JPS59187087A - 炭化水素含有固体物の乾留法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 石油の枯渇が呼ばれ、それに代替する液体燃料としてオ
イルサンド及びオイル／エールカラの油の回収が、その
豊富な管諒−ＦＡと技術的容易さから是非とも早急に必
要であるとされている。

オイルサンド及びオイル／エールとも、それらの鉱石が
賦存する地トで油を回収する地１；゛方式があるが、畑
土方式に比較して技術的確立瓜は未だ不充分である。。

地−１−回収力式について、オイルサンドは既に熱水方
式による商業化が行われているが、更に改良法が検討さ
れており、オイル／エールてはぼ＜＋　％化は之からの
段階である。

十イルシエールの場合を主体として説明すると、原鉱か
らの油の回収方式に神々な方式が考えられており、塊状
鉱石のみを取扱う方式もあるが、最近では１０ｍｍ径以
下０粉体状の鉱石を大破処理する方式かその技術的進歩
と共に検討される様になってきた。粉体状の鉱石を処理
する方式は粉砕費を余分に心情とするが、それを十廻る
数々のメリットがあるとされ、採鉱物の１００％を利用
することができ、乾留が短時間に終了する為に油の回収
率が高く、乾留済廃シエール中の残留炭素の燃焼による
熱回収も容易に行われ、プロセスにおける気流運搬がで
き、熱交換も容易で全体として効率の高い大量処理が可
能であるとされている。

粉体状鉱石の処理方式として代表的なものは、ソ連のＧ
ａｌｏｔｅｒ社の方式、米国’Ｊ’　０８　Ｃ０社のＴ
　ＯＳ　ＣＯＩＪ法、西独Ｌｕｒｇｉの方式、米国Ｃｈ
ｅｖｒｏｎ社ノＣｈｅｖｒｏｎ　８’、［”Ｂ法などが
ある。ソ連Ｇａ１ｏｔｃｒ社の方式と米国ＴＯ８ＣＯ［
法の何れも乾留部分はドラムミキサータイプであるが、
前者はドラム中でのミキシングが不充分で油の回収率が
低く、後者はセラミックボールを熱媒体として循還使用
するわずられしさがある。西独Ｌｕｒｇｉ方式は原料と
熱媒体廃シェールとを混合して乾留を行う機械的ダブル
スフＩＪ　＝を−の大型化が困難視されており、Ｃｈｅ
ｖｒｏｎ　ＳＴ、　Ｂ法は多段ステージで効率よく流動
化して乾留するとは云え、最適粒度範囲の問題があり、
原料粒度に対する適応力がまだ充分とは云えない。

本発明の方法は粉体状鉱石の処理方法の中で、熱媒体と
して加熱細粒粉体物例えば廃シェールを循還せしめて原
料粉体と回転ドラム中で機械的に効率よく混合加熱して
乾留を行わしめんとする方法で、上記方式に比して新た
な利点を有する新方式を提出せんとするものである。

回転トラムミキサーによる混合は、他の攪拌羽根又はダ
ブルスクリユー等を用いる機械的攪拌に比して遥かに大
量処理に適しており、又、流動床方式又は気流法方式に
比すれば原料粒度に対する適応力はずりと太きい。一方
、前述の如く単なる回転ドラム方式では混合が不充分で
あり、又セラミックボールを熱媒体として循還使用する
場合には、その取扱いに容易ならざるものがあり、之の
加熱にも特別の工夫を要する等のわずられしさがある。

本発明は回転トラム方式の利点を生かして、その欠点を
補うだめに原料及び熱媒休校の何れよりも大きい粒度の
固形粒状物、例えばボール又はベラプル又はペレットの
適当量を回転ドラム中に内蔵せしむることにより、攪拌
不充分と云う欠点を補い、前述の利点の他に更に有利性
を伺加することのできる方法を提出したものである。す
なわち、この種のドラム内に内蔵された固形粒状物は、
必要に応じて内壁に取付けられる掻き上げ板、若しくは
突起物の効果と相俟って攪拌をより効果的ならしめると
同時に、ドラノ・内に′その量と比熱によって大量の熱
−■゛を蓄積し、ドラム内の温度と熱の授受を均一化せ
しめる働きをもつことＮなる。

すなわち、内蔵する固形粒状物が、所定の乾留温度より
高温の加熱廃粉体に接触する場合には、その温度差分に
応じて熱を吸収し、加熱廃粉体の高温をその分だけ下降
せしめ、予熱粉体原料が直接高温加熱粉体に接触してロ
ーカルに過熱される機会を少なくすることができる。つ
まり、ごくマクロ的にみれば固形粒状物の熱的内蔵量に
よってそのある部分は結果的に加熱溌粉体の循還量を増
加せしめてその加熱温度金低くしたのとはソ同様の効果
を生むことができる。

之によって不都合なローカル過熱現像をその分だけ避け
（（）ることは、この様な混合形式の粉体乾留方式にお
いては正に重要な要諦であり、本発明の利点である。

その意味から予熱粉体原料と加熱廃粉体とは２本の別々
のスクリューコンベヤーなどの輸送機でドラムに直接に
グーヤージされることが望ましい。

又、更に乾留済み混合粉体が排出される金網又は多数孔
又はスリットの目詰りを防ぐだめの洗浄効果も有するも
のである。こｇて云う金網又は多数孔又はスリットはト
ラｌ、内に内蔵するｒ４−１形粒状物は通さす、乾留済
み混合粉体のみを通過せしむる大きさの開化であること
は申すまでもない。又、゛その部分の軸方向の長さ及び
円形の径は任意、とし、ドラムより突出させてもよいし
トラ゛ム径のま５でもよい。

本発明の宇幹をなす回転ドラム方式のミキサーレトルト
の概念の１例を図示するとお＼よそ第１図の如くなる。

本発明は、以上述べた通り回転ドラム方式による基本的
な特性を有し、まさに大量生産向きであって、原料の粒
度適応力が大きく、改良案により均一迅速な乾留を可能
とし、より効率的な油の回収を可能とするものである。

ドラム内の乾留最適温度に関しては、オイルシェールの
場合は普通５００℃前後で、乾留に必要とされる主熱源
として廃シェール残留炭素の燃焼熱を利用する方法があ
り、その場合には循還廃シェールは６００〜８０　（１
”Ｃに加熱され、一方、原料は乾留が起らない程度の温
度１００〜２　（ｌ　Ｏ”Ｃに予熱され、両者がドラム
内で無酸素雰囲気中で混合され所定の温度で乾留が行わ
れる。オイルシェール原料と循還加熱廃シェールの混合
割合は条件によって異なるが概ね１：２〜５であシ、混
合後ドラム内の温度が５００°Ｃ前後となるように混合
割合と両者の加熱温度がコントロールされる。

又、ドラムの中で掻き上げ板などの効果により上部まで
持ち上げられてカスケード状に内容物力曹客下しつＸあ
る空間を適当量のストリッピングガスを原料チャージ側
より吹き込むこともできる。ストリッピングガスとして
は不活性ガス、乾留ガス、スチーム、水素などがある。

一部のストリッピングガスを混合粉体がドラムから排出
される場所の下部より上方に向って送入してもよい。

本特許の内容に関する他の条件についそ述べる。

本発明における炭化水素含有物とはタールサンド、オイ
ルシェール、ギルノナイト、石炭を含む。

本特許の細粒粉体状の炭化水素固体物は気流輸送が可能
な範囲として上限界を約１（Ｊｉｍとして下限は微粉に
及ぶ。

熱媒体としては一般には原料の乾留済みのものが循還し
て使用されるが、場合によってはそれとは別の気流輸送
が可能な砂の如きものまで金塊れる１゜ 但し、気流輸送が困難なセラミックボールの如きものは
含丑ない。

回転ドラム中に内蔵する、原料及び熱媒体の何れよりも
大きい粒度の固形粒状物は、−ヒラミック製でも金属製
でも又天然のベツブル状の小石でもよい。大きさは前述
の条件を満たせばよいが、一般には１０〜２０朋の大き
さが望ましい。その比重は１．０以」二とする。

又、その形状は一般には球状又は楕円状又はシリンダー
状であるが、強度と馴摩耗性さえあればどんな形状でも
よい。又、ドラム中に内蔵する量としては、原料及び熱
媒体の混合量の１、／、＋　（１〜５倍程度であるが、
望捷しくは１／２〜２倍程度である。

回転ドラム内て、内蔵固形粒状物と送入された細粒粉体
混合物との合則された内容物が回転ドラム内に占める充
填率は１０〜４５％であるが、望ましくは２０〜４０％
である。

又、ドラム内に内蔵する固形物の変態として鎖様のもの
を内壁にセントしてもよい。

鎖様のものとしては強度的に一般には金属製が好宜しく
、チェーンの長さ、太さについては特に規定するもので
はない。又、場合によっては固体粒状物とチェーン様の
ものを組合わせることもできる。

回転トラム内壁には前述の如く、掻上げ板又は突起物を
付設して攪拌効果を上げることが望１しく、又ドラム内
部に適当な仕切板等目的に応じ施すこともてきる。

回転ドラムは捷だ場合によって３０度前後までの傾斜角
度をもって傾斜することもできる。

回転ドラムに傾斜を持たせろ場合には、５〜２０度の傾
刷が望ましい。

回転トうｌ、内における細粒粉体混合物の通過速度をド
ラム内、平均滞留時間で示せば２〜３０分、望ましくは
３〜５分である。

乾留終了後、排出された油及びガスと一部に残留炭素を
含む乾留済み細粒粉体状混合物とは分離器中で油及びガ
スは上昇し、サイクロンなどを通過してダストを分離し
、冷却器で冷却され゛Ｃ夫々に回収され、粉体混合物は
分離器中を下向して捕集される。

本特許のシステムの概決を第２図で説明すると次の如く
である。

炭化水素含有固体の粉体原料（１）が予熱器（２）によ
り乾留が生じない程度に予熱され、無酸素雰囲気の回転
トラム式のミキザーレトルト（３１中に一端より送入さ
れる。一方、残留炭素含有廃粉体がサイクロンコンパス
タ−（５）で予熱済み空気ｔ／Ｊより燃焼され、６００
〜８００℃に加熱された廃粉体となって分配器（６）に
より必要量か分配されて同ミキザーレトルト（３）中に
目端より送入される。粉体原料と加熱廃粉体とは、それ
らの粒度よりも大きい粒度の固形粒状物（例えはイ耐製
ボール）を内蔵し、望ましくは掻き上げ板を有する回転
ドラム（３）中で攪拌混合されて、直ちに５００　”Ｃ
前後に均一化された混合粉体となって原料粉体からの乾
留が行われ、他端より全網目などを通して排出され、発
生し１Ｇオイルベイパー及びガス（４）と一部に残留炭
素を含む乾留済み粉体混合物とが小型サイクロンを内設
する分離室内で分離され、オイルベイパー及びガスは更
に脱塵・冷却・分離されて夫々にオイル及びガスとして
回収される。

残留炭素含有廃粉体は、分配器（６）より一部廃棄され
る廃棄粉体（８）とのサイクロン熱交換器（７）に、ｌ
、る熱交換によって予熱された空気（空気は空気ファン
（９）により導入）と共にサイクロンコンパスタ−（５
）中で燃焼される。

サイクロンコンパスタ−（５）からの熱排気ガスは熱回
収器（ボイラー）（１，０）により熱回収された後、そ
の残留余熱をもって粉体原料を予熱器（２）で予熱した
のち排ガスファン（刊により排気される。

第１図は前記ドラムミキサーレトルトＦ！　（３）の内
ｔ−の安息を部属に図示するもので、予熱された７４；
ｌ’料（１２）及び加熱廃粉体（１３）とが、ドラムミ
キサ−レトルト（３）の一端より別々に供給きれ、トラ
ムミキザーの回転により内蔵する所１定の太い乏さの固
体粒状物（１４）と共に掻き上げ板（１５）の動床と相
俟って、充分迅速均一・に撹拌され、所定温度で乾留が
行われた後、乾留され／杜オイルベイパー及びガスと溌
粉体とは、他端の排出金網（１６）を通ってセパレータ
ー（１７）内に排出され、オイルベイパー及びガス（４
）は、七ノ々レーター七部に内設された小形サイクロン
（１８）により、ダストを除去されてセパレーター１−
、部より取り出され、含残留炭素廃粉体（１９）は七ノ
々レーター１：部より排出される。

本特許の実施例を述べると６　ｍ＋π以下に粉砕された
フィソンヤーアセイ値が２５ガロン／ｌの米国コロラド
産オイルプエール原旧をＩ　：３　（１”（：に加熱し
、一方、残留炭素を含む廃／エールを燃焼せしめて６７
　（１”０とし、原刺／ｊ発シエーノシの阻的割合が］
／４なる如（、］、　Ｏｍｙｎφの磁製ボールを、チャ
ージされる混合粉体とトラノ、中−Ｃはソ等−唱となる
隈を内蔵し、内壁に４蚤き七は版を有する無酸素雰囲気
の回転トラｌ、中にその−・端より連続的に送入し、又
、その一端より若干の熱乾留ガスを流入しつＸ、回転ド
ラムを回転せしめて粉体混合物を混合し、ドラノ、内の
温度を４９０　”Ｃに保持して乾留を行い、乾留ガス及
び油と残留炭素を一部に含有する乾留済み混合粉体とを
ドラムの他端より金網を通して排出し、両者をサイクロ
ンを内設する分％１室で分離した。

乾留ガス及び油は冷却されて回収された。回収された油
の収耽はフィノシャーアセイを基準として９９％の回収
率であった。

μノ、　　　」二 晴資扁劇人 止り鰍！尺り相中員刻 手続補正書ｃ方　式） 昭和ｓｒ年１２月２２日 特許庁長官　若　杉　和　夫　殿 ｔ　事件の表示 昭和１１年　　特許順算５９９９７号 ２　発明の名称 炭化水素含有固体物の乾留法 ３、補正をする者 事件との関係　　特許出願人 １１４ｊｉｉＲ産嬰省資柳工ネルギー庁石油部開発課 ふ　補正命令の日付 昭和ｊざ年７月乙日 ６、補正の対象 明細書の「図面の簡単な説明」の欄および図面。

２　補正の内容 （１）明細書／１頁６行目の「して９ｑ％の回収率であ
った。」の後に改行して 「仏　図面の簡単な説明 第１図は本発明の１つの実施例の説明図、第２図は本発
明の工程フローの説明図である。

／：粉体原料、２＝予熱器、３　：　ミキサーレトルト
　、ｔＩ：、ｔイルヘーハ７１（びガス、Ｓ：サイクロ
ンコンパスタ−，６：分配器、７：サイクロン熱交換器
、９；空気ファン、ｌＯ：熱回収！＋ボイラー）、／／
：排ガスファン、／２：原料粉体、／３：加熱廃粉体、
／り：固形粒状物、／ｊ：掻きＬげ板、／６：排出金網
、／７：セパレーター、ｉｔｒ：小形サイクロン、／９
：焼粉体（含残留炭素）」を加入する。

（２）図面を別紙の１１１１り補正するｔ、（内容の変
りｙはない）手続補正書（自　発） 昭利は５年７２月２−２日 特許庁鵬Ｕ若杉和夫殿 ｔ　ＩＲ件の表示 昭和ｓｒ年　　特許間第！；９９９７号２　発明の名称 炭化水素含有固体物の乾留法 ３　補正をする者 事件との関係　　特許出願人 涌商産賛省′會椋エネルギー庁 石油部間＠課 左　補正の対象 明細書の「発明の詳細な説明」の欄、「図面の簡単な説
明−の欄、および図面。

６　補正の内容 （１）明細書／１頁３行目の「炭化水素含有固体」の後
に「物」を加入する。

（２）同７１頁６行目ないし７行目の「残留炭素含有脆
粉体」を「乾留済み粉体Ｃ含残留炭素）」に訂正する。

（３）同１／頁／／行目の「加熱廃粉体」を「加熱廃粉
体を含む加熱熱媒粉体」と訂正する。

（４）　　同／　／頁／　ＩＩ１行目「回転ドラム」を
「ミキサーレトルト」と訂正する。

（５）同７７頁１６行目の「原料粉体」を「粉体原料」
と訂正する。

（６）同ｌ／頁／タケ目の「混合物Ｊを削除する。

（７）同７２頁３行目のＵ残留炭素含有廃粉体」を「乾
留済み粉体（含残留炭素）」と訂正する。

（８）同１２頁１３行目の「ドラムミキサーレトルト槽
」を「ミキサーレトルト」と訂正する。

（９）同１２頁／ＩＩ行目ないし／Ｓ５行目「予熱され
た原料」を１　　　　「予熱粉体原料」と訂正する。

α匈　同７２頁／ｊ行目の「加熱廃粉体Ｊを「加熱熱媒
粉体」と訂正する。

（ｌυ　同７２頁／ｊ行目ないし！６６行目「ドラムミ
キサーレトルト」を「ミキサーレトルト」と訂正する。

（ロ）同１２頁／を行目の「固体粒状物」を「固形粒状
物」と訂正する。

（１８）同７３頁１行目の「廃粉体」を「乾留済み粉体
」と訂正するＯ Ｏ→　同７３頁６行目の「含残留炭素廃粉体」を「乾留
済み粉体（含残留炭素）、」と訂正する。

０５）同７１頁１行目ないし２行目の「乾留済み混合粉
体」を「乾留済み粉体」と訂正する。

（Ｉ６）昭和５ｇ年１２月２２日付は手続補正書Ｃ方式
）の２頁を行目〜７３行目の図面の簡単な説明の欄をフ
ぎの通り補正する。

［ＩＡ　　図面の簡単な説明 第１図は本発明の１つの実施例の説明図、第）回位本発
明の工程７０−の説明図である。

ｌ：炭化水素含有固体物の粉体原料、２二予熱器、３：
ミキサーレトルト、ＩＩニオイルペーパー及びガス、！
＝プサイロンコンパスター１６：分配器、７：サイクロ
ン熱交換器、ざ：廃棄粉体、ｑ：空気ファン、ＩＯ：熱
回収器（ボイラー３、／／：排ガスファン、／２：予熱
粉体１阜料、１３：加熱熱媒粉体、ｌｔ：固形粒状物、
／ｊ：掻き上番プ板、ｌｔ：排出金網、１７：七バレー
ター、ｌｔ：小形サイクロン、１９：乾留済み粉体（含
残留炭素）」 （２）図面を別紙の通り補正する。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １１０ｍｍ以下の細粒粉体状の炭化水素含有固体原才１
   から乾留法によ−て油及びガスを回収−１−るに当り、
   粉体状原料と熱媒体として加熱されだ細粒粉体物とを、
   原料及び熱媒体粒度の何れよりも大きい粒度の固形粒状
   物の適当数を内蔵する無酸素雰囲気の回転ドラム中にそ
   の一端より送太し、トラム内部を乾留最適温Ｌ１に保］
   −！ｉせしめて、ドラノ・の回転により転勤催行しつ５
   乾留し、他端より金網目などを通して排出した後、乾留
   された油及びガスと一部に残留炭素を含む乾留済み細粒
   粉体混合物とを分離する如くなした炭化水素含有固体物
   の乾留法。