JPH0117518B2 - - Google Patents

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JPH0117518B2
JPH0117518B2 JP12957883A JP12957883A JPH0117518B2 JP H0117518 B2 JPH0117518 B2 JP H0117518B2 JP 12957883 A JP12957883 A JP 12957883A JP 12957883 A JP12957883 A JP 12957883A JP H0117518 B2 JPH0117518 B2 JP H0117518B2
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asphaltene
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Chayo Ie Jooji
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    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C10PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
    • C10GCRACKING HYDROCARBON OILS; PRODUCTION OF LIQUID HYDROCARBON MIXTURES, e.g. BY DESTRUCTIVE HYDROGENATION, OLIGOMERISATION, POLYMERISATION; RECOVERY OF HYDROCARBON OILS FROM OIL-SHALE, OIL-SAND, OR GASES; REFINING MIXTURES MAINLY CONSISTING OF HYDROCARBONS; REFORMING OF NAPHTHA; MINERAL WAXES
    • C10G21/00Refining of hydrocarbon oils, in the absence of hydrogen, by extraction with selective solvents
    • C10G21/003Solvent de-asphalting
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C10PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
    • C10GCRACKING HYDROCARBON OILS; PRODUCTION OF LIQUID HYDROCARBON MIXTURES, e.g. BY DESTRUCTIVE HYDROGENATION, OLIGOMERISATION, POLYMERISATION; RECOVERY OF HYDROCARBON OILS FROM OIL-SHALE, OIL-SAND, OR GASES; REFINING MIXTURES MAINLY CONSISTING OF HYDROCARBONS; REFORMING OF NAPHTHA; MINERAL WAXES
    • C10G29/00Refining of hydrocarbon oils, in the absence of hydrogen, with other chemicals
    • C10G29/20Organic compounds not containing metal atoms
    • C10G29/205Organic compounds not containing metal atoms by reaction with hydrocarbons added to the hydrocarbon oil

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  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Oil, Petroleum & Natural Gas (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Production Of Liquid Hydrocarbon Mixture For Refining Petroleum (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】[Detailed description of the invention]

〔産業上の利用分野〕 本発明は、例えば石油ガス、原油、瀝青、油砂
又は油頁岩から採れた油、タール砂から採れたタ
ール等の天然物質、これらの天然物質から誘導さ
れた石油溜分、並びに石油精製過程中に於ける流
れと生産品を含めたすべての石油又は石油溜分
(以下石油及び/又は関係物質と述べる)を、添
加したアスフアルテンと接触させて、その中に含
んでいるアスフアルト成分および/又は非炭化水
素成分等と共に沈澱させてこれらの諸成分を除去
分離し、濃度の減少した上記の諸成分を含んだ油
(および/又はガス)を回収する新規な方法に関
するものである。本発明に依つて提供される方法
に従つた種々の方法に於いて、アスフアルト又は
アスフアルテンをも回収することが出来る。 クラツキングの工程等に用いられる供給原料
は、今日では一般に蒸溜過程から採れる残渣物又
は重溜出液である。しかし、必要に応じては、原
油そのまゝをクラツキングの供給原料に用いるこ
ともあり、その際には、原油は前もつて脱塩する
必要がある。蒸溜残渣物のように、重質原油は普
通アスフアルト成分を可成り含有し、多くの高温
度の工程に於いてコークスの生成を起し、尚クラ
ツキング工程に使用される触媒表面に於けるカー
ボンの堆積のもとになつたりしてこれらの触媒の
性能を低下せしめ且つその使用寿命を短縮させる
ことは周知の事である。原油(一般の)は相当量
の非炭化水素の有機性成分、主として硫化物、硝
化物及び酸化物を含む物質を含有し、その上少量
の溶解性有機金属物質及びアスフアルテンとレジ
ンと共存してコロイド性の懸濁液中に存在する無
機塩を含んでいる。これらの非炭化水素成分等
は、石油溜の際その沸騰範囲全体にわたつて出て
来るが、非揮発性溜分特にアスフアルテンとレジ
ンの中に濃縮される傾向が強い。極く少量であつ
ても、これらの物質は重大な腐蝕問題、触媒不活
性化、生成産物の品質低下、健康障害等の因とな
る。 一般について、原油中の非炭化水素諸成分と、
アスフアルト成分との間には、略相関関係があり
アスフアルト成分の含有量が高い程、非炭化水素
諸成分の含有量も高くなる。このため、クラツキ
ング及びその他の石油精製過程に用いる供給原料
中のアスフアルト成分を前もつて除去する事は必
要な事であるとされている。 〔従来の技術〕 アスフアルト成分及び非炭化水素成分を除去し
て、供給原料及び石油又は関係物質の性質を高め
る方法にはいろいろのものがある。従来の方法及
び工程としては以下にまとめたものが考えられ
る。 (1) フラツシユ蒸溜法 (2) 真空蒸溜法 (3) 粘性ブレーキング法 (4) コーキング法 (5) 溶剤処理法 (6) アルカリ処理法 (7) ガス処理法 (8) 酸化処理法 (9) 吸着処理法 (10) 酸処理法 (11) 反応性金属塩等を使つた沈澱法 〔発明が解決しようとする課題〕 上記の方法の中で、溶剤処理法はアスフアルト
成分の除去には最も有効であるが、この方法も他
の従来の方法と同じように経済上および操作上不
利な点があり、特殊な装置および/又は激烈な操
作条件を必要とする。殆んどの従来の方法は、高
いコストの為、原油の大量処理には適していな
い。しかも、これらの従来の方法の中には、廃棄
物が出来、特殊な廃棄物の取扱い法を必要とし、
そして廃棄物処置のむづかしい問題をひきおこす
ことがある。 上述の事実からして、本発明の主要目的の一つ
としては、石油および関係物質からアスフアルト
成分および非炭化水素成分を同時に除去し、且つ
従来の方法によくある困難さを避けた新規の方法
を提供することである。中でも、本発明の目的の
一つには、簡単で且つ効果的に大量の原油を経済
的に精製し分離する方法を提供することがある。 本発明の他の一つの主要目的には、石油及び/
又は関係物質を精製すると同時に、アスフアルテ
ンを経済的に回収する新規な方法を提供すること
がある。従来の方法に依るアスフアルテンの回収
はコストが高い為、今日に至るまでアスフアルテ
ンを大量に生産することはなされていない。アス
フアルテンが多数の重要な用途をもつていること
は公知の事である。 本発明のその他の重要な目的として下記のよう
なものが挙げられる。(1)石油中の構成成分のみを
用い、それ以外の物質を必要としないような新規
な石油および/又は関係物質を精製する方法を提
供する事、(2)多くの従来の方法と併用出来るよう
な石油および/又は関係物質を精製する新規な方
法を提供する事、(3)比較的小さいエネルギー消費
しか必要としないような石油および/又は関係物
質を精製する新規な方法を提供する事、(4)特殊
の、高価な装置又は危険な操作条件を必要としな
いような石油および/又は関係物質を精製する新
規な方法を提供する事、(5)廃棄物を生じないよう
な石油および/又は関係物質を精製する新規な方
法を提供する事、(6)装置および操作条件を余り変
えなくても、広い範囲の化学成分及び物理的特性
をもつた供給原料をも容易に扱うことが出来るよ
うな石油および/又は関係物質を精製する新規な
方法を提供する事などである。 〔問題を解決する手段〕 本発明に従えば、石油(又は関係物質)を、添
加したアスフアルテン(出来れば処理されるべき
供給原料中に含まれるアスフアルテンと同じタイ
プのもの)と接触させて、その中に含まれている
アスフアルト成分および非炭化水素成分とを此の
添加アスフアルテンと共に沈殿させ、沈澱物を分
離することに依つて、此の石油(又は関係物質)
の中に含まれているアスフアルト成分及び非炭化
水素成分を除去し、そして残つた油成分を回収す
る手取り早い、効果的方法で石油を精製出来る。
上記の条件の下に於いては、供給原料に添加され
たアスフアルテンは、此の原料中に含まれるレジ
ンおよび他の重芳香族物質を誘引し且つそれと結
合を起して、原料中に於けるアスフアルト性物質
と他の重芳香性物質との間の平衡関係を破る事を
本願発明者が発見している。上記の平衡関係の破
壊は、アスフアルト成分および非炭化水素成分の
沈澱の結果となる。此の沈澱に続いて、添加され
たアスフアルテンと沈澱するアスフアルト成分と
の集塊物が作られる。こうして出来た集塊物は、
残つた油成分より容易に分離され、然も回収され
た油成分はすでに脱アスフアルトされている故、
以後の精製操作に用いられる供給原料として適し
ている。一方、分離された沈澱物(集塊物)は更
に処理されてアスフアル又はアスフアルテンとし
て回収される。こうして回収されたアスフアルテ
ンの一部は、上記の接触過程へ再循環される。石
油原料と添加されたアスフアルテンとの間の接触
は通常、原料の沸点以下の温度で行われ、そして
アスフアルト成分の沈澱は、普通常温近くの温度
で行われる。従つて、熱節約の目的で、接触装置
と沈澱(又は分離)装置の間で熱交換をすること
が出来る。尚、上記の沈澱物はパラフイン系の溶
剤で処理して良質のアスフアルテンを沈澱回収す
ることが出来る。使用ずみの溶剤は容易に回収さ
れて、再び使用出来る。従つて、本方法は供給原
料の構成成分以外に、何の化学薬品をも必要とし
ない。 アスフアルテンは、茶色乃至黒色の微粉状の非
結晶性物質であつて、普通は石油中の軽ナフサ若
しくは溶剤を使つて、石油、残渣物、瀝青物質等
を処理することに依つて得られる。石油中のナフ
サは、極く普通のパラフイン系の鎖状化合物から
可成り芳香性のタイプのものに至るまで範囲が広
いものである。異つた溶剤の中に於ける溶解度を
規準にすれば、石油および/又は関係物質中の構
成成分は下記のように別けることが出来る。 (1) カーボイド−二硫化炭素、四塩化炭素および
低分子量のパラフイン類には溶解しない。 (2) カーベン−二硫化炭素に溶解するが、四塩化
炭素および低分子量のパラフイン類には溶解し
ない。 (3) アスフアルテン−二硫化炭素および四塩化炭
素には溶解するが、低分子量のパラフイン類に
は溶解しない。 (4) マルテン−二硫化炭素、四塩化炭素および低
分子量パラフイン類のいづれにも溶解する。 大抵の石油はカーボイドおよびカーベンを殆ん
ど含有しないが、クラツキング工程に於ける残渣
物の中には、重量にして2パーセント又はそれ以
上含まれていることがある。工業上、原油および
瀝青物質を分離してアスフアルテン及びマルテン
の二成分を得る事は、炭化水素および単純な低分
子量の炭化水素誘導物質に対して撰択性溶解力を
もつている低分子量のパラフインを用いて、都合
よく達成される。高度に芳香性の石油ナフサは、
高温度ではアスフアルテンを部分的に溶解するの
で、アスフアルテンの精製又はアスフアルテンを
含有する石油の稀釈の目的に用いることは、本発
明ではすゝめられない。この理由は、接触操作に
用いられる添加アスフアルテンの本来の性質を保
存するためである。此の目的には、ペンタン、ヘ
プタン及びヘキサンを特にすゝめることが出来
る。殊に、n−ペンタンは、アスフアルテンの性
質を変えることなく効果的にそれを沈澱させうる
ことが知られている。n−ペンタンを稀釈剤とし
て用いれば、石油又は関係物質からそれに含有さ
れているアスフアルテンをより多く沈澱させるこ
とが出来る事を本願発明者が見出しているのであ
る。それにしても、原油の四十倍以上の容量のn
−ペンタンを用いて原油を稀釈し、且つ原油の重
量の10パーセントに当る量のシリカゲルを沈澱助
剤として使つて、やつと原油中のアスフアルテン
の重量90パーセントを沈澱させることが出来たの
である。これに反して、同じ原油をn−ペンタン
で稀釈しなくても、その中に含有するアスフアル
テンと同タイプのアスフアルテンを重量にして原
油中の残渣油(600〓(315.6℃)以上の溜分)の
半分に当る量だけ添加し接触させることに依つ
て、原油中に含有するアスフアルテンの殆んど
100パーセントを沈澱させることが出来る。 石油又は関係物質にアスフアルテンを添加した
場合の効果をもつと検討してみることは有益であ
ると思う。石油又は関係物質中に含まれる炭化水
素およびそれらのシリーズは相互に密切な関係が
あり、これらの物質が互に異る点は、主に分子量
と水素/炭素比である。アスフアルテン炭化水素
は多分に水素の不足があり且つ異変的構造をよく
呈するが、これを例外として石油又は関係物質中
の炭化水素シリーズ(アスフアルテン、レジンお
よびオイルからなる)は分子量および水素/炭素
比に於いては隣接するシリーズの間に於いて相互
に部分的に重複している。原油中に極く微量に含
まれているカーボイド及びカーベンを除いては、
アスフアルテンは最終的凝縮物質であると云え
る。高度の芳香性は、一般にアスフアルテン及び
そのシリーズに共通して表わされている。ちよう
ど、石油中のパラフイン含有度が、レジンをアス
フアルテンから分離する場合大切であると同じよ
うに、芳香物質含有度は、レジンがアスフアルテ
ンと結合する上に於いて大切である。レジンとオ
イルの芳香性が高い程、アスフアルテンの溶媒和
作用(レジンに依る)がよく、レジン及びオイル
の溶媒和作用力はアスフアルテン/マルテン界面
の性質を理解する上に最も大切な事の一つであ
り、此の界面は原油及び瀝青物質のコロイド性を
特徴づけるものである。同じアスフアルテンで
も、高度の芳香性の溶媒中で分散しても、低度の
芳香性の溶媒中では沈澱する。もつと明確にいえ
ば、石油又は瀝青物質のコロイド性の安定度とい
うものは、その中のアスフアルテン/レジン比を
変えたり、又はその中のアスフアルテンやレジン
のタイプを変えることに依つて容易に変えること
が出来ることを本願発明者は見出しているのであ
る。原油中に於けるアスフアルテンの解膠度とい
うものは、その原油中に含まれるレジン及び重芳
香族物質の芳香性度、金属成分及び芳香環中の炭
素以外の元素類成分に依つて強く影響される。同
程度の芳香性のレジンでも、金属成分および炭素
以外の元素類成分の含有量が大きければ、アスフ
アルテンの解膠度が大きくなる。レジンとアスフ
アルテンとは一種の電子授受関係の形式で結合し
ていて、アスフアルテン分子とレジン分子間に於
ける或る種の分子構造上の相似は、原油のコロイ
ド的性質を決定する大切な役割を果していると思
われる。上述の事実は、一つの原油から採られた
アスフアルテンを異つたもう一つの原油の中に入
れてそして新しく出来たアスフアルテン/オイル
の分散液の安定度を実験的に観察することに依つ
て本願発明者が発見したものである。すべての場
合に於いて、アスフアルテンはそれを採り出した
原油の中では容易に分散した。しかし、此の原油
の中に添加されたアスフアルテンの量を増してい
くと遂には原油中に於ける不溶解点に達し、そこ
ではアスフアルテンとレジンが一緒に沈澱を開始
する。此の発見に依つて、本願発明者は、与えら
れた原油について、任意の温度では、此の原油の
中に沈澱を起さずに分散出来る最大量のアスフア
ルテンが含有出来るようなアスフアルテン/レジ
ン比というものがあるという事を信じた。此の比
は、「アスフアルテン/レジン解膠作用恒数(又
は比)」と定義する事が出来るし、此の恒数は与
えられた原油と接触しそれを分離するに必要な最
適量のアスフアルテンを定めるのに役立つもので
ある。尚、水素/炭素比の高いアスフアルテンは
水素/炭素比の低いアスフアルテンよりも石油の
中に分散しやすい事がいえる。原油中のアスフア
ルテン/レジン比が減少するにつれて、水素/炭
素比の高いアスフアルテンを添加してやるとゲル
を生成するが、一方水素/炭素比の低いアスフア
ルテンを添加すると沈澱を起す傾向がある。同様
にして、これらの事実は、石油中のアスフアルテ
ン及びマルテンの芳香性の強度に依つて説明出来
る。本願発明者に依つて得られた広範な実験的証
拠に依れば、処理された事のない原油中にあるア
スフアルテンは単分子の形で存在し、そしてレジ
ン分子に依つて解膠され且つ重芳香族分子に依つ
て分散されている。然し、瀝青中のアスフアルテ
ンは集塊状で存在していて、そして残渣物(蒸溜
の)中のアスフアルテンは大きい団塊の形で存在
していると思われる。未処理の原油中では、レジ
ン分子とアスフアルテン分子の間に於いては、水
素結合が優先的な分子間力の原因であると思われ
る実験的証拠もある。此の事実は、原油中のアス
フアルテンが残渣物質中のアスフアルテンよりも
何故分離しにくいかを説明していると思われる。
一旦、解膠したレジン分子を失つてしまうとアス
フアルテン分子はその分極性のために、互に衝突
すれば容易に集塊又は団塊を作つてしまう。アス
フアルテン分子もレジン分子も大変大きく、従つ
て石油中に於ける拡散速度は極めて遅く、取るに
足らない。従つて、本発明が提供する接触操作に
於いては、撹拌および混合が極めて大切となる。
直接且つ密接にレジンとアスフアルテンを接触さ
せる事は最も大切なことである。水素結合を通じ
て、多数のレジン分子に依つて解膠された各個の
アスフアルテン分子はミセルを作り、そして分子
量の大きい最も芳香性と極性の高いレジン分子は
ミセルの中心にあるアスフアルテン分子の近くに
配列された状態にある。これらの物質は、順次芳
香性と極性の低い小さい分子量の成分に依つてか
こまれ、遂にはミセル間の油相へと次第にうつり
変つていく状態にある。石油中の金属成分および
炭素以外の元素類成分はミセルの外側よりもその
内側に集中していると思われる。従つて、石油又
は関係物質からアスフアルテンとレジンを分離す
る事はこれらの非炭化水素諸成分(金属および炭
素以外の元素類)の除去のカギでもある。上記の
アスフアルテン/レジン解膠作用恒数(又は比)
を超過することに依つてアスフアルテン/レジン
界面に於ける平衡を破るという事は、本発明の原
理にもとづいた石油又は関係物質の、簡単且つ効
果的な分離方法の鍵である。 以下、添付の図面第1図、第2図および第3図
に示された本発明の基本的プロセスの若干例、お
よび第一表と第二表に記載されてある実例を参照
しながら、本発明を詳細に説明していく。 第1図は、本発明が提供する方法に従つて、石
油又は関係物質を精製し且つ一部分離する為の基
本的工程の一つの態様を略図で示したものであ
る。 第2図は、本発明が提供する方法に従つて、重
原油、瀝青、残渣物質等を精製且つ一部分離する
ための基本的工程の一つの態様を略図で示したも
のである。 第3図は、本発明が提供する方法に従つて、重
原油、瀝青、残渣物質等を精製し且つ一部分離す
ると共に、アスフアルテンの回収をする為の基本
的工程の一つの態様を略図で示したものである。 これから、本発明を、添付の図面に示された若
干の異つた態様及び実験結果と関連させて詳細に
記載していこう。 上述の様に、第1図は本発明が提供する方法に
従つて石油又は関係物質を精製し且つ一部分離す
る為の基本的工程の一つの態様を略図で示したも
のであり、以下の五つの過程を含めている。即
ち、(1)接触過程、(2)固−液分離過程、(3)アスフア
ルテン沈澱過程、(4)アスフアルテン乾燥過程、お
よび(5)n−ペンタン回収過程である。第1図に示
されている様に、接触装置1は例えば混合(又は
撹拌)槽、流動層等で、供給原料と添加されたア
スフアルテンとの間の密接な接触を確実にし且つ
原料中のアスフアルト成分および非炭化水素諸成
分を添加アスフアルテンと共に沈澱させることを
容易にする為の固−液分離装置2は、例えば濾過
器、遠心分離器、液体サイクロン等で、沈澱物を
残つた油成分から分離する作用をする為にある。
アスフアルテン沈澱装置3は、例えばミキサー/
セトラー組合せ装置、濾過層等で上記の沈澱物を
n−ペンタンで洗滌し且つ再沈澱してアスフアル
テンをペンタンから分離する為にある。アスフア
ルテン乾燥装置4は、例えばフラツシユドラム、
真空乾燥器等で、アスフアルテンの最終的回収の
目的で一旦沈澱したアスフアルテンから残余のペ
ンタンを除去する為のものである。n−ペンタン
回収装置5は、例えばフラツシユ蒸溜器、蒸発器
等で還流(リサイクル)用のペンタンの回収およ
び以後の精製過程に用いられるレジンと油の混合
液の回収の為にある。接触過程1と固−液分離過
程2は最も基本的過程であり、場合に依つては同
一の装置、例えば向流ミキサー/セトラーの組合
せ、接触過器、アスフアルテンを過助剤とし
て使つた回転過器等の中で同時に実施すること
も出来る。接触装置1に於いては、供給原料は添
加アスフアルテンと密接に接触させられ原料中の
アスフアルト成分および非炭化水素諸成分は添加
アスフアルテンと共に沈澱させられる。固−液分
離装置2に於いては、沈澱した固体混合物質は、
油成分から成る液相より効果的に分離され、こう
して分離された油成分は触媒クラツキング及びそ
の他の精製操作に用いられる供給原料として適し
ている。上記の沈澱混合物質は、その一部又は全
部をフラツシユして残余の揮発性成分を除去し更
に蒸気でストリツプして良質のアスフアルトを生
成させることも出来る。若しくは、此の沈澱混合
物質をアスフアルテン沈澱装置3に於いてn−ペ
ンタンで処理し、殆んどレジンを含まない様な純
粋なアスフアルテンを沈澱することも出来る。一
方アスフアルテン乾燥装置4に於いては、残余の
n−ペンタンを除去し沈澱したアスフアルテンは
乾燥されるが、此のアスフアルテンから分離され
たn−ペンタンは、更にペンタン回収装置5へ送
られて回収され、再循環される。こうして回収さ
れたアスフアルテンの一部は接触装置1へ循環さ
れる。ペンタン回収装置5で採れたレジン及びオ
イルの混合液は加熱クラツキング又はレジン回収
の為の供給原料として使うことが出来る。 接触の為の方法および装置は、上記のように多
種多様である。第1図に示されている接触装置1
は、普通一般には装置の中の物質を混合し且つ撹
拌する為の手段を具えておるべきである。此の手
段には、例えば撹拌機、空気撹拌装置、振動器、
固定式混合器、音波発生器等がある。又、接触装
置1は、添加アスフアルテンと処理すべき石油と
の流動層の形式をとることも考えられる。過層
(又は充填層)を使つて、接触とその後の固−液
分離両方を(同一装置で)行なう場合には、定期
的に堆積した沈澱物を装置外へ排出する必要があ
る。しかしながら、アスフアルテンを濾過助剤と
して使つた連続過器に依つて連続的に供給原料
の接触および分離両方を(同一装置で)実施する
ことも出来る。此の場合、濾布上に残された沈澱
物の膜厚は過助剤の役目を果しつゝ接触、沈澱
および分離の諸作用をする。こうして、連続的固
−液分離を組合せた連続的接触は、新しいアスフ
アルテンを連続的に供給原料中に添加することに
依つて、効果的に実行出来る。 他の固−液接触方法および装置、且つ種々の流
れの組合せ方(例えば、向流、並流、交叉流等)
も利用出来る事は、此の方面の技術に詳しい人々
にとつて明らかなことである。言うまでもなく、
本発明を実施するに使用出来る固−液分離の方法
および装置は種々様々ある。 上記の如く、第2図は本発明の提供する方法に
従つて重原油、瀝青、残渣物等の精製且つ分離の
後、溶剤(使用した)およびアスフアルテンを回
収する為の基本的工程を略図で示したものであ
る。第2図に依れば、供給原料は先ず315.6℃以
下の沸点をもつ石油溜分、殊にパラフイン系の溶
剤、で稀釈された上で、接触装置1の中で添加さ
れたアスフアルテンと密接に接触させられて、原
料中のアスフアルト成分および非炭化水素諸成分
を此の添加アスフアルテンと共に沈澱させるよう
にする。接触装置1として、上述のようにミキサ
ー/セトラーの組合せ、流動層等がある。沈澱し
た固体混合物質は、フラツシユング(又は乾燥)
用の装置2に送られ、そこで残余の揮発性成分
(主に接触装置中に加えられた稀釈剤)は此の混
合物質から除去され、その後で固体混合物は更に
ストリツパ3で処理されてアスフアルトとなる。
一方アスフアルト成分を除去された油は蒸発器4
に送られて蒸発に依つて上記の稀釈剤から分離さ
れ、更にストリツパ5で蒸気でストリツプされ
る。上記の4段階の各個に於いて回収された溶剤
(稀釈剤)はまとめられ、接触装置1に循環され
る。添加アスフアルテンを固体接触剤として使用
する本発明の方法に依れば、供給原料を高温度お
よび高圧下で処理する為に液化プロパン又液化ブ
タンを使用する必要がない。こうして処理された
原油は、触媒クラツキング及びその他の多くの精
製操作の為の供給原料として用いるのに適してい
る。 上述のように、第3図は本発明の提供する方法
に従つて、重原油、瀝青、残渣物質等を精製且つ
分離し、そしてアスフアルテンおよび溶剤ペンタ
ンを回収する為の基本的工程の一つの構想を図示
したものである。工程としては第2図に示されて
いるものと基礎的な面で似ているが、ペンタンを
溶剤(稀釈剤)として用いてアスフアルテンを沈
澱させる点、および処理された石油は尚レジンを
含んでいるので触媒クラツキングの供給原料とし
ては不適当であるが、加熱クラツキングに用いる
ことが出来る点が異つている。第3図に依れば、
接触装置1はミキサー/セトラーの組合せ、流動
層等が用いられ、此の装置中で供給原料はペンタ
ンに依つて稀釈され、そして添加アスフアルテン
と接触させてその中に含有されるアスフアルト成
分と非炭化水素諸成分を添加アスフアルテンと一
諸に沈澱させるようにする。沈澱したアスフアル
テン全部は油成分より分離され、そしてフラツシ
ユング装置2へ送られ、そこでフラツシユされ且
つ乾燥されて良質のアスフアルテンを生成し、こ
のアスフアルテンの一部は接触装置1へ循環され
又は副産物として回収される。尚、油成分は蒸発
装置3で分離された後、ストリツパ4で更に再循
環の為のペンタンを回収する。こうして処理され
た油成分は尚レジンを含んでいるが、加熱クラツ
キングの供給原料として適している。勿論、第1
図に示されたペンタン回収装置5又は第3図に示
されたペンタン回収装置5より出て来た缶出物は
更に炭化水素系溶剤、殊に液化プロパン、液化ブ
タン又は液化イソブタンで処理することも考えら
れる。 以上の説明ですでに明らかなように、重原油、
瀝青、残渣物質等を処理する場合には、供給原料
を先づ適当な炭化水素系溶剤で稀釈してから添加
アスフアルテンと接触させるべきである。供給原
料の接触に用いる添加アスフアルテンは、出来れ
ば一先づペンタンで処理し(その元来の性質を変
えないようにして処理して)含まれているレジン
を洗い溶かしてしまつたものが良い。接触操作の
条件は、操作目的達成の上極めて大切である。諸
種の大切な操作変数(条件)を以下に述べる。 (1) 温度−接触の際の温度は、供給原料の流動
性、アスフアルテン分子とレジン分子と間の水
素結合、アスフアルテンとレジンとの界面附近
およびそのミセルの内部に於ける諸成分の再分
配の速度および平衡関係等に影響する。接触装
置内の温度は、通常60〓(15.6℃)以上に保持
されるが、供給原料(又は稀釈ずみの供給原
料)の沸点を越えないようにする。一般的にい
つて、原油を一先づ大体160〓(71.1℃)位で
10分乃至30分間加熱した後で常温まで冷えるよ
うにすると、アスフアルト成分の沈澱は速かに
起つてくる。小さい沈澱物は、ゆつくりした撹
拌に依つて大きい集塊を作り、その後で固−液
分離(例えば、濾過等に依る)すると良い。 (2) 圧力−液化ガスを溶剤として使用しない限
り、圧力の影響はない。本発明の提供する方法
は、液体の炭化水素系溶剤を用い、必要に応じ
て供給原料を稀釈する事をすゝめる。従つて、
接触操作は通常、大気圧下に於いて行われる。 (3) 接触時間−必要な接触時間は、供給原料の性
質、接触温度、稀釈度、原料中に含まれている
アスフアルト成分の量に対する添加アスフアル
テンの量等に依つて定まる。重い供給原料、低
い接触温度、低い稀釈度、および少いアスフア
ルテン添加量を使つた場合は、一般的にいつて
長い接触時間を必要とする。接触方法および装
置(例えば撹拌の有無、混合条件等)は勿論、
必要な接触時間に影響して来ることが明らかで
ある。 (4) 撹拌−供給原料と添加アスフアルテンとの間
の密接且つ均一な接触は、高温度下では撹拌に
依つつ均一撹流状態(アイソトロピツク ター
ビユレンス)を作ることに依つて速やかに実現
出来る。一旦、アスフアルテン分子とレジン分
子が完全に密接に接触出来たらアスフアルト成
分(原料中の)の沈澱は殆んどそれ以上の撹拌
を必要としない。然し、こうして発生した小さ
い沈澱粒子は、ゆつくりし撹拌を続けることに
依つて大きい集塊物に生長し易い。これらの事
実から推測して、スラリーポンプにつゞいて固
定式ミキサー、そして低速度の撹拌機を備えた
多数の混合槽を直列に組合せたような装置が接
触操作には理想的である。此の場合、供給原
料、溶剤(必要の場合)および添加アスフアル
テンの三つは同時にスラリーポンプへ供給さ
れ、生成されたスラリーは固定式ミキサーを通
して均一に混合され、上記の多数混合槽に入い
る前に三者間の密接な接触が得られ、つゞいて
混合槽中に於いて沈澱および沈澱粒子の集塊が
起きる。 (5) 差速度(固−液相間の)−添加アスフアルテ
ンを使つた充填層又は過層を用いた場合、小
さい差速度および長い滞留時間を用いること
は、供給原料が上記の層中を流れている間にそ
の中のアスフアルト成分の沈澱、集塊および分
離の諸作用を起す上に大切である。 (6) 粘度−供給原料の粘度は、加熱又は石油の溜
分に依る稀釈に依つて調整し、そしてアスフア
ルテン分子とレジン分子との間の接触およびア
スフアルト成分の沈澱を促進すべきである。普
通の原油であつたら、沸点又は160〓(71.1℃)
位の温度下で接触をした場合には稀釈は必要で
はない。 (7) アスフアルテン(添加用の)−上述のように、
接触操作に用いられる添加アスフアルテンのタ
イプおよび純度(レジンおよびその他の重芳香
性物質に依る汚染がない)は極めて大切であ
る。出来れば添加用アスフアルテンは、供給原
料中に含有されるものと同じタイプでしかも芳
香性(アロマチシテイー)と水素/炭素比の高
い、そしてペンタンで一様に処理されてレジン
その他の重芳香性物質で汚れていないものが良
い。ペンタンで一旦処理されたアスフアルテン
はレジンおよび他の重芳香性物質の汚染がな
く、従つて本発明の提供する方法に用いる固体
接触剤として極めて効果が大きい。添加アスフ
アルテンの必要量は、上述のように、アスフア
ルテン/レジン解膠作用恒数に最も影響され
る。此のアスフアルテン/レジン解膠作用恒数
(又は比)は、一般的に供給原料に加えられた
稀釈用のパラフイン系溶剤の量が大きい程、小
さくなる。その理由は、溶剤の分子(パラフイ
ン)はレジン分子を溶解する為レジン分子を解
膠しているアスフアルテン分子から分離してし
まう作用をするが、一方に於いて、添加アスフ
アルテンの作用として(分散した)アスフアル
テン分子とレジン分子間に新しい水素結合を作
つたり、その上解膠しているアスフアルテン分
子とレジン分子間の水素結合を切断してしまう
事などがある。接触用の添加アスフアルテン
は、それを溶解したり又はその分子物質、殊に
分子表面の性質および分子構造を変えるような
強い溶剤で処理すべきでないことが大切であ
る。例えば、シクロパラフイン、アロマチツク
(芳香族類)シクロヘキサン、ピリジン、ニト
ロベンゼン、二塩化メチレン、クロロホルム、
二硫化炭素、四塩化炭素等はアスフアルテンの
分子を強く攻撃するので、供給原料の稀釈又は
添加用アスフアルテンの処理に使用すべきでは
ない。尚、添加用のアスフアルテンを高温度下
でスチームストリツピングする場合には、特に
アスフアルテンを酸化したり、変質させたりし
ないよう注意すべきである。 (8) 溶剤−すでに上述のように、炭化水素系溶剤
の中で、芳香性が低く、極性も小さいものが一
般的にいつて供給原料の稀釈に適している。出
来れば、低分子価のパラフイン系溶剤が最適で
あるが、大抵の場合、芳香性物質の含有量が極
少で、然も沸点範囲400〓(204.4℃)を超過し
ないような石油の溜分であつたら、大抵の供給
原料の稀釈に用いるのに適当である。石油溜分
で沸点範囲が600〓(315.6℃)近くのものであ
つても、低沸点の溜分と混合すれば、160〓
(71.1℃)以上の温度下に於ける接触操作に用
いることが出来る。 本発明の方法に依る接触操作の後の固−液分離
操作に適用出来る方法と装置は種々多様である。
例えば、過(バツチ及び連続の両方)、遠心分
離、液体サイクロン、沈降等がある。固−液分離
操作の条件は、供給原料の性質および(又は)分
離すべき沈澱物質の性質に依つて定まる。過お
よび遠心分離は一般的にいつて効果的であるが、
液体サイクロンはそれほど効果的ではないし、
尚、単なる自然沈降は供給原料が可成り稀釈され
ていないと効率が大変悪いようである。 斯くして、本発明に依つて提供される簡単な方
法では、石油又は関係物質からそのアスフアルト
成分、金属成分および炭素以外の元素類諸成分を
同時に速かに除去することが出来る。此の方法で
は、操作上の何の困難さもなくアスフアルト及び
アスフアルテンの回収を含めることが出来る。し
かも、此の方法は所望により種々の添加剤を並用
し様式を多少変えて実行することに依りその応用
範囲を広くし効果をよくする事も出来る。例え
ば、色々の添加剤、例えば無機金属酸化物(シリ
カゲル、アルミナ、ゼオライト等)、粘土鉱物、
白土、分子ふるい(モレキユラー シーブ)等及
び有機固体吸着剤、活性カーボン、チヤコール、
亜炭等も添加用アスフアルテンと一緒に接触剤と
して共用出来る。固−液分離操作に於いては、
過助剤、例えば珪藻土、石膏等、は沈澱したアス
フアルト成分の過を容易にする。アスフアルテ
ンは上述のように表面電荷を有しているので、任
意の多電価性電解質(polyelectrolyte)、例えば
AlCl3を加えるとその表面電荷が打ち消され、凝
集して大きい粒子を作り沈殿する。このように多
電荷性電解質物質が沈殿促進剤として用いられる
ことは周知のことである。また金属ハロゲン化合
物、例えばCucl2、FeCl3等は重芳香性物質と反応
して錯体化合物を形成することも良く知られてい
る。従つて、このような金属ハロゲ化合物を用い
てアスフアルテンのような重芳香性物質と反応結
合させて錯体化合物を作つて沈殿させることが出
来ることも知られている。このように、上述の多
電価性電解質や金属ハロゲン化合物は勿論のこ
と、アスフアルテンと反応しそれを石油から沈殿
させるような酸はすべて沈殿促進剤として添加す
ることが出来る。しかしながら、如何なる異物
(石油構成成分以外の物質)でも供給原料中に加
えた場合、処理した後の油及び以後の精製過程の
生成物の汚染の因となる事は注意すべきことであ
る。その上、これらの異物添加剤を固体炭化水素
成分(アスフアルテン及びレジン)から分離する
事は一般に極めて難かしく且つコストを大変高く
する。従つて、非炭化水素物質を使用することは
本発明の提供する方法に於いては特に好まれてい
ない。 本発明の方法は、従来の方法と並用して実行す
ることに依つて、従来の方法を補足することも考
えられる。然し、上述の理由に依りそういう処理
方法は操作上の困難さおよび汚染の問題をさける
為にも注意深く検討すべきである。 本発明の実施およびその利点を明確に例示する
為に、添付の第1、2及び3図に関連して上述の
諸方法を更に多数の実験例の結果で説明をしよ
う。代表的な若干の実験例の結果は第1表と第2
表に示されており、前者では11種の異つた原油を
含めた実験の結果が報告してあり、又後者では4
種の異つた残渣物(石油溜分の)を処理した実験
の結果が報告してある。
[Industrial Application Field] The present invention relates to natural substances such as oil gas, crude oil, bitumen, oil extracted from oil sand or oil shale, tar extracted from tar sand, and oil reservoirs derived from these natural substances. All petroleum or petroleum fractions (hereinafter referred to as petroleum and/or related substances), including fractions and streams and products during the petroleum refining process, are brought into contact with and contained in the added asphaltenes. This relates to a new method for recovering oil (and/or gas) containing the above components at reduced concentrations by precipitating them together with asphalt components and/or non-hydrocarbon components, etc., removing and separating these components. It is. Asphalt or asphaltenes can also be recovered in various methods according to the method provided by the present invention. The feedstocks used in processes such as cracking are today generally residues or heavy distillates from distillation processes. However, if necessary, raw crude oil may be used as a raw material for cracking, and in that case, the crude oil must be desalted beforehand. Like distillation residues, heavy crude oils usually contain significant bituminous components, leading to coke formation in many high-temperature processes, and carbon formation on the catalyst surfaces used in cracking processes. It is well known that these catalysts can become a source of deposits, reducing their performance and shortening their service life. Crude oil (common) contains significant amounts of non-hydrocarbon organic components, primarily substances including sulfides, nitrides and oxides, as well as coexisting with small amounts of soluble organometallic substances and asphaltenes and resins. Contains inorganic salts present in colloidal suspension. These non-hydrocarbon components, etc., are encountered throughout the boiling range of petroleum oil, but tend to be concentrated in the non-volatile fractions, particularly asphaltenes and resins. Even in very small amounts, these substances can cause serious corrosion problems, catalyst deactivation, reduced product quality, and health problems. Regarding general, non-hydrocarbon components in crude oil,
There is a substantial correlation between the asphalt component and the asphalt component, and the higher the content of the asphalt component, the higher the content of non-hydrocarbon components. For this reason, it is considered necessary to preliminarily remove asphalt components from feedstocks used in cracking and other petroleum refining processes. BACKGROUND OF THE INVENTION There are various methods for removing asphalt and non-hydrocarbon components to enhance the properties of feedstocks and petroleum or related materials. Conventional methods and processes can be considered as summarized below. (1) Flat distillation method (2) Vacuum distillation method (3) Viscous braking method (4) Coking method (5) Solvent treatment method (6) Alkali treatment method (7) Gas treatment method (8) Oxidation treatment method (9) ) Adsorption treatment method (10) Acid treatment method (11) Precipitation method using reactive metal salts etc. [Problem to be solved by the invention] Among the above methods, the solvent treatment method is the most effective for removing asphalt components. Although effective, this method, like other conventional methods, suffers from economic and operational disadvantages, requiring specialized equipment and/or aggressive operating conditions. Most conventional methods are not suitable for large-scale processing of crude oil due to their high cost. Moreover, some of these traditional methods produce waste and require special waste handling methods.
This can lead to difficult waste disposal problems. In view of the above-mentioned facts, one of the main objects of the present invention is to provide a new method for simultaneously removing asphaltic and non-hydrocarbon components from petroleum and related materials, avoiding the difficulties common in conventional methods. The goal is to provide the following. Among other things, one of the objects of the present invention is to provide a simple and effective method for economically refining and separating large amounts of crude oil. Another main object of the invention is to
Alternatively, a novel method may be provided for economically recovering asphaltenes while simultaneously purifying related substances. Since recovery of asphaltene by conventional methods is expensive, asphaltene has not been produced in large quantities to date. It is known that asphaltenes have many important uses. Other important objects of the invention include the following. (1) To provide a new method for refining petroleum and/or related substances that uses only the constituent components in petroleum and does not require any other substances, and (2) to be able to be used in conjunction with many conventional methods. (3) providing a new method for refining petroleum and/or related substances that requires relatively low energy consumption; (4) to provide a new method for refining petroleum and/or related substances that does not require specialized, expensive equipment or hazardous operating conditions; (5) to provide a new method for refining petroleum and/or related substances that does not produce waste; (6) provide a new method for purifying the relevant substances; (6) feedstocks with a wide range of chemical compositions and physical properties can be easily handled without significant changes in equipment and operating conditions; and to provide new methods for refining such petroleum and/or related substances. Means of Solving the Problem According to the invention, petroleum (or related substances) is brought into contact with added asphaltenes (preferably of the same type as the asphaltenes contained in the feedstock to be treated) to By precipitating the asphalt components and non-hydrocarbon components contained in the petroleum oil (or related substances) together with the added asphaltene and separating the precipitate,
Petroleum can be refined in a quick and effective manner by removing the asphalt and non-hydrocarbon components contained in the oil and recovering the remaining oil components.
Under the above conditions, asphaltenes added to the feedstock will attract and combine with the resins and other heavy aromatics contained in the feedstock, resulting in The inventors have discovered that the equilibrium relationship between asphaltic substances and other heavily aromatic substances is broken. Disruption of the above equilibrium relationships results in precipitation of asphalt and non-hydrocarbon components. Following this precipitation, an agglomerate of added asphaltene and precipitated asphalt components is formed. The agglomerates thus formed are
It is easily separated from the remaining oil component, and since the recovered oil component has already been de-asphalted,
Suitable as feedstock for subsequent purification operations. On the other hand, the separated precipitate (agglomerate) is further processed and recovered as asphalt or asphaltene. A portion of the asphaltene thus recovered is recycled to the contacting process described above. Contact between the petroleum feedstock and the added asphaltene is typically carried out at a temperature below the boiling point of the feedstock, and precipitation of the asphalt component is usually carried out at temperatures near ambient temperature. Heat exchange can therefore take place between the contacting device and the precipitation (or separation) device for heat saving purposes. Incidentally, the above precipitate can be treated with a paraffin-based solvent to precipitate and recover high-quality asphaltene. The used solvent can be easily recovered and used again. Therefore, the process does not require any chemicals other than the feedstock components. Asphaltenes are brown to black, finely powdered, non-crystalline substances, usually obtained by processing petroleum, residues, bituminous materials, etc. using light naphtha or solvents in petroleum. Naphthas in petroleum range from very common paraffinic chain compounds to highly aromatic types. Based on their solubility in different solvents, the constituents in petroleum and/or related substances can be distinguished as follows: (1) Carboids - Insoluble in carbon disulfide, carbon tetrachloride and low molecular weight paraffins. (2) Carbenes - Soluble in carbon disulfide, but not in carbon tetrachloride and low molecular weight paraffins. (3) Asphaltene - Soluble in carbon disulfide and carbon tetrachloride, but not in low molecular weight paraffins. (4) Maltene - Soluble in carbon disulfide, carbon tetrachloride and low molecular weight paraffins. Although most petroleum oils contain very little carboids and carbenes, some residues from the cracking process may contain 2 percent or more by weight. In industry, the separation of crude oil and bituminous materials to obtain the binary components of asphaltenes and maltenes is a process that involves the separation of crude oil and bituminous materials to obtain the binary components of asphaltenes and maltenes. This is conveniently achieved using . Highly aromatic petroleum naphtha is
Since asphaltenes are partially dissolved at high temperatures, their use for the purification of asphaltenes or the dilution of petroleum containing asphaltenes is not recommended in the present invention. The reason for this is to preserve the original properties of the added asphaltenes used in the contacting operation. Pentane, heptane and hexane are particularly suitable for this purpose. In particular, it is known that n-pentane can effectively precipitate asphaltenes without changing their properties. The inventors have discovered that by using n-pentane as a diluent, it is possible to precipitate more of the asphaltenes contained in petroleum or related substances. Even so, the capacity of n is more than 40 times that of crude oil.
- By diluting the crude oil with pentane and using silica gel in an amount equivalent to 10 percent of the weight of the crude oil as a precipitation aid, it was possible to precipitate 90 percent of the asphaltenes in the crude oil. On the other hand, even if the same crude oil is not diluted with n-pentane, the same type of asphaltenes as the asphaltenes contained in the crude oil can be converted into residual oil (distillation of 600〓 (315.6℃) or higher) in the crude oil. Most of the asphaltenes contained in crude oil can be removed by adding only half of the amount of
100% can be precipitated. I think it would be useful to consider the effects of adding asphaltene to petroleum or related substances. Hydrocarbons and their series contained in petroleum or related substances are closely related to each other, and these substances differ mainly in molecular weight and hydrogen/carbon ratio. With the exception of asphaltene hydrocarbons, which are often hydrogen deficient and often exhibit anomalous structures, the hydrocarbon series (consisting of asphaltenes, resins and oils) in petroleum or related materials vary in molecular weight and hydrogen/carbon ratio. There is partial overlap between adjacent series. Except for carboids and carbenes, which are contained in extremely small amounts in crude oil,
Asphaltene can be said to be the final condensate. A high degree of aromaticity is generally exhibited in common with asphaltenes and their series. Just as the paraffin content in petroleum is important in separating resins from asphaltenes, aroma content is important in binding resins with asphaltenes. The higher the aromaticity of the resin and oil, the better the solvation effect of asphaltene (depending on the resin), and the solvation effect of resin and oil is one of the most important things in understanding the properties of the asphaltene/maltene interface. This interface characterizes the colloidal nature of crude oil and bituminous materials. Even if the same asphaltene is dispersed in a highly aromatic solvent, it will precipitate in a low aromatic solvent. Specifically, the colloidal stability of a petroleum or bituminous material can be easily altered by changing the asphaltene/resin ratio or by changing the type of asphaltene or resin in it. The inventor of the present application has discovered that this is possible. The degree of peptization of asphaltenes in crude oil is strongly influenced by the aromaticity of resins and heavy aromatic substances contained in the crude oil, metal components, and elemental components other than carbon in the aromatic rings. Ru. Even if the resin has the same level of aromatic properties, the degree of peptization of asphaltene increases if the content of metal components and elemental components other than carbon is large. The resin and asphaltene are bonded together in a type of electron transfer relationship, and the certain molecular structural similarities between asphaltene molecules and resin molecules play an important role in determining the colloidal properties of crude oil. It seems to be working. The above facts were discovered by the present invention by introducing asphaltene extracted from one crude oil into another different crude oil and experimentally observing the stability of the newly formed asphaltene/oil dispersion. This was discovered by someone. In all cases, asphaltenes were readily dispersed in the crude oil from which they were extracted. However, as the amount of asphaltenes added to the crude oil increases, an insolubility point in the crude oil is finally reached, at which point the asphaltenes and the resin begin to precipitate together. Based on this discovery, the inventor of the present application has determined that, for a given crude oil, at a given temperature, the asphaltene/resin ratio can contain the maximum amount of asphaltene that can be dispersed in the crude oil without precipitation. I believed that there was such a thing. This ratio can be defined as the "asphaltene/resin peptization constant (or ratio)", and this constant is the optimum amount of asphaltene required to contact and separate a given crude oil. It is useful for determining the It can be said that asphaltene with a high hydrogen/carbon ratio is more easily dispersed in petroleum than asphaltene with a low hydrogen/carbon ratio. As the asphaltene/resin ratio in the crude oil decreases, addition of asphaltenes with high hydrogen/carbon ratios tends to produce gels, whereas addition of asphaltenes with low hydrogen/carbon ratios tends to cause precipitation. Similarly, these facts can be explained by the aromatic intensity of asphaltenes and maltenes in petroleum. Extensive experimental evidence obtained by the inventors shows that asphaltenes in unprocessed crude oil exist in monomolecular form and are peptized and deagglomerated by resin molecules. Dispersed by aromatic molecules. However, the asphaltenes in the bitumen are present in agglomerated form, and the asphaltenes in the residue (of distillation) appear to be present in the form of large nodules. There is also experimental evidence that hydrogen bonds appear to be the dominant source of intermolecular forces between resin molecules and asphaltene molecules in unprocessed crude oil. This fact may explain why asphaltenes in crude oil are more difficult to separate than asphaltenes in residual materials.
Once the peptized resin molecules are lost, asphaltene molecules easily form agglomerates or nodules when they collide with each other due to their polarizability. Both asphaltene molecules and resin molecules are very large, so their diffusion rate in petroleum is extremely slow and insignificant. Therefore, stirring and mixing are extremely important in the contact operation provided by the present invention.
It is most important to bring the resin and asphaltene into direct and intimate contact. Through hydrogen bonding, each asphaltene molecule peptized by a large number of resin molecules forms a micelle, and the most aromatic and polar resin molecules with large molecular weights are arranged near the asphaltene molecule in the center of the micelle. is in a state of These substances are in turn surrounded by aromatic and less polar components of small molecular weight, and are finally in a state where they are gradually transferred to the oil phase between the micelles. Metal components and elements other than carbon in petroleum appear to be concentrated on the inside of the micelles rather than on the outside. Therefore, separating asphaltenes and resins from petroleum or related materials is also key to the removal of these non-hydrocarbon components (elements other than metals and carbon). Asphaltene/resin peptization constant (or ratio) above
Breaking the equilibrium at the asphaltene/resin interface by exceeding . Hereinafter, the present invention will be described with reference to some examples of the basic process of the present invention shown in the accompanying drawings, FIGS. The invention will be explained in detail. FIG. 1 schematically depicts one embodiment of the basic process for refining and partially separating petroleum or related substances according to the method provided by the present invention. FIG. 2 schematically depicts one embodiment of the basic process for refining and partially separating heavy crude oil, bitumen, residual materials, etc. according to the method provided by the present invention. FIG. 3 schematically illustrates one embodiment of the basic process for purifying and partially separating heavy crude oil, bitumen, residual materials, etc. and recovering asphaltenes according to the method provided by the present invention. It is something that The invention will now be described in detail in conjunction with some different embodiments and experimental results illustrated in the accompanying drawings. As mentioned above, FIG. 1 schematically depicts one embodiment of the basic process for refining and partially separating petroleum or related substances according to the method provided by the present invention, which includes the following five steps. It includes two processes. That is, (1) contact process, (2) solid-liquid separation process, (3) asphaltene precipitation process, (4) asphaltene drying process, and (5) n-pentane recovery process. As shown in FIG. 1, the contacting device 1 is, for example, a mixing (or stirred) tank, a fluidized bed, etc., which ensures intimate contact between the feedstock and the added asphaltenes and removes the asphaltenes in the feedstock. A solid-liquid separator 2 for facilitating the precipitation of components and non-hydrocarbon components together with added asphaltene includes, for example, a filter, a centrifuge, a hydrocyclone, etc., to separate the precipitate from the remaining oil components. It exists to perform a certain function.
The asphaltene precipitation device 3 is, for example, a mixer/
The purpose of this system is to wash the above precipitate with n-pentane and reprecipitate it using a settler combination device, a filtration layer, etc., and to separate asphaltene from pentane. The asphaltene drying device 4 is, for example, a flash drum,
This is a vacuum dryer or the like to remove residual pentane from asphaltene that has been precipitated for the purpose of final recovery of asphaltene. The n-pentane recovery device 5 is provided to recover pentane for reflux (recycling) using, for example, a flash distiller or evaporator, and to recover a mixed liquid of resin and oil to be used in the subsequent refining process. Contact step 1 and solid-liquid separation step 2 are the most basic steps, and in some cases they may be performed using the same equipment, such as a countercurrent mixer/settler combination, a contactor, and a rotary filtration process using asphaltene as a super-aid. They can also be carried out simultaneously in a container. In contactor 1, the feedstock is brought into intimate contact with the added asphaltenes and the asphalt and non-hydrocarbon components in the feed are precipitated with the added asphaltenes. In the solid-liquid separator 2, the precipitated solid mixed substance is
It is effectively separated from the liquid phase consisting of the oil component, and the oil component thus separated is suitable as a feedstock for use in catalytic cracking and other refining operations. The precipitated mixture may be partially or completely flashed to remove residual volatile components and then steam stripped to produce high quality asphalt. Alternatively, this precipitated mixture can be treated with n-pentane in the asphaltene precipitation device 3 to precipitate pure asphaltene containing almost no resin. On the other hand, in the asphaltene drying device 4, the residual n-pentane is removed and the precipitated asphaltene is dried, but the n-pentane separated from this asphaltene is further sent to the pentane recovery device 5 and recovered. , recirculated. A portion of the asphaltene thus recovered is recycled to the contacting device 1. The resin and oil mixture obtained by the pentane recovery device 5 can be used as a feedstock for heat cracking or resin recovery. Methods and devices for contacting vary widely as described above. Contact device 1 shown in FIG.
The apparatus should normally be equipped with means for mixing and agitating the materials within the apparatus. These means include, for example, an agitator, an air agitator, a vibrator,
There are fixed mixers, sonic generators, etc. It is also conceivable that the contacting device 1 takes the form of a fluidized bed of added asphaltenes and the oil to be treated. If a superbed (or packed bed) is used to carry out both contact and subsequent solid-liquid separation (in the same device), it is necessary to periodically discharge accumulated precipitate from the device. However, it is also possible to carry out both contacting and separation of the feedstocks (in the same equipment) continuously by means of a continuous filter using asphaltenes as filter aid. In this case, the film thickness of the precipitate left on the filter cloth acts as a filter aid and performs various functions of contact, precipitation, and separation. Thus, continuous contacting combined with continuous solid-liquid separation can be effectively carried out by continuously adding fresh asphaltenes into the feedstock. Other solid-liquid contact methods and devices and various flow combinations (e.g., countercurrent, cocurrent, crosscurrent, etc.)
It is obvious to those knowledgeable in this field that it can also be used. Needless to say,
There are a wide variety of solid-liquid separation methods and apparatus that can be used to carry out the present invention. As mentioned above, Figure 2 schematically illustrates the basic steps for recovering the solvent (used) and asphaltenes after purification and separation of heavy crude oil, bitumen, residue, etc. according to the method provided by the present invention. This is what is shown. According to FIG. 2, the feedstock is first diluted with a petroleum fraction with a boiling point below 315.6°C, especially a paraffinic solvent, and then intimately mixed with the added asphaltenes in the contactor 1. The asphalt and non-hydrocarbon components in the feed are brought into contact to cause them to precipitate with the added asphaltenes. The contacting device 1 may be a mixer/settler combination, a fluidized bed, etc. as described above. The precipitated solid mixture is flashed (or dried)
The remaining volatile components (mainly the diluent added in the contactor) are removed from the mixed material, after which the solid mixture is further treated with a stripper 3 to strip the asphalt. Become.
On the other hand, the oil from which the asphalt component has been removed is transferred to the evaporator 4.
The diluent is separated from the diluent by evaporation and further stripped with steam in a stripper 5. The solvent (diluent) recovered in each of the four stages described above is combined and recycled to contactor 1. The method of the present invention using added asphaltenes as a solid contact agent eliminates the need to use liquefied propane or butane to process the feedstock at high temperatures and pressures. The crude oil thus treated is suitable for use as a feedstock for catalytic cracking and many other refining operations. As mentioned above, FIG. 3 depicts one basic process concept for refining and separating heavy crude oil, bitumen, residual materials, etc. and recovering asphaltenes and solvent pentane according to the method provided by the present invention. This is an illustration. The process is fundamentally similar to that shown in Figure 2, except that pentane is used as a solvent (diluent) to precipitate the asphaltenes, and the treated oil still contains resin. However, it is different in that it can be used for thermal cracking. According to Figure 3,
The contacting device 1 is a mixer/settler combination, fluidized bed, etc., in which the feedstock is diluted with pentane and brought into contact with the added asphaltene to decarbonize the asphalt components contained therein. The hydrogen components are allowed to precipitate together with the added asphaltenes. All of the precipitated asphaltenes are separated from the oil component and sent to the flashing device 2 where they are flashed and dried to produce good quality asphaltenes, a portion of which is recycled to the contacting device 1 or recovered as a by-product. Ru. Incidentally, after the oil component is separated in the evaporator 3, a stripper 4 further collects pentane for recirculation. The oil component thus treated, which still contains resin, is suitable as a feedstock for hot cracking. Of course, the first
The bottoms coming out of the pentane recovery device 5 shown in the figure or the pentane recovery device 5 shown in FIG. can also be considered. As already clear from the above explanation, heavy crude oil,
When processing bitumen, residual materials, etc., the feedstock should first be diluted with a suitable hydrocarbon solvent before contacting with the added asphaltenes. The added asphaltene used for contacting the feedstock should preferably be first treated with pentane (in a manner that does not alter its original properties) to wash and dissolve the resin contained therein. Conditions for contact operation are extremely important in achieving the purpose of operation. Various important operating variables (conditions) are described below. (1) Temperature - The contact temperature is determined by the fluidity of the feedstock, the hydrogen bonding between asphaltene and resin molecules, and the redistribution of components near the interface between asphaltene and resin and within the micelles. Affects speed and equilibrium relationships, etc. The temperature within the contactor is normally maintained above 60°C (15.6°C), but not above the boiling point of the feedstock (or diluted feedstock). Generally speaking, crude oil is heated to about 160°C (71.1°C).
If the mixture is heated for 10 to 30 minutes and then allowed to cool to room temperature, the asphalt components will precipitate quickly. Small precipitates may be formed into large agglomerates by gentle stirring, followed by solid-liquid separation (eg, by filtration). (2) Pressure - Pressure has no effect unless liquefied gas is used as a solvent. The method provided by the present invention utilizes a liquid hydrocarbon solvent and optionally dilutes the feedstock. Therefore,
The contacting operation is usually carried out under atmospheric pressure. (3) Contact time - The required contact time is determined by the nature of the feedstock, the contact temperature, the degree of dilution, the amount of asphaltene added relative to the amount of asphalt component contained in the feedstock, etc. Heavy feedstocks, low contact temperatures, low dilutions, and low asphaltene loadings generally require longer contact times. Of course, the contact method and equipment (for example, whether or not to stir, mixing conditions, etc.)
It is clear that this will have an effect on the contact time required. (4) Stirring - Intimate and uniform contact between the feedstock and the added asphaltenes can be quickly achieved at high temperatures by creating a homogeneous agitation condition (isotropic turbulence) through stirring. Once the asphaltene and resin molecules are in complete intimate contact, precipitation of the asphalt component (in the feedstock) requires little further agitation. However, the small precipitated particles thus generated tend to grow into large agglomerates by slow stirring and continued stirring. Inferring from these facts, a system consisting of a slurry pump, a stationary mixer, and a number of mixing tanks in series with a low-speed agitator is ideal for contact operations. In this case, the feedstock, solvent (if necessary) and added asphaltenes are fed to the slurry pump simultaneously, and the resulting slurry is uniformly mixed through a stationary mixer before entering the multiple mixing tank mentioned above. Close contact between the three is obtained, which results in precipitation and agglomeration of the precipitated particles in the mixing tank. (5) Differential Velocity (Between Solid-Liquid Phase) - When using packed beds or overbeds with added asphaltenes, using a small differential velocity and long residence time means that the feedstock flows through the bed. This is important for causing precipitation, agglomeration, and separation of the asphalt components during the process. (6) Viscosity - The viscosity of the feedstock should be adjusted by heating or dilution with petroleum fractions and promote contact between asphaltene and resin molecules and precipitation of asphalt components. If it is ordinary crude oil, the boiling point or 160〓 (71.1℃)
No dilution is necessary if contact is made at temperatures of about 100 ml. (7) Asphaltene (for addition) - as mentioned above,
The type and purity (free of contamination from resins and other heavy aromatics) of the added asphaltenes used in the contacting operation are critical. Preferably, the additive asphaltenes are of the same type as those contained in the feedstock, but have high aromaticity and hydrogen/carbon ratio, and are uniformly treated with pentane to produce resins and other heavy aromatics. It is best if it is not contaminated with substances. Asphaltene, once treated with pentane, is free of resin and other heavy aromatic contamination and is therefore highly effective as a solid contact agent for use in the methods provided by the present invention. The required amount of added asphaltene is most influenced by the asphaltene/resin peptization constant, as discussed above. This asphaltene/resin peptization constant (or ratio) generally decreases as the amount of diluting paraffinic solvent added to the feedstock increases. The reason for this is that the solvent molecules (paraffin) dissolve the resin molecules and thus separate them from the peptized asphaltene molecules. ) It may create new hydrogen bonds between asphaltene molecules and resin molecules, or break the hydrogen bonds between peptized asphaltene molecules and resin molecules. It is important that the asphaltene added for contacting should not be treated with strong solvents that would dissolve it or change its molecular substance, especially its molecular surface properties and molecular structure. For example, cycloparaffin, aromatic cyclohexane, pyridine, nitrobenzene, methylene dichloride, chloroform,
Carbon disulfide, carbon tetrachloride, etc. strongly attack asphaltene molecules and should not be used to dilute the feedstock or treat asphaltene for addition. In addition, when steam stripping asphaltene for addition at high temperatures, care should be taken not to oxidize or alter the quality of the asphaltene. (8) Solvents - As already mentioned above, hydrocarbon solvents that are less aromatic and less polar are generally suitable for diluting the feedstock. If possible, a paraffinic solvent with a low molecular weight is most suitable, but in most cases a petroleum distillate with an extremely low content of aromatic substances and whose boiling point does not exceed 400〓 (204.4℃) is used. Once hot, it is suitable for use in diluting most feedstocks. Even if the boiling point range of petroleum distillates is close to 600〓 (315.6℃), if mixed with lower boiling point distillates, the boiling point range will be 160〓
It can be used for contact operations at temperatures above (71.1℃). There are a wide variety of methods and apparatuses that can be applied to the solid-liquid separation operation following the contacting operation according to the method of the invention.
Examples include filtration (both batch and continuous), centrifugation, hydrocyclone, sedimentation, etc. The conditions for the solid-liquid separation operation depend on the nature of the feedstock and/or the precipitated material to be separated. Although filtration and centrifugation are generally effective,
Hydrocyclones are not very effective
Incidentally, mere natural sedimentation appears to be very inefficient unless the feedstock is considerably diluted. Thus, the simple method provided by the present invention allows for simultaneous and rapid removal of its asphalt components, metal components and non-carbon elemental components from petroleum or related substances. This process can include the recovery of asphalt and asphaltenes without any operational difficulties. Moreover, this method can be carried out in a slightly different manner by using various additives as desired, thereby widening its range of application and improving its effectiveness. For example, various additives such as inorganic metal oxides (silica gel, alumina, zeolite, etc.), clay minerals,
White clay, molecular sieves, etc., organic solid adsorbents, activated carbon, charcoal,
Lignite etc. can also be used as a contact agent together with the additive asphaltene. In solid-liquid separation operations,
A filter aid, such as diatomaceous earth, gypsum, etc., facilitates the filtering of precipitated asphalt components. Since asphaltene has a surface charge as mentioned above, it can be used with any polyelectrolyte, e.g.
When AlCl 3 is added, its surface charge is canceled and it aggregates to form large particles and precipitate. It is well known that polycharged electrolyte substances are used as precipitation promoters in this manner. It is also well known that metal halide compounds such as Cucl 2 and FeCl 3 react with heavy aromatic substances to form complex compounds. Therefore, it is also known that such a metal halide compound can be reacted with a heavy aromatic substance such as asphaltene to form a complex compound and precipitate it. In this way, not only the above-mentioned polyvalent electrolytes and metal halide compounds, but also any acid that reacts with asphaltene and precipitates it from petroleum can be added as a precipitation promoter. However, it should be noted that any foreign matter (other than petroleum constituents) added to the feedstock may cause contamination of the treated oil and the products of subsequent refining processes. Moreover, separating these foreign additives from the solid hydrocarbon components (asphaltenes and resins) is generally extremely difficult and very costly. Therefore, the use of non-hydrocarbon materials is not particularly preferred in the method provided by the present invention. It is also conceivable that the method of the present invention supplements conventional methods by being carried out in parallel with them. However, for the reasons mentioned above, such processing methods should be carefully considered to avoid operational difficulties and contamination problems. In order to clearly illustrate the implementation of the invention and its advantages, the methods described above will now be further illustrated with the results of a number of experimental examples in connection with the accompanying figures 1, 2 and 3. The results of some representative experimental examples are shown in Tables 1 and 2.
The former reports the results of experiments involving 11 different crude oils, and the latter reports 4
The results of experiments in which different types of residues (petroleum distillates) were treated are reported.

【表】 第1表に関連して、処理された各種の原油およ
び測定された各物性については、第一番目にリス
トされてある数値は処理前のものであり、第二番
目にリストされてある数値は処理後のものであ
る。測定された物性値は、60〓(15.6℃)に於け
る比重、硫黄含有量重量パーセント、窒素含有量
重量パーセント、700〓(371.1℃)に於ける大気
蒸溜残渣物重量パーセント、及び回収されたアス
フアルテンの正味重量パーセントである。実験室
内で行つた回収プロセスに於けるアスフアルテン
のロスの為に、第1表に報告されているアスフア
ルテン回収のパーセントは実際の値よりも小さ
く、然もデータの再現性は恐らくプラス又はマイ
ナス10パーセント位である。各一連の実験を実施
するに当つて、先づ2000ミリリツトルの原油中
に、ペンタンで処理沈澱して出来たアスフアルテ
ンを大気蒸溜残渣物(700〓(371.1℃)に於け
る)の半分に相当する量だけ添加し、そして10分
間位160〓(71.1℃)の温度で沸騰させる。此の
スラリー(原油と添加アスフアルテンの混合物)
は常温(約70〓(21.1℃))まで温度をさませて
から、第4号のワツトマンの過紙を使つて過
をし、そして沈澱物質全体を(油成分から)分離
した。こうして分離された沈澱物は、ペンタン
(沈澱物の10倍量)で処理してアスフアルテンだ
けを沈澱させ、更に約190〓(87.8℃)の温度下
で真空中で乾燥の後、その重量を測つた。生成さ
れたアスフアルテンの正味量は、回収されたアス
フアルテンの全重量と添加されたアスフアルテン
の重量の差であり、これは更に重量パーセント
(使用原油の量に対して)換算された上で第1表
に報告してある。対照例の一連の実験は、各種の
原油にアスフアルテンを添加せずに、あとは同じ
方法で処理した。すべての対照例の一連の実験に
於いて、アスフアルテンを(原油から)分離する
ことは出来なかつた。 第1表からわかるように、これらの原油を添加
アスフアルテンと接触させることに依つて、原油
の比重は6パーセント近く、硫黄含有率は80パー
セント以上、窒素含有率は80パーセント以上、灰
含有率は85パーセント以上、そして石油中の残渣
物含有量は95パーセント近く減少した。分離され
たアスフアルテンの量は処理された原油の量の
11.2乃至35.5パーセントに当り、原油に依り異つ
た。残渣物含有量が大抵の場合95パーセント以上
減少したことを考えた場合、上記の結果はアスフ
アルテン分離率が95パーセントを越えていること
に相当する。
[Table] In relation to Table 1, for each type of crude oil treated and each physical property measured, the first listed value is before treatment, and the second listed value is before treatment. Certain numbers are after processing. The measured physical properties were specific gravity at 60〓 (15.6℃), sulfur content weight percent, nitrogen content weight percent, atmospheric distillation residue weight percent at 700〓 (371.1℃), and recovered Net weight percent of asphaltenes. Due to losses of asphaltene in the recovery process performed in the laboratory, the percentage of asphaltene recovery reported in Table 1 is lower than the actual value, and the reproducibility of the data is probably plus or minus 10 percent. It is the rank. In carrying out each series of experiments, firstly, asphaltenes produced by treatment and precipitation with pentane were added to 2000 milliliters of crude oil, equivalent to half of the atmospheric distillation residue (at 700㎓ (371.1℃)). Add just the right amount and boil at 160℃ (71.1℃) for about 10 minutes. This slurry (mixture of crude oil and added asphaltenes)
was allowed to cool to room temperature (approximately 70 °C (21.1 °C)) and then passed through No. 4 Whattmann filter paper, and the entire precipitated material was separated (from the oil component). The precipitate thus separated was treated with pentane (10 times the amount of the precipitate) to precipitate only asphaltene, and then dried in vacuum at a temperature of about 190°C (87.8°C), and its weight was measured. Ivy. The net amount of asphaltene produced is the difference between the total weight of asphaltene recovered and the weight of asphaltene added, which is further converted to a weight percentage (relative to the amount of crude oil used) and shown in Table 1. has been reported. In a series of control experiments, various crude oils were treated in the same manner without the addition of asphaltene. In all control series of experiments, it was not possible to separate asphaltenes (from the crude oil). As can be seen from Table 1, by contacting these crude oils with added asphaltenes, the specific gravity of the crude oils is close to 6%, the sulfur content is over 80%, the nitrogen content is over 80%, and the ash content is More than 85 percent, and the residue content in the oil was reduced by nearly 95 percent. The amount of asphaltenes separated is the amount of crude oil processed.
It ranged from 11.2 to 35.5 percent, depending on the crude oil. Considering that the residue content was reduced by more than 95 percent in most cases, the above results correspond to asphaltene separation rates of more than 95 percent.

【表】 第2表には、4種の異つた原油から採れた残渣
物質の処理を含めた実験例の結果が報告されてい
る。北海(North Sea)原油から採れた1070〓
(576.5℃)に於ける真空蒸溜残渣物以外は、すべ
て各々700〓(371.1℃)に於ける大気蒸溜残渣物
である。上記の各残渣物は以下の三つの異つた方
法に依つて処理をした。即ち、(1)添加アスフアル
テンに依る接触、(2)シリカゲルに依る接触、及び
(3)アスフアルテンとシリカゲルの混合物に依る接
触の3方法である。各連の実験を実施するに当つ
ては、先づ残渣油200ミリリツトルを1200ミリリ
ツトルのアロマチツクフリー(芳香族のない)の
ガソリン(沸点範囲180゜(82.2℃)−400〓(204.4
℃))で稀釈し、上記の固体接触剤の一つを加え
た後、約160〓(71.1℃)の温度下で約20分間位
沸騰させた。上記の固体接触剤の使用量は各々次
の如くである。即ち、(1)アスフアルテン60グラ
ム、(2)、シリカゲル120グラム、そして、(3)アス
フアルテンとシリカゲル1対1混合物100グラム
である。沸騰後、スラリーは常温(約70〓(21.1
℃))に下るまで待つてから、それを第4号のワ
ツトマン過紙で過した沈澱物全部を分離し
た。分離した沈澱物は更にペンタン(沈澱物の10
倍量)で処理し、沈澱したアスフアルテンは約
190〓(87.8℃)の温度で真空中で乾燥した。回
収されたアスフアルテンの正味量は、回収された
固体物質の全重量と添加アスフアルテンの重量と
の差であり、これは更に重量パーセントに換算さ
れた上で第2表に報告してある。対照例の一連の
実験は、各種の残渣物に固体接触剤を加えずに、
あとは同じ方法で処理した。然し、すべての対照
例の一連の実験に於いて、アスフアルテンを分離
することが出来なかつた。第2表にあるデータ
は、各残渣物について行つた数連の同じ実験の結
果の平均値である。第2表から見てわかるよう
に、すべての場合において、60グラムのアスフア
ルテンで接触した結果は、120グラムのシリカゲ
ル又は100グラムのアスフアルテンとシリカゲル
の混合物で接触した結果よりも良かつた。此の結
果は同時に、アスフアルテンは上記の残渣物質よ
りアスフアルト成分を分離する能力がリカゲルの
それより5乃至6倍強いことを示している。分離
されたアスフアルテンの量は重量パーセント(残
渣物重量に対して)30パーセントを越しており、
残渣物中に含有するアスフアルテンの殆んど完全
な分離に相当する。ところで、シリカゲルを接触
剤に使つた場合、アスフアルテンを添加したシリ
カゲルから分離することは極めて困難であつた。
従つて、本発明の提供する方法に依つて石油又は
関係物質を処理する際、添加アスフアルテンに他
の固体接触剤を混ぜて使用することは好ましくな
い。 第1表及び第2表に挙げてある原油及び残渣物
質の他に、多種の原油、瀝青および残渣物質を、
すべて本発明の提供する方法に従つて、異つたア
スフアルテン添加量、異つた溶剤又は稀釈度を用
いて精製且つ分離することが出来た。異つた固−
液接触方法および固−液分離方法をも用いて、そ
の他の実験を色々行つて見た。すべての場合に於
いて、大体類似の良い結果を得ることが出来た。 上記の例示および説明から明らかなように、石
油および/又は石油関係物質は、本発明の提供す
る方法に従つて、添加されたアスフアルテンと接
触させることに依りその中に含有されるアスフア
ルト成分、金属成分及び炭素以外の元素類成分を
添加アスフアルテンと共に沈澱させた上で、これ
らの諸成分を分離し、そして、これらの諸成分の
濃度を実質的に減少さした油(又はガス)成分を
回収することに依つて、精製することが出来る。
本方法を実施するに当つては、必要に応じては処
理すべき供給原料を加熱又は溶剤で稀釈してその
流動性を調整し、そして上記の接触および沈澱を
促進してやるべきである。上記の添加用アスフア
ルテンは、出来れば処理すべき供給原料中に含有
されるものと同じタイプのもので、しかも低い水
素/炭素比をもち、且つレジンおよび他の重芳香
性物質を殆んど含有しないものが良い。上記の接
触および沈澱物分離の為の方法、装置および操作
条件は広範囲に変えることが出きることはすでに
詳述した通りである。尚、上記の接触および沈澱
物分離は、同一の装置、例えばミキサー/セトラ
ーの組合せ、アスフアルテンを使用した過層、
連続過器(アスフアルテンを過助剤に用い
て)等の内に於いて、同時に実施しようとすれば
出来る。 本発明の提供する方法は、事情が許せば、従来
の方法と組み合せて実施することも考えられる。
本方法の効果を加減する為に、アスフアルテンの
他の添加剤を並用することも考えられるが、その
際これらの添加剤に依る処理物質および以後の精
製操作に於いて生成された物質の汚染の可能性に
ついては特に注意すべきである。 重い供給原料の稀釈および添加用のアスフアル
テンの沈澱(精製の為の)に用いる溶剤は、その
供給原料およびアスフアルテンと適合するもので
なければならないことはすでに上述の通りであ
る。稀釈の目的には石油溜分で沸点が600〓
(315.6℃)以下のものであることが望ましい。接
触用のアスフアルテンの沈澱(精製)の目的には
ペンタンが良いことはすでに上述の理由で明らか
である。 最終的分離効率を良くする為に、一度処理され
た石油を再循環して、本発明の方法で再び処理す
ることが出来ることは、此の技術の当業者にとつ
て明らかなことである。尚、分離工程の容量又は
効率を高める目的で、数個の接触又は固−液分離
装置を直列又は並列に接ぎ合せることも出来る。 要約するに、本発明はすべての石油および/又
は石油関係物質を精製し且つ分離し更にアスフア
ルテンをこれらの原料から回収する目的で、上記
の石油および/又は石油関係物質中に含有されて
いるアスフアルト成分、金属成分および炭素以外
の元素類成分を沈澱分離し、これらの諸成分の濃
度が実質的に減少された油(又はガス)成分を回
収する為に、上記の石油および/又は石油関係物
質を添加アスフアルテン、殊に上記の原料中に含
有されるアスフアルテンと同じタイプでしかも低
い水素/炭素比をもつたもの、と接触させること
に依つてその目的を達成する、ものであることを
理解して貰いたい。従つて、供給原料と添加され
たアスフアルテンとの間の密接な接触、および上
記の諸成分の完全なる沈澱に続いて、出来た沈澱
物の完全な分離は本発明の提供する方法を実施上
の鍵である。
Table 2 reports the results of an example experiment involving the treatment of residual materials from four different crude oils. 1070 extracted from North Sea crude oil
Except for the vacuum distillation residue at (576.5°C), all are atmospheric distillation residues at 700°C (371.1°C). Each of the above residues was treated in three different ways: Namely, (1) contact by added asphaltene, (2) contact by silica gel, and
(3) Three methods of contact using a mixture of asphaltene and silica gel. To carry out each series of experiments, first mix 200 ml of residual oil with 1200 ml of aromatic-free gasoline (boiling point range 180° (82.2°C) - 400° (204.4°C)).
After adding one of the solid contact agents mentioned above, the mixture was boiled at a temperature of about 160°C (71.1°C) for about 20 minutes. The amounts of each of the solid contact agents used are as follows. (1) 60 grams of asphaltenes, (2) 120 grams of silica gel, and (3) 100 grams of a 1:1 mixture of asphaltenes and silica gel. After boiling, the slurry will be at room temperature (approximately 70〓(21.1
℃)) and then filtered through No. 4 Whattmann filter paper to separate all the precipitate. The separated precipitate is further divided into pentane (10% of the precipitate
The precipitated asphaltenes were treated with
Dry in vacuum at a temperature of 190㎓ (87.8℃). The net amount of asphaltenes recovered is the difference between the total weight of solid material recovered and the weight of added asphaltenes, which is further converted to weight percent and reported in Table 2. A series of control experiments were carried out in which various residues were treated without the addition of solid contact agents.
The rest was processed in the same way. However, in all control series of experiments, it was not possible to separate asphaltenes. The data in Table 2 are the average values of the results of several identical experiments performed on each residue. As can be seen from Table 2, in all cases the results of contacting with 60 grams of asphaltene were better than those of contacting with 120 grams of silica gel or 100 grams of a mixture of asphaltene and silica gel. These results also indicate that asphaltene has a 5 to 6 times stronger ability to separate asphalt components from the above-mentioned residual materials than licagel. The amount of asphaltene separated is more than 30 percent by weight (relative to the weight of the residue);
This corresponds to an almost complete separation of the asphaltenes contained in the residue. By the way, when silica gel is used as a contact agent, it is extremely difficult to separate it from the silica gel to which asphaltene is added.
Therefore, when treating petroleum or related substances by the method provided by the present invention, it is not preferable to mix the added asphaltenes with other solid contact agents. In addition to the crude oils and residual materials listed in Tables 1 and 2, various crude oils, bitumens and residual materials are
All could be purified and separated using different asphaltene loadings, different solvents or dilutions according to the method provided by the present invention. different hardness
Various other experiments were also conducted using liquid contact and solid-liquid separation methods. Roughly similar good results were obtained in all cases. As is clear from the above examples and explanations, petroleum and/or petroleum-related substances can be brought into contact with added asphaltene in accordance with the method provided by the present invention. components and elements other than carbon with the added asphaltenes, separating these components, and recovering an oil (or gas) component with substantially reduced concentrations of these components. Depending on the situation, it can be purified.
In carrying out the process, the feedstock to be treated should be heated or diluted with a solvent, if necessary, to adjust its fluidity and to facilitate the contacting and precipitation described above. The additive asphaltenes described above are preferably of the same type as contained in the feedstock to be treated, yet have a low hydrogen/carbon ratio and are mostly free of resins and other heavy aromatics. It's better not to. As already detailed above, the methods, equipment and operating conditions for the contacting and precipitate separation described above can vary widely. The above contact and precipitate separation may be carried out using the same equipment, such as a mixer/settler combination, an overlayer using asphaltene,
It is possible to carry out the process simultaneously in a continuous filter (using asphaltene as a super-aid) or the like. The method provided by the present invention may be implemented in combination with conventional methods, if circumstances permit.
In order to moderate the effect of this method, it is possible to use other additives for asphaltene, but in this case, it is possible to prevent contamination of the treated materials and the materials produced in the subsequent purification operations due to these additives. Particular attention should be paid to possibilities. It has already been mentioned above that the solvent used for diluting the heavy feedstock and precipitating the asphaltenes for addition (for purification) must be compatible with the feedstock and the asphaltenes. For the purpose of dilution, petroleum distillate with a boiling point of 600〓
(315.6℃) or lower. The suitability of pentane for the purpose of precipitation (purification) of catalytic asphaltenes is already clear for the reasons mentioned above. It will be clear to those skilled in the art that the oil once treated can be recycled and treated again in the process of the invention in order to improve the final separation efficiency. It is also possible to connect several contact or solid-liquid separation devices in series or in parallel in order to increase the capacity or efficiency of the separation process. In summary, the present invention aims to refine and separate all petroleum and/or petroleum-related substances and to recover asphaltenes from these raw materials. The above-mentioned petroleum and/or petroleum-related substances are separated by precipitation to recover oil (or gas) components in which the concentrations of these components are substantially reduced. It is understood that this purpose is achieved by contacting the asphaltenes with added asphaltenes, especially those of the same type as the asphaltenes contained in the raw materials mentioned above, but with a lower hydrogen/carbon ratio. I want to have it. Therefore, following intimate contact between the feedstock and the added asphaltenes and complete precipitation of the above-mentioned components, complete separation of the resulting precipitate is an important consideration in carrying out the process provided by the present invention. That's the key.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of drawings]

第1図は、本発明が提供する方法に依つて、石
油および/又は関係物質を精製し且つ一部分離す
る為の基本的工程の一つの態様を略図で示したも
のである。第2図は、本発明が提供する方法に依
つて、重質原油、瀝青、残渣物質等を精製し且つ
一部分離するための基本的工程の一つの態様を略
図で示したものである。第3図は、本発明が提供
する方法に依つて、重質原油、瀝青、残渣物質等
を精製し且つ一部分離すると共に、アスフアルテ
ンの回収をする為の基本的工程の一つの態様を略
図で示したものである。 第1図、1……接触装置、2……固−液分離装
置、3……アスフアルテン沈澱装置、4……アス
フアルテン乾燥装置、5……ペンタン回収装置、
第2図、1……接触装置、2……フラツシユング
装置、3……ストリツパ、4……蒸発器、5……
ストリツパ、第3図、1……接触装置、2……フ
ラツシユング装置、3……蒸発器、4……ストリ
ツパ。
FIG. 1 schematically depicts one embodiment of the basic process for refining and partially separating petroleum and/or related substances according to the method provided by the present invention. FIG. 2 schematically depicts one embodiment of the basic process for purifying and partially separating heavy crude oil, bitumen, residual materials, etc. according to the method provided by the present invention. FIG. 3 schematically illustrates one embodiment of the basic process for refining and partially separating heavy crude oil, bitumen, residual materials, etc. and recovering asphaltenes by the method provided by the present invention. This is what is shown. FIG. 1, 1... Contact device, 2... Solid-liquid separation device, 3... Asphaltene precipitation device, 4... Asphaltene drying device, 5... Pentane recovery device,
Fig. 2, 1... contact device, 2... flashing device, 3... stripper, 4... evaporator, 5...
Stripper, FIG. 3, 1... Contact device, 2... Flashing device, 3... Evaporator, 4... Stripper.

Claims (1)

【特許請求の範囲】 1 アスフアルト成分及び/又は非炭化水素成分
を含んだ石油、又は石油溜分にアスフアルテンを
添加して緊密に接触させ、アスフアルト成分及
び/又は非炭化水素成分を添加したアスフアルテ
ンと付着結合させ、付着結合した上記成分を添加
したアスフアルテンと沈殿させ、 石油又は石油溜分から上記沈殿物を分離するこ
とからなる石油又は石油溜分の処理方法。 2 処理されるべき石油又は石油溜分が希釈され
ずに直接、添加されたアスフアルテンと接触させ
られる、特許請求の範囲1に記載の方法。 3 添加されたアスフアルテンが、処理されるべ
き石油及び石油溜分中に含まれているアスフアル
テンと同じである、特許請求の範囲1に記載の方
法。 4 処理されるべき石油又は石油溜分が、有機溶
剤、特に石油の溜分(沸点範囲600〓(315.6℃)
をこえない)で希釈された後で、添加されたアス
フアルテンと接触させられる、特許請求の範囲1
に記載の方法。 5 沈殿促進剤、例えば多価電解質物質、を使つ
て沈殿を促進する、特許請求の範囲1に記載の方
法。 6 反応性金属塩、例えばハロゲン化金属を使つ
て、アスフアルト成分及び/又は非炭化水素成分
との化合物を作り、沈殿と分離を容易にする、特
許請求の範囲1に記載の方法。 7 添加されるアスフアルテンが、その使用前、
ペンタンで処理され沈殿された、レジン及び他の
重芳香性物質を実質的に含まないものである、特
許請求の範囲1に記載の方法。 8 接触装置中に、撹拌及び混合を有する手段を
備えて密接な接触を容易にする様にした、特許請
求の範囲1に記載の方法。 9 接触装置が、処理されるべき石油又は石油溜
分と添加されるべきアスフアルテンの流動層であ
る、特許請求の範囲1に記載の方法。 10 接触装置が、添加されるべきアスフアルテ
ンの充填層で、処理されるべき石油又は石油溜分
がその中を流動させられるような特許請求の範囲
1に記載の方法。 11 瀘過法に依つて、石油又は石油溜分からの
沈殿物の分離を達成する、特許請求の範囲1に記
載の方法。 12 沈降法(重力又は遠心力に依る)に依つ
て、石油又は石油溜分からの沈殿物の分離を達成
する、特許請求の範囲1に記載の方法。 13 接触装置が、ミキサー/セトラーの組合せ
で、同一装置内で、接触と分離とを同時に行なう
ことのできるような、特許請求の範囲1に記載の
方法。 14 接触装置が、添加アスフアルテンを瀘過助
剤に使用した連続式瀘過器で、石油又は石油溜分
を連続的に瀘過することに依つて、接触、沈殿及
び分離を同一の装置で行なう、特許請求の範囲1
に記載の方法。 15 アスフアルト成分及び/又は非炭化水素成
分を含んだ石油又は石油溜分にアスフアルテンを
添加して緊密に接触させ、アスフアルト成分及
び/又は非炭化水素成分を添加したアスフアルテ
ンと付着結合させ、付着結合した上記成分と添加
したアスフアルテンとを沈殿させ、 石油又は石油溜分から上記沈殿物を分離し、 分離した沈殿物をペンタンで処理してアスフア
ルテンを沈殿回収し、使用したペンタンを分離回
収することからなる、 石油又は石油溜分の処理方法。 16 ペンタンを分離回収した後に残つた、レジ
ンを含んでいる油を炭化水素溶剤で処理して、レ
ジンも分離回収する特許請求の範囲15項に記載
の方法。 17 アスフアルト成分及び/又は非炭化水素成
分を含んだ石油又は石油溜分を低分子量パラフイ
ン等の石油溜分で希釈して流動性を増し、 希釈物にアスフアルテンを添加して緊密に接触
させ、アスフアルト成分及び/又は非炭化水素成
分を添加したアスフアルテンと付着結合させ、付
着結合した上記成分と添加したアスフアルテンと
を沈殿させ、 石油又は石油溜分の希釈物から上記沈殿物を分
離し、 上記希釈物から希釈用に使用した石油溜分を分
離回収し、 上記沈殿物から揮発成分を除いてアスフアルト
又はアスフアルテンを回収することからなる、 石油又は石油溜分の処理方法。 18 低分子量パラフイン等の希釈用に使用した
石油溜分がペンタンであり、沈殿物からアスフア
ルテンが回収される特許請求の範囲17項に記載
の方法。 19 希釈用に使用したペンタンを回収した後に
残つたレジンを含んでいる油を炭化水素溶剤で処
理してレジンを分離回収する特許請求の範囲18
項に記載の方法。
[Scope of Claims] 1. Asphaltene is added to petroleum containing an asphalt component and/or a non-hydrocarbon component, or petroleum fraction is brought into close contact with asphaltene and an asphaltene to which an asphalt component and/or a non-hydrocarbon component is added. A method for treating petroleum or petroleum fractions, which comprises adhesion bonding, precipitating the adhesively bonded components with asphaltene added thereto, and separating said precipitate from the petroleum or petroleum fraction. 2. Process according to claim 1, in which the petroleum or petroleum fraction to be treated is brought into contact directly, undiluted, with the added asphaltenes. 3. Process according to claim 1, in which the added asphaltenes are the same as the asphaltenes contained in the petroleum and petroleum fractions to be treated. 4. If the petroleum or petroleum fraction to be treated is an organic solvent, in particular a petroleum fraction (boiling point range 600〓 (315.6°C)
claim 1, wherein the asphaltenes are diluted with a mixture of asphaltenes (not more than
The method described in. 5. The method of claim 1, wherein the precipitation is promoted using a precipitation promoter, such as a polyelectrolyte material. 6. Process according to claim 1, in which a reactive metal salt, such as a metal halide, is used to form a compound with the asphalt component and/or the non-hydrocarbon component to facilitate precipitation and separation. 7. If the asphaltene to be added is used before its use,
2. The method of claim 1, which is substantially free of pentane treated and precipitated resins and other heavy aromatic materials. 8. A method as claimed in claim 1, comprising means for stirring and mixing in the contacting device to facilitate intimate contact. 9. Process according to claim 1, wherein the contacting device is a fluidized bed of the petroleum or petroleum fraction to be treated and the asphaltenes to be added. 10. Process according to claim 1, in which the contacting device is a packed bed of asphaltenes to be added, through which the petroleum or petroleum fraction to be treated is made to flow. 11. The method of claim 1, wherein the separation of the precipitate from the petroleum or petroleum fraction is achieved by a filtration method. 12. The method of claim 1, wherein the separation of the sediment from the petroleum or petroleum distillate is achieved by sedimentation methods (by gravity or by centrifugal force). 13. The method of claim 1, wherein the contacting device is a mixer/settler combination, allowing contacting and separation to be carried out simultaneously in the same device. 14. The contacting device is a continuous filter using added asphaltene as a filtering aid, and the contacting, precipitation and separation are carried out in the same device by continuously filtering the petroleum or petroleum fraction. , Claim 1
The method described in. 15 Asphaltene is added to petroleum or petroleum fraction containing an asphalt component and/or a non-hydrocarbon component, and the asphaltene is brought into close contact with the asphaltene and the asphalt component and/or a non-hydrocarbon component is adhesively bonded to the asphaltene. The method consists of precipitating the above components and added asphaltene, separating the above precipitate from petroleum or petroleum fraction, treating the separated precipitate with pentane to precipitate and recover asphaltene, and separating and recovering the used pentane. A method for treating petroleum or petroleum distillates. 16. The method according to claim 15, wherein the resin-containing oil remaining after separating and recovering pentane is treated with a hydrocarbon solvent to separate and recover the resin. 17 Petroleum or petroleum fractions containing asphalt components and/or non-hydrocarbon components are diluted with petroleum fractions such as low molecular weight paraffin to increase fluidity, and asphaltenes are added to the diluted product and brought into close contact to form asphalts. component and/or non-hydrocarbon component with the added asphaltene, precipitating the adhesively bonded component and the added asphaltene, separating the precipitate from a diluted petroleum or petroleum fraction, A method for treating petroleum or petroleum fractions, which comprises separating and recovering the petroleum fraction used for dilution from the precipitate, and recovering asphalt or asphaltene by removing volatile components from the precipitate. 18. The method according to claim 17, wherein the petroleum fraction used for diluting low molecular weight paraffin or the like is pentane, and asphaltene is recovered from the precipitate. 19 Claim 18: The resin-containing oil remaining after recovering the pentane used for dilution is treated with a hydrocarbon solvent to separate and recover the resin.
The method described in section.
JP12957883A 1982-07-19 1983-07-18 Petroleum and related substances treatment and separation Granted JPS5927987A (en)

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JPS5927987A (en) 1984-02-14
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