JPS6345109A - 水性カ−ボン懸濁液からのカ−ボンの回収法 - 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】 〔産業上の利用分野〕 本発明は水性カーボン懸濁液からカーボンを回収するた
めの改良方法に関するものであり、詳しくは液状炭化水
素、特に重質油のガス化において副生ずるカーボンを水
洗して得られる水性カーボン懸濁液からカーボンを回収
する改良方法に関するものである。

〔従来の技術〕

液状炭化水素のガス化が種々の目的で広く行なわれてい
る。この際、ガス化にともなってカーボンが副生じ、こ
の現象は特に重質油のガス化において顕著である。

副生じたカーボンは、通常、水によって洗滌されて除去
される。この洗滌により生成した水性カーボン懸濁液中
のカーボンは回収されてガス化工程に再循環されたり、
燃料として用いられる。

この回収のための方法としては、カーボンペレットとし
ての回収方法およびナフサ抽出による回収方法が知られ
ている。

カーポンベレフトとしての回収方法においては、カーボ
ンを０．８−１．５　ｇｉｎ含有する水性懸濁液をペレ
タイザーでガス油または重油と強攪拌することにより、
カーボンペレットが生成される。このカーボンペレット
をシーブにかけて水から分離して水分含有率５−１Ｏ重
量％のものが選られる。

こうして得られたカーボンペレットを原料油などと混合
してガス化などに再循環する場合、分散をよくするため
にホモジナイザーでペレットをすりつぶして微粉化する
ことが必要である。

一方、ナフサ抽出法においては、水性カーボン懸濁液は
抽出装置においてナフサと接触せしめられ、カーボンは
ナフサによって抽出されてナフサ相へ移行する。水相と
ナフサ相はデカンタ−中で分離され、分離されたカーボ
ン含有ナフサ相は原料油と混合されたのち、オイルスト
リッパーにおいてナフサが蒸発分離される０分離された
ナフサは再びカーボンの抽出に使用される。上記の操作
によってナフサ中に含有されていたカーボンは原料油相
に移行し、そのまま原料油として使用される。

〔発明が解決しようとする問題点〕

Ｅ記の方法のうち、カーポンベレフトとしての回収法に
は、一度ペレー２ト状としたものを原料油と混合して再
利用するに際して、すりつぶし微粉化してから均一に分
散させることが必要であるが、この操作は容易ではなく
、もしも均一に分散させ得ないとラインを閉塞させるこ
とがあるなどの問題点がある。

また、ナフサ抽出法には、水性カーボン懸濁液からカー
ボンを分離するのに二段階で実施する必要があり、しか
もガス化工程に必ずしも必要のないナフサを用いる必要
があるなどの問題点がある。

従って、本発明の目的は、操作が容易でラインを閉塞さ
せることもなく、さらにナフサ使用が不必要な水性カー
ボン懸濁液からのカーボンの回収法を提供することにあ
る。

〔問題点を解決するための手段〕

本発明による水性カーボン懸濁液からのカーボン回収法
は、水性カーボン懸濁液から水を除去して含水率１０−
９０重量％のカーボンケーキを生成させ、このカーボン
ケーキをその重量の２０倍以上の、混合域中での粘度が
２００ｃｐ以下の液状炭化水素と攪拌下に均一に混合す
ることを特徴とするものである。

本発明においては、まず水性カーボン懸濁液は脱水工程
に付されて含水率１０−９０重量％のカーボンケーキと
される。カーボンケーキの含水率は小さい程、液状炭化
水素との混合工程に好都合であるが、１０重量％以下で
は粉状となり取扱いに困難が生ずる。また、８０％以上
では油とカーボンケーキとを混合する工程における水の
蒸発量が大きくなるので好ましくない。

カーボンケーキと混合される液状炭化水素は混合域の温
度において２００ｃｐ以下であることが必要である。　
２００ｃｐよりも大まいとカーボンケーキを均一に混合
分散させるのに困難が生じ、また得られたカーボン炭化
水素スラリーの輸送を高温で行なう必要が生ずる。

液状炭化水素の粘度が２００ｃｐを越える場合は、混合
域の温度を常温よりも上昇させて粘度が２００ｃｐ以下
となるようにする。この温度は、用いられた液状炭化水
素の初期沸点よりも２０℃低い温度を最高値とするのが
好ましい。

混合域の温度が１００℃以上の場合は、混合工程で水分
の実質的に全部を蒸発除去しておくことが好ましい、混
合後１００℃以上の温度でパイプ輸送をする場合、パイ
プライン中で水蒸気が発生しキャビテーションなどのト
ラブルを発生するからである。また、混合域温度が１０
０℃以上の場合は、圧力をこの温度よりも５−２０℃低
い温度に対応する飽和水蒸気圧に等しい圧力に調整する
ことが急激な水の蒸発による攪拌機などの損傷を避ける
ために好ましい。

混合域内の平均滞留時間は５分以上が好ましく、特に１
０分以上が好ましい、上限には特に制限はないが永すぎ
ると混合域が大きくなりすぎて建設費、運転費の上昇を
招くので不経済となる。

液状炭化水素としては種々のものが使用可能であるが、
Ａ重油からアスファルトまでのフラクションから選択す
るのが好ましい。

本発明方法により得られたカーボン液状炭化水素懸濁液
はガス化原料として使用することもできるし、また燃料
としても使用可能である。

以下に図面を参照して本発明方法を具体的に説明する。

第１図は混合域において水の１発をともなわない場合の
実施態様を示すフローシートである０重質油のガス化に
より生成したプロセスガス中に存在する副生カーボンを
水洗することにより生成した水性カーボンケーキはライ
ン１から脱水機２に導入される。脱水機２は、例えば遠
心分離機でもフィルターによる癌過方式でも良い、脱水
機２において除去された水はライン３から排出され、プ
ロセスガス中のカーボンの水洗に再使用される。一方、
得られた含水−１１０−９０重量％のカーボンケーキは
ライン４から取り出され、スネークポンプ５によって混
合器６に導入される。混合器６にはカーボンケーキ中の
カーボン量の２０重量倍以上の液状炭化水素、例えばガ
ス化原ネ４の重質油（粘度２００　ｃｐ以下）がライン
８から供給され、攪拌機７により攪拌されて均一に混合
される。混合機中の平均滞留時間は好ましくは５分以上
、特に好ましくは１０分以上である。得られたカーボン
重質油懸濁液は混合器６の下部からライン９を経て取り
出されてガス化工程（図示されない）に送られる。

第２図は混合域において水の蒸発をともなう場合の実施
態様を示すフローシートである。第１図に示した実施態
様におけると同様にして得られたカーボンケーキはスネ
ークポンプ５により混合器６に供給される。一方、混合
器６には１００℃以上に加熱されて粘度が２００ｃｐ以
下となった液状炭化水素が供給され、攪拌ｆｉ７により
攪拌され均一に混合される。混合器６は温度が低下する
のを防ぐためにスチームコイル１１によって加温される
。混合器６内の温度は温度センサー１３によりｒ１４ｍ
弁１２を３１ｆｆｊすることによりｙ４節されて一定に
保たれる。温度は供給された液状炭化水素の初期沸点よ
り２０℃低い温度以下の温度とされる。

混合器６の圧力は、前記したとおり混合器内温度よりも
５−２０℃低い温度に対応する飽和水蒸気圧に等しい圧
力範囲に設定される。すなわち混合器内温度が１２０℃
以下の場合は、圧力は大気開放により１　ａｔｍに保た
れ、　１２０℃を越える場合は調節弁１０によりその温
度から５−２０℃を減じた温度に対応する水の飽和蒸気
圧に等しい圧力に保たれる０例えば混合器内温度が１８
０℃の場合は　１６０℃に対応する水の飽和基気圧１３
．１ａｔｍと　１７５℃に対応する水の飽和蒸気圧８．
８ａｔｍとの間の圧力に保たれる。混合器内の平均滞留
時間は好ましくは１０分以上であり、完全に水分が蒸発
し均一に混合されたカーボン液状炭化水素懸濁液がライ
ン９より取り出される。

〔実施例〕

以下に実施例および比較例を示して本発明をさらに具体
的に説明する。

実施例１−３ 表１に示した濃度の水性カーボン懸濁液から得られた所
定含水率のカーボンケーキを混合器において表１に示し
た量の液状炭化水素（表１に示した粘度を有する）と表
１に示した温度において混合した。その他の各条件は表
１に示したとおりあった。得られたカーボン液状炭化水
素懸濁液は均一性が良好でガス化装置の原料供給ノズル
からの噴霧にもトラブルが見られなかった。なお、これ
らを滞留時間５分で実施したら１０分以上の場合に比較
して操作性などは良好ではなかったが、特に支障はなか
った。

表１ 比較例１−２ 滴状炭化水素の混合器温度における粘度が２５０ＣＴＩ
および３００ｃｐであるほかは、実施例１を繰り返した
。

比較例１においては、得られたカーボン液状炭化水素懸
濁液の均一性は不充分であり、ガス化装での原料供給ノ
ズルからの噴霧も良好ではなかった。

比較例２においてはカーボンの分散が不良で、ガス化装
置の原料供給ノズルからの噴霧も不良であった。

比較例３−５ 比較例３においては平均滞留時間１３分とし、比較例４
においては混合器圧力を１　ａｔｍとし、比較例５にお
いては液状炭化水素／カーボン比を１０にした以外は、
それぞれ実施例１．２および３のうち適用可能な条件の
ものを繰り返した。

比較例３により選られたカーボン液状炭化水素懸濁液は
不均一であり、ガス化装置の原料供給ノズルでの噴霧が
不良でコーキングを起こしてノズルは閉塞した。

比較例４では水分の急激な蒸発によるカーボン液状炭化
水素懸濁液の飛散が発生した。

比較例５においては混合効率が不良のため、カーボンの
分散が不良であった。また、懸濁液の粘度上昇により懸
濁液輸送ポンプの輸送能力低下が起こった。

〔発明の効果〕

本発明の方法は、用いる装置が簡単であるから経済性が
高く、かつ操作性および安全性が良好である。また、カ
ーボンをペレットとしないで混合するので、カーボンが
炭化水素中に均一に分散した懸濁液を得ることができる
。

【図面の簡単な説明】

第１図および第２図は本発明の実施態様を説明するため
のフロートシートである。 ２・・・・・・脱水機、　　　　５・・・・・・スネー
クポンプ、６・・・・・・混合器、　　　７・・・・・
・攪拌機、１０・・・・・・圧力調節弁、　１１・・・
・・・スチームコイル、１２・・・・・・温度調節弁、
　１３・・・・・・温度センサー。 第２図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、水性カーボン懸濁液から水を除去して含水率１０−
   ９０重量％のカーボンケーキを生成させ、このカーボン
   ケーキをその重量の２０倍以上の、混合域中での粘度が
   ２００ｃｐ以下の液状炭化水素と攪拌下に均一に混合す
   ることを特徴とする水性カーボン懸濁液からのカーボン
   の回収法。 ２、混合域滞留時間を少なくとも５分とする、特許請求
   の範囲第１項に記載の方法。 ３、２００ｃｐよりも大きい粘度を有する液状炭化水素
   を用い混合域の温度をこの液状炭化水素の初期沸点より
   ２０℃低い温度以下であって、かつこの液状炭化水素の
   粘度を２００ｃｐ以下に保つに充分高い温度とする、特
   許請求の範囲第１項に記載の方法。 ４、混合域の温度が１００℃以上であり、かつ混合域の
   圧力が上記混合域温度より５〜２０℃低い温度に対応す
   る飽和水蒸気圧に等しい圧力である、特許請求の範囲第
   ３項に記載の方法。