JP6099676B2 - 石油原料の脱硫プロセス - Google Patents
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Description
本発明は、契約番号DE−FE0000408の米国エネルギー省基金に基づき政府の援助によってなされたものである。政府は本発明に対し一定の権利を有する。
Na++e−→Na
アノードにおいて:
Na2Sx→Na++e−+1/2Na2S(2x)
Na2Sx→Na++e−+1/2Na2Sx+x/16S8
xは0から約8の範囲であるが、8を超えてもよい。
Na2Sx→Na++e”+1/2Na2Sx+x/16S8
xは0〜8で、更に大きくてもよい。
Claims (26)
- 石油原料を所定量のアルカリ金属と反応させて固体物質と液体物質とを製造する工程と、液体物質から固体物質を分離する工程と、固体物質を熱処理する工程と、極性溶媒から成る溶液に固体物質を添加し、固体物質中に存在する少なくとも硫化物、硫化水素またはポリ硫化物アニオンを極性溶媒から成る溶液に溶解させる工程と、極性溶媒から成る溶液を電解セルに添加し、作動中に電解セルがアルカリ金属、ポリ硫化物および硫黄を製造する工程とから成る石油原料の改質方法であって、固体物質を熱処理する工程において、固体物質の熱処理が400℃を超える温度に固体物質を加熱する工程から成り、固体物質の熱処理が低酸素含有および低水含有雰囲気下で行われ、低酸素含有および低水含有雰囲気下が、窒素、ヘリウム、ネオン、アルゴン、クリプトン、キセノン、ラドン、メタン又は他の炭化水素、あるいはこれらの混合物の1つ以上から成る雰囲気であり、固体物質の熱処理により固体物質の重量を減少させ、固体物質の炭化水素中の水素に対する炭素の比率を増加させることを特徴とする石油原料の改質方法。
- 極性溶媒から成る溶液の沸点が130℃を超え、比重が2g/cc未満である請求項1に記載の方法。
- 極性溶媒が、ホルムアミド、メチルホルムアミド、ジメチルホルムアミド、アセトアミド、メチルアセトアミド、ジメチルアセトアミド、エチレングリコール、プロピレングリコール、1,2−エタンジオール、1,2−プロパンジオール、プロピレンカーボネート、エチレンカーボネート、ジエチルカーボネート、N−メチルピロリドン、テトラエチレングリコールジメチルエーテル(テトラグリム)、アセトニトリル、ジメチルスルホキシド、液体アンモニア、メチルアミンメチルホルムアミド、1,3−ジメチル−3,4,5,6−テトラヒドロ−2(1H)−ピリミジノン(DMPU)及びこれらの組合せから成る群より選択される1つ以上である請求項1に記載の方法。
- 作動中に、電解セルがアルカリ金属の融点よりも低い温度に加熱される請求項1に記載の方法。
- 電解セルが、カソード、陰極液から成る陰極液室、アノード、陽極液から成る陽極液室およびアルカリイオン伝導性膜から成り;アルカリイオン伝導性膜は、硫化物、硫化水素またはポリ硫化物アニオン、陰極液、陽極液および硫黄を実質的に不透過とし;極性溶媒から成る溶液が陽極液室に添加され;電解セルの作動中、陽極液室中のアニオンは反応してポリ硫化物アニオン及び元素硫黄を形成し;陰極液室内のアルカリ金属イオンは反応してアルカリ金属を形成する請求項4に記載の方法。
- アルカリイオン伝導性膜は、アルカリ金属イオン伝導性膜を介して陽極液室から陰極液室にアルカリ金属イオンを透過させ、アルカリイオン伝導性膜が、アルカリ金属伝導性セラミック、ガラスセラミック及び固体MSICON(金属超イオン伝動、MはNa又はLi)材料から成る群より選択される請求項5に記載の方法。
- カソードが溶融アルカリ金属から成り、溶融アルカリ金属が陰極液室から除去される請求項6に記載の方法。
- 陰極液がアルカリ金属イオンと対アニオンとから成り、陰極液溶媒が、テトラグリム、ジグリム、ジメチルカーボネート、ジメトキシエーテル、プロピレンカーボネート、エチレンカーボネート及びジエチルカーボネートから成る群より選択される請求項7に記載の方法。
- アルカリ金属イオンが、アルカリ金属の融点より低い温度で還元されてアルカリ金属を形成する請求項8に記載の方法。
- カソードの一部が陰極液室内の陰極液に接触しており、カソード一部が陰極液室外に存在する請求項5に記載の方法。
- 陰極液室内のカソードの一部が陰極液室外に移送され、陰極液室外のカソードの一部が陰極液室内に移送される請求項10に記載の方法。
- カソードが、ローラーを結ぶ通路を有する金属バンドから成る請求項10に記載の方法。
- 陰極液室内にあるカソードの一部がアルカリ金属メッキされ、陰極液室の外側にあるカソードの一部から、カソードからアルカリ金属が除去される請求項10に記載の方法。
- 作動中に、製造された硫黄が液相となるように、セルが115℃を超える温度に維持される請求項1に記載の方法。
- 陽極液が電解セルの底部から除去され、除去された陽極液が硫黄の一部から成り、硫黄は陽極液から分離され、陽極液は電解セルに戻される請求項14に記載の方法。
- 陽極液が極性溶媒から成る溶液から成る請求項1に記載の方法。
- 固体物質の熱処理を行う前に、ヘキサン、ヘプタン、トルエン又はこれらの混合物、天然ガス凝縮物あるいは他の炭化水素液体で固体物質を洗浄する請求項1に記載の方法。
- 固体物質が極性溶媒から成る溶液に添加された後、極性溶媒から成る溶液が電解セルに添加される前にいくらかの残存する固体物質が極性溶媒から成る溶液から除去される請求項17に記載の方法。
- 石油原料と所定量のアルカリ金属との反応の際に、炭化水素または水素から成るガスが添加される請求項1に記載の方法。
- 更に、石油原料と所定量のアルカリ金属との反応によって形成される液体物質を濾過する工程を有する請求項1に記載の方法。
- 濾過された液体物質に極性溶媒から成る第2の溶液が添加される請求項20に記載の方法。
- 第2の極性溶媒が水から成る請求項21に記載の方法。
- 第2の極性溶媒が濾過された液体物質から分離される請求項21に記載の方法。
- 第2の極性溶媒から濾過された液体物質を分離する工程が静電気を使用する請求項23に記載の方法。
- 石油原料と所定量のアルカリ金属との反応から形成される固体物質を得る工程と、窒素雰囲気下で500℃を超える温度で固体物質を熱処理しすることにより固体物質の質量が減少することから成る固体物質を熱処理する工程と、沸点が130℃を超え、比重が2g/cc未満である極性溶媒から成る溶液に熱処理した固体物質を溶解させて液体物質を形成させる工程と、いくらかの残存する固体物質を液体物質から除去する工程と、電解セルの陽極液室に液体物質を添加する工程と、電解セルにおいて115℃以上の温度で電解反応を行って硫黄およびアルカリ金属を製造する工程とから成る石油原料を改質する方法。
- 更に、ヘキサン、ヘプタン、トルエン又はこれらの混合物、天然ガス凝縮物あるいは他の炭化水素液体で固体物質を洗浄する工程を含み、固体物質の洗浄が、固体物質を熱処理する前に行われる請求項25に記載の方法。
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