JP6140734B2 - 多孔性媒体から試薬を回収および／または除去するための組成物ならびに方法 - Google Patents

Description

発明の分野
本発明は、物質から炭化水素を抽出するプロセスもしくは物質の溶媒処理後にその細孔内にトラッピングされている溶媒を含む物質の細孔もしくは表面を介する除去、置換、溶解、抽出、または浸透の分野に関する。

発明の背景
米国特許番号第７，７６７，７２２号および米国特許番号第８，１０１，８１２号に記載されているように、ゴムの脱硫、ならびにテレピン油液を用いた炭化水素含有物質からの炭化水素含有有機物の液化、可溶化、および／または抽出のプロセスが開発されている。国際出願公開公報ＷＯ２０１２／０３３７４２に記載されているように、溶媒処理によるポリマーを含むプラスチックのリサイクルのためのプロセスが開発されている。しかし、溶媒、たとえばテレピン油液のかなりの部分は、処理後にこれらの物質内にトラッピングされたままであることから、テレピン油液などの溶媒をテレピン油液処理ゴム、プラスチック、および炭化水素含有物質から溶解、抽出、および／または除去する方法が当該分野において依然として必要とされている。

溶媒によって処理された脱硫ゴム、ゴム、部分的に脱硫されたゴム、ポリマーを含むプラスチック、再利用プラスチック、回収プラスチック、シリコン基板、石灰石、天然および合成多孔性物質、鉱物および岩組織、スポンジ、ならびに炭化水素含有物質は、当該物質、プラスチック、またはゴムの細孔内にトラッピングされた様々な量のそれらの溶媒を含み得る。これらの物質をさらに使用するかまたは処理するために、トラッピングされている溶媒およびトラッピングされている溶媒を含む液体を除去することが必要である。さらに、経済的なプロセスを行うために、トラッピングされている溶媒を可能な限り多く除去し、リサイクルして再使用することが有利である。

固体、半固体、高粘着性、または粘着性の形態での、炭化水素含有有機物とも称される（以下、個々にかつ合わせて化石燃料と称する）化石燃料の液化、可溶化、および／または抽出は、極めて厳しく困難であることが証明されている。ここで使用される限りにおいて、そのような化石燃料は、限定はしないが、石炭、オイルシェール、タール（オイル）サンド、およびオイルサンド（以下、区別なく「タール（オイル）サンド」、「タールサンド」または「オイルサンド」と称する）内の炭化水素含有有機物、ならびに原油、重質原油もしくは超重質原油、天然ガスおよび石油ガス、加工していない瀝青、ケローゲン、天然アスファルトおよび／またはアスファルテン炭化水素を含む。困難な点は、これらの化石燃料が、無機化合物のマトリックスに埋込まれることが多い、酸素および硫黄結合によって結合された複雑な有機ポリマーを含むという事実に部分的に寄与することができる。炭化水素系物質の需要および消費が増大するにつれて、液体および気体燃料の製造のため、ならびに様々な化学薬品、薬剤および工学材料の生成のために、付加的な液体炭化水素供給原料を生成する必要性が存在する。

本発明の一実施形態によれば、ゴム、プラスチック、炭化水素含有物質、もしくはいずれかの他の種類の物質に含まれる溶媒および／または付随液などのトラッピングされている試薬、またはそのような試薬がその細孔内にトラッピングされている他の多孔性物質を置換、除去、および回収するための方法を提供する。当該物質は、限定はしないが、ゴム、脱硫ゴム、部分的に脱硫されたゴム、ポリマーを含むプラスチック、再利用プラスチック、回収プラスチック、シリコン基板、石灰石、天然および合成多孔性物質、鉱物および岩組織、スポンジ、廃石、ならびに炭化水素含有物質を含み得る。炭化水素含有有機物は、限定はしないが、重質原油、原油、オイルシェール、タール（オイル）サンド、石炭、瀝青等を含む。典型的な炭化水素含有物質は、油釜底残渣、オイルピット、またはポンドスラッジおよびスラリー混合物、廃棄された食糧、肥料、下水スラッジまたは都市ゴミを含むこともできる。たとえば、当該物質は溶媒であらかじめ処理されており（以下、当該物質を「溶媒処理物質」と称する）、低級脂肪族アルコール、アルカン、芳香族類、脂肪族アミン、芳香族アミン、二硫化炭素、およびその混合物などの付随液でも任意に処理されている。「溶媒付随液」は、溶媒に溶解されており、溶媒処理物質内にトラッピングされたままである、物質内の炭化水素、硫黄含有物質、ポリマー、および他の化合物も含み得る。

当該方法は、アルコール、ヒドロキシル官能基を有する有機化合物、および／または有機もしくは無機溶媒などの１つ以上の共通溶媒を供給するステップと、残留物質と同様に回収混合物が形成されるように、溶媒処理物質をアルコールに、またはアルコールの混合物を１つ以上のヒドロキシル官能基を有する有機化合物、および／または有機もしくは無機溶媒に接触させるステップとを含む。回収混合物は、溶媒処理物質内にトラッピングされている溶媒（以下、「トラッピングされている溶媒」と称する）の少なくとも一部分と、アルコール、１つ以上のヒドロキシル官能基を有する有機化合物、および／または有機もしくは無機溶媒のうち少なくとも１つとを含む。残留物質は、溶媒処理物質からの非可溶性物質を含む。残留物質は、すべてのそのようなトラッピングされている溶媒がアルコール、ヒドロキシル官能基を有する有機化合物、および／または有機もしくは無機溶媒によって可溶化されておらず、回収混合物に移動された状況では、トラッピングされている溶媒の減少した部分を含むこともできる。残留物質は次いで回収混合物から分離される。回収混合物は、第１の部分と第２の部分とにさらに分離される。回収混合物の第１の部分は、溶媒処理物質から抽出されたトラッピングされている溶媒の少なくとも一部分を含むトラッピングされている溶媒生成物流を含む。回収混合物の第２の部分は、アルコール、ヒドロキシル官能基を有する有機化合物、および／または有機もしくは無機溶媒の少なくとも一部分を含む。一実施形態では、トラッピングされている溶媒の実質的にすべてが回収混合物に回収される。

別の実施形態では、本発明は、溶媒、たとえばテレピン油液で処理されたゴムまたは炭化水素含有物質に含まれるトラッピングされている溶媒および他の付随液を抽出、除去、および回収するための組成物を提供する。以下「溶媒抽出組成物」と称される組成物は、アルコール、ヒドロキシル官能基を有する有機化合物、および／または有機もしくは無機溶媒のうち１つ以上を含むことができる。

炭化水素含有物質から炭化水素含有有機物を抽出する方法であって、テレピン油液を含む第１の液体を供給するステップと、残留物質と同様に抽出混合物が形成されるように、炭化水素含有物質をテレピン油液に接触させるステップとを含む方法が提供される。抽出混合物は、炭化水素含有有機物およびテレピン油液の少なくとも一部分を含む方法が提供される。残留物質は、炭化水素含有物質からの非可溶性物質を含む。残留物質は、すべてのそのような炭化水素含有物質がテレピン油液によって可溶化されておらず、抽出混合物に移動された状況では、炭化水素含有物質の減少した部分を含むこともできる。残留物質は次いで、抽出混合物から分離される。抽出混合物は、第１の部分と第２の部分とにさらに分離される。抽出混合物の第１の部分は、炭化水素含有物質から抽出された炭化水素含有有機物の少なくとも一部分を含む炭化水素生成物流を含む。抽出混合物の第２の部分は、テレピン油液の少なくとも一部分を含む。一実施形態では、テレピン油液の少なくとも一部分は、炭化水素抽出液に再利用される。

発明の詳細な説明
一局面では、本発明は、溶媒処理物質（「溶媒抽出除去組成物」）の細孔にトラッピングされている溶媒および付随液を含む物質の細孔または表面を介する溶解、抽出、または浸透のための容易に配置された組成物に関する。本発明は、石炭、オイルシェール、原油、およびタール（オイル）サンドからの化石燃料の抽出、液化、および／または可溶化のプロセスで使用される容易に配置された組成物に関する。

一実施形態によれば、物質から炭化水素を抽出するプロセス後に、その細孔にトラッピングされている溶媒を含む物質の細孔または表面を介する置換、溶解、抽出、回収、除去、および／または浸透させるステップを含む方法が提供される。トラッピングされている溶媒を含む物質は、あらかじめテレピン油液で処理されていてもよい。そのような物質の例は、プラスチック、石炭、オイルシェール、タール（オイル）サンド、原油を含む貯留層、原油、（原油および他の上記化石燃料としばしば共存している）天然ガス、テレピン油液を使用して脱硫されたゴム、またはその組合せである。テレピン油液を含む物質は、固体、半固体、液体、スラッジ、強粘液、または液体であり得る。他のそのような物質は、溶媒処理された油釜底残渣、オイルピット、またはポンドスラッジおよびスラリー混合物、廃棄された食糧、肥料、下水スラッジ、または都市ゴミを含むこともできる。

物質内で処理された、物質の細孔にトラッピングされている溶媒および付随液を含む物質の細孔または表面を介する置換、抽出、回収、除去、および／または浸透は、アルコール、ヒドロキシル官能基を有する有機化合物、および／または有機もしくは無機溶媒を含むか、アルコール、ヒドロキシル官能基を有する有機化合物、および／または有機もしくは無機溶媒から本質的に成るか、アルコール、ヒドロキシル官能基を有する有機化合物、および／または有機もしくは無機溶媒から成る溶媒抽出組成物を供給するステップと、残留物質と同様に回収混合物が形成されるように、テレピン油液処理物質を溶媒抽出組成物に接触させるステップとを含む。ある実施形態では、溶媒抽出組成物はテレピン油抽出組成物である。

本発明によれば、溶媒処理物質内にトラッピングされている溶媒の量が実質的に減少される。たとえば、脱硫流体を使用した脱硫後、脱硫ゴムは、その細孔内にトラッピングされている脱硫流体を約５０％まで含み得る。ここに記載される方法によれば、脱硫流体のかなりの割合を脱硫ゴムの細孔から抽出することができる。たとえば、脱硫流体の少なくとも６０％、７０％、８０％、９０％、および１００％まで細孔から除去することができる。

一実施形態では、溶媒は、アルコール、ヒドロキシル官能基を有する有機化合物、および／または有機もしくは無機溶媒を使用して、置換、抽出、回収、または除去される。置換、抽出、回収、または除去することができる溶媒の例は、天然テレピン油、合成テレピン油、ミネラルターペン、パイン油、アルファ‐ピネン、ベータ‐ピネン、アルファ‐テルピネオール、ベータ‐テルピネオール、ガンマ‐テルピネオール、３‐カレン、アネトール、ジペンテン（ｐ‐メンタ‐１，８‐ジエン）、テルペン樹脂、アルファ‐テルペン、ベータ−テルペン、ガンマテルペン、ノポール、ピナン、カンフェン、ｐ‐シメン、アニスアルデヒド、２‐ピナンヒドロペルオキシド、３，７‐ジメチル‐１，６‐オクタジエン、酢酸イソボルニル、テルピン水和物、オシメン、２‐ピナノール、ジヒドロミルセノール、イソボルネオール、アロオシメン、アロオシメンアルコール、ゲラニオール、２‐メトキシ‐２，６‐ジメチル‐７，８‐エポキシオクタン、カンフル、ｐ‐メンタン‐８‐オール、アルファ酢酸テルピニル、シトラール、シトロネロール、７‐メトキシジヒドロキシシトロネラール、１０‐カンファースルホン酸、ｐ‐メンテン、酢酸ｐ‐メンタン‐８‐イル、シトロネラール、７‐ヒドロキシジヒドロシトロネラール、メントール、メントン、そのポリマー、もしくはその混合物、アルカン、芳香族類、脂肪族アミン、芳香族アミン、二硫化炭素、石油精製において製造されるデカント油、ライトサイクルオイル、およびナフサなどの溶媒、石炭を乾留し液化石炭を分留する際に製造される溶媒、ベンゼン、ナフタレン、トルエン、ペンタン、ヘプタン、ヘキサン、ベンゼン、トルエン、キシレン、ナフタレン、アントラセン、テトラリン、トリエチルアミン、アニリン、二硫化炭素、ならびにその混合物などのテレピン油液である。

一実施形態では、溶媒抽出組成物は、１つ以上の非環状または環状アルコールを含む。たとえば、アルコールは、メタノール（メチルアルコール）、エタノール（エチルアルコール）、プロパノール（プロピルアルコール）、イソプロパノール、ブタノール、イソブタノール、ペンタノールおよびその８個のさらなる異性体（１‐ペンタノール、３‐メチル‐１‐ブタノール、２‐メチル‐１‐ブタノール、２，２‐ジメチル‐１‐プロパノール、３‐ペンタノール、２‐ペンタノール、３‐メチル‐２‐ブタノール、２‐メチル‐２‐ブタノール）、ならびにヘキサノールおよびその１６個のさらなる異性体（１‐ヘキサノール、２‐ヘキサノール、３‐ヘキサノール、２‐メチル‐１‐ペンタノール、３‐メチル‐１‐ペンタノール、４‐メチル‐１‐ペンタノール、２‐メチル‐２‐ペンタノール、３‐メチル‐２‐ペンタノール、４‐メチル‐２‐ペンタノール、２‐メチル‐３‐ペンタノール、第三級３‐メチル３‐ペンタノール、第一級２，２‐ジメチル‐１‐ブタノール、２，３‐ジメチル‐１‐ブタノール、３，３‐ジメチル‐１‐ブタノール、２，３‐ジメチル‐２‐ブタノール、３，３‐ジメチル‐２‐ブタノール、２‐エチル‐１‐ブタノール）、低級脂肪族アルコール、またはその混合物などの単アルコールであり得る。ある実施形態では、アルコールは、メタノール（メチルアルコール）、エタノール（エチルアルコール）、プロパノール（プロピルアルコール）、イソプロパノール、ブタノール、イソブタノール、ペンタノール、ヘキサノール、またはその混合物である。

ここで使用される限りにおいて、「低級脂肪族アルコール」という用語は炭素数２〜１２の第一級、第二級、および第三級の１価アルコールおよび多価アルコールを指す。ここで使用される限りにおいて、「アルカン」という用語は、炭素数５〜２２の直鎖アルカンおよび分枝アルカンを指す。ここで使用される限りにおいて、「芳香族類」という用語は、単環式化合物、ヘテロ環式化合物、および多環式化合物を指す。ここで使用される限りにおいて、「脂肪族アミン」という用語は、炭素数１〜１５のアルキル置換基を有する第一級アミン、第二級アミン、および第三級アミンを指す。

別の実施形態では、溶媒抽出組成物は、ヒドロキシル官能基を有する有機化合物を含む。

一実施形態では、溶媒抽出組成物は有機もしくは無機溶媒、たとえばベンゼン、トルエン、メチルエチルケトン（ＭＥＫ）、フルフラール、テトラヒドロフラン（ＴＨＦ）、アセトン、フッ化水素酸、ヘキサンおよびキシレン、またはその混合物を含む。

別の実施形態では、溶媒抽出組成物は、アルコール、ヒドロキシル官能基を有する有機化合物、および有機もしくは無機溶媒、またはそのいずれか２つの組合せを含む。溶媒抽出組成物は、アルコール、ヒドロキシル官能基を有する有機化合物、および／または有機もしくは無機溶媒を含むか、アルコール、ヒドロキシル官能基を有する有機化合物、および／または有機もしくは無機溶媒から実質的に成るか、アルコール、ヒドロキシル官能基を有する有機化合物、および／または有機もしくは無機溶媒から成る。

さらに別の実施形態では、溶媒抽出組成物は、アルカン、芳香族類、脂肪族アミン、芳香族アミン、二硫化炭素、植物油、石油を精製し、石炭を乾留し、液化石炭を分留し、タール（オイル）サンドおよびオイルシェールから抽出された炭化水素を分留する際に製造される溶媒、またはその混合物から選択される第２の液体を含む。

ある実施形態では、ヒドロキシル官能基を有する有機化合物に対するアルコール、または第２の液体に対する溶媒抽出組成物中の有機もしくは無機溶媒の比率は、体積で約１：１以上である。一実施形態では、ヒドロキシル官能基を有する有機化合物に対するアルコール、または第２の液体に対する溶媒抽出組成物中の有機もしくは無機溶媒の比率は、体積で約３：１以上である。

別の実施形態では、ヒドロキシル官能基を有する有機化合物に対するアルコール、または第２の液体に対する溶媒抽出組成物中の有機もしくは無機溶媒の比率は、体積で約１：５〜５：１である。一実施形態では、ヒドロキシル官能基を有する有機化合物に対するアルコール、または第２の液体に対する溶媒抽出組成物中の有機もしくは無機溶媒の比率は、体積で約１：２〜２：１である。

一実施形態では、テレピン油抽出組成物は、少なくとも約１０％の非環状または環状アルコールを含む。別の実施形態では、溶媒抽出組成物は、少なくとも約３０％の非環状または環状アルコールを含む。別の実施形態では、溶媒抽出組成物は、少なくとも約５０％の非環状または環状アルコールを含む。別の実施形態では、溶媒抽出組成物は、少なくとも約７０％の非環状または環状アルコールを含む。別の実施形態では、溶媒抽出組成物は、少なくとも約９０％の非環状または環状アルコールを含む。別の実施形態では、溶媒抽出組成物は、約１００％の非環状または環状アルコールを含む。

一実施形態では、溶媒処理物質の細孔内に、または溶媒処理物質の表面においてトラッピングされている溶媒の量は、少なくとも約１０％〜約１００％まで低減される。一実施形態では、溶媒処理物質内に、または溶媒処理物質の表面において含まれる溶媒の量は、少なくとも約５０％低減される。一実施形態では、溶媒処理物質内に、または溶媒処理物質の表面において含まれる溶媒の量は、少なくとも約７５％低減される。一実施形態では、溶媒処理物質内に、または溶媒処理物質の表面において含まれる溶媒の量は、約１００％低減される。

ここで使用される限りにおいて、「実質的に低減する」という用語は、溶媒処理物質に含まれるテレピン油液の量が少なくとも約５０％低減されることを意味するものとする。

組成物中の溶媒抽出および他の成分は実質的にすべて、溶媒抽出において本質的に不活性であるかまたは非活性であるため、アルコール、ヒドロキシル官能基を有する有機化合物、および／または有機もしくは無機溶媒が本質的な活性成分である場合、溶媒抽出組成物は、アルコール、ヒドロキシル官能基を有する有機化合物、および／または有機もしくは無機溶媒から本質的に成ると言われる。したがって、ある実施形態では、本発明の基本的かつ新規な特徴は、他の活性溶媒抽出成分を除外するアルコール、ヒドロキシル官能基を有する有機化合物、および／または有機もしくは無機溶媒から本質的に成る組成物を含む。

ここで使用される限りにおいて、「非活性」という用語は、当該成分が溶媒抽出のために有効な活性量で存在しないことを意味するものとする。

別の実施形態では、発明は、１つ以上の溶媒であらかじめ処理された物質の細孔または表面を介して浸透させるための方法を含む。当該方法は、溶媒処理物質の細孔または表面を介して浸透させるのに十分な量の溶媒抽出組成物に溶媒処理物質を接触させるステップを含む。

別の実施形態では、本発明の組成物は実質的に非水性であるかまたは、方法は実質的に非水性の溶媒抽出組成物に溶媒処理物質またはその表面を接触させることを伴う。ある実施形態では、当該方法において水は使用されない。ある実施形態では、当該方法において塩類または食塩水は使用されない。たとえば、ある実施形態では、塩化カルシウムは使用されない。好ましい実施形態では、溶媒抽出組成物または溶媒抽出法は、非水性である。ある実施形態では、溶媒抽出組成物または溶媒抽出法は、シクロテトラメチレンスルホン、脂肪酸アミド、Ｎ‐メチルピロリドン、Ｎ‐アルキルピロリドン、ピペリドン、またはポリエチレングリコールを使用しない。ある実施形態では、溶媒抽出組成物または溶媒抽出／除去法は、溶媒およびいずれかの溶媒付随液体を抽出／除去するために乳剤を使用しない。

ある実施形態では、溶媒処理物質から溶媒を除去するための加熱または蒸発の使用は、本開示に記載される方法を使用することによって回避することができる。したがって、いくつかの実施形態では、本開示の方法は、溶媒抽出組成物に接触させる前または溶媒抽出組成物に接触させている間は、トラッピングされている溶媒の蒸発を伴わない。

ある実施形態では、１つ以上の界面活性剤を溶媒抽出法または溶媒抽出組成物に追加してもよい。さらに他の実施形態では、溶媒抽出組成物およびプロセスは、界面活性剤が無いか、または界面活性剤が実質的に無い。ある実施形態では、溶媒抽出方法または溶媒抽出組成物は、ミセルが無いか、またはミセルが実質的に無い。

ある実施形態では、溶媒処理物質に対する溶媒抽出組成物の比率は重量で約１：６〜６：１、または重量で約１：２および４：１の範囲にある。別の実施形態では、溶媒処理物質に対する溶媒抽出組成物の比率は重量で約１：１および３：１の範囲にある。

他の実施形態では、使用される溶媒抽出組成物の量は、溶媒処理物質の約１０〜約２５００重量％である。ある実施形態では、使用される溶媒抽出組成物の量は、溶媒処理物質の約３０〜約２００重量％である。他の実施形態では、使用される溶媒抽出組成物の量は、溶媒処理物質の約５０〜約１５０重量％である。一実施形態では、使用される溶媒抽出組成物の量は、溶媒処理物質の約１００重量％である。

ある実施形態では、溶媒の溶解、置換、除去、回収、液化、可溶化、および／または抽出は、約２℃〜約４００℃の範囲内の温度で実行することができる。ある実施形態では、約２８０℃未満または約１６０℃未満の温度で、溶媒処理物質を溶媒抽出組成物に接触させる。他の実施形態では、溶解、置換、除去、回収、液化、可溶化、および／または抽出温度は、約１５℃〜約１５０℃の範囲内で生じることができる。一実施形態では、本発明の方法は沸騰を含む。別の実施形態では、本発明の方法は、溶媒抽出組成物を溶媒処理物質に接触させた後で溶媒抽出組成物を沸騰させ還流することを含む。

溶媒処理物質の溶解、置換、除去、回収、液化、可溶化、および／または抽出のための接触させるステップは、混合、撹拌、直列型の静的な混合、浸漬、沈没、および／または溶媒処理物質を溶媒抽出組成物に接触させるいずれかの他の手段を含む１つ以上のステップを伴うことができる。溶媒抽出組成物の沸騰および還流を部分的に使用して、混合および／またはかき混ぜを行ってもよい。一実施形態では、接触させるステップは、溶媒抽出組成物を溶媒処理物質の細孔に浸透させることを伴う。

接触させるステップは、１〜３００分の期間中に生じることができる。一実施形態では、接触させるステップは、１〜１０気圧間の圧力で５〜６０分の期間中に生じることができる。接触させるステップを一度または複数回繰返してもよい。たとえば、接触させるステップを１〜１０回繰返してもよい。

接触後、溶媒処理物質は溶媒抽出組成物から分離される。分離は、限定はしないが、真空または加圧濾過、および／または比重選別法を含むいずれかの好適な手段によって生じることができる。

溶媒は、限定はしないが、フラッシュ蒸発、空気乾燥、真空、空気吹込、または蒸留を含むいずれかの好適な手段によって溶媒抽出組成物から分離することができる。たとえば、トラッピングされているテレピン油液は、いずれかの好適な手段によってテレピン油抽出組成物から分離することができる。

本発明の局面によれば、溶媒抽出組成物を含む不均質な液体に溶媒処理物質を接触させる。他の実施形態では、均質な一相液に溶媒処理物質を接触させる。均質な一相液は、溶媒抽出組成物を含むか、溶媒抽出組成物から本質的に成るか、または溶媒抽出組成物から成ることができる。

ある実施形態では、アルコール、ヒドロキシル官能基を有する有機化合物、および／または溶媒抽出組成物中の有機もしくは無機溶媒の、水に対する比率は、体積で約１：１以上である。

別の実施形態によれば、石炭、オイルシェール、タール（オイル）サンド、または重質原油、原油、（しばしば原油および他の上記化石燃料と共存している）天然ガス、またはその組合せを含む貯留層などの炭化水素含有物質から炭化水素含有有機物を液化、可溶化、および／または抽出するステップを含む方法が提供される。炭化水素含有有機物は、限定はしないが、重質原油、原油、天然ガス、石油ガス等を含む。炭化水素含有有機物は、固体、半固体、液体、スラッジ、強粘液、液体、またはガスの形態であり得る。本発明の方法を使用した処理のための好適な炭化水素含有物質である他の物質は、炭化水素含有物質を含む液体および固体ならびに残留物質を含む。典型的な炭化水素含有物質は、油釜底残渣、オイルピットもしくはポンドスラッジおよびスラリー混合物、廃棄された食糧、肥料、下水スラッジ、または都市ゴミを含むこともできる。炭化水素含有有機物を液化、可溶化、および／または抽出することは、炭化水素抽出液を供給するステップと、上記炭化水素含有物質からの上記炭化水素含有有機物の少なくとも一部分を上記炭化水素抽出液に抽出して、炭化水素含有物質から除去された炭化水素含有有機物および炭化水素抽出液を含む抽出混合物を生成するように、炭化水素含有物質を炭化水素抽出液に接触させるステップと、炭化水素抽出液中の抽出された有機物を、抽出されないいずれかの残留物質から分離するステップとを含む。

一実施形態では、当該方法は、テレピン油液を含む炭化水素抽出液を供給することと、炭化水素抽出液に抽出された炭化水素含有有機物の少なくとも一部分を含む抽出混合物が形成されるように、炭化水素含有物質を炭化水素抽出液に接触させることと、非可溶性物質を含むいずれかの残留物質からの抽出混合物を、炭化水素抽出液において可溶性ではない炭化水素含有物質から分離することとによって、炭化水素含有物質から炭化水素含有有機物を抽出する方法を含む。

一実施形態では、炭化水素抽出液は、界面活性剤が実質的に無い。いくつかの実施形態では、炭化水素抽出液は非水性である。炭化水素抽出液は、天然テレピン油、合成テレピン油、ミネラルターペン、パイン油、α‐ピネン、β‐ピネン、α‐テルピネオール、β‐テルピネオール、γ‐テルピネオール、テルペン樹脂、α‐テルペン、β‐テルペン、γ‐テルペン、ゲラニオール、３‐カレン、ジペンテン（ｐ‐メンタ‐１，８‐ジエン）、ノポール、ピナン、２‐ピナンヒドロペルオキシド、テルピン水和物、２‐ピナノール、ジヒドロミルセノール、イソボルネオール、ｐ‐メンタン‐８‐オール、α‐酢酸テルピニル、シトロネロール、酢酸ｐ‐メンタン‐８‐イル、７‐ヒドロキシジヒドロシトロネラール、メントール、アネトール、カンフェン；ｐ‐シメン、アニスアルデヒド、３，７‐ジメチル‐１，６‐オクタジエン、酢酸イソボルニル、オシメン、アロオシメン、アロオシメンアルコール、２‐メトキシ−２，６‐ジメチル‐７，８‐エポキシオクタン、カンフル、シトラール、７‐メトキシジヒドロシトロネラール、１０‐カンファースルホン酸、シトロネラール、メントン、およびその混合物から成る群から選択することができる。

一実施形態では、当該方法は、抽出混合物を第１の部分と第２の部分とに分離することを含み、抽出混合物の第１の部分は、炭化水素含有有機物の少なくとも一部分を含む炭化水素生成物を含み、抽出混合物の第２の部分は、テレピン油液の少なくとも一部分を含む。

いくつかの実施形態では、当該方法は、接触させるステップで使用される炭化水素抽出液にテレピン油液の少なくとも一部分を再利用することを含む。

別の局面において、炭化水素含有有機物を炭化水素含有物質から回収するための方法が提供される。一実施形態では、炭化水素含有物質は、自然発生する地質的組織からの天然炭化水素含有物質であり得る。天然炭化水素含有物質のいくつかの例は、石炭、原油、タール、タール（オイル）サンド、オイルシェール、オイルサンド、天然ガス、石油ガス、加工していない瀝青、天然ケローゲン、天然アスファルト、および天然アスファルテンである。当該方法は、タール（オイル）サンド試料を供給するためにタール（オイル）サンドが豊富な累層を採掘するなどして炭化水素含有物質試料を得ることを含み、炭化水素含有物質試料は、回収可能な炭化水素含有有機物および残留する無機または不溶性物質を含む。炭化水素含有物質試料は、接触容器に供給され、接触容器は、炭化水素含有物質から炭化水素を回収するためにテレピン油液から本質的に成る炭化水素抽出液を供給するための少なくとも１つの入口を含む。

炭化水素含有物質試料を炭化水素抽出液に接触させ、かき混ぜて、炭化水素含有物質から炭化水素含有有機物を抽出して、残留物質および抽出混合物を生成する。抽出混合物は、炭化水素抽出液および回収された炭化水素含有有機物と、非可溶性物質の少なくとも一部分を含む残留物質とを含む。抽出混合物は、残留物質から分離され、さらに炭化水素生成物流と炭化水素抽出液流とに分離される。炭化水素抽出液流は、炭化水素含有物質から抽出された炭化水素含有有機物の少なくとも一部分を含む。ある実施形態では、当該方法は、テレピン油液流を収縮容器に再利用するステップをさらに含む。他の実施形態では、抽出混合物を蒸留により分離して、炭化水素生成物流およびテレピン油液再利用流を生成することができる。テレピン油液は、天然テレピン油、合成テレピン油、ミネラルターペン、パイン油、α‐ピネン、β‐ピネン、α‐テルピネオール、β‐テルピネオール、γ‐テルピネオール、テルペン樹脂、α‐テルペン、β‐テルペン、γ‐テルペン、またはその混合物から選択される少なくとも１つの化合物を含む。他の実施形態では、テレピン油液は、ゲラニオール、３‐カレン、ジペンテン（ｐ‐メンタ‐１，８‐ジエン）、ノポール、ピナン、２‐ピナンヒドロペルオキシド、テルピン水和物、２‐ピナノール、ジヒドロミルセノール、イソボルネオール、ｐ‐メンタン‐８‐オール、α‐酢酸テルピニル、シトロネロール、酢酸ｐ‐メンタン‐８‐イル、７‐ヒドロキシジヒドロシトロネラール、メントール、およびその混合物から選択される少なくとも１つの化合物を含む。他の実施形態では、テレピン油液は、アネトール、カンフェン；ｐ‐シメン、アニスアルデヒド、３，７‐ジメチル‐１，６‐オクタジエン、酢酸イソボルニル、オシメン、アロオシメン、アロオシメンアルコール、２‐メトキシ‐２，６‐ジメチル‐７，８‐エポキシオクタン、カンフル、シトラール、７‐メトキシジヒドロシトロネラール、１０‐カンファースルホン酸、シトロネラール、メントン、およびその混合物から選択される少なくとも１つの化合物を含む。一実施形態では、テレピン油液は、α‐テルピネオールを少なくとも約３０体積％、およびβ‐テルピネオールを少なくとも約２５体積％を含む。別の実施形態では、テレピン油液は、α‐テルピネオール約３０〜７０体積％、β‐テルピネオール約２５〜５５体積％、α‐テルペン約１０体積％以下、およびβ‐テルペン約１０体積％以下を含む。

別の実施形態では、たとえばオイルサンドからの炭化水素含有有機物が、試料中に元々含まれていた炭化水素含有有機物の約８５〜１００％の量に対応する量で、試料に対する炭化水素抽出液の重量比約１：１〜２：１で約３０〜６０℃の範囲の接触温度にて接触させる約３秒〜約３分の内に、炭化水素抽出液に抽出される。

表１に示されるように、タール（オイル）サンドからの炭化水素含有有機物の抽出、液化、および／または可溶化のための特定の配合は、粒径に基づいて変動する。ある実施形態では、タール（オイル）サンドから炭化水素含有有機物を抽出するためにテレピン油液を調製するための方法は、抽出されている炭化水素の豊富な固体粒子の寸法の関数としての配合でα‐テルピネオールおよびβ‐テルピネオールの量を調整することを含む。他の実施形態では、炭化水素含有有機粉粒体が低品位炭またはオイルシェールを含む場合、テレピン油液中のα‐テルピネオールの量は増大し、テレピン油液中のβ‐テルピネオールの量は減少する。他の実施形態では、炭化水素含有有機粉粒体がタール（オイル）サンドを含む場合、テレピン油液中のα‐テルピネオールの量は減少し、テレピン油液中のβ‐テルピネオールの量は増大する。他の実施形態では、炭化水素含有有機粉粒体がタール（オイル）サンドを含み、粉粒体の平均直径が約４．７６ｍｍ未満である場合、テレピン油液中のα‐テルピネオールの量は減少し、テレピン油液中のβ‐テルピネオールの量は増大する。他の実施形態では、炭化水素含有有機粉粒体がタール（オイル）サンドを含み、粉粒体の平均直径が約２５ｍｍ（１メッシュ）より大きい場合、テレピン油液中のα‐テルピネオールの量は減少し、テレピン油液中のβ‐テルピネオールの量は増大する。

タール（オイル）サンドの抽出に関して上に示したものと同様に、表２および表３に示されるように、石炭の抽出、液化、および／または可溶化のための配合は、粒径、抽出されている石炭の質、および一般的な操作条件に依存する。炭化水素含有有機物を抽出するためにテレピン油液を調製するための方法の一実施形態では、炭化水素含有物質が無煙炭、瀝青炭または他の高品位炭を含み、粉粒体の平均直径が約０．１ｍｍ未満である場合、テレピン油液中のα‐テルピネオールの量は減少し、テレピン油液中のβ‐テルピネオールの量は増大する。他の実施形態では、炭化水素の豊富な粉粒体が無煙炭、瀝青炭、または他の高品位炭を含み、粉粒体の平均直径が約１ｍｍより大きい場合、テレピン油液中のα‐テルピネオールの量は減少し、テレピン油液中のβ‐テルピネオールの量は増大する。別の実施形態では、炭化水素の豊富な粉粒体が低品位炭を含み、粉粒体の平均直径が約０．０７ｍｍ未満である場合、テレピン油液中のα‐テルピネオールの量は減少し、テレピン油液中のβ‐テルピネオールの量は増大する。別の実施形態では、炭化水素の豊富な粉粒体が低品位炭を含み、粉粒体の平均直径が約０．４ｍｍより大きい場合、テレピン油液中のα‐テルピネオールの量は減少し、テレピン油液中のβ‐テルピネオールの量は増大する。

タール（オイル）サンドおよび石炭の抽出に関して上に示したものと同様に、表４に示されるように、オイルシェールの抽出、液化、および／または可溶化のための配合は粒径に依存する。炭化水素含有有機物を抽出するための組成物を調製するための方法の一実施形態では、炭化水素の豊富な粉粒体がオイルシェールを含み、粉粒体の平均直径が約０．０７４ｍｍ未満である場合、テレピン油液中のα‐テルピネオールの量は減少し、テレピン油液中のβ‐テルピネオールの量は増大する。別の実施形態では、炭化水素の豊富な粉粒体がオイルシェールを含み、粉粒体の平均直径が約０．４２ｍｍより大きい場合、テレピン油液中のα‐テルピネオールの量は減少し、テレピン油液中のβ‐テルピネオールの量は増大する。

原油の抽出のための配合は、同様に、抽出、液化、および／または可溶化される原油の種類に依存する。表５に示されるように、原油の抽出、液化、および／または可溶化のための配合は、孔径および抽出されている原油の密度の質の両方の関数である。当該方法は、α‐テルピネオールを少なくとも約５０体積％およびβ‐テルピネオールを少なくとも約２０体積％を含むテレピン油液配合を供給することと、抽出されている液体炭化水素の密度に基づいて、テレピン油液配合中のα‐テルピネオールおよびβ‐テルピネオールの量を調整することとを含む。一実施形態では、抽出されている液体炭化水素のＡＰＩ比重が約２２°より大きい場合、テレピン油液中のα‐テルピネオールの量は減少し、テレピン油液中のβ‐テルピネオールの量は増大する。別の実施形態では、抽出されている液体炭化水素のＡＰＩ比重が約２２未満である場合、テレピン油液中のα‐テルピネオールの量は増大し、テレピン油液中のβ‐テルピネオールの量は減少する。ここで使用される限りにおいて、軽油のＡＰＩは少なくとも約３１°であり、中質原油のＡＰＩは約２２°および約３°の間であり、重油のＡＰＩは約１０°および約２２°の間であり、超重質油のＡＰＩは約１０°未満である。

一実施形態では、本開示は、炭化水素含有有機物をオイルシェールまたはタール（オイル）サンドからテレピン油液および／または他の付随液中に抽出し、続いて、テレピン油液および／または他の付随液をテレピン油液処理物質から溶解、抽出、回収、および／または除去する方法を提供し、非水性テレピン油液を含む炭化水素抽出液を第一に使用することによって炭化水素含有有機物を抽出するステップと、抽出混合物が形成されるように、オイルシェールまたはタール（オイル）サンドを炭化水素抽出液に接触させるステップとを含み、抽出混合物は、テレピン油液に抽出されたオイルシェールまたはタール（オイル）サンドからの炭化水素含有有機物の少なくとも一部分を含み、さらに、炭化水素抽出液において可溶性ではないオイルシェールまたはタール（オイル）サンドからの非可溶性物質を含む残留テレピン油液処理物質から、抽出混合物を分離するステップと、溶媒抽出組成物を供給するステップと、残留テレピン油液処理物質の細孔に溶媒抽出組成物が浸透して回収混合物を形成するように、炭化水素抽出液において可溶性ではないオイルシェールまたはタール（オイル）サンドからの非可溶性物質を含む残留テレピン油液処理物質を溶媒抽出組成物に接触させるステップとを含み、回収混合物は、溶媒抽出組成物に抽出されたテレピン油液およびいずれかの付随液の少なくとも一部分を有し、さらに、溶媒抽出組成物に抽出されないテレピン油液処理物質からの非抽出物質を含むいずれかの物質から回収混合物を分離するステップを含む。

本発明のさらに他の局面および利点は、当業者によって本記載から容易に明白となるであろう。発明を行なう熟考されたベストモードの例示のみによって発明のある実施形態を図示し、説明する。理解されるように、発明は他のおよび異なる実施形態が可能であり、そのそれぞれの詳細は、発明から逸脱することなく様々な明らかな点において修正が可能である。したがって、記載は本質的に例示であって限定的ではないと見なされるべきである。

実施例１：ゴムからのテレピン油液の抽出
その細孔内にテレピン油液がトラッピングされているクラムラバー試料に対して、本発明に係る溶媒抽出を行った。クラムラバー試料は最初にテストされ、約２００重量％のテレピン油を有することが分かった。雰囲気圧力下で質量比１：１にて５分間約１５℃で、クラムラバー試料をイソプロピルアルコール（ＩＰＡ）と混合した。混合手順を２回繰返した。抽出後、クラムラバー試料の細孔に残存するテレピン油液の量は、クラムラバーの約０．００１重量％であった。

実施例２：石炭からのテレピン油液の抽出
その細孔内にテレピン油液がトラッピングされている石炭試料に対して、本発明に係る溶媒抽出を行った。石炭試料は最初にテストされ、約４０重量％のテレピン油を有することが分かった。雰囲気圧力下で質量比１：１にて約３０分間約７０℃で、石炭試料をヘキサンと混合した。混合手順は２回行った。抽出後、石炭試料の細孔に残存するテレピン油液の量は、石炭の約１重量％であった。

実施例３：ゴムからの溶媒の抽出
細孔内に様々な溶媒がトラッピングされているクラムラバー試料に対して、下記の表に要約されるように本発明に係る溶媒抽出を行った。

実施例４：タール（オイル）サンドからの瀝青（有機物）の抽出
カナダ国アルバータ州のタール（オイル）サンドを可溶化し、商業的グレードの合成テレピン油で抽出した。タール（オイル）サンド試料を、次の近似分析；乾燥固形８４．４重量％、乾燥瀝青１１．６重量％、および受取った湿気４．０重量％を与えたアルバータリサーチカウンシルから取得した。約２：１の重量比の試薬‐試料比率を利用して、覆われてはいるがしっかり密封されていない抽出容器内の試料約１５グラムに、合成テレピン油約３０グラムを静かに加えた。合成テレピン油およびタール（オイル）サンドの結果として生じた混合物を含むこの抽出容器を約９６℃の一定温度で維持し、絶えずかき混ぜた。合成テレピン油を沸騰させることなく、抽出容器中の圧力は、約１．０１×１０^５パスカル（１気圧）より若干低い雰囲気圧にとどまった。約２０分後、抽出容器中の混合物をろ過し、フィルター上に保持された固体（タール（オイル）サンド）をエタノールで洗浄し、一定の重量に乾燥させた。重量損失に基づいて、タール（オイル）サンド試料からの瀝青の転換、つまり抽出の程度は、約１００重量％であることが確認された。

実施例５：タール（オイル）サンドからの瀝青（有機物）の抽出
この実施例では、先の実施例と同じ近似分析で同じ供給源からのタールサンド試料約６０グラムを、α‐テルピネオールを含む商業的グレードの合成テレピン油の代わりに、α‐テルピネオール約６０グラムによって抽出した。結果として生じた試薬−試料比率は、先の実施例の２：１ではなく１：１であった。実験は、１．０１×１０^５パスカル（１気圧）よりも若干低い雰囲気圧下で約９６℃の温度にて約３０分継続した。タールサンド試料中の瀝青（有機物）の転換、つまり抽出の範囲は、約１００重量％であることが確認された。

実施例６：タール（オイル）サンドからの瀝青（有機物）の抽出
この実施例では、先の２つの実施例と同じ近似分析で同じ供給源からのタールサンド試料約６０グラムを、商業的グレードの合成テレピン油約６０グラムによって抽出した。結果として生じた試薬−試料比率は、したがって約１：１であった。約１．０１×１０^５パスカル（１気圧）よりも若干低い雰囲気圧下で約９６℃の温度にて約３０分間実験を行った。タールサンド試料中の瀝青（有機物）の転換、つまり抽出の程度は、約７０重量％であることが確認された。

実施例７：この実施例の実験は、タール（オイル）サンドによる先の実施例と同じ近似分析で同じ供給源からのタールサンド試料により、約１．０１×１０^５パスカル（１気圧）より若干低い雰囲気圧下で行った。商業的グレードの合成テレピン油約６０グラムをタールサンド試料約６０グラムに加え、それにより約１：１の試薬‐試料比率を生じさせた。試料および商業的グレードの合成テレピン油の温度を約３０分間約６５℃に維持し、その後約５分以内で約１５℃まで冷却した。続いて、タールサンド試料をろ過し、洗浄し、乾燥させ、計量した。重量損失に基づいて、タールサンド試料中の瀝青（有機物）の転換、つまり抽出の程度は、約７０重量％であることが確認された。

実施例８：この実施例の実験は、商業的グレードの合成テレピン油の代わりに、α‐テルピネオールによる先の実施例の実験を繰返した。瀝青（有機物）の転換、つまり抽出の程度は、先の実施例の約７０重量％から約９０重量％に増大した。

実施例９：この実施例では、実施例１１〜実施例１７と同じ近似分析で同じ供給源からの重さ約３０グラムのタールサンド試料を、約１．０１×１０^５パスカル（１気圧）より若干低い雰囲気圧力下で約９６℃の温度にて、α‐テルピネオール約２０グラム（８０重量％）およびトルエン約５グラム（２０重量％）を含む液体で抽出した。実験の持続時間（反応または抽出時間）は約３０分であった。試料の重量損失は約１０．２グラムであった。この重量損失から、瀝青（有機物）の転換、つまり抽出の程度は、約３３重量％であると推定された。

実施例１０：タール（オイル）サンドによるすべての先の実施例で使用されたのと同じ近似分析ですべて同じ供給源からの３つのタールサンド試料を、約１．０１×１０^５パスカル（１気圧）より若干低い雰囲気圧力下で約１５℃の温度にて、様々な量のα‐テルピネオールおよびエタノールを含む試薬によって抽出した。各実験の持続時間（反応または抽出時間）は、各タールサンド試料について約１５分であった。第１の試料は、α‐テルピネオール約０グラム（０重量％）およびエタノール約１５グラム（１００重量％）を含む混合物で、つまり純粋なエタノールで抽出した。第２の試料は、α‐テルピネオール約７．５グラム（５０重量％）およびエタノール約７．５グラム（５０重量％）を含む混合物で抽出した。第３の試料は、α‐テルピネオール約１２グラム（８０重量％）およびエタノール約３グラム（２０重量％）を含む混合物で抽出した。重量損失および３つの試料中の瀝青（有機物）の推定される転換、つまり抽出の程度は、第１、第２、および第３の試料について、それぞれ約０．２グラム（１．０重量％）、０．６グラム（３．０重量％）、および０．９グラム（４．５重量％）であった。

実施例１１：約１．０１×１０^５パスカル（１気圧）より若干低い雰囲気圧力下で約２２℃の周囲温度にて、平均寸法が約１５ｍｍである商業的グレードのアスファルトの不規則形状のペレット剤をα‐テルピネオールで可溶化し、抽出した。重さ約２０グラムの第１の試料を、α‐テルピネオール約４０グラムで可溶化し、抽出した。同じく重さ約２０グラムの第２の試料を、α‐テルピネオール約２０グラムで可溶化し、抽出した。両方の試料中の炭化水素を３０分後に完全に抽出した。これらの実験は、アスファルトのようなアスファルテンが豊富な傾向にある重質原油の可溶化および抽出をシミュレートするために行った。

実施例１２：この実施例では、タール（オイル）サンドによるすべての先の実施例で使用されたのと同じ近似分析で同じ供給源からのタールサンド中の瀝青（有機物）を、植物油の２つの変種、大豆油およびトウモロコシ油で可溶化し、抽出した。植物油は、テレピン油液と完全に混和性である。第１の実験では、重さ約１５グラムであるタールサンド試料を、約１．０１×１０^５パスカル（１気圧）より若干低い雰囲気圧下で約９６℃の温度で約２０分間、大豆油約３０グラムと混合し、絶えずかき混ぜた。重量損失は、試料中の瀝青の転換、つまり抽出の程度が約３．３重量％であると推測される約０．５グラムであった。第２の実験では、重さ約３０グラムであるタールサンド試料を、約１．０１×１０^５パスカル（１気圧）より若干低い雰囲気圧下で約１７５℃の温度で約３０分間、トウモロコシ油約６０グラムと混合し、絶えずかき混ぜた。重量損失は、試料中の瀝青の転換、つまり抽出の程度が約１２重量％であると推測される約４．８グラムであった。

実施例１３：バリア砂岩プラグコア試料に対して２つのテストを行ない、コアからの油回収に対する試薬注入の影響を確認した。第１のテストは、フィールドが限界まで水攻を経た後のα‐テルピネオール注入による増分油回収を確認するように設計された。選択されたコアは、原油をシミュレートする実験用油９．０１ｍＬを含むものであった。塩化カリウム３．０％を含む水溶液による水攻によって油４．６ｍＬが生じた。α‐テルピネオール注入の５細孔容積によって付加的な油３．６１ｍＬが生じ、それによって、原体積に残存する８．０％未満の油とともにコアが残った。第２のテストは、α‐テルピネオール注入によって未使用の貯留層から推定され得る増大した回収を表すように設計された。選択されたコアは、原油をシミュレートする実験用油８．８５ｍＬを含むものであった。石油生成はほぼ０．５細孔容積のα‐テルピネオール注入後に開始し、３．５細孔容積のα‐テルピネオールが注入されるまで続いた。しかし、大半の油はわずか２．５細孔容積のα‐テルピネオール注入後に回収された。合計７．９４ｍＬの実験用油が回収され、それによって、原体積に残存する７．５％未満の油とともにコアが残った。

１つの実験において、タール（オイル）サンド試料に対するテレピン油液の様々な比率をテストした。下に提示される実験の各々についてのテレピン油液は、同じ配合を有し、組成物は、α‐テルピネオール約６０体積％、β‐テルピネオール約２０体積％、およびγ‐テルピネオール約２０体積％を含むものであった。タール（オイル）サンドは、瀝青含有量およそ１２重量％、水分約４〜５重量％であるカナダ国アルバータ州の鉱石の異なる混合物であった。実験はすべて、表６に挙げられる様々な温度にて行なった。

以下の表６に示されるように、下に示されるすべての比率（つまり約１：２〜約２：１まで変動する、タール（オイル）サンドに対するテレピン油液の比率）にわたるタール（オイル）サンドからの炭化水素の回収は炭化水素の良好な回収をもたらし、識別可能な違いはわずかであった。抽出が実行される温度に関して、タール（オイル）サンドからの炭化水素の抽出、可溶化、および／または液化のための最適温度は約６５℃であると考えられている。表６に示されるように、約１３０℃では、タール（オイル）サンドから回収される炭化水素の量は減少する。しかし、炭化水素を回収するのが特に難しいある固体については、抽出溶媒の温度を上昇させることで、回収される炭化水素の量が増大することがある。最後に、抽出される物質の量に対して露光時間はほとんど影響しなかったことが示されている。これはおそらく、最短の抽出時間が約２０分であったためであり、タール（オイル）サンドからの炭化水素の抽出に非常に適切であると考えられる。

代替的な溶媒、すなわちエタノールおよびトウモロコシ油を用いて付加的な実験を行ない、α‐テルピネオール約６０体積％、β‐テルピネオール約２０体積％、およびγ‐テルピネオール約２０体積％を含む組成物と比較した。下に提示される表７に示されるように、エタノールおよびトウモロコシ油の成果は、α‐テルピネオール約６０体積％、β‐テルピネオール約２０体積％、およびγ‐テルピネオール約２０体積％を含む組成物よりも予想外に実質的に低かった。たとえば、テルピネオール組成物は抽出可能な炭化水素の完全またはほぼ完全な抽出を実現したが、エタノールは、わずか約１０％の回収可能な炭化水素、加熱されたトウモロコシ油は、わずか約３３％の回収可能な炭化水素しかもたらさなかった。

下記の表８に示されるように、α‐テルピネオールのみ、および様々な既知の有機溶媒と組合わせたα‐テルピネオールを含むテレピン油液配合を含む様々なテレピン油液配合の成果が提示される。表中に示される最初の３つの組成物は、α‐テルピネオール、β‐テルピネオール、およびγ‐テルピネオールを含む。たとえば、第１のものはα‐テルピネオール約６０体積％、β‐テルピネオール約３０体積％、およびγ‐テルピネオール約１０体積％を含む。結果は、α‐テルピネオールの濃度が上昇するにつれて、テレピン油液がおよそ７０％のα‐テルピネオールを含む場合にタール（オイル）サンド試料からの炭化水素物質の十分な抽出が実現されるまでテレピン油液の成果が上昇することを予想外に示す。

第２の組のデータは、純粋なα‐テルピネオールによるタール（オイル）サンドを含有する炭化水素の抽出のために呈示される。示されるように、１００％を上回る抽出は、おそらく試料の炭化水素含有量における不一致によって実現される。しかし結果は、α‐テルピネオールが回収可能な炭化水素すべてをタール（オイル）サンド試料から実質的に抽出することが可能であるという予期せぬ結果を一般に実証する。

表８に提示されるデータは、α‐テルピネオールおよび既知の有機溶媒の混合系の有効性を例示する。示されるように、回収可能な炭化水素の実質的に完全な回収は、エタノールに対するα‐テルピネオールの比率約１：１を含む組成物で実現される。これは、純粋なエタノールが全体の回収可能な炭化水素の約１０％のみを除去したため、予期せぬことである。その上、トルエンに対するα‐テルピネオールの比率について１：１または３：１のいずれかを含む混合系は、全体の回収可能な炭化水素の約７７％および９２％の回収につながった。これは予期せぬ結果であった。

実施例１４：およそ３０ｇのタール（オイル）サンド試料を、次の液体：ｄ‐リモネン、テレピン油液の配合物、および対照としての水の各々とともに噴霧した。温度は約１８℃に維持した。約５、１０、１５、２０、２５、および３０秒の接触時間後に、回収された瀝青のパーセントを測定した。テレピン油液の配合物は、ｄ‐リモネンより有効な抽出子であったが、水は効果がなかった。

実施例１５：およそ１５ｇのタール（オイル）サンド試料をｄ‐リモネンまたはテレピン油液の配合物とともに噴霧し、９７秒間液体に接触させて放置した。タール（オイル）サンドに対する液体の比率は、およそ１：１〜およそ６：１の範囲であった。１：１での５４％の回収から比率６：１での８４％の回収まで、テレピン油液の配合物は、混合比の範囲にわたってリモネンより多くの瀝青を抽出した。

実施例１６：各液体がタール（オイル）サンド試料から瀝青を回収する能力に関して、炭化水素を抽出するための多数のテレピン油液種および組合せの有効性を測定した。各テストにおいて、およそ１５ｇのタール（オイル）サンド試料を、次のテレピン油液：α‐テルピネオール、β‐テルピネオール、β‐ピネン、α‐ピネン、ｐ‐シメン、ｄ‐リモネン、およびテレピン油液の配合物のうちの１つで約１８℃にて処理した。約５分および約１５分の接触時間後に、回収された瀝青のパーセントを測定した。データは、すべての液体がタール（オイル）サンドから相当な量の瀝青を抽出したことを示す。テレピン油液の配合物は、液体‐物質比率の範囲にわたって最も有効な抽出子であり、約５分以内の接触でほぼすべての瀝青含有量を回収した。

ここで測定されるように、ある炭化水素含有物質、たとえばタール（オイル）サンドは、形状が不規則であり寸法が変動する、強粘性液と比較的粗い固形物粒子状物質との不均質かつ不純な混合物を含むことから、ある試料における回収、つまり歩留りは１００％を超過する。したがって、炭化水素含有物質中の炭化水素物質の平均値に基づく回収測定は、これらの自然に可変可能な要因により、場合によっては１００％を超過する。さらに、いくつかの実験誤差がいずれかの実験に固有である。

明細書および特に上記の実施例に記載したテレピン油液処理物質からのテレピン油液の抽出についての結果は予期せぬものであった。請求項に記載の発明の実行によって達成された驚くべき利点が経済効率的に実現された。

ここで使用される限りにおいて、約およびおよそという用語は、記載した値の５％以内にあるいずれかの値を含むものと解釈されるべきである。さらに、ある値の範囲に関する約およびおよそという用語は、記載した範囲の上端および下端の両方を含むものと解釈されるべきである。ここで使用される限りにおいて、第１、第２、第３等の用語は、要素を一意的に識別するものと解釈されるべきであり、要素またはステップのいずれかの特定の順序付けを暗示するものでも制限するものでもない。

発明をその実施形態のうちのいくつかのみにおいて示すかまたは説明したが、そのように限定されるものではなく、発明の範囲から逸脱することなく様々な変更が可能であることは当業者にとって明白であるものとする。

Claims (34)

1. 溶媒処理物質の細孔内にトラッピングされている溶媒および溶媒付随液を溶解、置換、抽出、回収、および／または除去するための方法であって、
   ａ）溶媒抽出組成物を供給するステップと、
   ｂ）前記溶媒抽出組成物が前記溶媒処理物質の細孔に浸透するように、前記溶媒処理物質を前記溶媒抽出組成物に接触させるステップと、
   ｃ）回収混合物を形成するステップとを含み、回収混合物は、溶媒抽出組成物に抽出された溶媒および溶媒付随液の少なくとも一部分を含み、さらに、
   ｄ）溶媒抽出組成物に抽出されない溶媒処理物質からの非抽出物質を含むいずれかの残留物質から回収混合物を分離するステップを含み、
   前記溶媒処理物質は、ゴム、プラスチック、またはその組合せから選択される、方法。
2. 回収混合物を第１の部分と第２の部分とに分離するステップをさらに含み、第１の部分は、溶媒処理物質の細孔から抽出されたいずれかの溶媒および溶媒付随液の少なくとも一部分を含む溶媒生成物流を含み、第２の部分は、溶媒抽出組成物の少なくとも一部分を含む、請求項１に記載の方法。
3. 前記溶媒は、テレピン油液、アルカン、芳香族、脂肪族アミン、芳香族アミン、二硫化炭素、石油を精製する際に製造される溶媒、デカント油、ライトサイクルオイル、ナフサ、石炭を乾留する際に製造される溶媒、液化した石炭を分留する際に製造される溶媒、ベンゼン、ナフタレン、トルエン、ペンタン、ヘプタン、ヘキサン、ベンゼン、トルエン、キシレン、ナフタレン、アントラセン、テトラリン、トリエチルアミン、アニリン、二硫化炭素、またはその混合物である、請求項１に記載の方法。
4. 前記テレピン油液は、天然テレピン油、合成テレピン油、ミネラルターペン、パイン油、アルファ‐ピネン、ベータ‐ピネン、アルファ‐テルピネオール、ベータ‐テルピネオール、ガンマ‐テルピネオール、３‐カレン、アネトール、ジペンテン（ｐ‐メンタ‐１，８‐ジエン）、テルペン樹脂、アルファ‐テルペン、ベータ‐テルペン、ガンマテルペン、ノポール、ピナン、カンフェン、ｐ‐シメン、アニスアルデヒド、２‐ピナンヒドロペルオキシド、３、７‐ジメチル‐１，６‐オクタジエン、酢酸イソボルニル、テルピン水和物、オシメン、２‐ピナノール、ジヒドロミルセノール、イソボルネオール、アロオシメン、アロオシメンアルコール、ゲラニオール、２‐メトキシ‐２，６‐ジメチル‐７，８‐エポキシオクタン、カンフル、ｐ‐メンタン‐８‐オール、アルファ‐酢酸テルピニル、シトラール、シトロネロール、７‐メトキシジヒドロキシシトロネラール、１０‐カンファースルホン酸、ｐ‐メンテン、酢酸ｐ‐メンタン‐８‐イル、シトロネラール、７‐ヒドロキシジヒドロシトロネラール、メントール、メントン、そのポリマー、およびその混合物から成る群から選択される、請求項３に記載の方法。
5. 前記溶媒抽出組成物は、アルコール、水酸基官能基を有する有機化合物、有機もしくは無機溶媒、またはその組合せを含む、請求項１に記載の方法。
6. 前記溶媒抽出組成物は、１つ以上の非環状または環状アルコールを含む、請求項１に記載の方法。
7. 前記溶媒抽出組成物は、メタノール、エタノール、プロパノール、イソプロパノール、ブタノール、イソブタノール、ペンタノール、１‐ペンタノール、３‐メチル‐１‐ブタノール、２‐メチル‐１‐ブタノール、２，２‐ジメチル‐１‐プロパノール、３‐ペンタノール、２‐ペンタノール、３‐メチル‐２‐ブタノール、２‐メチル‐２‐ブタノール、ヘキサノール、１‐ヘキサノール、２‐ヘキサノール、３‐ヘキサノール、２‐メチル‐１‐ペンタノール、３‐メチル‐１‐ペンタノール、４‐メチル‐１‐ペンタノール、２‐メチル‐２‐ペンタノール、３‐メチル‐２‐ペンタノール、４‐メチル‐２‐ペンタノール、２‐メチル‐３‐ペンタノール、第三級３‐メチル‐３‐ペンタノール、第一級２，２‐ジメチル‐１‐ブタノール、２，３‐ジメチル‐１‐ブタノール、３，３‐ジメチル‐１‐ブタノール、２，３‐ジメチル‐２‐ブタノール、３，３‐ジメチル‐２‐ブタノール、２‐エチル‐１‐ブタノール、低級脂肪族アルコール、ベンゼン、トルエン、メチルエチルケトン（ＭＥＫ）、フルフラール、テトラヒドロフラン（ＴＨＦ）、アセトン、フッ化水素酸、ヘキサン、キシレン、またはその混合物を含む、請求項１に記載の方法。
8. 前記溶媒抽出組成物は、メタノール、エタノール、プロパノール、イソプロパノール、ブタノール、イソブタノール、ペンタノール、ヘキサノール、またはその混合物を含む、請求項１に記載の方法。
9. 前記溶媒抽出組成物は、アルカン、芳香族類、脂肪族アミン、芳香族アミン、二硫化炭素、植物油、溶媒、石油を精製する際、石炭を乾留する際、液化した石炭を分留する際、および抽出された炭化水素をタール（オイル）サンドおよびオイルシェールから分留する際に製造される溶媒、ならびにその混合物から選択される第２の液体をさらに含む、請求項１に記載の方法。
10. 第２の液体に対する、溶媒抽出組成物中のアルコール、水酸基官能基を有する有機化合物、および有機もしくは無機溶媒の体積比は約１：１以上である、請求項９に記載の方法。
11. 前記溶媒処理物質を重量比約１：６〜６：１の比率範囲で前記溶媒抽出組成物に接触させる、請求項１に記載の方法。
12. 前記溶媒処理物質を重量比約１：４〜２：１の比率で前記溶媒抽出組成物に接触させる、請求項１１に記載の方法。
13. 前記溶媒処理物質を重量比約１：３〜１：１の比率で前記溶媒抽出組成物に接触させる、請求項１１に記載の方法。
14. 前記回収混合物中の溶媒抽出組成物の量は、溶媒処理物質の約１０〜約２５００重量％である、請求項１に記載の方法。
15. 前記回収混合物中の溶媒抽出組成物の量は、溶媒処理物質の約３０〜約２００重量％である、請求項１４に記載の方法。
16. 前記回収混合物中の溶媒抽出組成物の量は、溶媒処理物質の約５０〜約１５０重量％である、請求項１５に記載の方法。
17. 前記回収混合物中の溶媒抽出組成物の量は、溶媒処理物質の約１００重量％である、請求項１６に記載の方法。
18. 前記接触させるステップは、約２℃〜約４００℃の範囲内の温度で行なわれる、請求項１に記載の方法。
19. 前記接触させるステップは、約１５℃〜約１５０℃の範囲内の温度で行なわれる、請求項１８に記載の方法。
20. 前記溶媒処理物質を１〜３００分間前記溶媒抽出組成物に接触させる、請求項１に記載の方法。
21. 前記溶媒処理物質を５〜６０分間前記溶媒抽出組成物に接触させる、請求項２０に記載の方法。
22. 前記接触させるステップ（ｂ）は、１〜１０回繰返される、請求項１に記載の方法。
23. 前記溶媒抽出組成物は、少なくとも１０％のアルコールを含む、請求項１に記載の方法。
24. 前記溶媒抽出組成物は、少なくとも５０％のアルコールを含む、請求項１に記載の方法。
25. 前記溶媒抽出組成物は、少なくとも９０％のアルコールを含む、請求項１に記載の方法。
26. 前記接触させるステップは、前記接触させるステップ前に前記溶媒処理物質内に含まれていた溶媒およびいずれかの溶媒付随液の少なくとも５０％を抽出する、請求項１に記載の方法。
27. 前記接触させるステップは、前記接触させるステップ前に前記溶媒処理物質内に含まれていた溶媒およびいずれかの溶媒付随液の少なくとも８０％を抽出する、請求項２６に記載の方法。
28. 前記接触させるステップは、前記溶媒抽出組成物を沸騰させて還流することをさらに含む、請求項１に記載の方法。
29. 前記方法は、前記溶媒処理物質を、実質的に非水性の溶媒抽出組成物に接触させることを含む、請求項１に記載の方法。
30. 前記方法は、水または乳剤の使用を伴わない、請求項１に記載の方法。
31. 前記方法は、塩または食塩水の使用を伴わない、請求項１に記載の方法。
32. 前記溶媒抽出組成物は、界面活性剤を含む、請求項１に記載の方法。
33. 前記溶媒抽出組成物は、界面活性剤が無いか、または界面活性剤が実質的に無い、請求項１に記載の方法。
34. 前記溶媒抽出組成物は、ミセルが無いか、またはミセルが実質的に無い、請求項１に記載の方法。