
れることを特徴とする。

本発明のプロセスにより、オイルサンド・オイルシェー
ル又はオイルチョークを間接的に加熱した回転層の中で
従来の技術の知られている欠点なしで熱分解して特に優
れた品質を持った分解オイルと、エネルギー発生のため
の空気を使用する直結した熱交換器で処理できる奇麗な
砂又は頁岩に変えることができる分解残渣を得ることが
できる。

この処理方法で従来の技術に比べ下記の利点が得られる
； 一加熱域に機械的な作動部分がない； −砂や頁岩を多量に循環させる必要がない；−空気を排
除するので回転層の中で原料又は製品の部分酸化が行わ
れない； 一芳香族系化合物は主にオイルとして生成され水添又は
分解プラントで事後処理することなく直接後の処理がで
きる； 一残渣は奇麗な固形物だけで生態学的に許容される； 以外なことに、回転層はべたべたしていない、例え微細
な粒のオイルサンド又は粉砕したオイルシェールを使用
し液状製品を含まない分解ガスで層が流動化しても、さ
らに驚くべきことは無機質の固体を多量に動かす例えば
汚水スラッジの燃焼の場合のように回転層炉内では固形
化現象が必ず起こるが、ここでは粘結ブリッジは部分酸
化によって部分的に燃焼する。

本発明によるプロセスではそのような粘着現象は、検査
により実証されているように、還元伏態の中で黒鉛化し
ておたがいに粘着しない個々の砂の粒子又は頁岩の粒で
防ぐことができ、又一方黒鉛の潤滑効果により回転層リ
アクター内の腐食が起こらない。

本発明によるプロセスでは線図で見られる様にオイルサ
ンド、オイルシェールおよびオイルチョーク又はその１
つ（１）は噴流式加熱チューブ（２）により４００〜１
０００℃、できれば５００〜７５０℃に間接加熱された
回転層（３）にロックフィーダ、スクリューフィーダま
たはニューマチックフィーダ（４）により装入される。

計量作用を行なうオーバーフローパイプまたは何か他の
取り出し装置を通って、装入されたオイルサンド、オイ
ルシェールまたはオイルチョーク（１）の熱分解により
生成されただけの量の熱分解残渣が単位時間毎に回転層
リアクターから排出される。

意外にも排出された熱い熱分解残滓は熱交換器Ｉ（６）
の中で空気を供給すると自燃し回転層リアクター（５）
内の熱分解に必要なエネルギーの大部分を補うことがで
きる。この熱交換器Ｉ（６）は有利な様に回転層として
設計されている。しかしロータリーパイプまたは他の一
体型熱交換器もこの目的に適するものである。

回転層リアクター（５）を出た分解ガスは例えばサイク
ロン（７）の様な分離器で含まれている多量の固形物質
を取り除き従来の技術に従って冷却器（８）と洗浄器で
高価な石油化学物質であるオイル（９）とガス（１０）
に分解される。

燃えきった熱分解砕（１１）は、できれば使用済の回転
層と共にオーバーフローパイプを通って熱交換器■（６
）から出て熱交換器ＩＴ（１２）に入りそこで必要な燃
焼用空気（１３）または、互換性があるから、オイルを
含まない熱分解ガスに熱を与える。残渣はオイルとカー
ボンブランクの残留物を含まず心配なく廃棄できるし、
また、その他の目的にも使用できる。

熱分解炉（５）の中の回転層の加熱は熱交換器■（６）
の熱交換パイプを介して廃ガスを再加熱しそれを熱分解
リアクターのパイプに通すことにより行なわれる。熱分
解リアクター（５）の最初の加熱と追加のエネルギーを
得るためには噴流式パイプを別に取り付けるがこれは発
生した熱分解ガスで加熱する。

熱交換器ＴＩＥ（１４）においては、最終的に、流動化
に必要なガスは廃ガスにより予熱される。エネルギーバ
ランスを良くするために熱交換器を増やすこともできる
。

本発明による熱分解炉（５）、熱交換器Ｉ（６）その他
の装置の配置では最適のエネルギーの歩留りが得られ、
固形物が分解残渣の循環が行なわれない部分を流れるこ
とを最小に抑える。

意外なことに熱分解オイルは原料中の固形分の割合が大
きいにもかかわらず９０パ一セント以上は芳香族系化合
物に転換される。（表１）本発明のプロセスによるオイ
ルサンド、オイルシェールまたはオイルチョークの熱分
解に於いて７５パ一セント以上の割合の含有オイルが利
用可能な製品に転換される。（表１） 意外なことに原料中の固形分の割合が大きいにもかかわ
らず、主に含有オイルのパラフィン構造１ と、既知のプロセスと違って生成される熱分解オイルは
９０パ一セント以上が芳香族系化合物に転換される。（
表２）特にベンゼンとトルエンの割合が高い。しかし燃
料や化学工業用の石油化学物質として最も求められるも
のはＢＴＸ芳香族系化合物である。

しかし本発明のプロセスにより発生するガスもまた驚く
べき特性を有している。（表３）エチレンの含有割合が
多く（２２重量パーセントもあり）、熱カロリーが３０
．０ＯＯＫＪ／　ｒｒｒ以上にもなり天然ガスと匹敵す
る程高い。

このように熱分解生成品の高い品質に関しては本発明に
よるプロセスはこれまで知られているプロセスよりも優
れているのである。

本発明によるプロセスの利点は、すべての種類のオイル
サンドおよびオイルシェールに含まれる硫黄分が回転層
内で基礎原料と反応して無機塩に変わるこきにより一層
高められる。

これらの基礎物質はしばしば既に原料に充分台まれてお
り、これは特にオイルチョークにあては２ まる。基礎物質が無い場合は原料に必要なだけチョーク
やドロマイトが添加される。

この場合熱分解製品はほとんど硫化水素を含まない。

熱分解製品が高品質であるから本発明のプロセスに従い
既存のプロセスで生成されたオイルサンドまたはオイル
シェールの濃縮原料を使用することも合理的かも知れな
い。

表　　１ ７４０℃においてオイルサンドおよびオイルシェールの
熱分解により得られた製品の重量パーセント表２ ７４０℃においてオイルサンドの熱分解により得られた
液状製品の組成 表３ ７４０℃においてオイルサンドとオイルシェールの熱分
解により得られたガスの組成

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の１実施例を示す概略フローシートであ
る。 Ｉ・・・・・・オイルサンド、オイルシェール及びオイ
ルチョーク又はその１つ ２・・・・・・噴流式加熱チューブ ３・・・・・・回転層 ５・・・・・・回転層リアクター 特許比１１　人　　カール・ロベルト・ニッケルマン・
手続補正書（ハ） １．事件の表示 昭和５９年特許願第００９３９５号 ２、発明の名称 オイル及びガスの回収方法 ３、補正をする者 事件との関係　特許出願人 住所　ドイツ連邦共和国、２１ｏ３　　ハンブルク住所
　大阪市北区天神橋二丁目３番ｌｏ号委任状及び図面 ５６４−

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、　オイルサンド、オイルチョーク及びオイルチョー
   ク又はその−っを、４００”Ｃがら１０００”ｃ程度、
   できれば５００℃から７５０”ｃ程度に間接的に加熱し
   た熱分解回転層において熱分解することにより、オイル
   及びガスを回収する方法であって、熱分解層の加熱が加
   熱チューブによって行なわれることを特徴とするオイル
   及びガスの回収方法。 ２、　加熱はガス、好ましくはオイル分を含まない予熱
   した熱分解ガスによって加熱される加熱チューブを用い
   るものである特許請求の範囲第１項記載のオイル及びガ
   スの回収方法。 ３、　熱媒体として廃ガスにより加熱する加熱チューブ
   を使用し、熱媒体の廃ガス熱交換器、できればその中で
   熱分解残渣が燃えつきてしまう２番目の回転層により加
   熱するものである特許請求の範囲第１項又は第２項記載
   のオイル及びガスの回収方法。 ４、熱分解残渣は熱い内に排出装置、できればオーバー
   フローパイプにより熱分解リアクターから排出され熱交
   換器に送られるものである特許請求の範囲第３項記載の
   オイル及びガスの回収方法。 ５、熱交換器から排出される燃えつきた分解残渣が操作
   ガス、できれば空気を他の一体型熱交換器で予熱するも
   のである特許請求の範囲第３項又は第４項記載のオイル
   及びガスの回収方法。 ６、熱分解回転層の流動化に不活性ガス、できれば２０
   ０℃から５００℃に予熱したオイルを含まない熱分解ガ
   スを使用するものである特許請求の範囲第１項、第２項
   、第３項、第４項又は第５項記載のオイル及びガスの回
   収方法。