JP6706730B1 - 原油中の低蒸留アルカリ性窒素を除去するための固定式吸着剤反応装置 - Google Patents
原油中の低蒸留アルカリ性窒素を除去するための固定式吸着剤反応装置 Download PDFInfo
- Publication number
- JP6706730B1 JP6706730B1 JP2020025404A JP2020025404A JP6706730B1 JP 6706730 B1 JP6706730 B1 JP 6706730B1 JP 2020025404 A JP2020025404 A JP 2020025404A JP 2020025404 A JP2020025404 A JP 2020025404A JP 6706730 B1 JP6706730 B1 JP 6706730B1
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- adsorbent
- alkaline nitrogen
- temperature
- crude oil
- sensitive
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Fee Related
Links
- IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N Atomic nitrogen Chemical compound N#N IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N 0.000 title claims abstract description 300
- 229910052757 nitrogen Inorganic materials 0.000 title claims abstract description 150
- 239000003463 adsorbent Substances 0.000 title claims abstract description 135
- 239000010779 crude oil Substances 0.000 title claims abstract description 81
- 239000007789 gas Substances 0.000 claims description 46
- 239000003921 oil Substances 0.000 claims description 45
- 239000003480 eluent Substances 0.000 claims description 34
- 230000007246 mechanism Effects 0.000 claims description 20
- 239000002244 precipitate Substances 0.000 claims description 18
- 238000001514 detection method Methods 0.000 claims description 16
- 238000010828 elution Methods 0.000 claims description 16
- 230000002378 acidificating effect Effects 0.000 claims description 14
- 239000002253 acid Substances 0.000 claims description 10
- 239000011261 inert gas Substances 0.000 claims description 10
- 238000005260 corrosion Methods 0.000 claims description 7
- 230000007797 corrosion Effects 0.000 claims description 7
- 239000007921 spray Substances 0.000 claims description 3
- 230000008929 regeneration Effects 0.000 abstract description 17
- 238000011069 regeneration method Methods 0.000 abstract description 17
- 238000010586 diagram Methods 0.000 abstract description 7
- QNILTEGFHQSKFF-UHFFFAOYSA-N n-propan-2-ylprop-2-enamide Chemical compound CC(C)NC(=O)C=C QNILTEGFHQSKFF-UHFFFAOYSA-N 0.000 abstract description 7
- 239000000463 material Substances 0.000 abstract description 3
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 abstract description 3
- 238000009941 weaving Methods 0.000 abstract description 3
- 230000008859 change Effects 0.000 abstract description 2
- 238000004064 recycling Methods 0.000 abstract 1
- 238000001179 sorption measurement Methods 0.000 description 39
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 28
- 239000000835 fiber Substances 0.000 description 20
- LFQSCWFLJHTTHZ-UHFFFAOYSA-N Ethanol Chemical compound CCO LFQSCWFLJHTTHZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 18
- 238000003795 desorption Methods 0.000 description 17
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 16
- XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N Iron Chemical group [Fe] XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 15
- 238000000034 method Methods 0.000 description 14
- 238000001523 electrospinning Methods 0.000 description 12
- 239000011148 porous material Substances 0.000 description 11
- 238000003860 storage Methods 0.000 description 11
- XKRFYHLGVUSROY-UHFFFAOYSA-N Argon Chemical compound [Ar] XKRFYHLGVUSROY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 10
- 230000000052 comparative effect Effects 0.000 description 10
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 10
- 239000002245 particle Substances 0.000 description 10
- 239000003209 petroleum derivative Substances 0.000 description 10
- XEKOWRVHYACXOJ-UHFFFAOYSA-N Ethyl acetate Chemical compound CCOC(C)=O XEKOWRVHYACXOJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 9
- VEXZGXHMUGYJMC-UHFFFAOYSA-N Hydrochloric acid Chemical compound Cl VEXZGXHMUGYJMC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 9
- OKKJLVBELUTLKV-UHFFFAOYSA-N Methanol Chemical compound OC OKKJLVBELUTLKV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 9
- ZMXDDKWLCZADIW-UHFFFAOYSA-N N,N-Dimethylformamide Chemical compound CN(C)C=O ZMXDDKWLCZADIW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- 230000002411 adverse Effects 0.000 description 6
- 238000007664 blowing Methods 0.000 description 6
- 239000012535 impurity Substances 0.000 description 6
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 6
- 238000009423 ventilation Methods 0.000 description 6
- 229910052786 argon Inorganic materials 0.000 description 5
- 229920002301 cellulose acetate Polymers 0.000 description 5
- 239000001307 helium Substances 0.000 description 5
- 229910052734 helium Inorganic materials 0.000 description 5
- SWQJXJOGLNCZEY-UHFFFAOYSA-N helium atom Chemical compound [He] SWQJXJOGLNCZEY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 5
- 238000001556 precipitation Methods 0.000 description 5
- 239000006185 dispersion Substances 0.000 description 4
- 230000008569 process Effects 0.000 description 4
- PNEYBMLMFCGWSK-UHFFFAOYSA-N aluminium oxide Inorganic materials [O-2].[O-2].[O-2].[Al+3].[Al+3] PNEYBMLMFCGWSK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 3
- 239000004927 clay Substances 0.000 description 3
- 238000009833 condensation Methods 0.000 description 3
- 230000005494 condensation Effects 0.000 description 3
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 3
- 230000007613 environmental effect Effects 0.000 description 3
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 3
- 230000035945 sensitivity Effects 0.000 description 3
- LZZYPRNAOMGNLH-UHFFFAOYSA-M Cetrimonium bromide Chemical compound [Br-].CCCCCCCCCCCCCCCC[N+](C)(C)C LZZYPRNAOMGNLH-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 2
- 230000004913 activation Effects 0.000 description 2
- 238000011001 backwashing Methods 0.000 description 2
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 2
- 239000012530 fluid Substances 0.000 description 2
- 238000000691 measurement method Methods 0.000 description 2
- 238000002156 mixing Methods 0.000 description 2
- 239000003208 petroleum Substances 0.000 description 2
- 229920002379 silicone rubber Polymers 0.000 description 2
- 238000005507 spraying Methods 0.000 description 2
- 238000004448 titration Methods 0.000 description 2
- HLLSOEKIMZEGFV-UHFFFAOYSA-N 4-(dibutylsulfamoyl)benzoic acid Chemical compound CCCCN(CCCC)S(=O)(=O)C1=CC=C(C(O)=O)C=C1 HLLSOEKIMZEGFV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N Hydrogen Chemical compound [H][H] UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000010306 acid treatment Methods 0.000 description 1
- 230000032683 aging Effects 0.000 description 1
- 230000009286 beneficial effect Effects 0.000 description 1
- 230000008901 benefit Effects 0.000 description 1
- 230000003197 catalytic effect Effects 0.000 description 1
- 239000003153 chemical reaction reagent Substances 0.000 description 1
- 125000004122 cyclic group Chemical group 0.000 description 1
- 230000001419 dependent effect Effects 0.000 description 1
- 238000007598 dipping method Methods 0.000 description 1
- 230000005672 electromagnetic field Effects 0.000 description 1
- 238000001914 filtration Methods 0.000 description 1
- 239000001257 hydrogen Substances 0.000 description 1
- 229910052739 hydrogen Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000007654 immersion Methods 0.000 description 1
- 238000011065 in-situ storage Methods 0.000 description 1
- 230000006698 induction Effects 0.000 description 1
- 230000005389 magnetism Effects 0.000 description 1
- 229910017464 nitrogen compound Inorganic materials 0.000 description 1
- 150000002830 nitrogen compounds Chemical class 0.000 description 1
- QJGQUHMNIGDVPM-UHFFFAOYSA-N nitrogen group Chemical group [N] QJGQUHMNIGDVPM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000000047 product Substances 0.000 description 1
- 230000001681 protective effect Effects 0.000 description 1
- 238000007670 refining Methods 0.000 description 1
- 238000005070 sampling Methods 0.000 description 1
- 239000004945 silicone rubber Substances 0.000 description 1
- 239000007787 solid Substances 0.000 description 1
- 238000002336 sorption--desorption measurement Methods 0.000 description 1
Landscapes
- Solid-Sorbent Or Filter-Aiding Compositions (AREA)
- Production Of Liquid Hydrocarbon Mixture For Refining Petroleum (AREA)
- Artificial Filaments (AREA)
- Nonwoven Fabrics (AREA)
- Woven Fabrics (AREA)
- Catalysts (AREA)
Abstract
Description
除去するための固定式吸着剤反応装置に関する。
定性などに悪影響を及ぼし、現在、水素化脱窒素は石油製品の脱窒技術で広く使用されて
いるが、技術設備への投資と運用コストは高く、脱窒率は低く、脱窒後の窒素の残留量が
10μg/g未満に達するのは困難である。
留量が10μg/g未満の要求を満たすことができ、一般的に油混合接触プロセスおよび
浸漬ろ過吸着プロセスという粉末状の固体吸着剤を使用する方法が使用され、例えば酸性
粘土、活性粘土、漂白粘土、アルミナなどを使用して吸着・除去するが、吸着効果が大体
要求を満たし、脱着再生循環の使用回数が少なく、再生後の吸着剤の性能が大幅低下し、
それでも大量の吸着剤を必要とする問題が存在している。
の低蒸留アルカリ性窒素を除去するための反応装置を提供し、油中のアルカリ性窒素を効
果的に除去するだけでなく、吸着剤を現場で再生することができる。
前部の上、下端に、原油タンクと接続される油流入口、油排出口がそれぞれ設けられ、後
部の下端に、原油検出タンクに接続され原油中のアルカリ性窒素の含有量を検出するため
の油出口が設けられる、原油タンクに接続される水平反応器と、
内部に、原油中のアルカリ性窒素を吸着・除去するための2層の三次元編組構造の温度感
受性アルカリ性窒素吸着剤を含み、2層の温度感受性アルカリ性窒素吸着剤の間に、溶離
液を流入し温度感受性アルカリ性窒素吸着剤を溶離再生するための溶離チャンネルが設け
られる、水平反応器の中央に接続される吸着剤固定コンポーネントと、
耐食性ガスポンプを介して酸性ガスまたは不活性ガスを導入し温度感受性アルカリ性窒素
吸着剤を洗い流しまたは吹き付け、酸性ガスと温度感受性アルカリ性窒素吸着剤の吸着剤
に吸着されたアルカリ性窒素を反応させ沈殿物を生成し、不活性ガスにより吹き付けて溶
離液によって外部に取り出される、水平反応器の両端に接続される送風機構と、
原油と溶離液の温度を調整することで温度感受性アルカリ性窒素吸着剤にアルカリ性窒素
を吸着および脱着させる温度調整機構を備える原油中の低蒸留アルカリ性窒素を除去する
ための固定式吸着剤反応装置を提供し、脱着により温度感受性アルカリ性窒素吸着剤を現
場で再生し、吸着剤の使用寿命を大幅に向上させることができる。
状管の両端がフランジを介して水平反応器に密閉的に接続され、環状管内に2つの固定ガ
スケットが設けられ、固定ガスケットの外側に三次元編組構造の温度感受性アルカリ性窒
素吸着剤が配置され、可動ガスケットにより押されて締付ボルトによって接続され、2つ
の三次元編組構造の温度感受性アルカリ性窒素吸着剤の間にスペース即ち溶離チャンネル
が形成される。粒子状吸着剤で満たされた従来の固定床と比較して、三次元編組構造の温
度感受性アルカリ性窒素吸着剤は自己完結型で、固定が容易で、より多くの気孔と吸着部
位を露出でき、逆洗再生により便利である。
続され、液入口と液出口の間に溶離液貯蔵タンクが接続され、且つ液出口と溶離液貯蔵タ
ンクの間に、アルカリ性窒素沈殿不純物をろ過して除去し、ポンプで溶離循環ループを形
成するためのフィールターが設けられる。流動性溶離液は、アルカリ性窒素沈殿不純物と
の接触率を高め、不純物をできるだけ早く除去し、吸着剤の再生を実現できる。
心コイルが設けられ、鉄心コイルに上部電磁コイルおよび下部電磁コイルが巻かれ、上部
電磁コイルおよび下部電磁コイルが外部電源に接続され、電源の投入および遮断により磁
場の起動を制御する。上部電磁コイルおよび下部電磁コイルに通電することにより、鉄心
コイル内に0.8―1.5T強度の交番磁場を発生し、温度感受性アルカリ性窒素吸着剤
中の超常磁性Fe3O4粒子は磁気誘導を受け磁気熱量効果を生成し、温度感受性アルカ
リ性窒素吸着剤の内部温度を均一に上昇し、三次元編組構造の温度感受性アルカリ性窒素
吸着剤により多くの気孔を持たせることができ、吸着部位とアルカリ性窒素の結合に寄与
する。
方法は、以下のようなステップを含む。
S1:重量パーセントで、8wt%の粒子径10―20nmの超常磁性Fe3O4粒子と
N,N―ジメチルホルムアミドを混合して、0.15―0.2g/mLの分散液を調製し
、12wt%の酢酸セルロースと等質量の酢酸エチルを混合して溶液Aを得、80wt%
のポリ―N―イソプロピルアクリルアミドと1―2倍の質量比のメタノールを混合して溶
液Bを得、超常磁性Fe3O4粒子の目的は、温度感受性アルカリ性窒素吸着剤に交番磁
場で磁気熱誘導を発生させ、温度感受性アルカリ性窒素吸着剤の内部温度を均一に上昇し
、また、超常磁性では、交番磁場が空になった後、Fe3O4粒子の磁性がすぐに消え、
後工程の温度感受性アルカリ性窒素吸着剤の降温脱着に寄与し、酢酸セルロースは編組繊
維の強度および靭性を高め、ポリ―N―イソプロピルアクリルアミドは温度感受性を有し
、温度が32℃臨界点を超えると膨潤して疎水性と親油性を示し、気孔率が低下し、石油
製品との接触率が増加し、アルカリ性窒素に対する吸着率を高め、温度が32℃臨界点未
満の場合収縮し気孔が増加し、親水性を示し、親水性の溶離液との接触に便利で、アルカ
リ性窒素と酸性ガスとの反応により生成された沈殿物を洗い流し、脱着率を向上させる。
S2:分散液、溶液A、溶液Bを混合して静電紡糸溶液を得、静電紡糸の正電圧を15―
20kVに、負電圧を1―2kVに設定し、静電紡糸溶液を使用して静電紡糸を行い、紡
糸繊維を得る。
S3:紡糸繊維を0.1mMのCTAB溶液に30min浸漬し、紡糸繊維の表面の球状
のピットを形成し、紡糸繊維の比表面積を増加し、アルカリ性窒素の吸着率を高め、そし
て濃度5―7%の希塩酸溶液に10―15min浸漬し、紡糸繊維の球状のピットに対し
て酸性処理を行い、アルカリ性窒素との結合率を高め、取り出し自然乾燥して表面処理さ
れた紡糸繊維を得る。
S4:表面処理された紡糸繊維を三次元4方向織法で織り、紡糸繊維体積含有量55―6
7%、体積密度1.2―1.5g/cm3、厚さ20―50mmである三次元編組構造の
温度感受性アルカリ性窒素吸着剤を得る。
応器の両端にねじを介して回転可能に接続され、水平反応器の両端内側に固定された送風
ディスクをさらに含み、送風ディスク上に複数の送風穴が設けられ、それぞれの送風穴の
外側に空気流を加圧するための空気ノズルが設けられ、円錐形筒の前端に円錐形筒と一緒
に回転可能なバッフルが設けられ、バッフル上に開口があり、円錐形筒を回転することに
より開口と送風穴のカバー度合を制御する。空気流の大きさを調整できるだけでなく、原
油の漏れを防ぐこともできる。
ルゴンガスである。SO2またはHClガスはアルカリ性窒素と結合して沈殿物を形成し
、SO2またはHClガスの総流量は1―2m3/minであり、送風時間は5―8mi
nであり、酸性ガスの使用量が少なく過ぎると吸着されたアルカリ性窒素との結合が不十
分になり、吸着剤の再生に悪影響を与え、酸性ガスの使用量が多く過ぎると吸着剤の老化
を加速するだけでなく酸性ガスが逃げて環境を汚染し、ヘリウムガスまたはアルゴンガス
で沈殿物を吹き付けることにより、沈殿物をすぐに落とし溶離液で運び去ることができる
。
さらに、温度調整機構は、水平反応器内であって油流入口の底部付近に設けられ、原油を
33―38℃に加熱するための電熱線と、溶離チャンネルに接続され、溶離液との冷水熱
交換をしてその温度を15―20℃まで降温させるための凝縮熱交換器とを含む。原油温
度が32℃臨界点を超える場合、吸着剤の吸着に寄与し、温度が低すぎると吸着剤の原油
中のアルカリ性窒素に対する吸着率に悪影響を与え、温度が高すぎると原油の品質に悪影
響を与え、吸着剤の環境温度が32℃臨界点よりも低い場合、脱着に寄与し、一般に、温
度が臨界点よりも低いほど脱着効果が良いが、温度が低すぎると熱交換エネルギーの消費
が増加する。
油タンクと油流入口の間に、油排出口と原油タンクの間に、油出口と原油検出タンクの間
に、原油検出タンクと原油タンクの間に、液入口と溶離液貯蔵タンクの間に、液出口と溶
離液貯蔵タンクの間に順に油ポンプが設けられる。
第1に、本発明の吸着剤固定コンポーネントは、固定床として従来の粒子状吸着剤の代わ
りに三次元編組構造の温度感受性アルカリ性窒素吸着剤を使用し、一体成形、固定しやす
く、より多くの気孔および吸着部位を露出できる利点を有する。
第2に、本発明は、送風機構をさらに備え、温度感受性アルカリ性窒素吸着剤に酸性ガス
与アルカリ性窒素を吹き付けて結合して沈殿物を形成し、送風機構から不活性ガスを吹き
付け沈殿物を加圧し、吸着剤の気孔から剥離し、また、本発明の吸着剤固定コンポーネン
トは、2層の温度感受性アルカリ性窒素吸着剤の間に溶離チャンネルがさらに設けられ、
流動性溶離液を介して吸着剤気孔内の沈殿物を溶離し、吸着剤を現場で再生する。
第3に、本発明の温度感受性アルカリ性窒素吸着剤は、織り材料として温度に敏感なポリ
―N―イソプロピルアクリルアミドを使用し、温度の変化を制御することで三次元編組構
造の吸着剤の気孔率、親油性および親水性を調整し、油中のアルカリ性窒素を効果的に除
去するだけでなく吸着剤の現場での再生循環使用の目的を実現することができる。
第4に、本発明の温度感受性アルカリ性窒素吸着剤は20回循環使用でき、処理後石油製
品中のアルカリ性窒素の含有量≦10μg/gの要求を満たすことができ、低コストおよ
び環境保護などの特性を有する。
2 水平反応器
21 油流入口
22 油排出口
23 油出口
24 原油検出タンク
3 吸着剤固定コンポーネント
31 温度感受性アルカリ性窒素吸着剤
32 溶離チャンネル
33 環状管
34 固定ガスケット
35 可動ガスケット
36 締付ボルト
37 液入口
38 液出口
39 溶離液貯蔵タンク
310 フィールター
311 電磁保護ケーシング
312 鉄心コイル
313 上部電磁コイル
314 下部電磁コイル
315 フランジ
4 送風機構
41 耐食性ガスポンプ
42 円錐形筒
43 送風ディスク
44 送風穴
45 空気ノズル
46 バッフル
47 開口
5 温度調整機構
51 電熱線
52 凝縮熱交換器
61、62、63、64、65 バルブ
71、72、73、74、75、76 油ポンプ
るか、市販されている。
図1に示すように、本実施例によって提供される原油中の低蒸留アルカリ性窒素を除去す
るための固定式吸着剤反応装置は、
原油を収容するための原油タンク1と、
前部の上、下端に、原油タンク階段1と接続される油流入口階段21、油排出口階段22
がそれぞれ設けられ、後部の下端に、原油検出タンク階段24に接続され原油中のアルカ
リ性窒素の含有量を検出するための油出口階段23が設けられる、原油タンク階段1に接
続される水平反応器階段2と、
図1に示すように、水平反応器2の中央に接続された吸着剤固定コンポーネント3と、図
2に示すように、吸着剤固定コンポーネント3水平反応器階段2と同じ直径を有する環状
管階段33を含み、環状管階段33の両端がフランジ階段315を介して水平反応器階段
2に密閉的に接続され、環状管階段33内に2つの固定ガスケット階段34が設けられ、
固定ガスケット階段34の外側に三次元編組構造の温度感受性アルカリ性窒素吸着剤階段
31が配置され、可動ガスケット階段35により押されて締付ボルト階段36によって接
続され、2つの三次元編組構造の温度感受性アルカリ性窒素吸着剤階段31の間にスペー
ス即ち溶離チャンネル階段32が形成され、溶離液を流入し温度感受性アルカリ性窒素吸
着剤階段31を溶離再生するために用いられる。粒子状吸着剤で満たされた従来の固定床
と比較して、三次元編組構造の温度感受性アルカリ性窒素吸着剤は自己完結型で、固定が
容易で、より多くの気孔と吸着部位を露出でき、逆洗再生により便利である。図1および
図2に示すように、溶離チャンネル32の頂部に液入口階段37が設けられ、溶離チャン
ネル階段32の底部に液出口階段38が接続され、液入口階段37と液出口階段38の間
に溶離液貯蔵タンク階段39が接続され、且つ液出口階段38と溶離液貯蔵タンク階段3
9の間に、アルカリ性窒素沈殿不純物をろ過して除去し、ポンプで溶離循環ループを形成
するためのフィールター階段310が設けられる。流動性溶離液は、アルカリ性窒素沈殿
不純物との接触率を高め、不純物をできるだけ早く除去し、吸着剤の再生を実現できる。
ただし、溶離液は質量パーセントで75%のエタノール溶液である。
性ガスポンプ41を介して酸性ガスSO2 及び不活性ガスを導入し温度感受性アルカリ性
窒素吸着剤31を洗い流しまたは吹き付け、酸性ガスと温度感受性アルカリ性窒素吸着剤
階段31の吸着剤に吸着されたアルカリ性窒素を反応させ沈殿物を生成し、不活性ガスに
より吹き付けて溶離液によって外部に取り出され、図3〜5に示すように、送風機構4は
、耐食性ガスポンプ41に接続された円錐形筒42を含み、円錐形筒42は水平反応器2
の両端にねじを介して回転可能に接続され、水平反応器2の両端内側に固定された送風デ
ィスク43をさらに含み、送風ディスク43上に複数の送風穴44が設けられ、それぞれ
の送風穴44の外側に空気流を加圧するための空気ノズル45が設けられ、円錐形筒42
の前端に円錐形筒42と一緒に回転可能なバッフル46が設けられ、バッフル46上に開
口47があり、円錐形筒42を回転することにより開口47と送風穴44のカバー度合を
制御する。空気流の大きさを調整できるだけでなく、原油の漏れを防ぐこともできる。た
だし、酸性ガスはSO2またはHClガスであり、不活性ガスはヘリウムガスまたはアル
ゴンガスである。SO2またはHClガスはアルカリ性窒素と結合して沈殿物を形成し、
SO2またはHClガスの総流量は1.5m3/minであり、送風時間は7minであ
り、酸性ガスの使用量が少なく過ぎると吸着されたアルカリ性窒素との結合が不十分にな
り、吸着剤の再生に悪影響を与え、酸性ガスの使用量が多く過ぎると吸着剤の老化を加速
するだけでなく酸性ガスが逃げて環境を汚染し、ヘリウムガスまたはアルゴンガスで沈殿
物を吹き付けることにより、沈殿物をすぐに落とし溶離液で運び去ることができる。
て油流入口21の底部付近に設けられ、原油を35℃に加熱し、温度感受性アルカリ性窒
素吸着剤31にアルカリ性窒素を吸着させるための電熱線51と、溶離液との冷水熱交換
をして、その温度を18℃まで降温させ、温度感受性アルカリ性窒素吸着剤31によりア
ルカリ性窒素を脱着させ、溶離チャンネル32に接続される凝縮熱交換器52とを含む。
原油温度が32℃臨界点を超える場合、吸着剤の吸着に寄与し、温度が低すぎると吸着剤
の原油中のアルカリ性窒素に対する吸着率に悪影響を与え、温度が高すぎると原油の品質
に悪影響を与え、吸着剤の環境温度が32℃臨界点よりも低い場合、脱着に寄与し、一般
に、温度が臨界点よりも低いほど脱着効果が良いが、温度が低すぎると熱交換エネルギー
の消費が増加する。
上に順にバルブ61、62、63、64、65が設けられ、原油タンク1と油流入口21
の間に、油排出口22と原油タンク1の間に、油出口23と原油検出タンク24の間に、
原油検出タンク24と原油タンク1の間に、液入口37と溶離液貯蔵タンク39の間に、
液出口38と溶離液貯蔵タンク39の間に順に油ポンプ71、72、73、74、75、
76が設けられる。
らに提供し、この方法は以下のようなステップを含む。
S1:重量パーセントで、12wt%の酢酸セルロースと等質量の酢酸エチルを混合して
溶液Aを得、88wt%のポリ―N―イソプロピルアクリルアミドと1―2倍の質量比の
メタノールを混合して溶液Bを得、酢酸セルロースは編組繊維の強度および靭性を高め、
ポリ―N―イソプロピルアクリルアミドは温度感受性を有し、温度が32℃臨界点を超え
ると膨潤して疎水性と親油性を示し、気孔率が低下し、石油製品との接触率が増加し、ア
ルカリ性窒素に対する吸着率を高め、温度が32℃臨界点未満の場合収縮し気孔が増加し
、親水性を示し、親水性の溶離液との接触に便利で、アルカリ性窒素と酸性ガスとの反応
により生成された沈殿物を洗い流し、脱着率を向上させる。
S2:溶液A、溶液Bを混合して静電紡糸溶液を得、静電紡糸の正電圧を18kVに、負
電圧を1.5kVに設定し、静電紡糸溶液を使用して静電紡糸を行い、紡糸繊維を得る。
S3:紡糸繊維を0.1mMのCTAB溶液に30min浸漬し、紡糸繊維の表面の球状
のピットを形成し、紡糸繊維の比表面積を増加し、アルカリ性窒素の吸着率を高め、そし
て濃度6%の希塩酸溶液に15min浸漬し、紡糸繊維の球状のピットに対して酸性処理
を行い、アルカリ性窒素との結合率を高め、取り出し自然乾燥して表面処理された紡糸繊
維を得る。
S4:表面処理された紡糸繊維を三次元4方向織法で織り、紡糸繊維体積含有量60%、
体積密度1.3g/cm3、厚さ30mmである三次元編組構造の温度感受性アルカリ性
窒素吸着剤階段31を得る。
吸着階段:油流入口21上のバルブ61を開き、油排出口22上のバルブ62、液入口3
7、液出口38上のバルブ64およびバルブ65を閉じ、原油タンク1中のアルカリ性窒
素を含有する原油を油ポンプ71を介して水平反応器2内に送り込み、電熱線51により
原油温度を35℃に調整し、三次元編組構造の温度感受性アルカリ性窒素吸着剤31がこ
の温度で膨張し疎水性および親油性を示し、気孔率が低下し、石油製品との接触率を高め
、アルカリ性窒素に対する吸着率を高め、油出口23上のバルブ63を開き、油ポンプ7
3を介して水平反応器2内部を吸引し、温度感受性アルカリ性窒素吸着剤31で処理され
た石油製品を原油検出タンク24に一時貯蔵し、油ポンプ74を介して原油タンク1に循
環吸着させ、6―12h後に原油検出タンク24中の石油製品をサンプリングし、滴定法
(SH/T0162―1992(2006)を参照)を使用して脱窒処理された石油製品中
のアルカリ性窒素の含有量≦10μg/gであるかどうかを検出し、満たす場合原油検出
タンク24中の石油製品を排出し、次のパッチに移行し、満たさない場合、処理されな原
油および処理された石油製品をそれぞれ原油検出タンク24から再度原油タンク1に戻し
、油排出口22上のバルブ62を開き、油ポンプ72を介して水平反応器2内の原油を全
部原油タンク1に排出し、温度感受性アルカリ性窒素吸着剤31に対する再生処理の準備
ができ、吸着階段では、図4に示すように、送風機構4の円錐形筒42を回転し、バッフ
ル46上の開口47と送風ディスク43上の送風穴44を完全にずれて、原油の漏れを防
ぐことができる。
性窒素の含有量が10μg/gを超える場合、温度感受性アルカリ性窒素吸着剤31を脱
着し再生処理する必要があるのを示し、まず油流入口21上のバルブ61、油排出口22
上のバルブ62、および油出口23上のバルブ63を閉じ、図5に示すように、送風機構
4の円錐形筒42を回転し、バッフル46上の開口47と送風ディスク43上の送風穴4
4を完全に重なり合わせ、送風に便利である。
を導入し、酸性ガスを送風穴44の前端の空気ノズル45を介して加圧した後三次元編組
構造の温度感受性アルカリ性窒素吸着剤31に吹き付け、酸性ガスの総流量は1.5m3
/minであり、送風時間は7minであり、酸性ガスと吸着剤中吸着のアルカリ性窒素
との結合により沈殿物を形成する。
液貯蔵タンク39から溶離チャンネル32内に送り込み、濃度80%のエタノール溶液が
輸送中に凝縮熱交換器52によって熱交換処理され、温度が18℃に低下し、溶離チャン
ネル32全体を満たし、低温の80%のエタノール溶液を三次元編組構造の温度感受性ア
ルカリ性窒素吸着剤31に含侵させ、温度が32℃臨界点よりも低いので、吸着剤が収縮
し気孔が増大し、親水性を示し、親水性の80%のエタノール溶液との接触に寄与し、ア
ルカリ性窒素と酸性ガスとの反応により生成された沈殿物を洗い流し、脱着率を高める。
第3に、液出口38上のバルブ65を開き、油ポンプ76を介して沈殿物を含有するエタ
ノール溶液をフィールター310に送り沈殿物をろ過し溶離液貯蔵タンク39に戻し、循
環流動させるとともに、耐食性ガスポンプ41を介して不活性ガスとしてヘリウムガスま
たはアルゴンガスを導入し三次元編組構造の温度感受性アルカリ性窒素吸着剤31に吹き
付け、沈殿物を迅速に剥離しエタノール溶液により運び去る。吸着剤が吸着再生されても
検出標準に達するできなくなるまで、吸着剤を交換する。
本実施例は、実施例1を基に、三次元編組構造の温度感受性アルカリ性窒素吸着剤31中
に超常磁性Fe3O4粒子を添加し、実施例1の製造方法との異なるステップは以下のと
おりである。
S1:重量パーセントで、8wt%の粒子径10―20nmの超常磁性Fe3O4粒子と
N,N―ジメチルホルムアミドを混合し、0.15―0.2g/mLの分散液を調製し、
12wt%の酢酸セルロースと等質量の酢酸エチルを混合して溶液Aを得、80wt%の
ポリ―N―イソプロピルアクリルアミドと1―2倍質量比のメタノールを混合して溶液B
得る。
S2:分散液、溶液A、溶液Bを混合して静電紡糸溶液を得、静電紡糸の正電圧を15―
20kVに、負電圧を1―2kVに設定し、静電紡糸溶液を使用して静電紡糸を行い、紡
糸繊維を得る。
S3およびS4は実施例1と同じである。
上記の目的を達成するために、図6および図7に示すように、環状管33の外側に電磁保
護ケーシング311を追加し、電磁保護ケーシング311内に鉄心コイル312が設けら
れ、鉄心コイル312上に上部電磁コイル313および下部電磁コイル314が巻かれ、
上部電磁コイル313および下部電磁コイル314は外部電源に接続され、電源の投入お
よび遮断により磁場の起動を制御する。上部電磁コイル313および下部電磁コイル31
4に通電することにより、鉄心コイル312内に0.8―1.5T強度の交番磁場を発生
し、温度感受性アルカリ性窒素吸着剤31中の超常磁性Fe3O4粒子は磁気誘導を受け
磁気熱量効果を生成し、温度感受性アルカリ性窒素吸着剤31の内部温度を均一に上昇し
、三次元編組構造の温度感受性アルカリ性窒素吸着剤31により多くの気孔を持たせるこ
とができ、吸着部位とアルカリ性窒素の結合に寄与する。
吸着階段では、電熱線51により原油温度を調整する同時に、上部電磁コイル313、下
部電磁コイル314に電源を投入し、鉄心コイル312内に0.8―1.5T強度の交番
磁場を発生し、超常磁性Fe3O4粒子の目的は、温度感受性アルカリ性窒素吸着剤31
に交番磁場で磁気熱誘導を発生させ、温度感受性アルカリ性窒素吸着剤31の内部温度を
均一に上昇し、脱着階段では電源遮断し、後工程の温度感受性アルカリ性窒素吸着剤31
の降温脱着に寄与する。
実施例1および実施例2の装置および吸着方法と比較して原油を吸着し、原油と吸着剤の
質量比が10:1であり、原油中のアルカリ性窒素最初含有量が167.4μg/gであ
り、吸着時間6hのアルカリ性窒素の含有量を測定し、結果を表1に示す。
表1 実施例1および実施例2の装置により原油を処理した後アルカリ性窒素の含有量(
μg/g)
表1から分かるように、実施例1および実施例2はともにアルカリ性窒素の含有量≦10
μg/gの要求を満たし、実施例2の装置および吸着方法による効果が実施例1よりも高
く、磁場による磁気吸着剤の磁気熱量効果によって吸着剤のアルカリ性窒素に対する吸着
性能を高める。
原油の吸着処理後のアルカリ性窒素の含有量に対する原油の加熱温度(30〜40℃)影
響を調べる。
本実施例は、実施例2の装置および温度感受性アルカリ性窒素吸着剤を使用して試験を行
い、原油と吸着剤の質量比が10:1であり、原油中のアルカリ性窒素の最初含有量が1
67.4μg/gであり、温度感受性アルカリ性窒素吸着剤が初めて使用され、紡糸繊維
の体積含有量が61%であり、体積密度が1.35g/cm3であり、厚さが35mmで
あり、循環吸着6h後に、滴定法(SH/T0162―1992(2006)を参照)を使
用し、吸着後の油中のアルカリ性窒素の含有量を測定し、測定結果を表2に示す。
表2 異なる原油加熱温度のアルカリ性窒素の含有量に対する影響(μg/g)
表2から分かるように、原油加熱温度が32℃よりも低い時、32℃以上の場合よりもア
ルカリ性窒素の含有量が遥かに高く、最適な加熱温度が33〜38℃であり、40℃では
アルカリ性窒素の含有量がわずかに増加する。
溶離液の凝縮温度(12―25℃)の1回再生した後の温度感受性アルカリ性窒素吸着剤
による原油中のアルカリ性窒素の除去に対する影響を調べる。
本実施例は、実施例2の装置および温度感受性アルカリ性窒素吸着剤を使用し試験を行い
、温度感受性アルカリ性窒素吸着剤の再生条件は、循環吸着した後、原油検出タンク(2
4)から検出したアルカリ性窒素の含有量が10μg/gよりも大きいのであり、他の検
出条件は実施例3と同じであり、1回再生した後の温度感受性アルカリ性窒素吸着剤を使
用して吸着し、油中のアルカリ性窒素の含有量を測定し、測定結果を表3に示す。
表3 異なる溶離液の凝縮温度のアルカリ性窒素の含有量に対する影響(μg/g)
表3から分かるように、溶離液の凝縮温度が12―18℃ではアルカリ性窒素の含有量が
同じであり、20℃を超えるとアルカリ性窒素の含有量がわずかに増加するが、凝縮コス
トを考慮して、15―20℃で選択すればよい。
異なる吸着剤の原油吸着処理されたアルカリ性窒素の含有量に対する影響を調べる。
本実施例は、実施例2の装置および新鮮の温度感受性アルカリ性窒素吸着剤を使用し試験
を行い、試験例とし、試験例の検出条件は実施例3と同じであり、比較例として、市販さ
れている新鮮な粒子状アルミナおよびシリコンゴムを比較例1および比較例2とし、比較
例1および比較例2では原油に1%の吸着剤が含まれ、原油中の最初アルカリ性窒素の含
有量が試験例と同じで、167.4μg/gとし、常温常圧で6h機械攪拌し、測定結果
を表4に示す。
表4 異なる新鮮な吸着剤のアルカリ性窒素の含有量に対する影響
表4から分かるように、新鮮な吸着剤の条件下で、試験例のアルカリ性窒素検出効果が比
較例1および比較例2よりも高い。
異なる吸着剤のn回再生の原油吸着処理されたアルカリ性窒素の含有量に対する影響を調
べる。
本実施例は、実施例2の装置およびn回再生後の温度感受性アルカリ性窒素吸着剤を使用
して試験を行い、試験例とし、比較例として、熱脱着法によりn回再生の市販されている
粒子状アルミナおよびシリコンゴムを比較例1および比較例2とし、他の条件が実施例5
と同じであり、測定結果を表5に示す。
表5 n回再生の吸着試験結果
表5から分かるように、試験例は、20回の吸着―脱着の再生循環操作を経っても所定の
吸着要求を満たし、毎回酸性ガスの吹き付けにより脱着するとともに吸着剤の気孔の酸性
度が増加し、アルカリ性窒素の吸着に寄与するためである。比較例1および比較例2は、
8回再生後所定の吸着要求を満たさなくなる。
実施例2中の異なる体積密度の温度感受性アルカリ性窒素吸着剤の原油吸着処理されたア
ルカリ性窒素の平均含有量に対する影響を調べる。
測定方法は実施例3に示すように行われ、測定結果を表6に示す。
表6 異なる体積密度の吸着剤の吸着試験結果
表6から分かるように、吸着剤体積密度が1.2―1.5g/cm3である場合アルカリ
性窒素の含有量が最も低く、この範囲から外れるとアルカリ性窒素の含有量が増加し、体
積密度が小さすぎると吸着部位が少なくなり、体積密度が大きすぎると密になり脱着に寄
与しないためである。
実施例2中の異なる厚さの温度感受性アルカリ性窒素吸着剤の原油吸着処理されたアルカ
リ性窒素平均含有量に対する影響を調べる。
測定方法は実施例3に示すように行われ、測定結果を表7に示す。
表7 異なる厚さの吸着剤の吸着試験結果
表7から分かるように、吸着剤の厚さが20―50mmである場合、アルカリ性窒素の平
均含有量が1μg/gよりも低く、吸着剤の厚さが10mmであると、吸着剤の厚さが不
十分でアルカリ性窒素の平均含有量が所定の要求を満たすがその含有量が顕著に上昇し、
吸着剤の厚さが60mmであると、厚さの増加により脱着再生が徹底的に行わず、複数回
循環使用されてもアルカリ性窒素の平均含有量が増加する。
Claims (1)
- 原油を収容するための原油タンク(1)と、
前部の上、下端に、原油タンク(1)と接続される油流入口(21)、油排出口(22)
がそれぞれ設けられ、後部の下端に、原油検出タンク(24)に接続され原油中のアルカ
リ性窒素の含有量を検出するための油出口(23)が設けられる、前記原油タンク(1)
に接続される水平反応器(2)と、
内部に、原油中のアルカリ性窒素を吸着・除去するための2層の三次元編組構造の温度感
受性アルカリ性窒素吸着剤(31)を含み、2層の温度感受性アルカリ性窒素吸着剤(3
1)の間に、溶離液を流入し温度感受性アルカリ性窒素吸着剤(31)を溶離再生するた
めの溶離チャンネル(32)が設けられる、前記水平反応器(2)の中央に接続される吸
着剤固定コンポーネント(3)と、
耐食性ガスポンプ(41)を介して酸性ガス及び不活性ガスを導入し温度感受性アルカリ
性窒素吸着剤(31)を洗い流しまたは吹き付け、酸性ガスと温度感受性アルカリ性窒素
吸着剤(31)の吸着剤に吸着されたアルカリ性窒素を反応させ沈殿物を生成し、不活性
ガスにより吹き付けて溶離液によって外部に取り出される、水平反応器(2)の両端に接
続される送風機構(4)と、
原油と溶離液の温度を調整することで温度感受性アルカリ性窒素吸着剤(31)にアルカ
リ性窒素を吸着および脱着させる温度調整機構(5)と、
を備えることを特徴とする原油中の低蒸留アルカリ性窒素を除去するための固定式吸着剤
反応装置。
Applications Claiming Priority (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CN201910240422.9 | 2019-03-28 | ||
CN201910240422.9A CN109939662B (zh) | 2019-03-28 | 2019-03-28 | 用于乙烯生产过程污油精馏所得轻馏分的脱碱性氮吸附剂 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP6706730B1 true JP6706730B1 (ja) | 2020-06-10 |
JP2020164794A JP2020164794A (ja) | 2020-10-08 |
Family
ID=67010874
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2020025404A Expired - Fee Related JP6706730B1 (ja) | 2019-03-28 | 2020-02-18 | 原油中の低蒸留アルカリ性窒素を除去するための固定式吸着剤反応装置 |
Country Status (2)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP6706730B1 (ja) |
CN (1) | CN109939662B (ja) |
Family Cites Families (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP4810003B2 (ja) * | 2001-06-01 | 2011-11-09 | 住友化学株式会社 | 水中有害物イオンの除去方法 |
CN1216968C (zh) * | 2002-07-30 | 2005-08-31 | 中国石油化工股份有限公司 | 从催化裂化汽油中分离并精制醚化原料的方法 |
US7935248B2 (en) * | 2007-10-30 | 2011-05-03 | The University Of New Brunswick | Adsorbents for denitrogenation desulfurization of hydrocarbon oils and methods of producing |
CN101733064A (zh) * | 2009-04-15 | 2010-06-16 | 中国科学院上海硅酸盐研究所 | 低浓度氮氧化物吸附剂及其制备方法 |
CN102008938A (zh) * | 2010-11-15 | 2011-04-13 | 中国石油化工股份有限公司 | 一种石脑油脱氮吸附剂及其制备方法 |
CN102513068B (zh) * | 2011-11-02 | 2013-07-24 | 西北师范大学 | 一种改性聚苯胺吸附剂及在废水处理中的应用 |
CN104941570A (zh) * | 2015-06-25 | 2015-09-30 | 中国天辰工程有限公司 | 一种用于苯深度脱硫的钌吸附剂及其制备方法 |
-
2019
- 2019-03-28 CN CN201910240422.9A patent/CN109939662B/zh active Active
-
2020
- 2020-02-18 JP JP2020025404A patent/JP6706730B1/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
CN109939662B (zh) | 2021-11-16 |
CN109939662A (zh) | 2019-06-28 |
JP2020164794A (ja) | 2020-10-08 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JPH08187415A (ja) | ミスト排出フードのための、再生可能な吸着フイルタ層 | |
JP2002331222A (ja) | ガス乾燥のための工法及び吸着材 | |
WO2011158564A1 (ja) | 放射性ヨウ素の吸着材及び放射性ヨウ素の除去装置 | |
CN107081038A (zh) | 用于处理载有有害物质的气体的设备和方法 | |
CN106964197B (zh) | 一种颗粒活性炭负载纳米铁复合滤芯材料及其制备方法 | |
CN108626569B (zh) | 一种氢气吸附存储释放系统及其应用 | |
CN107262066B (zh) | 用于去除重金属离子的珍珠岩吸附剂的制备方法 | |
JPS623008A (ja) | アルゴンの超精製装置、並びに精製方法 | |
CN108513499B (zh) | 一种防潮电器柜 | |
JP6706730B1 (ja) | 原油中の低蒸留アルカリ性窒素を除去するための固定式吸着剤反応装置 | |
WO2017114354A1 (zh) | 一种颗粒态除铯无机离子吸附剂的制备方法及产品与应用 | |
CN109569507B (zh) | 一种可微波快速再生的疏水型超稳y分子筛的制备方法 | |
KR20130040273A (ko) | 실내 공기 청정을 위한 흡착제, 탈취 필터 및 탈취 필터 제조방법 | |
CN107029516A (zh) | 一种集吸附浓缩及高空速催化燃烧的喷漆尾气处理设备 | |
CN209406004U (zh) | 一种节能吸附式干燥机 | |
JP2001170482A (ja) | 活性炭及びその製造方法並びにそれを使用した水の浄化処理装置 | |
JPH10165948A (ja) | 水中のヒ素除去装置 | |
CN212040470U (zh) | 一种吸附挥发性有机物活性炭的分级脱附系统 | |
CN110467250B (zh) | 一种微纤复合NaA分子筛膜-纳米零价铁复合材料及其制备方法和在废水处理中的应用 | |
KR102179325B1 (ko) | 에너지 절약형 에어드라이어 및 이를 이용한 건조공기 제조방법 | |
JP3620650B2 (ja) | ガス処理装置および処理方法 | |
WO2012029714A1 (ja) | 原子力排ガス再結合触媒及び再結合器 | |
JPH067772A (ja) | 浄水装置 | |
JP2003526505A (ja) | 反応性媒体、その使用方法、及び流体を清浄化するためのアセンブリ | |
JP4203605B2 (ja) | 耐熱性吸着シート及びその製造方法 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20200219 |
|
A871 | Explanation of circumstances concerning accelerated examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A871 Effective date: 20200219 |
|
A975 | Report on accelerated examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971005 Effective date: 20200317 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20200319 |
|
A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20200321 |
|
TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20200402 |
|
A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20200402 |
|
R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Ref document number: 6706730 Country of ref document: JP Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |
|
LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |