JPS6128716B2 - - Google Patents

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シエールからの油
の回収が、その豊富な資源量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シエールとも、それら
の鉱石が賦存する地下で油を回収する地下方式が
あるが、地上方式に比較して技術的確立度は未だ
不充分である。

地上回収方式について、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、オイルシエールでは商業化
は之からの段階である。

オ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種々な方式が考え
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径以下の粉体状の鉱石を大量処
理する方式がその技術的進歩と共に検討される様
になつてきた。粉体状の鉱石を処理する方式は粉
砕費を余分に必要とするが、それを上廻る数々の
メリツトがあるとされ、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Galoter社の方式、米国TOSCO社の
TOSCO法、西独Lurgiの方式、米国Chevron社
のChevron STB法などがある。ソ連Galoter社の
方式と米国TOSCO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
セラミツクボールを熱媒体として循還使用するわ
ずらわしさがある。西独Lurgi方式は原料と熱媒
体廃シエールとを混合して乾留を行う機械的ダブ
ルスクリユーの大型化が困難視されており、
Chevron STB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エールを
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。

回転ドラムミキサーによる混合は、他の撹拌羽
根又はダブルスクリユー等を用いる機械的撹拌に
比して遥かに大量処理に適しており、又、流動床
方式又は気流床方式に比すれば原料粒度に対する
適応力はずつと大きい。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
ミツ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わしさが
ある。

本発明は回転ドラム方式の利点を生かして、そ
の欠点を補うために原料及び熱媒体粒の何れより
も大きい粒度の固形粒状物、例えばボール又はベ
ツブル又はペレツトの適当量を回転ドラム中に内
蔵せしむることにより、撹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付加するこ
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つて撹拌をより
効果的ならしめると同時に、ドラム内にその量と
比熱によつて大量の熱量を蓄積し、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ゝ
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つて
そのある部分は結果的に加熱廃粉体の循還量を増
加せしめてその加熱温度を低くしたのとほゞ同様
の効果を生むことができる。之によつて不都合な
ローカル過熱現像をその分だけ避け得ることは、
この様な混合形式の粉体乾留方式においては正に
重要な要締であり、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
本の別々のスクリユーコンベヤーなどの輸送機で
ドラムに直接にチ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
は多数孔又はスリツトの目詰りを防ぐための洗浄
効果も有するものである。こゝで云う金網又は多
数孔又はスリツトはドラム内に内蔵する固形粒状
物は通さず、乾留済み混合粉体のみを通過せしむ
る大きさの開孔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ドラム径の
まゝでもよい。

本発明の主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例を図示するとおゝよそ第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
つて、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
エールの場合は普通500℃前後で、乾留に必要と
される主熱源として廃シエ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エ
ールは600〜800℃に加熱され、一方、原料は乾留
が起らない程度の温度100〜200℃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。オイルシエール原料と循
還加熱廃シエールの混合割合は条件によつて異な
るが概ね１：２〜５であり、混合後ドラム内の温
度が500℃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が
落下しつゝある空間を適当量のストリツピングガ
スを原料チヤージ側より吹き込むこともできる。
ストリツ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。一部のストリツ
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つて送入してもよい。

本特許の内容に関する他の条件について述べ
る。

本発明における炭化水素含有物とはタールサン
ド、オイルシエール、ギルソナイト、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10mm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、場合によつてはそれと
は別の気流輸送が可能な砂の如きものまで含まれ
る。

但し、気流輸送が困難なセラミツクボールの如
きものは含まない。

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、セラミツク
製でも金属製でも又天然のペ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10〜20mmの大きさが望ましい。その比重は
1.0以上とする。

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、強度と耐摩耗性さえあれば
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1/10〜５倍
程度であるが、望ましくは1/2〜２倍程度であ
る。

回転ドラム内で、内蔵固形粒状物と送入された
細粒粉体混合物との合計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ツトしてもよい。

鎖様のものとしては強度的に一般には金属製が
好ましく、チエーンの長さ、太さについては特に
規定するものではない。又、場合によつては固体
粒状物とチエーン様のものを組合わせることもで
きる。

回転ドラム内壁には前述の如く、掻上げ板又は
突起物を付設して撹拌効果を上げることが望まし
く、又ドラム内部に適当な仕切板等目的に応じ施
すこともできる。

回転ドラムはまた場合によつて30度前後までの
傾斜角度をもつて傾斜することもできる。回転ド
ラムに傾斜を持たせる場合には、５〜20度の傾斜
が望ましい。

回転ドラム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、冷却器で冷却されて夫々
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要を第２図で説明すると
次の如くである。

炭化水素含有固体物の粉体原料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
気の回転ドラム式のミキサーレトルト３中に一端
より送入される。一方、乾留済み粉体（含残留炭
素）体がサイクロンコンバスター５で予熱済み空
気により燃焼され、600〜800℃に加熱された廃粉
体となつて分配器６により必要量が分配されて同
ミキサーレトルト３中に同端より送入される。粉
体原料と加熱廃粉体を含む加熱熱粉体とは、それ
らの粒度よりも大きい粒度の固形粒状物（例えば
磁製ボール）を内蔵し、望ましくは掻き上げ板を
有するミキサーレトルト３中で撹拌混合されて、
直ちに500℃前後に均一化された混合粉体となつ
て粉体原料からの乾留が行われ、他端より金網目
などを通して排出され、発生したオイルベイパー
及びガス４と一部に残留炭素を含む乾留済み粉体
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。

乾留済み粉体（含残留炭素）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による熱交換によつて予熱された空気（空気
は空気フアン９により導入）と共にサイクロンコ
ンバスター５中で燃焼される。

サイクロンコンバスター５からの熱排気ガスは
熱回収器（ボイラー）１０により熱回収された
後、その残留余熱をもつて粉体原料を予熱器２で
予熱したのち排ガスフアン１１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３の内容
の要点を簡単に図示するもので、予熱粉体原料１
２及び加熱熱媒粉体１３とが、ミキサーレトルト
３の一端より別々に供給され、ドラムミキサーの
回転により内蔵する所定の大きさの固形粒状物１
４と共に掻き上げ板１５の効果と相俟つて、充分
迅速均一に撹拌され、所定温度で乾留が行われた
後、乾留されたオイルベイパー及びガスと乾留済
み粉体とは、他端の排出金網１６を通つてセパレ
ーター１７内に排出され、オイルベイパー及びガ
ス４は、セパレーター上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
ター上部より取り出され、乾留済み粉体（含残留
炭素）１９はセパレーター下部より排出される。

本特許の実施例を述べると６mm以下に粉砕され
たフイツシヤーアセイ値が25ガロン／ｔの米国コ
ロラド産オイルシエール原料を130℃に加熱し、
一方、残留炭素を含む廃シエールを燃焼せしめて
670℃とし、原料／廃シエールの量的割合が1/4な
る如く、10mmφの磁製ボールを、チヤージされる
混合粉体とドラム中でほゞ等量となる量を内蔵
し、内壁に掻き上げ板を有する無酸素雰囲気の回
転ドラム中にその一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ゝ、回
転ドラムを回転せしめて粉体混合物を混合し、ド
ラム内の温度を490℃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離室で分離し
た。乾留ガス及び油は冷却されて回収された。回
収された油の収量はフイツシヤーアセイを基準と
して99％の回収率であつた。

【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。 １：炭化水素含有固体物の粉体原料、２：予熱
器、３：ミキサーレトルト、４：オイルベーパー
及びガス、５：サイクロンコンバスター、６：分
配器、７：サイクロン熱交換器、８：廃棄粉体、
９：空気フアン、１０：熱回収器（ボイラー）、
１１：排ガスフアン、１２：予熱粉体原料、１
３：加熱熱媒粉体、１４：固形粒状物、１５：掻
き上げ板、１６：排出金網、１７：セパレータ
ー、１８：小形サイクロン、１９：乾留済み粉体
（含残留炭素）。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 約10mm以下の細粒粉体状の炭化水素含有固体
   原料から乾留法によつて油及びガスを回収するに
   当り、粉体状原料と熱媒体として加熱された細粒
   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量を内蔵する無酸素
   雰囲気の回転ドラム中にその一端より送入し、ド
   ラム内部を乾留最適温度に保持せしめて、ドラム
   の回転により転動撹拌しつゝ乾留し、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。