JPH1046156A - 瀝青質材料を処理するための方法および装置 - Google Patents

瀝青質材料を処理するための方法および装置

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JPH1046156A
JPH1046156A JP22450796A JP22450796A JPH1046156A JP H1046156 A JPH1046156 A JP H1046156A JP 22450796 A JP22450796 A JP 22450796A JP 22450796 A JP22450796 A JP 22450796A JP H1046156 A JPH1046156 A JP H1046156A
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vaporized
bituminous
oil
solid
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JP22450796A
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Sohei Shimada
荘平 島田
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  • Working-Up Tar And Pitch (AREA)
  • Production Of Liquid Hydrocarbon Mixture For Refining Petroleum (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【課題】瀝青質材料(石油アスファルト,コールター
ル,ピッチ等)を短時間かつ低コストで油分(燃料油)
と固形分とに効果的に分離するための方法および装置の
提供。 【解決手段】ジェットバーナー5からの完全燃焼後の1
000〜2000℃の燃焼ガスに瀝青質材料を接触させ
て気化させ(ジェット処理部a)、この気化された瀝青
質材料を200〜500℃に保持して、気化物と固形物
とに物理的に分離し(重力沈降機7,サイクロン1
0)、前記気化物を冷却して液化し油分を回収する(コ
ンデンサー13,13’)ことからなる瀝青質材料の処
理方法、および処理装置。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は瀝青質材料を処理す
るための方法および装置に関するものである。より詳し
くは、本発明は、石油アスファルト等の瀝青質材料から
効率よく固形分、油分および燃料ガスを分離するための
方法および装置に関するものである。
【0002】
【従来の技術】瀝青質材料は、天然には石油層に含ま
れ、また石油精製の際には減圧残留油等として得られる
が、従来、その多くがそのままか、または酸化等の処理
を施して、道路舗装用の材料や、防水、保温または電気
絶縁用の材料として利用されている。また、瀝青質材料
はカロリーが高く、しかも依然として多くの有用な物質
を含んでおり、燃料として、また有用物質を分離利用で
きれば、さまざまな産業分野への寄与は多大であると予
想される。しかし、瀝青質材料は粘度も融点も高いた
め、そのままでは燃料としての利用は難しく、また、そ
の分離処理のための装置は大規模なものとなり、製作費
用や維持費が高い上、排煙等に対する公害対策にも莫大
な経費を要する。瀝青質材料から燃料油やその他の有用
物質を分離する方式としては、これまで、ユリカ方式、
ビスブレーカー方式またはFCC方式等が知られている
が、これらはいずれも非常に複雑かつ高価であり、しか
も巨大なプラントを必要としていた。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】瀝青質材料は石油精製
の過程で必ず生産されるもので、その量は莫大である
が、該材料から有用物質を分離するためには、上記のよ
うな非常に困難な問題がある。また、瀝青質材料は有害
物質を多く含有するため、そのまま使用するのにも限界
がある。本発明はこのような状況を考慮してなされたも
のであり、瀝青質材料から、燃料または有用物質として
利用できる固形分、油分および燃料ガスを効果的に、短
時間かつ低コストで分離するための方法および装置の提
供を課題とする。
【0004】
【課題を解決するための手段】すなわち、本発明の瀝青
質材料の処理方法は、以下の工程: (a)瀝青質材料を完全燃焼後の1000〜2000℃
の燃焼ガスと接触させて、前記瀝青質材料を気化させ、
(b)この気化された瀝青質材料を200〜500℃に
保持して、気化物と固形物とに分離し、そして(c)前
記気化物を冷却して液化し油分を回収する、からなるこ
とを特徴とする。
【0005】本発明において瀝青質材料とは、固体、半
固体または液体の有機化合物を意味し、タール、例えば
コールタール、木タール、ケツ岩タール、石油タール
等、ピッチ、アスファルト、例えば石油アスファルト
(ビチューメン)、天然アスファルト等を例として挙げ
ることができる。本発明における瀝青質材料はまた、石
油アスファルトの一種であるストレートアスファルトの
原料である石油精製の過程で得られる減圧蒸留残留油で
あってよい。
【0006】また、本発明において、瀝青質材料を気化
させる燃焼ガスは、上記のように完全燃焼後で1000
〜2000℃の温度を有するものであれば、特に制限さ
れない。該燃焼ガスは完全燃焼後のものであり、酸素が
ほとんど存在しないため、瀝青質材料が燃焼することは
ない。この燃焼ガスには、例えば、圧縮空気または高圧
酸素と高圧灯油(またはガソリン、重油、天然ガス等)
の混合体をジェットバーナーの燃焼室内で完全燃焼させ
ることにより発生する高温高圧の燃焼ガスがある。該燃
焼ガスはノズルからのジェット噴流として瀝青質材料に
接触させることにより、より効率の高い気化が行われ得
る。この燃焼ガスの温度は、その圧力や速度とともに、
処理されるべき瀝青質材料の種類に応じて適宜選択され
るが、1100〜1500℃、特に1200〜1300
℃が好ましい。なお、上記ジェットバーナーは従来、汚
泥や石油スラッジ等の廃棄物の処理のために多く用いら
れてきたが、廃棄物ではない瀝青質材料への適用はこれ
まで提案されたことがない。しかも、瀝青質材料の分離
処理はこれまでユリカ方式等の巨大プラントでしか行う
ことができなかったものであり、このような瀝青質材料
を本発明のように簡便および安価に処理可能にしたこと
は驚くべきことであり、予測できなかったものである。
【0007】本発明の瀝青質材料の処理方法では、工程
(b)における気化物と固形物との分離は少なくとも2
段階からなる物理的方法で行われることが好ましい。例
えば、工程(b)における分離工程は、重力沈降機また
は分級器等を用いて、より大きい固形物をまず最初に物
理的に分離し、次いで遠心力を利用するサイクロン等を
用いて、より小さい固形物を分離する2段階で行われ得
る。なお、分離工程(b)は、被処理物である瀝青質材
料の固形物含量によっては、3段階以上からなり、より
細かく固形物の分別が行われても、1段階のみで行われ
てもよいことはいうまでもない。
【0008】また、本発明の瀝青質材料の処理方法にお
いて、工程(c)の液化は、温度を少なくとも2段階に
低下させることにより行われることが好ましい。例え
ば、この工程(c)における液化工程は、重質油分をま
ず液化させる第1のコンデンサーと残りの中質油分およ
び軽質油分それに水分を液化させる第2のコンデンサー
とにより2段階で行われ得る。各々のコンデンサーでの
冷却温度は気化物の油分組成に応じて決定されてもよ
い。この場合もまた、瀝青質材料の油分の組成に応じ
て、3段階以上または1段階のみで冷却を行ってもよ
い。
【0009】本発明はまた、完全燃焼後の1000〜2
000℃の燃焼ガスと接触させることにより瀝青質材料
を気化させる瀝青質材料気化部と、該気化部に接続さ
れ、前記気化された瀝青質材料を200〜500℃に保
持して、気化物と固形物とに分離する分離部と、該分離
部からの気化物が導入され、該気化物を冷却することに
より液化させて油分を回収する液化回収部とからなるこ
とを特徴とする瀝青質材料の処理装置に関する。
【0010】本発明の上記処理装置の好ましい態様にお
いて、分離部は、固形物を分離するための重力沈降機
と、より小さい固形物を分離するためのサイクロンまた
はバグフィルターの一方または両方を少なくとも備えて
いる。重力沈降機やサイクロンまたはバグフィルターが
それぞれ複数個備えられていても、また、その他の分離
器、例えば分級器等をさらに備えていてもよい。また、
上記処理装置において、液化回収部は冷却温度が段階的
に低下するコンデンサーを備えていることが好ましい。
このようなコンデンサーを複数設けることにより、回収
される油の分留が可能となり、性質のより均一な油分が
得られ、次の利用がより簡単になる。
【0011】
【発明の実施の形態】本発明は、瀝青質材料を完全燃焼
後の高温高圧ガスと接触させ、該材料を燃焼させること
なく瞬時に気化させた後に、気化した瀝青質材料を徐々
に冷却しながら、まず固形物を分離し、さらに残りの気
化物から液化物(油分等)および燃料ガスを回収する方
法および装置である。本発明において、瀝青質材料は燃
焼されずに気化されるため、処理される材料から固体、
液体または気体の燃料やその他の有用物質が非常に高い
回収率で得られる。また、本発明の方法および装置の実
施のためのスペースは小さく、しかも、その作業効率
(単位時間あたりの処理量)や熱効率は非常に高い。
【0012】
【実施例】次に、添付の図面を参照して本発明の実施例
について説明するが、本発明はこれに限定されるもので
はない。図1に本発明に係る瀝青質材料処理装置の一実
施例を模式的に示す。該処理装置1による瀝青質材料の
処理について最初に説明し、次いで実際にこの装置を稼
働させて得られた瀝青質材料の分別について説明する。 A.処理装置による瀝青質材料の処理 処理しようとする石油アスファルト、コールタールまた
はピッチ等の瀝青質材料を融解槽2に導き、そこで融解
した後、導管等の経路14を介してホッパー3に導入す
る。なお、融解槽2として瀝青質材料粉砕機を使用して
もよく、また融解槽2からホッパー3への瀝青質材料の
導入は単に落下させることにより行われてもよい。融解
された瀝青質材料はホッパー3の下部に設けられたスク
リューコンベア4により気化部のハウジング6内に運ば
れ、その中のジェット処理部aにおいて、ハウジング6
の上部から進入するジェットバーナー5の先端ノズルか
らの高温高圧(約1300℃,6〜7kg/cm2 ,1
200m/秒)のジェット噴流に接触し、瞬時に気化さ
れる。
【0013】上記高温高圧のジェット噴流は、ジェット
バーナー5内部の燃焼室内において、圧縮空気と高圧灯
油との噴霧状の混合体を完全燃焼させることにより発生
し、上記先端ノズルから噴射されるものである。圧縮空
気の代わりに圧縮酸素を用いても良いし、燃料としては
灯油の代わりにガソリン、重油または天然ガス等も使用
可能である。上記燃焼室内での反応条件を調整すること
により、ジェット噴流の温度、圧力および速度はそれぞ
れ、例えば1000〜2000℃、5〜20kg/cm
2 および500〜2000m/秒の範囲で適宜変更する
ことができる。いずれの条件を採択しても、完全燃焼さ
せることが必要であり、そのため、ジェット噴流中に酸
素はほとんど存在せず、ジェット処理部aにおいて被処
理物が燃焼しない。なお、ジェットバーナー5として
は、例えば、特開昭55−99527号公報に開示のも
のが利用できるが、上記条件を満たす燃焼ガスを発生す
るものであれば、特に制限されない。
【0014】次に、気化された瀝青質材料を、ハウジン
グ6の上部に設けた導管15を介して重力沈降機7に通
す。前記導管15および重力沈降機7は350〜400
℃に保持され、気化された瀝青質材料中の固形分は分離
粉受容器8を介して灰分収納部9にたまる。一方、気化
物は重力沈降機7上部から伸びる導管16を介してサイ
クロン10に入る。前記導管16およびサイクロン10
もまた350〜400℃に保持され、重力沈降機7にお
いて除去され得なかった気化物中に依然として含まれる
より細かい固形分が遠心力により分離され、分離粉受容
器11を介して灰分収納部12にたまる。上記重力沈降
機7とサイクロン10とが分離部を構成する。なお、処
理される瀝青質材料に応じ、固形分が多い場合、重力沈
降機やサイクロンを複数個設置しても、サイクロンの他
に、または代えてバグフィルターを設置してもよい。
【0015】さらに、依然として気体の状態の気化物は
次にサイクロン10の上部から伸びる導管17を介して
第1コンデンサー13に入り、そこで200℃程度まで
冷却され、重質油をまず液化し、残りの気化物はさらに
導管18を介して第2コンデンサー13’に入る。第2
コンデンサー13’において気化物は60℃まで冷却さ
れることにより、気化物中の残りの油分と存在する場合
水分が液化され、燃料ガス、窒素(N2 )、二酸化炭素
(CO2 )および水蒸気(H2 O)等からなる排出気体
が排出導管19から系外に排出される。これらの第1お
よび第2のコンデンサーの領域が液化回収部を構成す
る。
【0016】B.処理装置による瀝青質材料の処理結果 図1に示した瀝青質材料処理装置1を用いて、実際に石
油アスファルトの処理を行った。操作条件および結果を
次に示す。供試石油アスファルトを800kg/時間の
供給速度で気化部内のジェット処理部に送る。一方、ジ
ェットバーナーからのジェット噴流は、その燃焼室内に
灯油(C/H2 の比=5.25)および空気をそれぞれ
47.5kg/時間および717.1kg/時間の供給
速度で送り自動点火して発生させる。このジェット噴流
のノズルからの噴射時の温度、圧力および速度はそれぞ
れ1300℃、6〜7kg/cm2 および1200m/
秒である。ジェット処理部において気化された供試スラ
ッジを分離部(350〜400℃に保持された重力沈降
機およびサイクロン)および液化回収部(200℃まで
冷却する1次コンデンサーおよび60℃まで冷却する2
次コンデンサー)を通過させることにより、固形分、油
分および排出ガスを回収する。
【0017】固形分としては、燃料、鉄鉱石の還元およ
び炭素材料としてのコークスの原料としての他、ブロー
ンアスファルトの代替品として、防水や保温のための土
木建築材料に使用できるものが得られた。液化により得
られた油分としては、1次コンデンサーからは主として
重質油が、そして2次コンデンサーからは主として中質
油および軽質油がそれぞれ得られ、いずれも燃料油とし
てそのまま使用できるものが得られた。また、排出ガス
もまた、燃料用に使用できるものであった。
【0018】上記本発明の装置により、供試石油アスフ
ァルトは固形分、油分および排出ガスとしてほぼ全量回
収され、非常に効率のよい石油アスファルトの処理が行
われた。また、油分は重質油とそれ以外の中質油および
軽質油が一回の回収操作で分別されるため、それらの利
用が簡便であり、さらに細かい分別も可能である。
【0019】
【発明の効果】以上詳細に説明したように、本発明の瀝
青質材料を処理するための方法および装置は、従来、ユ
リカ方式、ビスブレーカー方式またはFCC方式等の非
常に複雑かつ高価な方法による以外に手段のなかった瀝
青質材料から燃料油の分離を非常に簡便な方式で、かつ
安価に行うことを可能としたものである。このように本
発明によれば、従来燃料油の原料として利用されること
が少なく、またそのために莫大な費用を要した石油アス
ファルト等の瀝青質材料を燃料油の原料として簡便およ
び安価に利用することができる。また、固形分の分離工
程を複数段階で行うことにより、固形分をより細かく分
別回収でき、そして液化回収工程を複数段階で行うこと
により、重質油、中質油や軽質油等の油分をより細かく
分別回収できる。さらに、本発明の上記システムは、瀝
青質材料の処理中に煙や臭いの発生がなく、作業環境や
周囲の環境に悪影響を及ぼさず、短時間での処理が可能
であり、しかも低コストで作動させ得るものである。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明に係る瀝青質材料処理装置の一実施例を
模式的に示す図面である。
【符号の説明】
1 瀝青質材料処理装置 2 融解槽 3 ホッパー 4 スクリューコンベア 5 ジェットバーナー 6 ハウジング 7 重力沈降機 8,11 分離粉受容器 9,12 灰分収納部 10 サイクロン 13 1次コンデンサー 13’ 2次コンデンサー 14〜19 導管
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 庁内整理番号 FI 技術表示箇所 C10L 3/06 6958−4H C10L 3/00 A

Claims (6)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 以下の工程: (a)瀝青質材料を完全燃焼後の1000〜2000℃
    の燃焼ガスと接触させて、前記瀝青質材料を気化させ、
    (b)この気化された瀝青質材料を200〜500℃に
    保持して、気化物と固形物とに分離し、そして(c)前
    記気化物を冷却して液化し油分を回収する、からなるこ
    とを特徴とする瀝青質材料の処理方法。
  2. 【請求項2】 工程(b)における気化物と固形物との
    分離が少なくとも2段階からなる物理的方法で行われる
    請求項1記載の方法。
  3. 【請求項3】 工程(c)における液化が温度を低下さ
    せることにより行われる請求項1または2記載の方法。
  4. 【請求項4】 完全燃焼後の1000〜2000℃の燃
    焼ガスと接触させることにより瀝青質材料を気化させる
    瀝青質材料気化部と、該気化部に接続され、前記気化さ
    れた瀝青質材料を200〜500℃に保持して、気化物
    と固形物とに分離する分離部と、該分離部からの気化物
    が導入され、該気化物を冷却することにより液化させて
    油分を回収する液化回収部とからなることを特徴とする
    瀝青質材料の処理装置。
  5. 【請求項5】 分離部が、固形物を分離するための重力
    沈降機と、より小さい固形物を分離するためのサイクロ
    ンまたはバグフィルターとを少なくとも備えている請求
    項4記載の装置。
  6. 【請求項6】 液化回収部が、冷却温度が段階的に低下
    するコンデンサーを備えている請求項4または5記載の
    装置。
JP22450796A 1996-08-07 1996-08-07 瀝青質材料を処理するための方法および装置 Pending JPH1046156A (ja)

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2687405C1 (ru) * 2018-08-16 2019-05-13 Игорь Александрович Штейман Установка для переработки битумсодержащих отходов поршневая

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Publication number Priority date Publication date Assignee Title
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