JP6349312B2 - 接触および分離装置、ならびにその使用方法 - Google Patents

Description

本発明は、強化合体ゾーン（ＥＣＲ）を提供する解放装置を終端とするシュラウドに含まれる複数の垂直吊下繊維を利用する非分散法にて、密度の異なる少なくとも２つの液体の混合物を接触および分離するための方法および装置に関する。特に、本発明は、液体が、相対的に低い界面張力（ＩＦＴ）を有する場合に有用である。ＥＣＲは、キャリーオーバーおよび分離効率の低下をもたらし得る分散した液体混合物の蓄積をなくすか、または著しく低減させる。メルカプタンなどの酸性不純物をより臭気の少ない硫黄化合物に変換するように液体炭化水素を処理するために、該装置を使用することができる。

たいていの炭化水素処理方法では、その方法のある時点において、２つ以上の液体を接触させ、次いで密度差に基づいて互いに分離することがしばしば必要である。１つの手法は、Ｍｅｒｉｃｈｅｍ社のＦＩＢＥＲ ＦＩＬＭ（登録商標）接触技術を水平沈降容器と併用することである。これらの繊維−膜型分離／接触装置は、いずれも参照により本明細書に組み込まれている米国特許第３，７５８，４０４号明細書および同第３，９７７，８２９号明細書および同第３，９９２，１５６号明細書に記載されている。繊維−膜型分離／接触装置の基本設計は、液体をシュラウドの内部に維持し、その液体が下方へ繊維とシュラウドの軸と平行に流れるときに吊下繊維と接触するよう構成された垂直シュラウド内に完全に、または部分的に含まれる、複数の垂直吊下繊維を含む。液体はいったんシュラウドから退出すると、分離区間、典型的には水平沈降装置に進入し、そこで重力が位相を分離し、より低密度の液体が上層を形成し、より高密度の液体が下層を形成する。次いで各層を、該装置の分離区間から選択的に除去することができる。

分離効率は、分離されることになる液体の界面張力の関数であるが、分離装置の滞留時間および表面積も重要な変数である。混合物中の液体の低い界面張力（ＩＦＴ）が乳剤および高分散物の形成を引き起こし、これは明確な十分に画定された相境界界面が存在しない場合に顕在化する。「分散物」という用語は、１つの相の個々の液滴が別の相に存在する場合と反対に、容器中での数秒間から数分間の時間枠にわたる分離方法において存在する、二相液体混合物を意味すると理解される。不十分な分離でも全く許容され得るが、その場合、流出物を強制的に、充填層、遠心分離装置、遠心液体分離装置、ハイドロサイクロンなど、別個の機械式分離装置を通す必要が生じる。これらの解決策は、多額の資本コストおよび付加的エネルギー投入という不利点を有する。問題の是正を機械的に試みることに加え、時々、液相の分離を促す試みにおいて、化学物質の添加が使用される（気液混合物を分解するために消泡剤が使用される場合と同様の方法）。これは付加的費用負担が生じ、また典型的に、界面活性剤の添加が問題を悪化させ得る、システムにおける低い界面張力が原因で、あまり効果的でない。

この分散問題は、例えば、酸化反応を介した触媒水溶液を使用しての灯油の脱硫など、炭化水素処理方法において発生する。そのような方法において、２つの液相の低い界面張力が原因で下流での分離が非常に困難となり得る、２つの液相が生成される。繊維−膜型接触／分離装置を使用する場合、二相混合物は繊維の先端へ向かって下方だけに移動するわけではなく、緩い分散した液体混合物として拡散する傾向にある。混合物は一体的に滞留し、泡状の外観を有し、いわゆる「分散帯」を形成する。片方の液体の流れが制止されると、分散帯は究極的に時間の経過に伴って崩壊し得る。液体の流れが制止されない場合であっても、分散は、容器システムおよび液体の特性、特にその界面張力に応じて、一定の速度で自然に崩壊し得る。しかし、この分散の発生速度が崩壊速度より速い場合、分散帯の容積が増え、容器中で集積する。これが後に、重い液体から軽い塔頂留出物への高いキャリーオーバーをもたらす。当技術分野では液液送達用コアレッサーを使用してきたが、それらは通常、少量の分散液体のみ扱うよう設計されている。一例は、適度に疎水性の媒体または親水性の媒体もしくは両方でできた、二相混合物を強制的に片方または他方の表面に付着させ、そして後で重力によって分離しやすくなる、より大きい液滴を形成する、キャンドルフィルターである。そのような装置は残念ながら、方法全体に対して余計な圧力低下とポンプ輸送負担を加えるという不利点に悩まされる。加えて、そのような分散物の量が増えるか、またはスラグと化すと、これら既知のコアレッサーを容易に圧倒し得る。

分散した液体混合物のこの蓄積における別の問題は、分離容器の下側区間における、液相間の明確な界面の欠如である。これは、例えば静電容量プローブ、誘導波レーダー機器、水平浮遊スイッチなどの従来型計器による界面検出の困難をもたらし得る。強固なレベル検出の欠如は、液体界面レベルの制御を非常に困難にする。さらに、この画定された界面の欠如は、真の純粋な液体レベルが、ポンプがキャビテーションを起こすポイントまで下がるか、または軽い液体がポンプ吸引へ引き込まれ、重大な操作上の問題をもたらす結果となり得る。二相分散物形成の問題は、界面張力計を使用しての標準的方法による界面張力（ＩＦＴ）測定結果が１０ダイン／ｃｍ未満となる場合、特に重大である。

本発明まで、そのような二相分散の解決策は、比較的長い滞留時間にわたり分散物を解放または崩壊させるために、超大型水平容器を使用することであった。容器中の広い水平表面積は、分散物が比較的薄く、崩壊に至るまでに十分な滞留時間を有する分散帯または「ラグ層」を形成することを可能にする。そのような大型水平容器は、例えばＦｒａｎｋ，Ｔ．Ｃ．ら“Ｌｉｑｕｉｄ−ｌｉｑｕｉｄ ｄｉｓｐｅｒｓｉｏｎ ｆｕｎｄａｍｅｎｔａｌｓ”、Ｐｅｒｒｙ’ｓ Ｃｈｅｍｉｃａｌ Ｅｎｇｉｎｅｅｒｓ’Ｈａｎｄｂｏｏｋ、第８版、２００８年、第１５章、９８ページに描かれているように、多額の資本コストを有し、また貴重な不動産を占有する広い設置面積を必要とする。本発明はこれらの問題を、吊下繊維を含み、また液体の一部が解放装置から流出して吊下繊維の垂直軸と相対的に平行でない経路内で合体表面と接触することを可能にする、強化合体ゾーンの使用によって解決する。

本発明は、少なくとも２つの非混和性液体を分離した相に分離するための改善された装置および方法に関する。該装置は、内部容積内に位置するシュラウドを含む内部容積を有する容器を含む。好ましくは、容器は垂直容器である、つまり、容器は概して頂部の直径とより高密度の液体が除去される底部の直径が同じである。言い換えれば、上側の垂直方向の円形区間から下側の水平区間にかけて、急激な遷移が存在しない。当然、既存の装置が本発明により改修されることになる状況において、容器は、非混和性液体の分離を補助するために必要な表面積と滞留時間を提供するよう、より大きい水平区間へ接続されたシュラウドを含む、垂直区間を有することになると考えられる。

容器の上方および外側へ延長し得るシュラウドの頂部に、シュラウドの内部と液体連通する、好ましくはシュラウドの最上区間内に位置する液体分配装置へ接続された入口がある。シュラウド内に、より高密度の液体とより低密度の液体を含む少なくとも２つの非混和性液体の混合物と接触させるよう構成された、垂直軸を画定する長いリボンまたは繊維から成る１つまたは複数の束が吊り下がる。シュラウドの底部に１つの解放装置があり、液体の混合物の一部が強化合体ゾーン（ＥＣＺ）から放射状に流出すること、および解放装置に付帯する合体表面と接触することを可能にするよう構成されるＥＣＺを画定する。

シュラウドの最上部または頂部は容器頂部の上方へ延長していてもよく、上側接触ゾーンを画定する。シュラウドの上側接触ゾーン部分は、容器の頂部で上方へ延長する別の構造内に含まれていてもよい。シュラウドのうち、容器の内部にあり、ＥＣＺの上方に位置する区間が、下側接触ゾーンを画定する。解放装置はシュラウドの底部区間の延長であってもよく、またＥＣＺを画定する。吊下繊維は、シュラウド内と解放装置内において基底準位と相対的に垂直に位置し、容器の軸と同一の垂直軸を画定する。下側接触ゾーンのシュラウド内の繊維は、容器頂部で下側接触ゾーンの上方に位置する上側接触ゾーン内に含まれる、分離独立した束か、または繊維束の延長であってもよい。同様に、ＥＣＺ内にあり、解放装置内に含まれる繊維は、ＥＣＺの上方に位置する下側接触ゾーン内に含まれる、分離独立した束か、または繊維束の延長であってもよい。好ましくは、繊維は、（１）繊維材料は少なくとも２つの非混和性液体の混合物によって優先的に湿潤されなければならない、および（２）繊維は該方法を汚染しないか、または該方法によって、例えば腐食などにより破壊されない材料でできたものでなければならない、これら２つの基準を満たす、金属繊維、ガラス繊維、ポリマー繊維、グラファイト繊維および炭素繊維から成る、ただしこれらに限定されない群から選択される材料でできた、細長いフィラメントまたはリボンを含む。

シュラウドの上側接触ゾーン内と下側接触ゾーン内で、該装置へ供給される液体の混合物はシュラウド内に含まれ、そして液体が垂直軸と平行に下方へ流れるときに繊維と接触する。上側接触ゾーン内と下側接触ゾーン内のシュラウドの壁は中実（すなわち開口を全く含まない）であり、また吊下繊維が液体の混合物と接触することを確保する、円形、楕円形、正方形、長方形または任意の形状であってもよい管状または導管状の構造形態を取り得る。シュラウドの実際の断面形状は本発明にとって重要ではなく、また下側接触ゾーンのシュラウドは上側接触ゾーンのシュラウドと同じ直径または形状を有しても有していなくてもよい。シュラウドの２つの接触ゾーンは壁に開口がないことから、液体の混合物は垂直軸と平行に下方へ流れなければならない。一体的に、接触ゾーンは、液体の混合物が吊下繊維の束と接触しながら垂直軸と平行に下方へ強制的に流れ続けるようにシュラウド内に液体の混合物を含み、所望の処理を達成するよう機能する。

液体の混合物は、２つの接触ゾーンを通って下方へ流れて、解放装置を含む強化合体ゾーン（ＥＣＺ）へ進入することが可能となる。ＥＣＺ内では、液体の混合物の一部が、吊下繊維によって画定される垂直軸と平行でない放射状流路に沿って、解放装置から退出する。液体の混合物の一部が解放装置から退出するとき、非混和性液体のうち１つの一部が合体して合体液体を形成する。合体液体の特性に応じて、解放装置の外部で下方へ垂直軸と平行に落下する液滴、細流または小さいストリームが形成される。合体液体は、より高密度の液体の一部が起源であった場合、下方へ流れ、容器内部の底部で下側位相層に沈降する。この下側位相層は、好ましくは解放装置の開口端部の下方およびＥＣＺの下方に位置する。解放装置から退出する液体の混合物中のうち、より低密度の液体は、シュラウドの外壁と容器の内壁の間の内部容積を占有する重力沈降ゾーンを画定する容器内部の上側位相層を形成する。重力沈降ゾーン内で、液体は、より高密度の液体を含む下層の形成とより低密度の液体を含む上層の形成を通じ、より高密度の液体がより低密度の液体から分離される、さらなる分離を経て、液体界面は２つの層が合わさる場所として画定される。好ましくは、液体界面はＥＣＺより下方に位置する。

重力沈降ゾーンは、シュラウドの外壁と容器の内壁の間の環状空間を含む。このゾーンは、付加的な分離時間と効率を提供するための十分な滞留時間を見越して設計される。第１の出口は容器の頂部またはその付近に位置し、また重力沈降ゾーンに沈降した、より低密度の液体を排出または除去するよう構成される。一部の方法設計では、第１の出口の真下に、容器内部の頂部内に位置する第２の合体装置を含むことが望ましい。第２の出口は、下側位相層にある、より重く高密度の液体を除去できるよう、容器内部の底部またはその付近に設けられる。

解放装置は、シュラウドに接続された別個の構造またはシュラウドの延長であってもよいが、液体の混合物が１つまたは複数の開口を通って放射状にも、かつ垂直軸と平行でない放射状流路と反対の、垂直軸と平行な開口端部を通っても退出できることが前提条件である。解放装置の開口端部は、先行技術における低い界面張力系統に起因する分散を排除または低減する試みに伴う圧力低下問題を防止する。好適な解放装置は、下側接触ゾーンの端部でシュラウドの底部に接続され、液体の混合物の一部の非平行流動を可能にする１つまたは複数の開口または穴を側方に有する、垂直セグメントを含む。解放装置は、好ましくは環状の、下側接触ゾーンの底部に位置するシュラウドの有孔延長か、または代替としてワイヤースクリーンまたは他の籠状支持構造であってもよい。最も好ましくは、解放装置は、垂直軸と相対的におおよそ直角または概ね適正な角度の流路に沿って解放装置から放射状に退出する液体の混合物の一部と接触するよう構成された、合体表面が付帯する。

合体表面は、ワイヤーグリッド、有孔金属壁、開気泡型スポンジ、織りワイヤースクリーン、編みワイヤーメッシュ、織りまたは不織の繊維状金属材料、ポリマー樹脂または金属とポリマー樹脂の複合体、様々な共織りフィラメント、充填材、繊維フィルター、および相互の媒体層複合体から成る群から選択される。合体表面の製造に使用される材料は、ステンレス鋼、二相鋼、合金、プラスチック、フッ素重合体、繊維状成分（ポリオレフィン、ポリエステル、ガラス繊維および類似の材料）およびそれらの混合物を含む。合体表面は最も有利には、混合物中の液体のうち１つと相互作用し、小さい液滴を形成するよう構成される。次いでこれらの液滴は大型化し、より軽い液体から重力によって容易に沈降可能な、より重い相の大型液滴となる。合体表面の容積空隙率は９８％未満、最も好ましくは９６％以下であるべきである。

ワイヤーメッシュ製の合体表面は、液滴が合体するための最大表面積を創出するようにワイヤーと繊維の複合体を含んでいてもよい。多くの場合、ワイヤーと繊維は、分離を増進する異なる構成材料を原料とし、１つは疎水性（例えば金属）、他方は親水性（例えばポリオレフィンまたはフッ素重合体）である。両方の材料間の接触点での合体効果が増大する。したがって、金属とポリマー材料とを両方使用すると、合体効率が大幅に増大する。本発明の合体表面は、解放装置のスロット、穴、穿孔または他の開口の周囲を物理的に包囲するか、またはそれに隣接する形態を取り得る。この包囲された合体表面は、退出する液体の混合物が強制的に合体表面と接触することを前提に、解放装置の外部表面に取り付けられた帯、ひも、クランプまたは他の締結具によって所定の位置に保持される。

最も好ましくは、合体表面は、解放装置の垂直方向の長さの一部を形成し、強化合体ゾーン（ＥＣＺ）を画定する環帯または輪に組み込まれる。環帯の内輪または内壁の表面に、液体の混合物が環帯の内側へと通過して、環帯内に配置または充填された合体表面と接触できるようにする複数の穴がある。環帯の外輪または外壁も同様に、混合物が解放装置の外側へと通過できるようにする複数の穴、スロット、穿孔、スクリーンまたは格子状開口または他の開口を有する。外壁に使用される開口の種類は、内壁に使用されるものと同じであっても同じでなくてもよい。合体表面が解放装置の有孔構造の環帯内に位置するか、または有孔構造の周囲を包囲しているかに関係なく、合体表面の容積空隙率は好ましくは約９０％から約９９％の範囲、より好ましくは約９５％から９８％の範囲にある。合体表面は、好ましくは、分散物を排除し、合体液体を液滴または連続液体流のいずれかとして形成するための、十分な容積を占有すべきである。合体表面の量は、合体液体の形成に必要な保持時間または滞留時間を増減する形で変化し得る。好適な合体材料は、繊維サイズが非常に細かく、設置密度が約１５から３０ｌｂ／ｆｔ³の、３１６ステンレス鋼およびポリテトラフルオロエチレン（Ｔｅｆｌｏｎ）繊維フィラメントを含む共織り型材料である。

本発明の装置は、水、または水溶液および炭化水素の混合物など、ただしこれらに限らず、少なくとも２つの非混和性液体の分離に用途を見出す。別の態様において、本発明は、最良の従来型スイートニング方法とより複雑な抽出方法とを組み合わせる、改善された液体炭化水素処理方法に関する。該方法では、処理水溶液と酸化反応とを使用しての、より高分子量のメルカプタン（Ｃ₄以上）からジスルフィドオイル（ＤＳＯ）への変換を含む、（抽出と反対の）メルカプタンの変換を行う。究極的に、スイートイニング方法における液体は、分離工程を経る。本発明は、原油、ＬＰＧ、灯油、ナフサまたは他の燃料を含む、如何なる炭化水素の処理にも使用することができ、炭化水素商品と処理溶液との間の界面張力は１０ダイン／１ｃｍ未満、より好ましくは５ダイン／ｃｍ未満で、位相は、容器内での即時の分解および蓄積が不可能な分散物として残留する傾向にある。本発明は、従来型の重力沈降装置より何倍も短い、分離滞留時間を達成する。

本明細書で使用されるとき、ジスルフィドオイルまたはＤＳＯは、ジメチルジスルフィド、ジエチルジスルフィド、メチルエチルジスルフィドおよびより高分子量のジスルフィドを含む、可能なジスルフィドの混合物を含むと意図される。同様に、メルカプタンという用語は、アルコールおよびフェノールと類似の、ただし酸素原子の代わりに硫黄原子を含む、ある有機硫黄化合物区分に属するいずれをも含むと意図される。−ＳＨを、炭素に直接結合される主基として含む化合物は、「チオール」と称される。

本発明のさらに別の態様において、上記の分離方法および装置は、メルカプタンを含む液体炭化水素が酸素を含む気体と結合して供給原料の流れを形成する、メルカプタンを含む炭化水素の処理方法を含む方法に用途を見出す。その供給原料は、水、アルカリ金属水酸化物、キレート化多価金属触媒、および少なくとも１つのアルコールを含む、好ましくは６５℃から２２５℃の大気圧沸点を有する処理水溶液と接触する。酸化は、シュラウド内に含まれる垂直吊下繊維を含む接触装置ゾーン内で発生し、触媒および酸素が、酸化反応を介したメルカプタンからジスルフィドオイルへの変換に使用される。接触工程は主に、シュラウド内に含まれ上側接触ゾーンを画定する垂直吊下繊維束の最上域で発生する。液体の付加的接触および分離開始は、下側接触ゾーンを画定するシュラウド下部内で発生する。接触ゾーンで発生する酸化反応および密接な接触は、シュラウドによって強化合体ゾーン（ＥＣＺ）へ仕向けられる、１つまたは複数の非混和性液体の生成混合物を形成する。究極的に混合物は下方へ移動し、ＥＣＺを通って解放装置から退出し、重力沈降ゾーンへ進入する。ジスルフィドオイルを含む改良された炭化水素流は、第１の出口を介して該方法から除去可能な上層を形成する混合物から分離される。処理水溶液は下層を形成し、これも第２の出口を介して二次分離ゾーンから除去される。この溶液は、必要な場合、処理溶液の触媒成分および／または他の成分の補充後、付加的なサワー炭化水素を処理するために再循環させてもよい。

別の実施形態において、本発明は、連続して位置する複数段階のうち少なくとも１つにおいて上記のような本発明の接触／分離装置を使用する、メルカプタンを含む炭化水素を処理するための２段階の方法を含む。この２段階の方法では、液体炭化水素を空気と混合させて第１の供給原料を形成し、次いで第１段階の接触／分離装置内の第１の供給原料を、水、アルカリ金属水酸化物、キレート化多価金属触媒、および少なくとも１つのアルコールを含む、好ましくは６５℃から２２５℃の大気圧沸点を有する処理水溶液と接触させる。空気からの酸素と触媒の存在が、第１の供給原料中のメルカプタンの大部分を酸化させてジスルフィドオイルに変換し、第１の混合物を形成する。次いで、接触ゾーン内で形成されたこの混合物は、シュラウドから下方の強化合体ゾーンへと流入することができる。ＥＣＺ内の解放装置の側方開口と開口端部から退出した後、ジスルフィドオイルを含む改良炭化水素流の上層が水性の下層から分離され、そしてシュラウドの外壁と容器の内壁との間の環状空間、すなわち重力沈降ゾーンを通って、容器から退出する。次いで、分離された改良炭化水素流を付加的空気と混合し、第２の供給原料を形成する。この第２の供給原料をさらに、第２の繊維−膜型接触／分離装置内で第２の処理水溶液流と接触させ、残留メルカプタンを酸化させてジスルフィドオイルに変換し、第２の混合物を形成する。この第２段階の繊維−膜型接触／分離装置は、第１段階の接触／分離装置と同じ接触ゾーン、強化合体ゾーンおよび重力沈降ゾーンを有するものであってもよい。第２の液体の混合物は究極的に、上層の低密度液相と下層の高密度液相とに分離される。ジスルフィドオイルを含む第２の改良炭化水素流は、塔頂留出物流として該方法から除去される。必要な場合、第３段階および第４段階についても同様の工程を反復してよい。

接触ゾーン内および強化合体ゾーン内で非混和性液体の混合物を吊下繊維束と接触させると、繊維が水溶液によって優先的に湿潤されて繊維の表面に薄膜を形成し、その後、炭化水素中の水相の著しい分散を伴わずに、炭化水素と接触するための広い表面積をもたらす。急速な液液質量移動は、広い表面積と水溶液の機能性の両方によって可能となり、その結果、メルカプタンを炭化水素から移動させて処理水溶液の薄膜と接触させることが可能となる。前述のとおり、複数段階にわたる処理水溶液との接触を採用して、より広範な処理効率を達成することができる。

酸化方法で使用する触媒組成物は、好ましくはキレート化多価金属触媒溶液である。多価触媒は金属フタロシアニンを含むがそれに限定されず、金属カチオンはマンガン（Ｍｎ）、鉄（Ｆｅ）、コバルト（Ｃｏ）、ニッケル（Ｎｉ）、銅（Ｃｕ）、亜鉛（Ｚｎ）、ルテニウム（Ｒｕ）、ロジウム（Ｒｈ）、パラジウム（Ｐｄ）、銀（Ａｇ）などから成る群から選択される。触媒濃度は約１０から約１０，０００ｐｐｍ、好ましくは約２０から約４，０００ｐｐｍである。選択される特定の触媒は、処理溶液の調製過程で含まれ得る、および／または後でその使用場所にて溶液に添加され得る。

酸化方法の処理水溶液は、６５℃から２２５℃の大気中沸点を有する１つまたは複数のアルコールをも含む。これらのアルコールは、メタノール、エタノール、１−プロパノール、２−プロパノール、２−メチル−１プロパノール、２−メチル−２−ブタノール、シクロヘキサノール、フェノール、クレゾール、キシレノール、ヒドロキノン、レゾルシノール、カテコール、ベンジルアルコール、エチレングリコール、プロピレングリコール、および他のアルキルフェノールを含むが、これらに限定されない。１つまたは複数のアルカリ金属水酸化物と混合すると、アルコールのアルカリ金属塩が、好ましくは約５から約４０重量％、最も好ましくは約１０から約３５重量％の濃度で形成される。好適なアルコールの一種は、アリール−ＯＨの一般式で表わされる化合物である、芳香族アルコールである。アリール基は、フェニル、チオフェニル、インドリル、トリル、キシリルなどであってもよい。好適な芳香族アルコールは、フェノール、クレゾール、キシレノール、メチルエチルフェノール、エチルフェノール、トリメチルフェノール、ナフトール、アルキルナフトール、チオフェノール、アルキルチオフェノール、および類似のフェノール類を含む。非芳香族アルコールは、メタノール、エタノール、ｎ−プロパノール、イソプロパノール、シクロヘキサノール、２−メチル−１−プロパノール、および２−メチル−２−ブタノールを含む、第１級、第２級または第３級のアルコールであってもよい。異なるアルコールの混合物を使用してもよい。好適なアルコールは約８０℃から約２１５℃の大気中沸点を有する。アルコールの好適なアルカリ金属塩は、カリウムシクロヘキソシド、カリウムイソプロポキシド、ジカリウムプロピレングリコキシド、クレシル酸カリウム、ならびにこれらのナトリウム同等物、およびこれらの混合物を含むが、これらに限定されない。

最も好適な処理溶液調合物には、１つまたは複数のカルボン酸が含まれる。そのような酸は、脂肪酸、ナフテン酸、アミノ酸、ケト酸、アルファヒドロキシ酸、ジカルボン酸、およびトリカルボン酸を含むが、これらに限定されない。これらの酸もアルカリ金属水酸化物と反応して、約０から約４０重量％、好ましくは約５から約２５重量％の濃度でアルカリ金属塩を生成する。一般に、カルボン酸はアルカン酸およびナフテン酸を含んでいてもよく、アルカン酸はＲ−ＣＯＯＨで表わされ、Ｒは水素またはＣＨ３−（すなわち酢酸）からＣＨ３（ＣＨ２）１８−（すなわちアラキジン酸）の範囲のアルキル基である。ナフテン酸は、主画分が好ましくは炭素数が９から２０の炭素骨格を有する多様なシクロペンチルカルボン酸とシクロヘキシルカルボン酸の混合物である。多様なカルボン酸化合物の混合物を、処理溶液の一部として使用してもよい。

処理水溶液は、水酸化リチウム（ＬｉＯＨ）、水酸化ナトリウム（ＮａＯＨ）、水酸化カリウム（ＫＯＨ）、水酸化ルビジウム（ＲｂＯＨ）、および水酸化セシウム（ＣｓＯＨ）から選択されるアルカリ金属水酸化物を含み得る。複数のアルカリ金属水酸化物を使用してもよい。アルカリ金属水酸化物は、すべてのアルコールとカルボン酸がそれぞれの対応するアルカリ金属塩を形成することの確保に十分な濃度を超えて存在する。水酸化ナトリウムと、特に水酸化カリウムが好適である。

約３５０℃以下の沸点を有する任意の数の炭化水素供給原料を、原油、灯油、ジェット燃料、ディーゼル燃料、軽質ナフサおよび重質ナフサを含む、ただしこれらに限定されない、本発明の処理水溶液を使用して、本発明の方法で処理することができる。他の原料は、直留炭化水素または分解された炭化水素または選択的に水素処理された炭化水素、ＬＰＧ、ナフサ、原油、原油コンデンセート、および類似の材料を含み得る。さらに別の、本発明の方法において使用可能な原料は、天然原油（すなわち地中から採取したまま未処理の原油）から、脱塩、脱水、揮散または脱臭処理を部分的または完全に済ませた原油およびこれらの混合物に至るまで、様々な原油を含む。パイプラインの末端で得られるこれらのいわゆる「パイプライン由来」原油または「精油所由来」原油は、本発明の方法において、液体炭化水素供給原料として使用することができる。本発明の方法により、９５重量％において６００℃以下の大気中相当沸点を有する原油中のメルカプタンが、分留前にジスルフィドオイルに変換される。

本発明のさらに別の態様は、既存の繊維−膜型接触／分離装置の改修による合体ゾーンの追加を含む。特に、本発明は、少なくとも２つの非混和性液体の混合物を分離した相に分離するために設計された、既存の分離装置の改修方法を含み、改修前の分離装置は、液体の混合物が垂直軸と平行な吊下繊維に沿って下方へ流れることのみ可能にするシュラウドに含まれる、垂直軸を画定する複数の吊下繊維を含む。本発明における改修方法は、解放装置に付帯する強化合体ゾーン（ＥＣＺ）を既存のシュラウドに追加することを含み、ＥＣＺは、液体混合物の一部が、垂直軸と平行でない流路で解放装置から退出することを可能にする。言い換えれば、混合物は垂直軸と相対的に外側へ放射状に流れ、解放装置から退出する。好ましくは、解放装置の設置に加え、既存のシュラウドを拡張して、シュラウドと容器の間に十分な容積の沈降ゾーンを有する、下側接触ゾーンを確立させる。

典型的な改修手順は、下側接触ゾーンの容積を増やすよう、遊離吊下状態の垂直吊下繊維を包囲する形でのシュラウドの拡張を含む。次いで、解放装置が下側接触ゾーンの底部に、好ましくは環帯の延長として追加される。環帯は内壁と外壁を含み、それぞれが、液体の混合物の一部の放射状の流れが壁沿いに位置する合体表面と接触できるようにする、１つまたは複数の開口を有する。混合物の放射状の流れは、垂直軸と相対的に平行でない流路で解放装置から退出する。

上記の環帯などの合体表面を含む解放装置の好適な製造方法は、まず圧延鋼板を材料として用意し、穿孔されていないか、または合体媒体に包囲されていない、上部を製造することである。これは本質的に、上側接触ゾーンの開口端部を通って延長する繊維束を含むよう構成され、該方法によりそのように要求される場合には下側接触ゾーンを画定する、直線区間である。この下側接触ゾーンの長さは、重力沈降ゾーン（すなわちシュラウドの外壁と容器の内壁の間の空間）内の通常操作条件にて、上方へ流れる液体の滞留時間が少なくとも分散物の静的崩壊時間と同程度、好ましくは約４分より長くなるよう設定される。静的崩壊時間は、繊維束を通る軽い液体と重い液体の流れが止んだ後、分散帯が収縮してゼロになるまでの所要時間と画定される。このように、強化合体ゾーンから退出して重力沈降ゾーンに流入する重い液体の再混入が発生しても、容器の底部に沈降するまでの時間は十分にある。１つまたは複数の開口を含む解放装置は、ドリル加工、パンチ加工、スロット加工または他の方法で、少なくとも５０％の開放域への排出、好ましくは機械的完全性をぎりぎり維持可能な範囲での開口を施してもよい。ワイヤーまたは棒でできたフレームでもよく、この場合、開口のドリル加工、切断加工またはパンチ加工の必要がなくなる。合体表面は、層状での包囲、プリーツ加工、ブロッキングまたはその他によって、密度を均一にし、穴または隙間を一切残さないような、任意の適切な形で設置することができる。合体層は、支持構造の内側または外側のどちらに設置してもよい。

本発明の上記および他の実施形態は、以下の好適な実施形態に関する詳細な説明から、より明らかとなる。

酸化方法の実施に続いて２つの非混和性液体を分離するための、ある先行技術の方法および装置のプロセスフロー図を体系的に示す図である。 酸化方法とそれに続く２つの非混和性液体の分離を含む、本発明の１つの可能な実施形態のプロセスフロー図を体系的に示す図である。 合体表面を含む環帯を使用する合体ゾーンの一部の断面を体系的に示す図である。

本発明を、当技術分野で既知の装置および方法と比較すると、本発明における改善の理解に役立つ。その目的に対し、図１は、少なくとも２つの非親和性液体を含む混合物の形成をもたらす反応物の触媒酸化を使用する方法で使用するための、ある先行技術の方法および装置を示す図である。反応物は該方法に供給され、入口処理系統２を通って垂直容器１に導入され、そこで反応物は垂直軸７を画定する複数の吊下繊維５の最上部と接触する。特に、垂直容器１は、吊下繊維の下方に位置する大型水平区間を有していない。好ましくは、反応物は繊維束の頂部に位置する液体分配装置（不記載）を通過する。吊下繊維５は、強制的に液体の混合物を垂直軸と平行に流れさせ、吊下繊維と接触させる、シュラウド６内に含まれる。酸化反応は主に、上側接触ゾーンとして画定されるシュラウド６の最上部内で発生する。非混和性液体の混合物が、垂直吊下繊維と接触しながらシュラウド内を下方へ流れ続けるとき、下側接触ゾーンではさらなる反応と接触が継続する。

液体の混合物がシュラウド内で下方へ移動するとき、酸化反応が完了し、繊維は明確に異なる相への液体の分離を推進し始める。これは主に下側接触ゾーンで発生する。しかし、前述のとおり、液体の界面張力が弱い（すなわち約１０ダイン／ｃｍ以下）方法では、液体間の相界面が十分に画定されない状態をもたらす分散が発生する傾向がある。これは図１において、分散物１０の集積として示されている。分散物は、シュラウド６の開口端部３０から退出するとき、容器１の内部空間／容積４１に蓄積し始め、特に、シュラウド６の外壁と垂直容器１の内壁との間の環状空間を占有するほど大型化し得る。この容器内部空間は、重力沈降ゾーンとして知られる。より高密度の液体は層８へと沈降しようとし、より低密度の液体は上方の層９に流入する。２つの層の間の界面１１は十分に画定されておらず、典型的に、不十分なレベル制御をもたらす。層９内の液体は上方へ流れ、第１の出口または処理系統３を介して除去され、層８内のより高密度の液体は下方へ流れ、第２の出口または処理系統４を介して除去される。分散物は集積し続けることが可能であれば、最終的に系統３へとキャリーオーバーされ、より低密度の液体を汚染する。あるいは、界面レベルの制御が低すぎると、下側の層８内に十分な密度の液体が存在しなくなる確率が高くなり、これが原因でポンプ３１にキャビテーションが生じる。加えて、界面レベルが低下するとき、処理系統４を介して除去される重い液体を、より軽い液体が汚染する可能性が大幅に増大する。場合によっては、任意の合体装置４０を第１出口３の下方の容器の内部に追加して、より高密度の液体のキャリーオーバー防止を試みることができる。

本発明は、該方法における液体の混合物の界面張力（ＩＦＴ）が低いことを特徴とする状況に直接対処するものである。特に、本発明では、分散帯が大型化し続け、究極的に、より重い液体のキャリーオーバーをもたらす、分散物の集積または過剰な蓄積を排除する。図２は、解放装置１３がシュラウド６の下側接触ゾーンの底部に追加される、本発明の１つの可能な実施形態を示す図である。同類の参照番号は、従前の記述と同じ意味を有する。解放装置１３は強化合体ゾーン（ＥＣＺ）を画定し、開口端部３２を有する。図２に記載の特定の実施形態において、解放装置１３は環帯４２を含み、これはシュラウド６の延長となり、また液体の混合物の放射状の流れが、軸７と平行でない流路で解放装置から退出できるようにする、側方開口を提供する。この環帯４２の断面が、内部容積２３を形成する内壁２２内に含まれる吊下繊維５の束を示す図３に示されている。

環帯４２の内壁２２と外壁２１はいずれも、１つまたは複数の開口１４を含む。環帯の内側に、合体表面２０が位置する。好適な合体表面は、約９０％から約９９％の範囲、より好ましくは約９５％から９８％の範囲の容積空隙率を有する。好適な合体材料は、繊維サイズが非常に細かく、設置密度が約１５から約３０ｌｂ／ｆｔ³の、３１６ステンレス鋼およびポリテトラフルオロエチレン（Ｔｅｆｌｏｎ）繊維フィラメントを含む共織り型材料である。環帯に追加されるまたは包囲構成の場合の合体材料の量は、材料中の液体の滞留時間または保持時間が液体の合体を引き起こす余裕のある、十分な量である。複数の開口１４は、液体の混合物の一部が、垂直軸７と平行でない放射状流路で環帯を通って流れることを可能にする。好ましくは、１つまたは複数の開口１４は、環帯の壁の少なくとも５０％の開放域を占める。これらの開口は、任意の形状または寸法のスロット、穴、点孔または穿孔であってもよい。

混合物が環帯１３を通過するときに合体表面２０と接触することにより、混合物中の分散物が崩壊して液滴１５を形成する（図２参照）。これらの液滴１５は、合体材料を介して落下するか、または繊維束に再進入するか、または外壁２１の開口１４を通って退出するまで、大型化し続ける。言い換えれば、液滴１５の形成と大型化は、混合物中の液体のうち１つ、典型的にはより高密度の液体の合体である。液滴は、より高密度の液体の液滴である場合、大型化して落下し、層８の液体の一部となる。分散物はほとんどまたは全く、合体表面２０に残らないため、より高密度の層８の液体とより低密度の層９との間に、明確な相界面１２が形成される。これは塔頂系統３における、より高密度の液体のキャリーオーバーをなくし、界面レベル１２の正確な制御を可能にする結果、ポンプのキャビテーションと、処理系統４における、より軽い液体の汚染を防止する。オプションの二次合体装置４０を第１出口３の下方の容器の内部に追加して、より高密度の液体のキャリーオーバーを防ぐ付加的対策を提供することができる。

前述のとおり、本発明における改善された接触／分離装置は、炭化水素を接触装置内で酸素を含む気体と接触させ、処理水溶液と混合させ、メルカプタンを、炭化水素中に残留するジスルフィドオイルに変換する酸化方法による、メルカプタンを含む液体炭化水素流の処理に使用することができる。改良された炭化水素流（ジスルフィドオイルを含む）は処理水溶液から分離され、該方法から除去される。別の実施形態において、以下にもっと詳しく開示されるとおり、該方法は少なくとも２つの、接触、酸化および分離から成る段階を含む。

メルカプタンなどの酸性種を含む、如何なる炭化水素でも処理することができる。代表的炭化水素は、直留または分解または選択的に水素処理された、天然ガスコンデンセート、液化天然ガス（ＬＰＧ）、ブタン、ブテン、ガソリン流、ジェット燃料、灯油、ディーゼル燃料、ナフサ、原油などのうち１つまたは複数を含む。炭化水素の一例は、約３５℃から約２３０℃の範囲で沸騰する、ＦＣＣナフサまたはコーカーナフサなどの分解ナフサである。別の炭化水素は、典型的な沸点範囲が約３００°Ｆから約５５０°Ｆの範囲の灯油／ジェット燃料である。そのような炭化水素流は典型的に、メチルメルカプタン、エチルメルカプタン、ｎ−プロピルメルカプタン、イソプロピルメルカプタン、ｎ−ブチルメルカプタン、チオフェノールおよびより高分子量のメルカプタンなど、１つまたは複数のメルカプタン化合物を含み得る。メルカプタン化合物は符号ＲＳＨで表わされることが多く、Ｒは直鎖または分枝のアルキル、またはアリールである。処理される液体炭化水素流に応じて、メルカプタン硫黄が炭化水素中に約２０重量ｐｐｍから約４，０００重量ｐｐｍの範囲で存在する。メルカプタンの分子量の範囲は約Ｃ₄またはＣ₅以上であり、直鎖、分枝、またはその両方の形態で存在し得る。本発明の酸化方法によりジスルフィド原料に変換され得るメルカプタンの具体的種類は、メチルメルカプタン、エチルメルカプタン、プロピルメルカプタン、ブチルメルカプタン、ペンチルメルカプタン、ヘキシルメルカプタン、ヘプチルメルカプタン、オクチルメルカプタン、ノニルメルカプタン、デシルメルカプタン、ウンデシルメルカプタン、ドデシルメルカプタン、トリデシルメルカプタン、テトラデシルメルカプタン、ペンタデシルメルカプタン、ヘキサデシルメルカプタン、ヘプタデシルメルカプタン、オクタデシルメルカプタン、ノナデシルメルカプタン、各種メルカプトベンゾチアゾール、メルカプトエタノールなどのヒドロキシメルカプタン、システイン、チオフェノールなどの芳香族メルカプタン、メチル置換チオフェノール異性体、エチル置換チオフェノール異性体、プロピル置換チオフェノール異性体などを含む。

本発明の方法によって処理される炭化水素は、望ましくない硫黄種および他のヘテロ原子を除去するために水素処理される分解ナフサまたは蒸留物であってもよい。水素処理における望ましくない副次効果は、水素処理中に形成される硫化水素が熱的に形成されたオレフィンと反応してメルカプタンを形成することであるが、このメルカプタンは、水素処理装置に誘導される分解ナフサまたは蒸留物中に存在するメルカプタンと区別するために、リバージョンメルカプタンまたは組み換えメルカプタンと呼ばれる。そのようなリバージョンメルカプタンは概して約９０から約１６０ｇ／モルの範囲の分子量を有し、また概して重油、軽油、残留物分解またはコーキングの過程で形成される、典型的に４８から約７６ｇ／モルの範囲のメルカプタンの分子量を超える。より高いリバージョンメルカプタンの分子量と、その炭化水素成分の分枝性は、従来型の苛性抽出を用いてリバージョンメルカプタンをナフサから除去することを一層困難にする要因である。

好ましくは少なくとも１つのアルコールおよび１つのアルカリ金属水酸化物を含む処理水溶液を使用する酸化方法では、水素処理されたナフサの重量に基づき、約５５℃から約１８０℃の範囲で沸騰し、約１０から約１００重量ｐｐｍの範囲の量のリバージョンメルカプタン硫黄を含む、水素処理されたナフサを処理することができる。同様に、本発明の方法では選択的に水素処理された炭化水素、すなわち水素処理装置供給原料と比較して８０重量％（より好ましくは９０重量％、より一層好ましくは９５重量％）超が脱硫されているが、水素処理装置供給原料中のオレフィン量に基づき、オレフィンの３０％（より好ましくは５０％、より一層好ましくは６０％）超が保持されている炭化水素を処理することができる。

該方法のいくつかの変形において、酸素が存在しなくても二相処理溶液を使用することができるが、炭化水素供給原料中のメルカプタンを酸化させ、炭化水素相中に残留するジスルフィドオイルに変換する、酸素を含む気体の添加を処理水溶液と併用する方法が好ましい。処理溶液は、金属フタロシアニン触媒を、アルカリ金属水酸化物の水溶液および少なくとも１つのアルコールに添加することによって調製することができる。別の好適な処理溶液はさらに、少なくとも１つの、ナフテン酸またはエチルヘキサン酸などのカルボン酸を含む。

本発明の装置は、図２に記載のとおり、炭化水素流中に認められる硫黄化合物の変換方法の実施に使用することができる。好ましくは、図２に記載の容器のうち２つが直列接続される、２段階の方法が用いられる。容器１中の垂直吊下繊維の束は、反応物を接触させ、その結果形成される非混和性液体を最終的に分離可能にする、広い表面積を提供する。繊維は典型的に、金属または他の材料でできた、非分散法での質量移動および分離を可能にする、吊り下げられた細いフィラメントまたはリボンの塊を含む。接触／分離の温度および圧力は、約０℃から約１５０℃の範囲および０ｐｓｉｇから約５００ｐｓｉｇの範囲であってもよいが、好ましくは接触が約２５℃から約１００℃の温度範囲および約０ｐｓｉｇから約３００ｐｓｉｇの圧力範囲で発生する。炭化水素供給原料の大気中沸点が低い場合、液相中での炭化水素との接触を確保するよう、接触中はより高い圧力が望ましいこともあり得る。

接触工程において、メルカプタンは処理溶液、触媒および酸素によって酸化され、究極的に炭化水素相に残留するジスルフィドオイルとなる。液体の混合物がいったん分離されると、より軽い相は再び、基本的に第１の容器と同じ設計の第２の容器中で酸素および処理溶液と接触する。望ましいレベルの酸化を達成するため必要に応じて、補充用の新しい処理溶液および／または触媒を該方法に追加することができる。

具体的な実施形態に関する上記の説明は、本発明について、他者が現在の知識を応用することにより、一般的概念から逸脱することなく、そのような具体的実施形態を容易に修正および／または様々な用途に適応することができる、全般的性質を十分に明らかにするものとなることから、そのような適応および修正は、開示された実施形態の同等物の意味と範囲内で理解されることを意図される。本明細書における表現または用語は、説明が目的であって制限が目的ではないと理解されたい。

開示された様々な機能を実施するための手段、材料および工程は、本発明から逸脱することなく様々な代替形態を取り得る。したがって、上記の明細書または以下の請求項において認められ得る、機能的記述を伴う「〜するための手段」および「〜のための手段」または何らかの方法工程用語は、現在または将来存在し得る、記載された機能を果たす何らかの構造的、物理的、化学的または電気的な要素または構造、もしくは何らかの方法工程を、それが本明細書で開示される１つまたは複数の実施形態と正確に同等であるか否か、すなわち他の手段または工程を用いて同じ機能を果たすことができるか否かを問わず、画定および包含することを意図されており、またそのような表現は、以下の請求項の範囲に関して最も広範な解釈が与えられることを意図されている。

Claims (14)

1. 少なくとも２つの非混和性液体を接触させ、分離した相に分離するための装置であって、
   ａ）内部空間を有する容器と、
   ｂ）内部空間内で垂直に位置し、頂部および底部、ならびに下方流体流路を囲む外壁を有するシュラウドと、
   ｃ）垂直軸を画定し、シュラウド内に含まれる複数の垂直吊下繊維であって、少なくとも２つの非混和性液体の混合物が吊下繊維と接触し、垂直軸と平行に下方へ流れることを可能にするよう構成された繊維と、
   ｄ）シュラウドの底部に接続され、強化合体ゾーンを画定する解放装置であって、液体の混合物の一部が、垂直軸と平行でない流路に沿って解放装置から退出することを可能にするよう構成された１つまたは複数の開口を有する解放装置と、
   ｅ）容器の内部空間に位置するが下方流体流路を含まず、より高密度の液体を含む下層の形成と、より低密度の液体を含む上層の形成とを可能にするよう構成された、シュラウドの外壁と容器の内壁の間の空間である重力沈降ゾーンと、
   ｆ）解放装置に含まれる合体表面であって、該合体表面は金属とポリマーの複合体を含み、かつ１つまたは複数の開口内に位置するかまたは隣接し、
   該合体表面が１つまたは複数の開口を有する支持構造の周囲を包囲しているか、または支持構造内に挿入されているか、あるいは
   該解放装置が、１つまたは複数の開口をそれぞれ有する内壁および外壁、ならびに１つまたは複数の開口に隣接する、内壁と外壁の間に位置する合体表面、とを有する環帯を含む、
   上記合体表面
   を組み合わせて含む装置。
2. 合体表面が２４０．３〜４８０．６ｋｇ／ｍ³（１５から３０ｌｂ／ｆｔ³）の設置密度を有するか、合体表面が９０％から９９％の範囲の容積空隙率を有する請求項１に記載の装置。
3. シュラウドの外壁が開口を含まず、シュラウドの一部が容器の外側へ延長する請求項１に記載の装置。
4. １つまたは複数の開口が解放装置の支持構造における少なくとも５０％の開放域を占める請求項１に記載の装置。
5. １つまたは複数の開口が環帯の壁における少なくとも５０％の開放域を占める請求項１に記載の装置。
6. 容器が、より低密度の液体を容器から除去できるよう構成された第１の出口の下方に位置する第２の合体表面を有する請求項１に記載の装置。
7. 少なくとも２つの非混和性液体を分離した相に分離するための方法であって、請求項１に記載の装置において
   ａ）より高密度の液体と、より低密度の液体とを含む、少なくとも２つの非混和性液体の混合物をシュラウド内に含まれる吊下繊維束に供給する工程であって、吊下繊維は垂直軸を画定し、液体の混合物は繊維と接触し、垂直軸と平行に下方へ流れる工程と、
   ｂ）液体の混合物が吊下繊維の垂直軸と平行に下方へ流れ続けられるように、液体の混合物をシュラウド内に含める工程と、
   ｃ）強化合体ゾーンを画定するシュラウドの底部に接続された解放装置に液体の混合物が進入することを可能にし、液体の混合物の一部が、垂直軸と平行でない流路に沿って解放装置における１つまたは複数の開口を通って強化合体ゾーンから退出する工程であって、
   混合物の一部が、強化合体ゾーンから退出するときに、解放装置における１つまたは複数の開口内に位置するかまたは隣接する合体表面と接触し、該合体表面は金属とポリマーの複合体を含み、
   該強化合体ゾーンから退出した混合物の一部が、１つまたは複数の開口を有する支持構造の周囲を包囲しているか、または支持構造内に挿入されている合体表面を有する解放装置から流れるか、あるいは
   該強化合体ゾーンから退出した混合物の一部が、合体表面を含む、１つまたは複数の開口をそれぞれ有する内壁および外壁、ならびに１つまたは複数の開口に隣接する、内壁と外壁の間に位置する合体表面、とを有する環帯を通って放射状に流れる、工程と、
   ｄ）非混和性液体のうち１つの一部を、解放装置から退出するときに合体させて、合体液体を形成する工程と、
   ｅ）シュラウドの外壁と容器の内壁の間の空間である重力沈降ゾーン内で、より高密度の液体を含む下層の形成と、より低密度の液体を含む上層の形成を可能にすることにより、より高密度の液体をより低密度の液体から分離する工程であって、液体界面が、２つの層が合わさり、強化合体ゾーンより下方に位置する場所として画定される工程と
   を組み合わせて含む方法であって、
   合体液体が下方へ流れて下層の一部となる、方法。
8. より高密度の液体が１つの水溶液を含む請求項７に記載の方法。
9. より低密度の液体が１つの炭化水素または炭化水素の混合物を含む請求項７に記載の方法。
10. より高密度の液体が１つの水溶液を含み、より低密度の液体が１つの炭化水素または炭化水素の混合物を含む請求項７に記載の方法。
11. より低密度の液体の一部を上層から連続的に除去する工程と、より高密度の液体の一部を下層から連続的に除去する工程とをさらに含む請求項７に記載の方法。
12. 下層から排出された、より高密度の液体の少なくとも一部が繊維束へ再循環される請求項１１に記載の方法。
13. 上層から排出された、より低密度の液体が工程ａ）からｅ）に従って２段階処理装置で処理される請求項１１に記載の方法。
14. 少なくとも２つの非混和性液体の混合物を分離した相に分離するために設計された装置の改修方法であって、改修前の装置は、内部空間を有する容器と、内部空間内で垂直に位置し、頂部および底部、ならびに下方流体流路を囲む外壁を有するシュラウドと、液体の混合物が垂直軸と平行な吊下繊維に沿って下方へ流れることのみ可能にするように構成されたシュラウドに含まれる、垂直軸を画定する複数の吊下繊維とを含み、改修は、液体の混合物の一部が、垂直軸と平行でない流路に沿って１つまたは複数の開口を通って解放装置から退出することを可能にする強化合体ゾーンを形成するための、シュラウドの底部への解放装置の追加を含み、
    解放装置が、１つまたは複数の開口内に位置するかまたは隣接する合体表面を含み、該合体表面は金属とポリマーの複合体を含み、
    該合体表面が、１つまたは複数の開口を有する支持構造の周囲を包囲しているか、または支持構造内に挿入されており、あるいは
    該解放装置が、１つまたは複数の開口をそれぞれ有する内壁および外壁、ならびに１つまたは複数の開口に隣接する、内壁と外壁の間に位置する合体表面、とを有する環帯を含む、
    方法。