JP4111648B2 - 触媒真空蒸留法 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、石油精製及び（又は）製造により生じた油状廃水エマルジョンを処理することに関し、特にこれらの廃棄物中の水及び炭化水素を、工業セメントプラント及び電力プラントで用いるための高エネルギー固体燃料を同時に生成させながら、安全且つ効果的に除去及び回収する環境に優しい方法（friendly method）を促進する触媒真空蒸留（Catalytic Vacuum Distillation）（ＣＶＤ）法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
石油工業により発生した或る危険な廃棄物及び廃水（ＫＯ４８、ＫＯ４９、ＫＯ５１、ＦＯ３７、及びＦＯ３８）は、固体、水及び油の乳化混合物であり、それらは処理、輸送及び廃棄するのが極めて困難である。これらの廃棄物は、それらの最初の状態では、かなりの脱水を行わないと燃料として直接用いることができず、それらの固体含有量が大きいため、慣用的液体タンカーで輸送することも簡単にはできない。これら廃棄物の脱水、輸送、及び廃棄に伴われるコストは、石油精製工業にとって非常に重荷になっている。現在、精製及び石油化学プラントは、これらの廃棄物及び廃水を処理するため、フィルタープレス、高速遠心分離機、及び熱的脱着を用いている。これら現在用いられている方法は、過大な処理コストと共に実質的な資本投資を必要とする。一層重要なことは、それらが、危険な廃棄物として分類され、かなりのコスト及び継続した責任を負って焼却及び（又は）埋立地へ捨てなければならない廃棄物質を生ずることである。これら廃棄物の脱水、輸送及び投棄に伴われる財政コスト及び将来の責任は、石油及び石油化学工業にとって非常に大きな負担になっている。
【０００３】
濾過のための装置及び方法は、米国特許第５，３６６，５２０号明細書に記載され、特許請求されている。前記特許の装置は、処理された混合物を処理及び輸送するために固定タンクを用いた転化タンカートラックである。そのタンクは米国特許第５，３６６，５２０号では固定されており、それらはタンカートラックから取り出すことはできず、そのタンカーが一層多くの材料を処理して輸送するためには、処理された材料をタンカーから取り出さなければならない。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、これら廃棄物及び廃水中の水及び炭化水素を、同時に高エネルギー固体燃料を生成させながら、安全且つ効果的に除去し、回収する環境に優しい方法を促進する触媒真空蒸留（ＣＶＤ）法にある。この新規な方法は、資本及び操作コストが非常に低く、精製又は石油化学プラントで再使用するため価値ある生成物を回収し、廃棄物の代わりに有望な固体燃料生成物を生ずる。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
石油精製及び（又は）製造により生じた油状廃水エマルジョンを触媒媒体と一緒にし、次にその混合物を加熱工程にかけることにより処理し、真空装置により炭化水素を回収すると同時に、高エネルギー乾燥固体燃料を生成する。
【０００６】
【発明の実施の形態】
図１及び２は、ＣＶＤ法のブロックで示した基本的工程図である。触媒媒体１２を与え、１３で保存する。触媒媒体は、粒状又は微粉末コンシステンシー（constency）まで粉砕することができる有機又は殆ど有機の固体にすることができる。その例にはケナフ（kenaf）、ジュート、石炭、石油コークス、タイヤ、自動車裁断残留物（ＡＳＲ）、のこぎり屑、樹皮、下水スラッジ、都市固体廃棄物の種々の成分、動物廃棄物、農業副産物、その他が含まれるが、それらに限定されるものではない。触媒媒体は、油状廃水との最大の相互作用表面積を与えるため、粒状又は微細粉末コンシステンシーまで粉砕又はひき潰す。これにより油状廃水に増大した表面積を与え、それにより混合物の熱交換表面積を最大にする。熱交換表面積の最大化により、下に記載する真空蒸留工程の効率を著しく増大し、廃棄混合物中に入っている水及び炭化水素の極めて効率的な除去及び回収を与える。更に、間接乾燥室１５中で大気圧に対し真空圧力を用いることにより高い効率を達成する。真空圧力ははるかに低い蒸留温度を与え、それにより乾燥機に必要な熱エネルギーを著しく減少する。その時、触媒媒体は、真空乾燥処理器を出る乾燥固体燃料の基本的基体になる。
【０００７】
油、水、及び固体の油状廃棄物乳化混合物は１４に保存し、然る後、混合室１１中の触媒媒体と一緒にする。油状廃棄物は現場で発生するか、又は油状廃棄物を生ずる施設から輸送され、処理する前に保存してもよい。油状混合物は、飽和が起き、遊離液体が存在しなくなるまで触媒媒体とよく混合する。油状廃棄物／触媒媒体混合物は真空乾燥処理器１５へ運び、その処理器は間接的に加熱されており、一本、二本、又はそれ以上の回転撹拌シャフトを持っていてもよい。油状廃棄物／触媒媒体混合物を真空圧力下で加熱しながら、廃棄物中の水及び炭化水素を蒸留し、真空乾燥処理器から真空装置２２を経て取り出す。
【０００８】
真空乾燥処理器１５を出る乾燥された固体は、全体的に囲まれた装置を通って貯蔵部１６へ運び、例えば、後でセメントプラント又は電力プラントへ出荷し、高エネルギー固体燃料として用いられる。
【０００９】
真空装置２２は、油状廃棄物混合物の蒸気及びガス相を塵フィルター１７を通して輸送し、塵及び微細粒状物質を除去し、それらは冷却器／凝縮器１８へ行くガス又は蒸気流中へ引き込んでもよい。冷却器／凝縮器１８では、廃棄物／触媒混合物から蒸留され、引き出された水及び炭化水素が凝縮する。
【００１０】
次に水及び炭化水素を第一アキュムレーター１９及び第一分離器２０中で分離し、それらは真空装置２２により真空圧力になっている。凝縮炭化水素を回収し、２１で保存し、後で精製又は石油化学プラント２３へ再循環し、更に処理して種々の生成物にする。
【００１１】
回収された水は第一分離器２０中で収集し、ポンプでプラントの廃水処理施設２４へ送り、そこでそれを処理し、再使用するか又は排出する。
【００１２】
真空装置２２から出たガスは、活性炭濾過装置２５へ送り、残留する揮発性有機化合物を除去する。別法として、その出たガスは、精製又は石油化学プラントへ戻し、燃料ガス回収２６のために用いる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明を例示する工程図である。
【図２】本発明を例示する工程図である。
【符号の説明】
１１ 混合室
１２ 触媒媒体処理
１３ 触媒媒体貯蔵
１４ 油状廃棄物エマルジョン
１５ 真空乾燥処理器（間接加熱）
１６ 固体燃料貯蔵
１７ 塵フィルター
１８ 冷却器／凝縮器
１９ 第一アキュムレーター
２０ 第一分離器
２１ 炭化水素貯蔵
２２ 真空装置
２３ 炭化水素生成物の精製又は石油化学プラントへの再循環
２４ 水の、精製又は石油化学廃水処理プラントへの再循環
２５ 炭素濾過
２６ 燃料ガス回収

Claims (13)

1. 石油精製及び製造により生じた危険な廃棄物から高エネルギー燃料を製造する方法において、
   触媒媒体を粉砕して粒状微粉末コンシステンシーを持つものにし、
   前記危険な廃棄物の油状廃棄物エマルジョンと、ケナフ、ジュート、石炭、石油コークス、タイヤ、自動車裁断残留物、のこぎり屑、樹皮、下水スラッジ、都市固体廃棄物の種々の成分、動物廃棄物、及び農業副産物の少なくとも一種類から選択される前記触媒媒体とを混合し、
   前記混合物を、加熱した室内で乾燥し、高エネルギー燃料を与え、これにより、前記危険な廃棄物を高エネルギー燃料として回収することにより、石油精製及び製造プラントから前記危険な廃棄物を除去し、
   加熱すると同時に、真空を適用して蒸留蒸気、ガス及び水蒸気を引き出し、
   ガス及び水蒸気を、塵フィルターに通過させて粒状物質を除去し、そして
   前記水とガスとを分離し、前記水と前記ガスとを再循環して、精製又は石油化学プラントで前記水と前記ガスを再使用する、
   諸工程からなり、
   しかも、前記高エネルギー燃料を、工業セメントプラントまたは電力プラントで用いる、高エネルギー燃料製造方法。
2. 加熱室へ熱を間接的に適用する、請求項１に記載の方法。
3. 触媒媒体が、少なくとも部分的に有機の材料である、請求項１に記載の方法。
4. ガス及び水蒸気を凝縮器に通過させて、それらガスから水と炭化水素を分離する工程を含む、請求項１に記載の方法。
5. 水及び炭化水素を第一アキュムレーター及び第一分離器に通し、水から炭化水素を分離する工程を含む、請求項１に記載の方法。
6. 石油精製及び製造により生じた油状廃水エマルジョンから高エネルギー燃料を製造する方法において、
   触媒媒体を粉砕して粒状微粉末コンシステンシーを持つものにし、
   油状廃水エマルジョンと、ケナフ、ジュート、石炭、石油コークス、タイヤ、自動車裁断残留物、のこぎり屑、樹皮、下水スラッジ、都市固体廃棄物の種々の成分、動物廃棄物、及び農業副産物の少なくとも一種類から選択される前記触媒媒体とを混合し、
   前記混合物を間接的に加熱した室内で乾燥し、高エネルギー燃料を与え、これにより、前記油状廃水エマルジョンを高エネルギー燃料として回収することにより、石油精製及び製造プラントから前記油状廃水エマルジョンを除去し、
   間接加熱と同時に、真空を適用して蒸留蒸気、ガス及び水蒸気を引き出し、
   前記蒸留蒸気、ガス及び水蒸気を濾過して塵及び粒状物質を除去し、
   ガス及び水蒸気を、塵フィルターに通過させて粒状物質を除去し、そして
   前記油、水及びガスを分離し、前記油、水及びガスを再循環して、精製又は石油化学プラントで前記油、水及びガスを再使用する、
   諸工程からなり、
   しかも、前記高エネルギー燃料を、工業セメントプラントまたは電力プラントで用いる、高エネルギー燃料製造方法。
7. 触媒媒体が、少なくとも部分的に有機の材料である、請求項６に記載の方法。
8. ガス及び水蒸気を凝縮器に通過し、それらガスから水及び炭化水素を分離する工程を含む、請求項６に記載の方法。
9. 水及び炭化水素を第一アキュムレーター及び第一分離器に通し、水から炭化水素を分離する工程を含む、請求項６に記載の方法。
10. 石油精製及び製造により生じた危険な廃棄物から高エネルギー燃料を製造するための装置において、
    触媒媒体を粉砕して粒状微粉末コンシステンシーを持つものにするための処理室、
    前記危険な廃棄物の油状廃水エマルジョンと触媒媒体とを混合するための混合室、
    加熱した室内で前記油状廃水及び触媒媒体混合物から油及び水を除去して高エネルギー燃料を与え、これにより、前記危険な廃棄物を高エネルギー燃料として回収することにより、石油精製及び製造プラントから前記危険な廃棄物を除去するための乾燥室、
    前記乾燥室から蒸留蒸気、ガス及び水蒸気を除去するための真空装置、及び
    ガス及び水蒸気から塵及び粒状物質を除去するための塵フィルター、
    を具え、
    しかも、除去した前記蒸留蒸気、前記ガス及び前記水蒸気を再循環して、精製又は石油化学プラントで再使用し、そして、前記高エネルギー燃料を、工業セメントプラントまたは電力プラントで用いる、高エネルギー燃料製造装置。
11. ガスから水及び炭化水素を分離するための凝縮器を有する、請求項１０に記載の装置。
12. 水及び炭化水素を通し、水から炭化水素を分離するための第一アキュムレーター及び第一分離器を含む、請求項１０に記載の装置。
13. ガスからの炭素濾過を含む、請求項１０に記載の装置。

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