KR101629753B1 - 탄화수소 함유 재료로부터 탄화수소를 추출 및/또는 탄화수소 함유 재료를 가공하는 방법 - Google Patents

탄화수소 함유 재료로부터 탄화수소를 추출 및/또는 탄화수소 함유 재료를 가공하는 방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은, 탄화수소 함유 재료로부터 탄화수소 함유 유기물을 추출하는 방법에 관한 것으로, 상기 방법은, 테레빈 액체를 포함하는 제 1 액체를 제공하는 단계와, 탄화수소 함유 재료를 테레빈 액체와 접촉시켜 추출 혼합물을 형성하는 단계와, 탄화수소 재료를 테레빈 액체로 추출하는 단계와, 추출된 탄화수소 재료를 추출되지 않은 잔류 물질로부터 분리하는 단계를 포함한다.

Description

탄화수소 함유 재료로부터 탄화수소를 추출 및/또는 탄화수소 함유 재료를 가공하는 방법{EXTRACTION OF HYDROCARBONS FROM HYDROCARBON-CONTAINING MATERIALS AND/OR PROCESSING OF HYDROCARBON-CONTAINING MATERIALS}
본 발명은, 탄화수소 함유 재료로부터 탄화수소를 추출하는 분야에 관한 것이다.
고체, 반고체, 고점성 또는 점성 형태로의 이른바 탄화수소 함유 유기물로도 불리는 화석 연료(하기에서는 개별적으로 그리고 공동적으로 화석 연료로서 언급됨)의 액화, 용해 및/또는 추출은 매우 힘들고 어려운 것으로 입증되었다. 본원에 사용되는 바와 같이, 이러한 화석 연료는 석탄, 오일 셰일, 타르 샌드 및 오일 샌드(하기에서는 공동적으로 타르 샌드로 불림) 내의 탄화수소 함유 유기물, 및 원유, 중질 및 초중질 원유, 천연 가스 및 석유 가스, 미정제 비투멘, 케로겐, 천연 아스팔트 및/또는 아스팔텐을 포함하지만, 이들로 제한되지는 않는다. 어려움은 이들 화석 연료가 무기 화합물의 매트릭스 내에 삽입되는 산소 및 황 결합에 의해 결합된 착물 유기 중합체를 포함한다는 사실에 부분적으로 기인할 수 있다. 탄화수소에 대한 요구 및 소비가 증가함에 따라 액체 및 기체 연료의 제조뿐만 아니라, 다양한 화학물질, 약품 및 가공된 재료의 생성을 부가적 액체 탄화수소 공급 원료를 생성시킬 필요성이 존재한다.
다양한 기술 또는 공정이 화석 연료를 액화, 용해 및/또는 추출시키기 위해 개발되어 왔다. 그러나, 종래의 액화, 용해 및 추출 기술 또는 공정은 어느 것도, 모든 유형의 화석 연료에 대해 대규모로 상업적으로 실현 가능한 것으로 입증되지 않았다. 이는 지금까지 개발된 탄화수소의 액화, 용해 또는 추출을 종래의 기술 및 공정이 모두 사용하고 작업하기가 비싸다는 사실로 인한 것이다. 부가적으로, 탄화수소의 액화, 용해 및/또는 추출을 위한 종래의 공정 및 기술은 하기 이유 중 하나 이상으로 인해 규모 확대, 작업 및/또는 조절하기가 어려울 수 있다 : (1) 과도하게 상승된 압력에서의 작업; (2) 매우 높은 온도에서의 작업; (3) 극한 상황에서 수소의 외부 공급을 필요로 하는 비싼 공정 용기 및 설비에 대한 필요성; (4) 2가지 이상의 시약, 촉매 및/또는 촉진제의 혼합물 또는 조성물로 처리되며, 이는 자주 고독성이며, 재생성이거나 재순환성이 아님; (5) 특정 형태의 에너지, 예를 들어, 마이크로파 복사를 공급할 필요성; (6) 부분적 액화, 용해 또는 추출에 대한 긴 공정 시간; (7) 약 200 메쉬 (0.074 ㎜)의 과도하게 미세한 입자를 필요로 하며, 이는 제조하고 취급하기가 매우 어렵고 고비용이 듬; 및 (8) 필요한 시약, 촉매 및/또는 촉진제를 회수하고 재순환시킬 수 없음. 따라서, 탄화수소 재료의 증가된 회수를 위한 부가적 기술 및 공정을 제공할 필요성이 존재한다.
과거에, 소규모 실험은 d-리모넨 용액이 탄화수소 함유 재료에 대한 용매로서 작용할 수 있음을 나타내었다. 그러나, d-리모넨은 탄화수소 함유 재료를 용해시키는 데에 있어서 단지 부분적으로만 성공적이다. 추가로, d-리모넨은 감귤껍질로부터 추출되기 때문에, 다른 용매와 비교하여 제한된 양 및 고비용으로만 이용될 수 있다.
과거에 사용된 다른 용매는 알칼리성 용액 및 알코올-물 혼합물을 포함한다. 이들 조성물은 수용액 중의 탄화수소의 낮은 용해도로 인해 탄화수소 함유 재료를 용해시키기 위한 유용성이 매우 작다.
다른 종래 방법은 파라핀 및 중유를 덜 점성인 재료로 재액화시키기 위해 톨루엔 및/또는 자일렌을 이용한다. 이러한 방법은 하나 이상의 휘발성의 매우 위험한 발암 화학물질을 사용하여 파라핀을 재액화시킨다. 이들 생성물은 지하수를 오염시킬 수 있으며, 각각의 화학물질의 재료 안전성 데이터 시트(Material Safety Data Sheet) 상에 제시된 바와 같이 매우 신중하게 취급되어야 한다. 파라핀 및 중유는 이들 생성물이 재휘발되어 유동 라인에서의 퇴적 또는 저장 탱크 "드롭아웃"을 유발시키면, 원래의 상태로 복위한다.
"사워" 탄화수소 함유 재료는 약 0.5 중량% 초과 황을 함유한다. "사워" 가스는 4 ppm을 초과하는 H2S 및 다른 술폰화된 기체상 물질을 함유한다. 상기 황은 유리 원소 황, 황화수소 가스, 및 황화물, 이황화물, 메르캅탄, 티오펜, 벤조티오펜 등을 포함하지만 이들로 제한되지는 않는 다양한 다른 황화합물의 형태로 존재할 수 있다. 각각의 미정제 재료 또는 가스는 상이한 양 또는 상이한 유형의 황화합물을 가질 수 있지만, 대표적으로 황화합물의 비율, 복잡성 및 안정성은 더 중질인 원유 분획에서 가장 높다. 황화수소 가스는 이의 독성으로 인해 건강에 해롭다. 추가로, 황화수소는 물과 반응하여 황산을 생성시킬 수 있으며, 이는 설비, 파이프라인, 저장 탱크 등을 부식시킨다. 따라서, 반응성인 이들 황 함유 탄화수소 함유 재료는 부식 작용을 감소시키고 비처리 황 함유 탄화수소 함유 재료와 관련된 건강의 위험을 방지하기 위해 개질되는 것이 중요하다.
일차 드릴링 작업을 위해, 존재하는 압력 기울기가 시추공을 통해 탄화수소 함유 유기물에 가해지도록 회수될 수 있는 부가적 또는 포착된 탄화수소 함유 유기물의 용해를 향상시키고 이동을 조장하는 공정을 사용하는 것이 유리하다. 특히, 일반적으로 일차 드릴링 작업을 통해 저장기 내에 잔류하는 더 고급의 탄화수소를 용해시키는 것이 유용하다.
이차 및 삼차 또는 향상된 오일 회수 작업에 대해, 비용 효과적이고 저장기를 손상시키지 않는 방식으로 저장기에서 탄화수소 함유 유기물을 회수하기 위해 오일의 용해를 향상시키는 공정을 사용하는 것이 유리하다. 삼차 작업에 대해 효과적인 방법 및 조성물이 존재하지만, 현재의 방법은 생성된 탄화수소 함유 유기물의 값과 비교하여 작업 비용으로 인해 사용하기 어렵다.
본 발명의 일 실시예에 따라, 탄화수소 함유 재료로부터 탄화수소 함유 유기물을 추출하는 방법은 테레빈 액체를 포함하는 제 1 액체를 제공하는 단계 및 탄화수소 함유 재료를 추출 혼합물 및 잔류 물질이 생성될 정도로 테레빈 액체와 접촉시키는 단계를 포함한다. 추출 혼합물은 탄화수소 함유 유기물 및 테레빈 액체의 적어도 일부를 함유한다. 잔류 물질은 탄화수소 함유 재료로부터의 불용성 물질을 포함한다. 잔류 물질은 또한, 이러한 탄화수소 함유 재료가 테레빈 액체에 의해 용해되고 추출 혼합물 내로 이동하는 경우에, 탄화수소 함유 유기물의 감소된 부분을 포함할 수 있다. 잔류 물질은 추출 혼합물로부터 분리된다. 추출 혼합물은 추가로 제 1 부분 및 제 2 부분으로 분리된다. 추출 혼합물의 제 1 부분은 탄화수소 함유 재료로부터 추출된 탄화수소 함유 유기물의 적어도 일부를 포함하는 탄화수소 생성물 스트림을 포함한다. 추출 혼합물의 제 2 부분은 테레빈 액체의 적어도 일부를 포함한다. 일 실시예에서, 테레빈 액체의 적어도 일부는 탄화수소 추출 액체로 재순환된다.
또 다른 실시예에서, 실질적으로 모든 탄화수소 함유 유기물은 추출 혼합물 내로 추출된다. 이러한 실시예에서, 잔류 물질은 오일을 필수 함유하지 않고, 환경에 대한 영향 없이 추가로 사용되고 배치될 수 있다.
또 다른 실시예에서, 본 발명은 부식성 표면 또는 재료의 부식 속도를 감소시키거나 부식을 억제하는 방법을 제공한다. 예를 들어 파이프라인, 유조선, 케이싱, 어로장비, 또는 드릴 비트에 의한 탄화수소 함유 재료의 운반, 드릴링, 하향공 작업, 탐사, 탄화수소 생성, 저장, 또는 취급 동안, 탄화수소 함유 재료 중에서 황 함유 화합물에 접촉하는 금속 표면은 부식될 수 있다. 부식성 표면의 부식 속도를 감소시킴으로써 상당한 비용 절감이 실현된다.
본 발명은, 탄화수소 함유 재료로부터 탄화수소 함유 유기물을 추출하는 방법을 제공하는 효과를 갖는다.
도 1은, 타르 샌드로부터의 탄화수소의 회수를 위한 장치의 일 실시예에 대한 개략도.
도 2는, 오일 셰일로부터의 탄화수소의 회수를 위한 장치의 일 실시예에 대한 개략도.
도 3은, 석탄으로부터의 탄화수소의 회수를 위한 장치의 일 실시예에 대한 개략도.
도 4는, 지하 저장기로부터의 탄화수소의 향상된 회수를 위한 개략도.
도 5는, 30초 이하의, 다양한 액체(d-리모넨, 테레빈 액체의 배합물, 및 물)에 의한 역청 회수 대 접촉 시간의 비율의 시간 경로를 나타내는 도면.
도 6은, 테레빈 액체의 배합물 및 d-리모넨에 대한 97초 접촉 시간 후의 1:1 내지 6:1의 액체 대 타르 샌드 비에 걸쳐 회수되는 역청의 양을 나타내는 도면.
도 7은, 5분 접촉 시간 후의 1:1 내지 6:1의 액체 대 타르 샌드 비에 걸쳐 회수되는 역청의 양을 나타내는 도면.
도 8은, 15분 접촉 시간 후의 1:1 내지 3:1의 액체 대 타르 샌드 비에 걸쳐 회수되는 역청의 양을 나타내는 도면.
하나의 일면에서, 본 발명은 저장기뿐만 아니라, 석탄, 오일 셰일, 타르 샌드 등으로부터의 화석 연료의 추출, 액화 및/또는 용해를 위해 쉽게 사용되는 조성물에 관한 것이다.
일 실시예에 따라, 예를 들어, 석탄, 오일 셰일, 타르 샌드와 같은 탄화수소 함유 재료로부터, 또는 중질 원유, 원유, 천연 가스 (이는 자주 원유 및 다른 상기 화석 연료와 동시 존재함) 또는 이들의 조합물을 함유하는 저장기로부터의 탄화수소 함유 유기물을 액화, 용해 및/또는 추출하는 단계를 포함하는 방법이 제공된다. 탄화수소 함유 유기물은 중질 원유, 원유, 천연 가스, 석유 가스 등을 포함하지만 이들로 제한되지는 않는다. 탄화수소 함유 유기물은 고체, 반고체, 액체, 슬러지, 점성 액체, 액체 또는 기체 형태일 수 있다. 본 발명의 방법을 사용하여 처리하기 위한 적합한 탄화수소 함유 재료인 다른 재료는 탄화수소 함유 재료 및 잔류 물질을 포함하는 액체 및 고체를 포함한다. 대표적 탄화수소 함유 재료는 또한 오일 탱크 바닥물질, 오일 피트 또는 연못 슬러지 및 슬러리 혼합체, 음식 폐기물, 거름, 하수 슬러지 또는 도시 쓰레기를 포함할 수 있다. 탄화수소 함유 유기물의 액화, 용해 및/또는 추출은 탄화수소 추출 액체를 제공하는 단계, 탄화수소 함유 재료를 탄화수소 추출 액체와 접촉시켜 상기 탄화수소 함유 재료로부터의 상기 탄화수소 함유 유기물의 적어도 일부를 상기 탄화수소 추출 액체 내로 추출시켜서, 탄화수소 함유 재료 및 탄화수소 추출 액체로부터 제거된 탄화수소 함유 유기물을 포함하는 추출 혼합물을 생성하는 단계, 및 추출되지 않은 임의의 잔류 물질로부터 탄화수소 추출 액체 중의 추출된 유기물을 분리하는 단계를 포함한다. 탄화수소 추출 액체는 예를 들어, 테르핀올과 같은 일정량의 테레빈 액체를 포함할 수 있다. 일반적으로 천연 원으로부터 유도된 테레빈은 일정량의 테르펜을 포함할 수 있다. 일 실시예에서, 테레빈 액체는 α-테르핀올을 포함한다.
본 발명의 또 다른 실시예는 탄화수소 함유 재료을 하기에서 테레빈 액체의 배합물로서 언급되는 테레빈 액체 혼합물과 접촉시키는 것을 포함한다. 테레빈 액체의 배합물은 α-테르핀올, β-테르핀올, β-피넨 및 p-시멘을 포함한다. 일 실시예에서, 다성분 테레빈 액체는 약 30% 이상의 α-테르핀올 및 약 15%의 이상의 β-테르핀올을 포함한다. 또 다른 실시예에서, 테레빈 액체의 배합물은 약 40-60%의 α-테르핀올, 약 30-40%의 β-테르핀올, 약 5-20%의 β-피넨 및 약 0-10%의 p-시멘을 포함한다. 또 다른 실시예에서, 테레빈 액체의 배합물은 약 50%의 α-테르핀올, 약 35%의 β-테르핀올, 약 10%의 β-피넨, 및 약 5%의 p-시멘을 포함한다. 대안적 실시예에서, 테레빈 액체의 배합물은 약 40-60%의 α-테르핀올, 약 30-40%의 α-피넨, 약 5-20%의 β-피넨, 및 약 0-10%의 p-시멘을 포함한다. 또 다른 실시예에서, 테레빈 액체의 배합물은 약 50%의 α-테르핀올, 약 35%의 α-피넨, 약 10%의 β-피넨, 및 약 5%의 p-시멘을 포함한다.
특정 실시예에서, 테레빈 액체 대 탄화수소 함유 재료의 비는 약 1:2 내지 6:1 중량비, 또는 약 1:2 내지 4:1 중량비이다. 또 다른 실시예에서 테레빈 액체 대 탄화수소 함유 재료의 비는 약 1:1 내지 3:1 중량비. 저장기 회수와 관련된 실시예에서, 비는 약 3:1 이상일 수 있으며, 저장기 회수와 관련된 다른 실시예에서 비는 약 4:1 이상일 수 있다. 저장기로부터의 추출을 위해, 탄화수소 함유 재료의 추정된 측정값을 결정하기 위해 공극 부피가 사용된다. 본 발명의 다른 일면에서, 타르 샌드 및 석탄 및 오일 셰일의 사용에서와 같이, 탄화수소 함유 재료의 부피는 더욱 직접적으로 추정될 수 있다.
특정 실시예에서, 탄화수소 함유 재료에 함유된 최소 유기물은 탄화수소 함유 재료의 약 1 중량% 이고, 다른 실시예에서는 약 10 중량% 이상이고, 추가의 실시예에서는 약 14 중량% 이상이다.
본원에 사용되는 바와 같이, 타르 샌드, 석탄, 오일 셰일, 천연 가스, 케로겐, 역청, 아스팔트는 약 1% 만큼 적은 양의 천연 탄화수소 함유 유기물을 함유할 수 있다. 기술된 방법 및 액체는 매우 소량 내지 매우 다량의 탄화수소를 함유하는 탄화수소 함유 재료 (즉, 약 1 중량% 만큼 적은 양의 탄화수소 재료를 포함하는 재료 내지 약 100 중량% 이하의 탄화수소 재료를 포함하는 재료)로부터의 탄화수소 함유 유기물을 100%까지 추출하도록 작동될 수 있다.
본 발명의 일 실시예에서, 탄화수소 함유 물질에 대해 선택된 액화, 용해 또는 추출 시약은 α-테르핀올을 포함할 수 있는 천연, 합성 또는 광물 테레빈이거나, α-테르핀올 자체일 수 있다.
특정 실시예에서, 화석 연료 또는 탄화수소 함유 유기물의 액화, 용해 및/또는 추출은 약 2℃ 내지 약 300℃의 온도에서 수행될 수 있다. 특정 실시예에서, 유기물 또는 재료는 약 300℃ 미만, 또는 약 60℃ 미만의 온도에서 테레빈 액체와 접촉된다. 다른 실시예에서, 액화, 용해 및/또는 추출 온도는 약 20℃ 내지 약 200℃일 수 있다. 화석 연료의 액화, 용해 및/또는 추출이 수행되는 압력은 대표적으로 약 1.0x104 파스칼 (0.1 atm) 내지 약 5.0x106 파스칼 (50.0 atm)일 수 있다. 특정 실시예에서, 공정은 5.0x104 파스칼 (0.5 atm) 내지 약 8.0x105 파스칼 (8.0 atm)의 압력에서 수행될 수 있다. 특정 다른 실시예에서, 하나 이상의 테레빈 액체 중의 침지 또는 이와의 접촉에 의해 액화, 용해 및/또는 추출시키려는 화석 연료 또는 탄화수소 함유 유기물은 상기 액화, 용해 및/또는 추출 시약 중 하나 이상을 함유하는 액화, 용해 또는 추출 용기 (하기에서는 또한 반응기 또는 접촉 용기로서 호환적으로 언급됨)의 내부 부분 내로 약 0.74 ㎜ 내지 약 10 ㎜의 크기를 갖는 화석 연료의 입자, 조각, 덩어리 또는 블록의 형태일 수 있다. 특정 실시예에서, 화석 연료의 입자, 조각, 덩어리 또는 블록의 크기는 약 0.149 ㎜ (100 메쉬) 내지 약 20 ㎜이다. 특정 실시예에서, 화석 연료의 입자, 조각, 덩어리 또는 블록은 시약(들)을 비등시킴으로써 입자, 조각, 덩어리 또는 블록을 통해 액체의 형태로 액화, 용해 및/또는 추출 시약(들)을 통과시킴으로써 교반된다. 특정 실시예에서, 액화, 용해 및/또는 추출의 지속기간은 약 1분 내지 약 90분이다. 화석 연료는 부분적으로 또는 완전히 액화, 용해 및/또는 추출될 수 있으며; 액화, 용해 및/또는 추출의 정도는 온도, 압력, 교반의 세기 및 작업 기간과 같은 작업 조건을 조절하고/거나 반응기 중에서 액화, 용해 또는 추출 시약(들)의 유형, 상대적 양 및 농도를 조절함으로써 조절될 수 있다.
본 발명의 한 일면의 기준은 약 500 g의 시약, α-테르핀올이 트레이에서 약 25 ㎜ 미만의 입자 직경을 갖는 석탄 (Pittsburgh seam in Washington County of Pennsylvania)의 약 250 g의 샘플에 첨가되는 경우에, 거의 직후에 시약의 색이 칠흑색이 되고, 수시간 후까지 유지된다. 이는 색 변화가 석탄 입자의 현탁액으로 인한 것이 아니라, 오히려, 석탄으로부터의 탄화수소 함유 유기물의 추출의 징후임을 나타내는 것이다. 후속적으로, α-테르핀올과 석탄 샘플의 상기 2:1 혼합물은 트레이로부터 뚜껑으로 덮고 치밀하게 밀폐시킨 병으로 옮겨지고, 약 25일 동안 약 20℃ 및 약 1.01x105 파스칼 (1 atm) 보다 약간 미만의 주변 조건 하에서 유지된다. 석탄 샘플의 전환율 (즉, 액화의 정도)는 여과시키고, 에탄올로 세척하고, 건조시키고 칭량함으로써 약 71 중량%인 것으로 결정되었다. 상기 71 중량%의 전환율은 석탄 샘플 중에 존재하는 거의 모든 가용성 역청 (유기물)에 상응하며, 이의 근사 분석값이 도착시 수분 2.00 중량%, 건조 애쉬 9.25 중량%, 건조 휘발성 물질 38.63 중량%, 및 건조 고정 탄소 50.12 중량%이다. 다양한 작업 조건 하에서 석탄 및 오일 셰일 및 타르 샌드에 의한 일련의 후속 실험은 피넨, 및 피넨의 알코올, 즉 테르핀올을 함유하는 천연 및/또는 합성 테레빈을 포함하는 시약의 부류가 임의의 촉매 또는 알칼리 금속의 도움의 필요 없이, 석탄, 오일 셰일, 타르 샌드, 중질 원유 및/또는 원유를 포함하는 케로겐 (유기물), 역청 (유기물) 및/또는 아스팔텐(유기물)을 액화, 용해 및/또는 추출하는 데에 매우 효과적임을 나타내었다. 석유로부터 유도되는 광물 테레빈을 제외한 이들 시약은 재생성 및 "생"이며, 즉, 테트랄린, 자일렌, 안트라센, 및 이들 시약과 다른 화합물의 다양한 용액 또는 혼합물과 같은 화석 연료에 대한 모든 다른 공지된 액화, 용해 및/또는 추출 시약과 비교하여 독성이 낮고, 비교적 싸다. 재생성이 아니더라도, 석유로부터 유도되는 광물 테레빈은 독성이 비교적 나고, 싸며, 재순환성이다. 또한, 상기 액화, 용해 및/또는 추출 시약은 현저한 속도로 공극을 통해 화석 연료의 입자, 조각, 블록 또는 덩어리 내로 관통하거나 확산되어, 이들 입자, 조각, 덩어리 또는 블록이 후속적으로 석탄, 오일 셰일, 타르 샌드, 원유 및 중질 원유와 같은 화석 연료의 액화, 용해 및/또는 추출에 관한 최근의 발명에 의해 요구되는 것보다 훨씬 완화된 조건, 예를 들어 주변 온도 및 압력 하에서도 종종 거의 완전히 액화성, 가용성 또는 추출성 분획을 방출하도록 하는 것으로 밝혀졌다.
본 발명의 일면은 석탄, 오일 셰일 및 타르 샌드와 같은 탄화수소 함유 재료로부터 화석 연료 또는 탄화수소 함유 유기물을 액화, 용해 및/또는 추출하는 방법을 제공하며, 여기에서 고체 또는 반고체 화석 연료의 일부는 추출 혼합물의 테레빈 액체와 접촉되며, 이는 알카리 금속, 촉매, 수소 (H2) 및/또는 일산화탄소 (CO)의 부재 하에 이루어질 수 있다. 수소 및 CO가 혼합제로서 유용할 수 있지만, 본 발명의 일 실시예는 수소 및 CO의 부재하에 공정 및 조성물을 포함한다.
특정 실시예에서, 테레빈 액체는, 천연 테레빈, 합성 테레빈, 광물 테레빈, 송유, α-피넨, β-피넨, α-테르핀올, β-테르핀올, γ-테르핀올, 이들의 중합체, 및 이들의 혼합물로부터 선택된다. 특정 다른 실시예에서, 테레빈 액체는 게라니올, 3-카렌, 디펜텐(p-멘타-l,8-디엔), 노폴, 피난, 2-피난 히드로과산화물, 테르핀 수화물, 2-피나놀, 디히드로미세놀, 이소보르네올, p-멘탄-8-올, α-테르피닐 아세테이트, 시트로넬롤, p-멘탄-8-일 아세테이트, 7-히드록시디히드로시트로넬랄, 멘톨 및 이들의 혼합물로부터 선택된다. 다른 실시예에서, 테레빈 액체는 아네톨, 캄펜; p-시멘, 아니스알데히드, 3,7-디메틸-1,6-옥타디엔, 이소보르닐 아세테이트, 오시멘, 알로오시멘, 알로오시멘 알코올, 2-메톡시-2,6-디메틸-7,8-에폭시옥탄, 캠퍼, 시트랄, 7-메톡시디히드로시트로넬랄, 10-캠퍼술폰산, 신트로넬랄, 멘톤 및 이들의 혼합물로부터 선택된다.
본 발명은 종래의 추출 시스템을 오염시키는 환경적, 경제적 및 실시적 단점을 방지한다. 지금까지, 다양한 계면활성제, 표면활성제, 알칼리성 또는 산성 용액, 염, 휘발성 유기 화합물 및 알코올을 포함하는 용매가 다양한 정도의 성공으로 사용되어 왔다. 그러나, 이들 공지된 용매 형성물은 각각 본 발명의 하나 이상의 실시예가 극복하는 특정 단점을 가질 수 있다. 일 실시예에서, 본 발명의 재생성 및 "생" 추출 액체는 천연적으로 유도되고, 실질적으로 계면활성제를 함유하지 않는다. 또 다른 실시예에서, 추출 액체는 계면활성제를 함유하지 않는다. 추가로, 천연 지질학적 형성물으로부터 탄화수소 함유 유기물을 추출하기 위한 본 발명의 추출 액체의 사용은 화석 연료에 대한 다른 공지된 액화, 용해 및/또는 추출 시약과 관련된 경제적 및 환경적 비용을 피한다.
특정 실시예에서, 본 발명의 일면은 테레빈 액체를 포함하는 실질적으로 계면활성제를 함유하지 않는 비수성 액체를 사용하여 탄화수소 함유 재료를 추출하는 방법을 제공한다. 비수성 용매는 환경 내로의 더 적은 누출, 탄화수소의 증가된 추출, 황화수소와 탄화수소 함유 재료 내에 포착된 다른 반응성 황화합물의 접촉 시의 황산 생성의 방지, 부식 억제, 점도 감소, 및 모세관 효과 제거의 장점을 갖는다.
한 일면에 따라, 석탄, 오일 셰일, 타르 샌드 및 중질 원유와 같은 고체 또는 반고체 화석 연료 또는 다른 탄화수소 함유 재료, 또는 예를 들어 오일 탱크 바닥물질, 오일 피트 또는 연못 슬러지. 음식 폐기물. 거름. 하수 슬러지 또는 도시 쓰레기는 테레빈 액체와의 접촉을 촉진시키는 임의의 크기로 제공될 수 있다. 화석 연료 또는 탄화수소 함유 재료는 입자, 조각, 덩어리, 또는 블록, 예를 들어, 석탄 또는 오일 셰일의 큰 단편 또는 조각으로서 제공될 수 있다. 본 발명의 특정 일면에 따라, 화석 연료 또는 탄화수소 함유 재료는 입자로서 제공된다. 본 발명의 특정 일면에 따라, 화석 연료 또는 탄화수소 함유 재료의 입자는 약 0.01 ㎜ 내지 약 100 ㎜의 평균 입자 크기를 갖는다. 특정 다른 실시예에서, 화석 연료의 입자는 약 4 ㎜ 내지 약 25㎜의 평균 입자 크기를 갖는다.
본 발명의 일면에 따라, 제 2 액체가 테레빈 액체에 첨가될 수 있다. 본 발명의 특정 일면에 따라, 제 2 액체는 저급 지방족 알코올, 알칸, 방향족 화합물, 지방족 아민, 방향족 아민, 이황화탄소 및 이들의 혼합물로부터 선택될 수 있다. 대표적 혼합물은 데칸트 오일, 접촉분해경유 및 나프타와 같은 석유 정제에서 제조된 용매, 또는 선탄의 건조 증류 및 액화 선탄의 분별에서 제조된 용매를 포함한다.
본원에 사용되는 바와 같이, 저급 지방족 알코올은 2 내지 12개의 탄소원자의 일차, 이차 및 삼차 일가 및 다가 알코올을 의미한다. 본원에 사용되는 바와 같이, 알칸은 5 내지 22개의 탄소원자의 직쇄 및 측쇄 알칸을 의미한다. 본원에 사용되는 바와 같이, 방향족 화합물은 단일고리, 헤테로고리 및 다중고리 화합물을 의미한다. 본원에 사용되는 바와 같이, 지방족 아민은 1 내지 15개의 탄소원자의 알킬 치환기를 갖는 일차, 이차 및 삼차 아민을 의미한다. 특정 실시예에서는, 벤젠, 나프탈렌, 톨루엔 또는 이들의 조합물이 사용된다. 또 다른 실시예에서는, 상기 기재된 저급 지방족 알코올이 사용될 수 있다. 일 실시예에서, 용매는 용매를 액체 형태로 유지시키도록 작용하는 온도 및 압력에서, 에탄올, 프로판올, 이소프로판올, 부탄올, 펜탄, 헵탄, 헥산, 벤젠, 톨루엔, 자일렌, 나프탈렌, 안트라센, 테트랄린, 트리에틸아민, 아닐린, 이황화탄소 및 이들의 혼합물로부터 선택된다.
특정 실시예에서, 상기 유체 중에 함유된 테레빈 액체 대 임의의 다른 테레빈-혼화성 용매의 비는 약 1:1 이상, 특정 실시예에서 약 9:4 이상이다. 특정 실시예에서, 비는 약 3:1 이상이다. 또 다른 실시예에서, 비는 약 4:1 이상이다.
본 발명의 일면에 따라, 화석 연료 및 테레빈 액체는 약 2℃ 내지 약 300℃의 온도에서 접촉된다. 특정 실시예에서, 화석 연료는 약 200℃ 미만의 온도에서 테레빈 액체에 의해 접촉된다.
본 발명의 추가의 일면에 따라, 화석 연료 및 테레빈 액체는 약 1.0x104 파스칼 (0.1 atm) 내지 약 5.0x106 파스칼 (50 atm)의 압력에서 접촉된다. 한 일면에 따라, 방법은 약 0.5 내지 약 8 atm의 압력에서 수행된다.
본 발명의 일면에 따라, 방법은 추가로, 고체 또는 반고체 화석 연료를 테레빈 액체와 접촉시키는 추출 용기를 제공하는 것을 포함한다. 한 일면에 따라, 반응기 또는 추출기 용기 내에 함유된 화석 연료 및 테레빈 액체를 혼합시키고 교반시키는 교반 수단이 제공될 수 있다.
본 발명의 일면에 따라, 화석 연료 및 테레빈 액체는 오수 탱크, 파이프라인 또는 다른 적절한 용기에서 인큐베이팅되어 이들의 접촉 시간을 연장시킨다. 추가의 일면에 따라, 액화, 용해 및/또는 추출의 정도는 고체 또는 반고체 화석 연료가 테레빈 액체와 접촉하는 시간 및/또는 화석 연료와 테레빈 액체의 혼합물의 온도에 의해 조절된다.
본 발명의 일면에 따라, 화석 연료는 테레빈 액체 및 교반제로서 비등수를 포함하는 이종 액체와 접촉된다. 비등수의 버블링 작용은 교반을 유발하여, 화석 연료와 테레빈 액체의 접촉 표면을 증가시킨다. 따라서, 결과적으로, 더 고도의 추출이 관찰된다. 추출 후에, 탄화수소 함유 테레빈 액체는 예를 들어 침강 탱크, 경사분리기 또는 종래에 공지된 다른 분리 수단에서 액체 밀도의 차를 사용하여 물로부터 분리될 수 있다.
특정 실시예에서, 테레빈 유체 대 물의 비는 테레빈 액체 함유 유체 중의 추출된 유기물의 분리를 어렵게 하는 슬러리 생성을 방지하기 위해 약 1:1 부피비 이상이다.
본 발명의 일면에 따라, 화석 연료는 약 300℃를 초과하는 열에너지, 50 atm을 초과하는 압력, 마이크로파 에너지, 초음파 에너지, 이온화 복사 에너지, 기계적 전단력 및 이들의 혼합으로부터 선택되는 에너지 인푸의 존재하에 테레빈 액체에 의해 접촉된다.
본 발명의 일면에 따라, 액화 또는 용해 촉매가 화석 연료와 테레빈 액체의 혼합물에 첨가된다.
본 발명의 일면에 따라, 반응 또는 용해 혼합물은 수소, 일산화탄소, 물, 금속 산화물, 금속 및 이들의 혼합물로부터 선택된 화합물의 첨가에 의해 보충된다.
본 발명의 일면에 따라, 미생물이 반응 또는 용해 혼합물 중에 포함된다. 화석 연료 및 다른 탄화수소 함유 재료의 탄화수소에서 선택 화학 결합, 예를 들어, 황 교차결합 및 산소 교차결합은 뜨거운 유황천으로부터 유도되는 천연 단리물로부터 선택되는 바실러스형 호열성 및 화학적자가영양성 미생물에 의한 생물처리에 의해 파괴된다. 이들 선택 화학 결합의 파괴는 화석 연료 및 다른 탄화수소 함유 재료 중의 탄화수소의 용해를 촉진시킨다.
본 발명의 일 실시예에 따라, 점성 액체, 액체 또는 가스상 화석 연료 재료를 포함하는 탄화수소 함유 재료로부터 탄화수소 함유 유기물을 추출하기 위한 방법이 제공된다. 방법은 테레빈 액체를 포함하는 제 1 액체를 제공한다. 테레빈 액체는 상기 화석 연료 재료를 함유하는 지하 형성물에서 현장에서 탄화수소 함유 재료와 접촉되어, 추출 혼합물을 생성시켜 탄화수소 함유 유기물을 상기 테레빈 액체 내로 추출시키고 추출 액체를 생성시킨다. 추출 액체는 상기 형성물로부터 제거되며, 추출 액체는 추출된 탄화수소 함유 유기물을 함유하는 테레빈 액체를 포함한다. 추출된 탄화수소 함유 유기물은 추출되지 않은 잔류 물질로부터 분리된다. 방법은 추가로, 상기 추출된 탄화수소 함유 유기 재료를 테레빈 액체로부터 분리하는 것을 포함한다. 점성 액체, 액체 또는 가스상 화석 연료 재료는 중질 원유, 원유, 천연 가스 또는 이들의 조합물일 수 있다. 지하 형성물은 예를 들어 원유 저장기 또는 천연 가스 저장기일 수 있다.
본 발명은 지하 형성물에서 화석 연료를 액화 및/또는 용해시키고 생성된 액체 생성물을 이러한 형성물로부터 추출하기 위해 현장에서 쉽게 사용될 수 있다.
본 발명의 대표적 추출 시약은 석탄, 오일 셰일 및 타르 샌드 중의 역청, 케로겐 및/또는 타르를 포함하는 역청질 유기물과의 매우 강한 물리화학적인 친화성을 가질 수 있는 유체, 예를 들어 액체일 수 있다. 본 발명의 추출 시약 및 주로 탄화수소를 포함하는 역청질 유기물이 서로 직접 접촉하는 경우, 유기물은 본 발명의 추출 시약 내로 추출되어, 유기물을 액화시킨다. 접촉 시에, 탄화수소 및 본 발명의 추출 시약은 균일 용액, 즉 1-상 액체를 빠르게 생성시킨다.
현장 조건 하에 오일 저장기로부터의 오일 회수를 향상시키기 위한 본 발명의 추출 시약과 역청 물질 사이의 물리화학적 친화성의 장점을 취할 수 있다. 지금 짜리 적용된 종래의 현장 회수 기술은 주로 이른바 정면 치환 공법으로 재분류된다. 상기 공정은 다공성 매체에서 다상 유체 흐름의 특징에 의해 엄격히 조절된다. 이는 "우수한" 저점도 오일 저장기에 대해서도 형성물로부터 회수되지 않은 원래의 오일의 약 40%를 종종 초과하는 큰 부분을 남기려는 경향이 있다. 본 발명의 추출 시약은 현자 조건 하에서 우세한 종래의 다상 흐름 기술의 복잡한 작용을 극복함으로써 오일 회수를 향상시킨다.
본 발명은 탄화수소 함유 재료를 탄화수소 함유 재료의 점도를 감소시키는 테레빈 액체와 접촉시킴으로써 점성 또는 부동성 탄화수소 함유 재료의 유동성 및 추출을 증가시키는 개선된 방법을 제공한다. 흐름은 또한 수용액과 관련된 모세관 효과의 제거로 인한 테레빈 액체의 비수성 성질에 의해 향상된다. 접촉은 현장에서 또는 현장외에서 수행될 수 있다.
본 발명은 테레빈 액체의 매우 강한 물리화학적 친화성의 장점을 취한다.
본 발명의 한 가지 방법은 본 발명의 추출 시약을 주입정을 통해 오일 또는 천연 가스 저장기 내로 주입한다.
오일은 2가지가 오일 저장기 내에서 접촉하게 되는 경우에 본 발명의 추출 시약 내로 추출되어, 균일 용액, 즉, 1-상 액체를 수득한다. 본 발명의 추출 시약은 이것이 주입정으로부터 지하 형성물과 유체 연통하고 있는 생산정으로 이동함에 따라 오일을 단순히 배치시키지 않는다. 오히려, 사전에 포착된 오일의 본 발명의 추출 시약으로의 추출은 추출 시약이 오일에 의해 균일을 생성하는 데에 있어서 완전히 배출될 때까지 계속된다. 그 후에, 추출된 탄화수소를 포함하는 상기 균일 용액은 1-상 액체로서 저장기의 공극을 통해 단순히 흘러서 궁극적으로 생산정에 도달한다.
다음 예는 본 발명의 오일 회수를 위한 현장 방법의 3가지 특정 실시예를 예시하는 것이다.
제 1 현장 실시예에서, 약 3 내지 7 공극 부피의 본 발명의 추출 시약이 저장기에서 원래의 오일의 약 51%를 생성하면서 잔류 오일 포화로 사전에 수공된 오일 저장기 내로 주입된다. 추출 시약의 후속 주입은 예기치 않게 저장기에서 원래의 오일의 추가의 약 41%를 생성시킬 수 있다. 방법의 상기 실시예는 아래 예 22에 기술된 바와 같이 실험적으로 입증된다.
제 2 현장 실시예에서는, 약 2 내지 5 공극 부피의 본 발명의 추출 시약이 오일 저장기 내로 주입된다. 초기에, 추출 시약의 주입은 단지 오일이 0.3 내지 0.75 공극 부피의 본 발명의 추출 시약이 주입될 때까지 생성되도록 하고; 그 후에, 오일을 추출시킨 본 발명의 추출 시약이 생성된다. 존재하는 오일의 대부분은 시약의 약 1.5 내지 3.5 총 공극 부피를 주입할 때에 회수될 수 있다. 방법은 예기치 않게 저장기 중의 원래의 오일의 약 90%를 회수한다. 방법의 상기 실시예는 또한 아래 예 22에 기술된 바와 같이 실험적으로 입증된다.
제 3 현장 실시예에서는, 본 발명의 추출 시약이 매우 점성인 오일을 함유하는 오일 저장기, 베네주엘라의 "Orinoco Oil Belt"의 저장기로부터의 오일 회수를 개선시키기 위해 주입된다. 종래의 회수 방법에 의한 초중질 오일에 대한 회수 팩터는 낮으며, 대표적으로 이러한 저장기 중의 원래의 오일의 약 10% 내지 약 15%이다. 본 발명의 테레빈 액체 추출 시약의 주입에 의한 이들 저장기로부터의 회수 효율의 예기치 않은 증가는 생성 및 주입정 둘 모두에 대한 수평정, 및 이들 정(well)의 주기적 스팀 소킹을 조정함으로써 추가로 향상될 수 있다.
큰 가스 저장기로부터의 천연 가스의 궁극적 회수는 저장기 내로의 본 발명의 추출 시약의 주입에 의해 증가될 수 있다. 이러한 저장기로부터의 가스 생성은 종종 가스전, 예를 들어 네덜란드의 "Groeningen" 필드의 표면 상의 위험한 대규모 침강을 발생시킨다. 그 장체로, 저장기 압력이 물 주입에 의해 유지되는 것이 자주 필요하다. 저장기 내로 주입된 물은 저투과성으로 저장기를 통한 물 및 가스의 2-상 흐름으로 인해 고압체서 현장 가스의 약 30% 이하를 포착할 수 있다. 그러나, 본 발명의 추출 시약의 주입에 대해, 저장기 중의 포착된 가스는 생산정에 대한 시약 및 흐름 내로 추출된다. 표면에서 시약 및 가스를 분리시킴으로써, 가스는 회수되고, 시약은 재사용을 위해 재순환된다.
본 발명의 추출 방법은 오일 생성, 예를 들어, CO2 또는 천연 가스 주입 및 계면활성제 첨가를 촉진시키기 위한 공지된 방법 중 하나 이상의 수행된 후에 실행될 수 있다.
본 발명의 또 다른 일면 및 장점은 상기 설명으로부터 당업자들에 의해 쉽게 명확핼 것이며, 본 발명의 특정 실시예는 본 발명을 수행하는 것으로 고려되는 최선의 방식의 설명에 의해 입증되고 단순히 설명된다. 인지될 바와 같이, 본 발명은 다른 및 상이한 실시예일 수 있으며, 이의 수가지 상세는 발명으로부터 벗어남이 없이 다양한 명백한 관점에서 변형될 수 있다. 따라서, 설명은 자연적으로 그리고 비제한적으로 예시로서 간주되어야 한다.
본 발명을 수행하기 위한 예시적인 실시예
석탄
특정 실시예에서, 무연탄 또는 역청탄은 약 0.841 ㎜ (20 메쉬)로부터 약 0.149 ㎜ (100 메쉬)의 크기로 분쇄되고, 후속적으로 약 1.0xlO5 파스칼 (l atm) 내지 약 2.0xlO5 파스칼 (2.0 atm)의 압력 하에 테레빈 액체에 침지시킴으로써 용해 및/또는 추출, 즉 액화될 수 있다. 특정 다른 실시예에서, 테레빈 액체는 약 50-70 부피%의 α-테르핀올, 약 20-40 부피%의 β-테르핀올 및 약 10 부피%의 다른 성분을 포함하는 천연, 합성 또는 광물 테레빈일 수 있다. 본원에 규정된 바와 같이, 용어 "다른 성분"은 천연 테레빈, 합성 테레빈, 광물 테레빈, 송유, α-피넨, β-피넨, α-테르핀올, β-테르핀올, γ-테르핀올, 테르펜 수지, α-테르펜, β-테르펜, γ-테르펜 및 이들의 혼합물을 포함할 수 있다. 다른 실시예에서, 테레빈 액체는 게라니올, 3-카렌, 디펜텐(p-멘타-I,8-디엔), 노폴, 피난, 2-피난 히드로과산화물, 테르핀 수화물, 2-피나놀, 디히드로미세놀, 이소보르네올, p-멘탄-8-올, α-테르피닐 아세테이트, 시트로넬롤, p-멘탄-8-일 아세테이트, 7-히드록시디히드로시트로넬랄, 멘톨 및 이들의 혼합물로 구성된 군으로부터 선택되는 하나 이상의 화합물을 포함할 수 있다. 또 다른 실시예에서, 테레빈 액체는 아네톨, 캄펜, p-시멘, 아니스알데히드, 3,7-디메틸-1,6-옥타디엔, 이소보르닐 아세테이트, 오시멘, 알로오시멘, 알로오시멘 알코올, 2-메톡시-2,6-디메틸-7,8-에폭시옥탄, 캠퍼, 시트랄, 7-메톡시디히드로시트로넬랄, 10-캠퍼술폰산, 신트로넬랄, 멘톤, 및/또는 이들의 혼합물. 특정 실시예에서, 분쇄된 무연탄 또는 역청탄의 층은 80℃ 내지 약 130℃, 또는 가능하게는 상기 테레빈 액체의 비점 이하의 온도에서 상기 테레빈 액체를 통과시킴으로써 교반될 수 있다. 특정 다른 실시예에서, 용해 및/또는 추출, 즉, 액화의 지속기간은 약 10분 내지 약 40분일 수 있다. 특정 실시예에서, 석탄으로부터 탄화수소 함유 유기물의 추출을 위한 접촉 시간은 약 5분 미만이다.
일부 실시예에서, 아탄, 갈탄, 또는 임의의 다른 저급 석탄은 약 0.419 ㎜ (40 메쉬)로부터의 약 0.074 ㎜ (200 메쉬)의 크기로 분쇄되고, 및 후속적으로 약 1.0xl05 파스칼 (l atm) 내지 약 2.0xl05 파스칼 (2.0 atm)의 압력 하에 테레빈 액체를 침지시킴으로써 용해 및/또는 추출, 즉 액화될 수 있다. 특정 다른 실시예에서, 테레빈 액체는 약 70-90 부피%의 α-테르핀올, 약 5-25 부피%의 β-테르핀올 및 약 5 부피%의 다른 성분을 포함하는 천연, 합성 또는 광물 테레빈일 수 있다. 다른 실시예에서, 분쇄된 아탄, 갈탄, 또는 임의의 다른 저급 석탄의 층은 약 80℃ 내지 약 130℃, 또는 가능하게는 상기 테레빈 액체의 비점 이하의 온도에서 상기 테레빈 액체를 통과시킴으로써 교반될 수 있다. 특정 다른 실시예에서, 용해 및/또는 추출, 즉, 액화는 약 20분 내지 약 60분 내에 수행될 수 있다. 특정 실시예에서, 석탄으로부터의 탄화수소 함유 유기물의 추출을 위한 접촉 시간은 약 5분 미만이다.
오일 셰일
특정 실시예에서, 오일 셰일은 약 0.419 ㎜ (40 메쉬)로부터 0.074 ㎜ (200 메쉬)의 크기로 분쇄되고, 후속적으로 약 1.Ox105 파스칼 (1 atm) 내지 약 2.0xl05 파스칼 (2.0 atm)의 압력 하에 테레빈 액체에 침지시킴으로써 용해 및/또는 추출, 즉 액화될 수 있다. 다른 실시예에서, 테레빈 액체는 약 70-90 부피%의 α-테르핀올, 약 5-25 부피%의 β-테르핀올 및 약 5 부피%의 다른 성분을 포함하는 천연, 합성 또는 광물 테레빈일 수 있다. 특정 다른 실시예에서, 분쇄된 오일 셰일의 층은 약 80℃ 내지 약 130℃, 또는 가능하게는 상기 테레빈 액체의 비점 이하의 온도에서 상기 테레빈 액체를 통과시킴으로써 교반될 수 있다. 다른 실시예에서, 용해 및/또는 추출, 즉, 액화는 약 30분 내지 약 60분 내에 수행될 수 있다. 특정 실시예에서, 오일 셰일로부터의 탄화수소 함유 유기물의 추출을 위한 접촉 시간은 약 5분 미만이다.
타르 샌드
특정 실시예에서, 타르 샌드는 약 25.4 ㎜ (1 메쉬)로부터 4.76 ㎜ (4 메쉬)의 크기로 분쇄되고, 및 후속적으로 약 1.0x1.05 파스칼 (1 atm) 내지 약 2.0x105 파스칼 (2.0 atm)의 압력 하에 테레빈 액체에 침지시킴으로써 용해 및/또는 추출, 즉 액화될 수 있다. 다른 실시예에서, 테레빈 액체는 약 40-60 부피%의 α-테르핀올, 약 30-50 부피%의 β-테르핀올, 약 5 부피%의 α 및/또는 β-피넨 및 약 5 부피%의 다른 성분을 포함하는 천연, 합성 또는 광물일 수 있다. 또 다른 실시예에서, 분쇄된 오일 셰일의 층은 약 60℃ 내지 약 90℃, 또는 가능하게는 상기 테레빈 액체의 비점 이하의 온도에서 상기 테레빈 액체를 통과시킴으로써 교반될 수 있다. 다른 실시예에서, 용해 및/또는 추출, 즉, 액화는 약 10분 내지 약 30분 내에 수행될 수 있다. 특정 실시예에서, 타르 샌드로부터의 탄화수소 함유 유기물의 추출을 위한 접촉 시간은 약 5분 미만이다.
원유
특정 실시예에서, 경질 및 중질(medium) 원유는 현장에서 생성될 수 있으며, 즉 약 1 내지 5 공극 부피의 테레빈 액체를 주입시킴으로써 일차, 이차 또는 삼차 회수를 위해 지하 저장기로부터 제거될 수 있다. 다른 실시예에서는, 약 2 내지 4 공극 부피의 테레빈 액체가 주입될 수 있다. 특정 실시예에서, 테레빈 액체는 약 40-70 부피%의 α-테르핀올, 약 30-40 부피%의 β-테르핀올, 약 10 부피%의 α 및/또는 β-피넨 및 약 10 부피%의 다른 성분을 포함하는 천연, 합성 또는 광물 테레빈일 수 있다. 특정 실시예에서, 테레빈 액체의 주입 후에, 약 1 내지 약 3 공극 부피의 물에 의한 수공법이 수행된다.
특정 실시예에서, 중질 및 초중질 원유는 현장에서 생성될 수 있으며, 즉 약 1 내지 5 공극 부피의 테레빈 액체를 주입시킴으로써 일차, 이차 또는 삼차 회수를 위해 지하 저장기로부터 제거될 수 있다. 다른 실시예에서는, 약 2 내지 4 공극 부피의 테레빈 액체가 주입될 수 있다. 특정 실시예에서, 테레빈 액체는 약 50-70 부피%의 α-테르핀올, 약 20-35 부피%의 β-테르핀올, 약 10 부피%의 α 및/또는 β-피넨 및 약 5 부피%의 다른 성분을 포함하는 천연, 합성 또는 광물 테레빈일 수 있다. 다른 실시예에서, 방법은 탄화수소 추출 액체의 주입 전, 도중 또는 후에 스트림 주입과 함께 사용될 수 있다.
도 1과 관련하여, 타르 샌드로부터 탄화수소 함유 유기물을 회수하기 위한 장치가 제공된다. 장치(100)은 테레빈 액체를 접촉 용기 또는 추출 용기(110)에 공급하기 위해 임의적으로 펌프(104)에 결합될 수 있는 테레빈 액체 공급원(102)를 포함한다. 특정 실시예에서, 테레빈 액체 공급원은 테레빈 액체를 가열하기 위한 수단을 포함할 수 있다. 특정 실시예에서, 접촉 용기는 경사진 회전 필터 또는 트로멜일 수 있다. 타르 샌드 샘플(106)이 접촉 용기(110)의 입구에 타르 샌드를 공급하기 위한 컨베이어(108) 또는 유사 공급 장치에 제공된다. 임의적으로, 컨베이어(108)은 필터 스크린 또는 유사 분리 장치를 포함하여 큰 입자가 공정 내로 도입되는 것을 방지할 수 있다. 접촉 용기(110)은 테레빈 액체를 도입시키고 타르 샌드와 접촉시키기 위한 하나 이상의 입구를 포함한다. 접촉 용기(110)은 특정 시간 동안 접촉 용기 중에 타르 샌드를 유지시키고, 타르 샌드 입자와 테레빈 액체의 접촉을 증가시키거나 조절하도록 설계된 복수의 트레이 또는 핀을 포함할 수 있다. 특정 실시예에서, 접촉 용기는 경사진 회전 필터일 수 있다. 타르 샌드로부터 추출된 추출 액체 및 탄화수소 함유 유기물을 포함하는 추출 혼합물은 추출된 탄화수소 함유 유기물을 포함하는 추출 혼합물을 갖는 고체의 제거를 방지하기 위한 필터(118)을 포함할 수 있는 출구(116)을 통해 접촉 용기(110)으로부터 제거된다. 펌프(120)이 출구(116)에 결합되어 오수 탱크(122)에 추출 혼합물을 공급하는 것을 보조할 수 있다. 라인(124)가 추가의 공정을 위해 추출 혼합물을 공급하기 위해 오수 탱크(112)에 결합될 수 있다. 탄화수소 함유 유기물의 추출 후에, 테레빈 액체에 용해되지 않은 무기 고체 및 다른 재료는 제 2 컨베이어(126)을 통해 접촉 용기로부터 제거될 수 있다. 장치(100)을 사용하여 타르 샌드로부터의 탄화수소의 회수를 위해 작용하는 테레빈 액체는 α-테르핀올 및 β-테르핀올을 포함하는 액체를 포함할 수 있지만, 이들로 제한되지는 않는다.
도 2와 관련하여, 회수 가능한 탄화수소 재료를 포함하는 오일 셰일 및 다른 퇴적암 형성물로부터 탄화수소 함유 유기물을 회수하기 위한 장치(200)이 제공된다. 오일 셰일 샘플(202)이 연삭기 또는 분쇄기(204)에 공급되어 오일 셰일의 크기를 감소시킨다. 일 실시예에서, 연삭기 또는 분쇄기(204)는 오일 셰일을 약 0.074 내지 0.42 ㎜ 직경으로 감소시킨다. 분쇄된 오일 셰일은 임의적으로 필터에 공급되어 균일하고/거나 규칙적인 입자 크기를 보장한다. 제 1 컨베이어(206)은 입자를 연삭기 또는 분쇄기(204)로부터 접촉 용기(208)로 제공한다. 접촉 용기(208)는 임의적으로 펌프에 결합되고, 테레빈 액체를 접촉 용기(208)에 결합된 하나 이상의 입구(212)로 공급하는 테레빈 액체 공급원(210)에 결합된다. 특정 실시예에서, 테레빈 액체 공급원은 테레빈 액체를 가열하기 위한 수단을 포함할 수 있다. 접촉 용기(208)은 특정 시간 동안 접촉 용기 내에 타르 샌드를 유지시키고, 타르 샌드 입자와 테레빈 액체 사이의 접촉을 증가시키거나 조절하도록 설계된 복수의 트레이 또는 핀(214)를 포함할 수 있다. 특정 실시예에서, 접촉 용기는 경사진 회전 필터 또는 트로멜일 수 있다. 테레빈 액체 및 오일 셰일로부터의 회수된 탄화수소 함유 유기물을 포함하는 추출 혼합물 스트림은 출구(216)을 통해 수집되고 오수 탱크(220)에 공급된다. 펌프(218)이 임의적으로 출구(216)에 결합되어 오수 탱크(220)에 추출 혼합물을 공급하는 것을 보조할 수 있다. 추출 혼합물 스트림은 추가의 공정을 위해 추출 혼합물 스트림을 공급하기 위한 라인(222)에 결합될 수 있다. 제 2 컨베이어(224)는 접촉 용기(208)로부터의 무기 또는 불용성 물질의 물질의 제거를 보조한다. 장치(200)을 사용하여 오일 셰일로부터의 탄화수소의 회수를 위해 작용하는 테레빈 액체는 α-테르핀올 및 β-테르핀올을 포함할 수 있다.
이제, 도 3과 관련하여, 석탄으로부터 탄화수소 함유 유기물의 회수를 위한 장치(300)이 제공된다. 석탄 샘플(302)가 연삭기 또는 분쇄기(304)에 공급되어 석탄의 크기를 감소시킨다. 일 실시예에서, 연삭기 또는 분쇄기(304)는 석탄 샘플의 질에 의존하여, 석탄을 약 0.01 내지 1 ㎜ 직경으로 감소시킨다. 특정 실시예에서, 연삭기 또는 분쇄기(304)는 습식 분쇄기일 수 있다. 분쇄된 석탄은 임의적으로 필터에 공급되어 균일하고/거나 규칙적인 입자 크기를 보장할 수 있다. 분쇄된 석탄은 제 1 접촉 용기(306)에 공급된다. 제 1 접촉 용기(306)은 또한, 임의적으로 펌프(310)에 결합되고, 테레빈 액체를 제 1 접촉 용기(306)에 공급하는 테레빈 액체 공급원(308)에 결합된다. 특정 실시예에서, 테레빈 액체 공급원은 테레빈 액체를 가열하기 위한 수단을 포함할 수 있다. 제 1 접촉 용기(306)은 고체 석탄 입자 및 테레빈 액체를 교반시키고 이들 사이의 접촉을 개선시키거나 조절하도록 설계된 혼합 수단(312)를 포함한다. 테레빈 액체 및 오일 셰일로부터의 회수된 탄화수소 함유 유기물을 포함하는 추출 혼합물 스트림은 제 1 접촉 용기 출구(313)을 통해 수집되고 제 2 접촉 용기(316)으로 공급된다. 펌프(314)가 임의적으로 출구(313)에 결합되어, 제 2 접촉 용기(316)으로의 추출 혼합물 스트림의 공급을 보조한다. 제 2 접촉 용기(316)은 고체 및 테레빈 액체의 분리를 증가시키거나 조절하도록 설계된 일련의 트레이 또는 핀(318)을 포함할 수 있다. 임의적으로, 제 2 접촉 용기(316)은 경사진 회전 필터 또는 트로멜일 수 있다. 추출 혼합물 스트림은 임의적으로 펌프(322)에 결합될 수 있는 제 2 접촉 용기 출구(320)로부 수집되어, 오수 탱크(324)로의 추출 혼합물 스트림의 공급을 보조할 수 있다. 오수 탱크(324) 내에 존재하는 액체 석탄 및 임의의 테레빈 액체는 라인(326)을 통해 액체 석탄 정제 또는 다른 공정에 공급될 수 있다. 컨베이어(328)이 공정의 부생물로서 고체의 제거 및 회수를 위해 제 2 접촉 용기(316)에 결합될 수 있다. 장치(300)을 사용하여 석탄으로부터 탄화수소를 회수하도록 작용하는 테레빈 액체는 α-테르핀올 및 β-테르핀올을 포함할 수 있지만, 이들로 제한되지는 않는다. 장치(300)은 또한 고급 및 저급 오일 셰일을 처리하기 위해 사용될 수 있다.
이제, 도 4를 참조하면, 탄화수소 함유 지하 형성물로부터 탄화수소 함유 유기물의 향상된 회수를 위한 공정(400)이 제공된다. 탄화수소 함유 저장기(404)가 표면(402) 아래에 위치하는 것으로 도시되어 있다. 생산기 정(producer well)(406)은 이미 작동 중에 있다. 주입정(408)이 라인(410)을 통한 테레빈 액체의 주입을 위해 제공된다. 테레빈 액체는 저장기 내에 존재하는 탄화수소 함유 유기물의 액화, 용해 및/또는 추출을 촉진시킬 뿐만 아니라, 형성물 중의 탄화수소 함유 유기물을 생산기 정 쪽으로 밀기 위한 구동력을 제공한다. 주입된 테레빈 액체를 포함하는 탄화수소 생성물 스트림은 라인(412)를 통해 수집된다. 장치(400)을 사용하여 탄화수소 함유 지하 형성물로부터 탄화수소의 회수를 위해 작용하는 테레빈 액체는 α-테르핀올 및 β-테르핀올를 포함할 수 있지만 이들로 제한되지는 않는다.
특정 실시예에서, 약 30 부피% 이상의 천연 테레빈, 합성 테레빈, 광물 테레빈, 송유, α-피넨, β-피넨, α-테르핀올, β-테르핀올, γ-테르핀올, 테르펜 수지, α-테르펜 , β-테르펜, γ-테르펜 또는 이들의 혼합물을 포함하는, 오일정으로부터의 생성을 증가시키기 위한 테레빈 액체가 제공된다. 다른 실시예에서, 테레빈 액체는 약 30 부피% 이상의 게라니올, 3-카렌, 디펜텐(p-멘타-l,8-디엔), 노폴, 피난, 2-피난 히드로과산화물, 테르핀 수화물, 2-피나놀, 디히드로미세놀, 이소보르네올, p-멘탄-8-올, α-테르피닐 아세테이트, 시트로넬롤, p-멘탄-8-일 아세테이트, 히드록시디히드로시트로넬랄, 멘톨 또는 이들의 혼합물을 포함한다. 또 다른 실시예에서, 테레빈 액체는 약 30 부피% 이상의 아네톨, 캄펜, p-시멘, 아니스알데히드, 3,7-디메틸-1,6-옥타디엔, 이소보르닐 아세테이트, 오시멘, 알로오시멘, 알로오시멘 알코올, 2-메톡시-2,6-디메틸-7,8-에폭시옥탄, 캠퍼, 시트랄, 7-메톡시디히드로시트로넬랄, 10-캠퍼술폰산, 신트로넬랄, 멘톤 또는 이들의 혼합물을 포함한다.
특정 실시예에서, 테레빈 액체는 약 40 부피% 이상의 α-테르핀올을 포함한다. 다른 실시예에서, 테레빈 액체는 약 25 부피% 이상의 β-테르핀올을 포함한다. 또 다른 실시예에서, 테레빈 액체는 약 40 부피% 이상의 α-테르핀올 및 약 25 부피% 이상의 β-테르핀올을 포함한다. 다른 실시예에서, 테레빈 액체는 약 50% 이상의 α-테르핀올, 및 특정 실시예에서 또한 β-테르핀올을 포함한다. 특정 실시예에서, 테레빈 액체는 약 20 부피% 이상의 β-테르핀올을 포함한다. 특정 실시예에서, 테레빈 액체는 약 50 내지 70 부피%의의 α-테르핀올 및 약 10 내지 40 부피%의 β-테르핀올을 포함한다.
또 다른 일면에서, 테레빈 액체를 주입정을 통해 저장기 내로 주입시켜 탄화수소 함유 재료의 생성을 자극하는 것을 포함하는, 향상된 회수 작업을 일으키는 지하 탄화수소 함유 저장기로부터의 생성을 증가시키는 방법이 제공된다. 테레빈 액체는 천연 테레빈, 합성 테레빈, 광물 테레빈, 송유, α-피넨, β-피넨, α-테르핀올, β-테르핀올, γ-테르핀올, 테르펜 수지, α-테르펜, β-테르펜, γ-테르펜 및 이들의 혼합물로부터 선택되는 하나 이상의 화합물을 포함할 수 있다. 다른 실시예에서, 테레빈 액체는 게라니올, 3-카렌, 디펜텐(p-멘타-l,8-디엔), 노폴, 피난, 2-피난 히드로과산화물, 테르핀 수화물, 2-피나놀, 디히드로미세놀, 이소보르네올, p-멘탄-8-올, α-테르피닐 아세테이트, 시트로넬롤, p-멘탄-8-일 아세테이트, 7-히드록시디히드로시트로넬랄, 멘톨 및 이들의 혼합물로부터 선택되는 하나 이상의 화합물을 포함할 수 있다. 또 다른 실시예에서, 테레빈 액체는 아네톨, 캄펜; p-시멘, 아니스알데히드, 3,7-디메틸-1,6-옥타디엔, 이소보르닐 아세테이트, 오시멘, 알로오시멘, 알로오시멘 알코올, 2-메톡시-2,6-디메틸-7,8-에폭시옥탄, 캠퍼, 시트랄, 7-톡시디히드로시트로넬랄, 10-캠퍼술폰산, 신트로넬랄, 멘톤 및 이들의 혼합물로부터 선택되는 하나 이상의 화합물을 포함할 수 있다. 테레빈 액체 및 회수된 탄화수소를 포함하는 탄화수소 함유 유기물 생성 스트림은 탄화수소 함유 저장기와 관련된 생산기 정으로부터 회수된다. 탄화수소 함유 유기물 생성 스트림은 재순환을 위해 회수된 탄화수소 스트림과 테레빈 액체로 분리될 수 있다. 특정 실시예에서, 방법은 추가로 테레빈 액체 재순환 스트림을 주입정 안으로 주입시키는 단계를 포함할 수 있다.
또 다른 일면에서, 탄화수소를 함유하는 석탄이 풍부한 지하 형성물로부터 탄화수소 함유 유기물을 회수하는 방법이 제공된다. 상기 방법은, 회수 가능한 탄화수소 함유 유기물을 포함하는 석탄 샘플을 수득하고, 석탄을 분쇄시켜 분쇄된 석탄을 형성하는 단계로 필수 구성된 공정에 의해 탄화수소 함유 유기물을 추출하는 단계를 포함한다. 분쇄된 석탄은 여과되고, 탄화수소 추출 액체를 접촉 용기에 공급하기 위한 하나 이상의 입구를 포함하는 접촉 용기에 공급된다. 분쇄된 석탄은 추출 혼합물이 생성도고 잔류 물질이 생성될 정도로, 천연 테레빈, 합성 테레빈, 광물 테레빈, 송유, α-피넨, β-피넨, α-테르핀올, β-테르핀올, γ-테르핀올, 테르펜 수지, α-테르펜, β-테르펜, γ-테르펜, 게라니올, 3-카렌, 디펜텐(p-멘타-l,8-디엔), 노폴, 피난, 2-피난 히드로과산화물, 테르핀 수화물, 2-피나놀, 디히드로미세놀, 이소보르네올, p-멘탄-8-올, α-테르피닐 아세테이트, 시트로넬롤, p-멘탄-8-일 아세테이트, 7-히드록시디히드로시트로넬랄, 멘톨, 아네톨, 캄펜; p-시멘, 아니스알데히드, 3,7-디메틸-1,6-옥타디엔, 이소보르닐 아세테이트, 오시멘, 알로오시멘, 알로오시멘 알코올, 2-메톡시-2,6-디메틸-7,8-에폭시옥탄, 캠퍼, 시트랄, 7-메톡시디히드로시트로넬랄, 10-캠퍼술폰산, 신트로넬랄, 멘톤 및 이들의 혼합물로 필수 구성된 실질적으로 계면활성제를 함유하지 않는 비수성 탄화수소 추출 액체와 접촉된다. 추출 혼합물은 테레빈 액체 중의 탄화수소 함유 유기물의 적어도 일부를 포함하고, 잔류 물질은 테레빈 액체에 용해되지 않는 석탄의 불용성 물질의 적어도 일부를 포함한다. 잔류 물질은 추출 혼합물로부터 분리되고, 탄화수소 함유 재료 유기물은 테레빈 액체로부터 분리되어 탄화수소 생성물 스트림과 테레빈 액체 스트림을 생성하며, 탄화수소 생성물 스트림은 석탄으로부터의 탄화수소 함유 유기물의 적어도 일부를 포함한다. 테레빈 액체 스트림의 적어도 일부는 접촉 단계로 재순환된다.
또 다른 일면에서, 향상된 회수 작업을 일으키는 방법 탄화수소 함유 지하 탄화수소 형성물로부터의 생성을 증가시키는 방법이 제공된다. 방법은 테레빈 액체를 주입정을 통해 형성물 내로 주입시키는 단계를 포함한다. 특정 실시예에서, 테레빈 액체는 약 40 부피% 이상의 α-테르핀올 및 약 10 부피% 이상의 β-테르핀올을 포함한다. 테레빈 액체는 형성물로부터의 탄화수소 함유 재료를 용해, 추출 및/또는 대체하며, 후속적으로 생산기 정을 통해 테레빈 액체를 갖는 형성물로부터 회수된다. 특정 실시예에서, 방법은 추가로 탄화수소를 테레빈 액체로부터 분리하는 것을 포함한다. 또 다른 실시예에서, 방법은 추가로 테레빈 액체를 주입정으로 재순환시키는 것을 포함한다. 특정 실시예에서, α-테르핀올은 약 40 내지 70 부피%의 양으로 존재한다. 특정 다른 실시예에서, α-테르핀올은 약 70 부피% 이상의 양으로 존재한다. 또 다른 실시예에서, β-테르핀올은 약 10 내지 40 부피%의 양으로 존재한다. 테레빈 액체는 추가로 약 10 부피% 이하의 γ-테르핀올을 포함한다. 다른 실시예에서, 테레빈 액체는 약 25 부피% 이하의 메탄올, 에탄올, 프로판올, 톨루엔 및 자일렌으로부터 선택되는 유기 용매를 포함할 수 있다. 방법을 수공법을 포함하는 이차 회수 작업 후를 포함하여 일차, 이차 및 삼차 회수 작업 동안 탄화수소 함유 유기물의 회수에 유용하다.
또 다른 일면에서, 타르 샌드로부터 탄화수소 함유 유기물의 회수를 위한 a 테레빈 액체가 제공된다. 일 실시예에서, 테레빈 액체 약 30 부피% 이상의 α-테르핀올 및 약 25 부피% 이상의 β-테르핀올을 포함한다. 또 다른 실시예에서, 테레빈 액체는 약 30 내지 70 부피%의 α-테르핀올, 약 25 내지 55 부피%의 β-테르핀올, 약 10 부피% 이하의 α-테르펜 및 약 10 부피% 이하의 β-테르펜을 포함한다.
또 다른 일면에서, 예를 들어, 무연탄 또는 역청탄과 같은 고급 석탄 원으로부터 탄화수소 함유 유기물을 회수하기 위한 테레빈 액체가 제공된다. 일 실시예에서, 테레빈 액체는 약 45 부피% 이상의 α-테르핀올 및 약 15 부피% 이상의 β-테르핀올을 포함한다. 또 다른 실시예에서, 테레빈 액체는 약 45 내지 80 부피%의 α-테르핀올, 약 15 내지 45 부피%의 β-테르핀올, 약 10 부피% 이하의 α-테르펜 및 약 10 부피% 이하의 β-테르펜을 포함한다.
또 다른 일면에서, 저급 석탄 원으로부터 탄화수소 함유 유기물을 회수하기 위한 테레빈 액체가 제공된다. 일 실시예에서, 테레빈 액체는 약 60 부피% 이상의 α-테르핀올 및 약 30 부피% 이하의 β-테르핀올을 포함한다. 또 다른 실시예에서, 테레빈 액체는 약 60 내지 95 부피%의 α-테르핀올, 약 30 부피% 이하의 β-테르핀올, 약 5 부피% 이하의 α-테르펜, 및 약 5 부피% 이하의 β-테르펜을 포함한다.
또 다른 일면에서, 오일 셰일로부터 탄화수소 함유 유기물을 회수하기 위한 테레빈 액체가 제공된다. 본원에 사용되는 바와 같이, 오일 셰일은 일반적으로 역청질 재료를 함유하는 임의의 퇴적암을 의미한다. 일 실시예에서, 테레빈 액체는 약 60 부피% 이상의 α-테르핀올 및 약 30 부피% 이하의 β-테르핀올을 포함한다. 또 다른 실시예에서, 테레빈 액체는 약 60 내지 95 부피%의 α-테르핀올, 약 30 부피% 이하의 β-테르핀올, 약 5 부피% 이하의 α-테르펜, 및 약 5 부피% 이하의 β-테르펜을 포함한다.
또 다른 일면에서, 경질 및 중질(medium) 원유로부터 탄화수소 함유 유기물을 회수하기 위한 테레빈 액체가 제공된다. 일 실시예에서, 테레빈 액체는 약 40 및 70 부피%의 α-테르핀올 및 약 30 내지 40 부피%의 β-테르핀올을 포함한다. 또 다른 실시예에서, 테레빈 액체는 약 40 내지 70 부피%의 α-테르핀올, 약 30 내지 40 부피%의 β-테르핀올, 약 10 부피% 이하의 α-테르펜, 및 약 10 부피% 이하의 β-테르펜을 포함한다.
또 다른 일면에서, 중질 및 초중질 원유로부터 탄화수소 함유 유기물을 회수하기 위한 테레빈 액체가 제공된다. 일 실시예에서, 테레빈 액체는 약 50 내지 70 부피%의 α-테르핀올 및 약 30 내지 40 부피%의 β-테르핀올을 포함한다. 또 다른 실시예에서, 테레빈 액체는 약 50 내지 70 부피%의 α-테르핀올, 약 30 내지 40 부피%의 β-테르핀올, 약 10 부피% 이하의 α-테르펜, 및 약 10 부피% 이하의 β-테르펜을 포함한다.
또 다른 일면에서, 타르 샌드로부터 탄화수소 함유 유기물을 회수하는 방법이 제공된다. 방법은 예를 들어 타르 샌드가 풍부한 형성물을 채굴하여 타르 샌드 샘플을 제공하는 것과 같이 타르 샌드 샘플을 얻는 것을 포함하며, 타르 샌드 샘플은 회수 가능한 탄화수소 함유 유기물 및 잔류 유기 또는 불용성 물질을 포함한다. 타르 샌드 샘플은 접촉에 공급되며, 접촉 용기는 타르 샌드로부터의 탄화수소의 회수를 위한 테레빈 액체로 필수 구성된 탄화수소 추출 액체를 공급하기 위한 하나 이상의 입구를 포함한다. 타르 샌드 샘플은 탄화수소 추출 액체와 접촉되고 교반되어 타르 샌드로부터 탄화수소 함유 유기물을 추출하여 잔류 물질 및 추출 혼합물을 생성시킨다. 추출 혼합물은 탄화수소 추출 액체 및 회수된 탄화수소 함유 유기물, 및 불용성 물질의 적어도 일부를 포함하는 잔류 물질을 포함한다. 추출 혼합물은 잔류 물질로부터 분리되고, 추가로 탄화수소 생성물 스트림과 탄화수소 추출 액체 스트림으로 분리되며, 탄화수소 추출 액체 스트림은 타르 샌드로부터 추출되는 탄화수소 함유 유기물의 일부를 포함한다. 특정 실시예에서, 방법은 추가로 테레빈 액체 스트림을 접촉 용기로 재순환시키는 단계를 포함한다. 다른 실시예에서, 추출 혼합물은 증류에 의해 분리되어 탄화수소 생성물 스트림과 테레빈 액체 재순환 스트림을 생성시킬 수 있다.
특정 실시예에서, 테레빈 액체는 α-테르핀올을 포함할 수 있다. 다른 실시예에서, 테레빈 액체는 약 40 부피% 이상의 α-테르핀올 및 약 10 내지 40 부피%의 β-테르핀올을 포함한다. 특정 실시예에서, 약 0.5 내지 4 당량의 테레빈 액체가 사용되어 타르 샌드에 접촉하고 탄화수소를 회수한다. 특정 실시예에서, 약 0.5 내지 2.0 당량의 테레빈 액체가 사용되어 타르 샌드에 접촉하고 탄화수소를 회수한다.
또 다른 일면에서, 탄화수소 부유 오일 셰일로부터 탄화수소 함유 유기물을 회수하는 방법이 제공된다. 방법은 탄화수소 함유 유기물을 포함하는 암석 형성물을 채굴하여 회수 가능한 탄화수소 재료 및 무기 또는 불용성 물질을 포함하는 오일 셰일을 함유하는 탄화수소를 생성하는 것을 포함한다. 오일 셰일은 분쇄되어 세분된 탄화수소 함유 오일 셰일을 생성시킨다. 세분된 탄화수소 함유 오일 셰일은 필터 스크린에 의해 여과되어 과도하게 큰 입자가 추출 공정에 공급되는 것을 방지하고 조절한다. 세분된 탄화수소 함유 오일 셰일은 접촉 용기에 공급되며, 접촉 용기는 분쇄된 탄화수소 함유 오일 셰일로부터의 탄화수소의 회수를 위한 테레빈 액체로 필수 구성된 탄화수소 추출 액체를 공급하기 위한 하나 이상의 입구를 포함한다. 세분된 탄화수소 함유 오일 셰일은 추출 혼합물이 생성되고 잔류 물질이 생성될 정도로 탄화수소 추출 액체와 접촉되며, 추출 혼합물은 탄화수소 추출 용매 중의 탄화수소 함유 유기물의 적어도 일부를 포함하고, 잔류 물질은 오일 셰일로부터의 불용성 물질의 적어도 일부를 포함한다. 추출 혼합물은 잔류 물질로부터 분리된다. 추출 혼합물의 탄화수소 추출 액체로부터의 탄화수소 함유 유기물은 테레빈 액체로부터 분리되어, 탄화수소 함유 유기물의 적어도 일부 및 탄화수소 추출 액체 스트림을 포함하는 탄화수소 생성물 스트림을 생성시킨다. 특정 실시예에서, 테레빈 액체 스트림은 접촉 용기로 재순환된다. 다른 실시예에서, 세분된 탄화수소 함유 오일 셰일은 약 0.4 ㎜ 직경 미만의 평균 입자 크기를 갖는다. 오일 셰일로부터의 탄화수소 함유 유기물의 회수를 위한 방법의 다른 실시예에서, 테레빈 액체는 천연 테레빈, 합성 테레빈, 광물 테레빈, 송유, α-피넨, β-피넨, α-테르핀올, β-테르핀올, γ-테르핀올, 테르펜 수지, α-테르펜, β-테르펜, γ-테르펜 또는 이들의 혼합물로부터 선택되는 하나 이상의 화합물을 포함한다. 다른 실시예에서, 테레빈 액체는 게라니올, 3-카렌, 디펜텐(p-멘타-1,8-디엔), 노폴, 피난, 2-피난 히드로과산화물, 테르핀 수화물, 2-피나놀, 디히드로미세놀, 이소보르네올, p-멘탄-8-올, α-테르피닐 아세테이트, 시트로넬롤, p-멘탄-8-일 아세테이트, 7-히드록시디히드로시트로넬랄, 멘톨 및 이들의 혼합물로부터 선택되는 하나 이상의 화합물을 포함한다. 다른 실시예에서, 테레빈 액체는 아네톨, 캄펜; p-시멘, 아니스알데히드, 3,7-디메틸-1,6-옥타디엔, 이소보르닐 아세테이트, 오시멘, 알로오시멘, 알로오시멘 알코올, 2-메톡시-2,6-디메틸-7,8-에폭시옥탄, 캠퍼, 시트랄, 7-메톡시디히드로시트로넬랄, 10-캠퍼술폰산, 신트로넬랄, 멘톤 및 이들의 혼합물로부터 선택되는 하나 이상의 화합물을 포함한다. 특정 실시예에서, 테레빈 액체는 α-테르핀올을 포함한다. 다른 실시예에서, 테레빈 액체는 약 40 부피% 이상의 α-테르핀올 및 약 10 내지 40 부피%의 β-테르핀올을 포함한다. 특정 실시예에서, 0.5 내지 4 당량의 테레빈 액체가 사용되어 오일 셰일에 접촉하고, 탄화수소 함유 유기물을 회수한다. 특정 실시예에서, 0.5 내지 2.0 당량의 테레빈 액체가 사용되어 오일 셰일에 접촉하고 탄화수소를 회수한다.
또 다른 일면에서, 석탄 부유 지하 형성물부터 탄화수소 함유 유기물을 회수하는 방법이 제공된다. 방법은 예를 들어 지하 형성물을 채굴하여 석탄을 생성하는 것과 같이 석탄을 얻는 것을 포함하며, 석탄은 회수 가능한 탄화수소 함유 유기물 및 무기 또는 불용성 물질을 포함한다. 석탄은 분쇄되어 분쇄된 석탄을 생성하고, 여과되어 균일하거나 바람직한 크기의 샘플을 제공한다. 분쇄된 석탄은 분쇄된 석탄으로부터의 탄화수소의 회수를 위한 테레빈 액체로 필수 구성된 탄화수소 추출 액체를 공급하기 위한 하나 이상의 입구를 포함하는 접촉 용기에 공급되고, 추출 혼합물이 생성되고 잔류 물질이 생성될 정도로 탄화수소 추출 액체와 접촉되며, 추출 혼합물은 탄화수소 추출 액체 중의 탄화수소 함유 유기물의 일부를 포함한다. 잔류 혼합물은 석탄으로부터의 불용성 물질의 적어도 일부를 포함한다. 잔류 물질은 추출 혼합물로부터 분리된다. 탄화수소 함유 유기물은 탄화수소 함유 액체로부터 분리되어, 석탄으로부터의 탄화수소 함유 유기물의 적어도 일부 및 탄화수소 추출 액체 스트림을 포함하는 탄화수소 생성물 스트림을 생성시킨다. 특정 실시예에서, 방법은 추가로 탄화수소 추출 액체 스트림을 접촉 용기로 재순환시키는 것을 포함한다. 또 다른 실시예에서, 액체 석탄 생성물 스트림은 액체 석탄 정제에 공급된다. 특정 실시예에서, 석탄 샘플은 약 0.4 ㎜ 미만의 평균 입자 크기를 갖는 저급 석탄을 포함한다. 특정 실시예에서, 석탄 샘플은 약 1 ㎜ 미만의 평균 입자 크기를 갖는 고급 석탄을 포함한다.
석탄으로부터 탄화수소 함유 유기물을 회수하기 위한 방법의 또 다른 실시예에서, 테레빈 액체는 천연 테레빈, 합성 테레빈, 광물 테레빈, 송유, α-피넨, β-피넨, α-테르핀올, β-테르핀올, v-테르핀올, 테르펜 수지, α-테르펜 , β-테르펜 , γ-테르펜 또는 이들의 혼합물로부터 선택되는 하나 이상의 화합물을 포함한다. 다른 실시예에서, 테레빈 액체는 게라니올, 3-카렌, 디펜텐(p-멘타-1,8-디엔), 노폴, 피난, 2-피난 히드로과산화물, 테르핀 수화물, 2-피나놀, 디히드로미세놀, 이소보르네올, p-멘탄-8-올, α-테르피닐 아세테이트, 시트로넬롤, p-멘탄-8-일 아세테이트, 7-히드록시디히드로시트로넬랄, 멘톨 및 이들의 혼합물로부터 선택되는 하나 이상의 화합물을 포함한다. 다른 실시예에서, 테레빈 액체는 아네톨, 캄펜; p-시멘, 아니스알데히드, 3,7-디메틸-1,6-옥타디엔, 이소보르닐 아세테이트, 오시멘, 알로오시멘, 알로오시멘 알코올, 2-메톡시-2,6-디메틸-7,8-에폭시옥탄, 캠퍼, 시트랄, 7-메톡시디히드로시트로넬랄, 10-캠퍼술폰산, 신트로넬랄, 멘톤 및 이들의 혼합물로부터 선택되는 하나 이상의 화합물을 포함한다. 특정 실시예에서, 테레빈 액체는 약 60 부피% 이상의 α-테르핀올을 포함한다. 특정 실시예에서, 테레빈 액체는 약 45 부피% 이상의 α-테르핀올 및 약 15 부피% 이상의 β-테르핀올을 포함한다. 특정 다른 실시예에서, 테레빈 액체는 약 60 부피% 이상의 α-테르핀올 및 약 30 부피% 이하의 β-테르핀올을 포함한다. 특정 실시예에서, 약 0.5 내지 4 당량의 테레빈 액체이 사용되어 석탄에 접촉하고 탄화수소 함유 유기물을 회수한다. 특정 실시예에서, 0.5 내지 2.0 당량의 테레빈 액체가 사용되어 오일 셰일에 접촉하고 탄화수소 함유 유기물을 회수한다.
또 다른 일면에서, 생산정으로부터의 탄화수소 함유 유기물의 회수를 증가시키는 방법이 제공되며, 생산정은 탄화수소 함유 재료를 포함하는 탄화수소 함유 지하 형성물에 결합된다. 방법은 지하 형성물과 유체 연통하고 있는 주입정을 제공하는 단계를 포함하는 공정에 의해 탄화수소 함유 유기물을 추출하는 단계를 포함한다. 테르핀올을 포함하는 테레빈 액체로 필수 구성된 비수성 탄화수소 추출 액체를 포함하는 실질적으로 계면활성제를 함유하지 않는 제 1 액체가 제공된다. 탄화수소 추출 액체는 주입정을 통해 형성물 내로 주입되며, 탄화수소 추출 액체 및 탄화수소 함유 지하 형성물로부터의 탄화수소 함유 유기물은 테레빈 액체의 적어도 일부 중의 탄화수소 함유 유기물의 추출 혼합물의 적어도 일부를 포함하는 추출 혼합물을 생성시킨다. 추출 혼합물은 생산정을 통해 형성물로부터 회수되어, 탄화수소 생성물 스트림과 테레빈 액체 스트림을 생성시킨다.
또 다른 일면에서, 타르 샌드로부터 탄화수소 함유 유기 재료를 회수하기 위한 시스템이 제공된다. 타르 샌드 회수 시스템은 테레빈 액체를 공급하기 위한 태크 및 접촉 용기를 포함하며, 접촉 용기는 테레빈 액체를 도입시키기 위한 하나 이상의 입구 및 접촉 용기로부터 추출 혼합물을 회수하기 위한 하나 이상의 출구를 포함한다. 시스템은 또한 타르 샌드를 접촉 용기에 공급하기 위한 제 1 컨베이어를 포함한다. 오수 탱크를 접촉 용기에 연결시키는 라인을 포함하는 오수 탱크가 제공되며, 접촉 용기 및 오수 탱크를 연결시키는 라인은 오수 탱크에 대한 고체의 통과를 방지하기 위한 필터를 포함한다. 시스템은 또한 고체의 회수 및 운반을 위한 제 2 컨베이어를 포함한다.
일 실시예에서, 접촉 용기는 타르 샌드를 분리시키거나 조절하기 위한 일련의 핀 또는 트레이를 포함하는 경사진 회전 필터이다. 또 다른 실시예에서, 핀 또는 트레이는 타르 샌드와 타펜타인 액체 사이의 접촉 시간을 증가 또는 조절하기 위해 제공된다. 특정 실시예에서, 테레빈 액체는 α-테르핀올을 포함할 수 있다. 다른 실시예에서, 테레빈 액체는 약 30% 내지 약 70 부피%의 α-테르핀올 및 약 25% 내지 약 55 부피%의 β-테르핀올을 포함할 수 있다.
또 다른 일면에서, 오일 셰일로부터 탄화수소 함유 유기물을 회수하기 위한 시스템이 제공된다. 시스템은 테레빈 액체를 공급하기 위한 탱크 및 오일 셰일을 감소된 입자 크기로 세분시키기 위한 연삭기를 포함한다. 테레빈 액체를 도입시키기 위한 하나 이상의 입구, 분쇄된 오일 셰일을 수용하기 위한 하나 이상의 입구, 접촉 용기로부터 고체를 회수하기 위한 하나 이상의 출구 및 접촉 용기로부터 추출 혼합물을 회수하기 위한 하나 이상의 출구를 포함하는 접촉 용기가 제공된다. 분쇄된 오일 셰일을 접촉 용기에 공급하기 위해 제 1 컨베이어가 제공된다. 시스템은 추가로 오수 탱크 및 고체를 회수하기 위한 제 2 컨베이어를 포함하며, 오수 탱크는 오수 탱크를 접촉 용기에 연결시키는 라인을 포함하고, 라인은 오수 탱크에 대한 고체의 통과를 방지하기 위한 필터를 포함한다. 특정 실시예에서, 시스템은 추가로 추가의 분리 및/또는 가공을 위한 정제기에 회수된 탄화수소 및 테레빈 액체를 포함하는 반응 혼합물을 공급하기 위한 라인을 포함한다. 특정 실시예에서, 테레빈 액체는 α-테르핀올을 포함할 수 있다. 특정 실시예에서, 테레빈 액체는 약 60% 내지 약 95 부피%의 α-테르핀올 및 약 30 부피% 이하의 β-테르핀올을 포함할 수 있다. 다른 실시예에서, 테레빈 액체는 약 70% 내지 약 90 부피%의 α-테르핀올 및 약 5% 내지 약 25 부피%의 β-테르핀올을 포함할 수 있다.
또 다른 일면에서, 석탄으로부터 탄화수소 함유 유기물을 회수하기 위한 시스템이 제공된다. 시스템은 테레빈 액체를 공급하기 위한 탱크 및 석탄을 감소된 크기의 생성된 미립 물질로 세분시키기 위한 연삭기를 포함한다. 임의적으로, 시스템은 큰 입자의 도입을 제한하기 위한 필터를 포함할 수 있다. 테레빈 액체를 도입시키기 위한 하나 이상의 입구 및 접촉 용기로부터 고체 및 액체를 회수하기 위한 하나 이상의 출구를 포함하는 접촉 용기가 제공된다. 접촉 용기는 또한 테레빈 액체 및 세분된 석탄을 골고루 혼합시키기 위한 교반 수단을 포함한다. 고체 및 액체를 분리시키기 위한 분리기가 제공되며, 분리기는 입구, 출구, 및 분리기의 입구를 접촉 용기의 출구에 연결시키는 라인을 포함한다. 시스템은 또한 오수 탱크를 포함하며, 오수 탱크는 오수 탱크를 분리기에 연결시키는 라인을 포함하고, 라인은 오수 탱크에 대한 고체의 통과를 방지하기 위한 필터를 포함할 수 있다.
특정 실시예에서, 시스템은 추가로 약 1 ㎜를 초과하는 평균 직경을 갖는 입자가 접촉 용기에 도입되는 것을 선택적으로 방지하기 위한 필터를 포함한다. 특정 다른 실시예에서, 시스템은 추가로 추가의 공정을 위해 정제기에 액체 석탄 생성물을 공급하기 위한 라인을 포함한다. 특정 실시예에서, 시스템은 추가로 분쇄된 석탄을 접촉 용기에 공급하기 위한 제 1 컨베이어를 포함한다. 다른 실시예에서, 시스템은 추가로 분리기로부터 고체를 제거하기 위한 제 2 컨베이어를 포함한다. 특정 실시예에서, 테레빈 액체는 α-테르핀올을 포함할 수 있다. 고급 석탄으로부터의 탄화수소의 회수에 관한 실시예에서, 테레빈 액체는 약 45% 내지 약 80 부피%의 α-테르핀올 및 약 15% 내지 약 45 부피%의 β-테르핀올을 포함할 수 있다. 저급 석탄으로부터의 탄화수소의 회수에 관한 실시예에서, 테레빈 액체는 약 60% 내지 약 95 부피%의 α-테르핀올 및 약 0% 내지 약 30 부피%의 β-테르핀올을 포함할 수 있다.
특정 실시예에서, 탄화수소 추출 액체는 탄화수소 함유 재료, 즉 석탄, 오일 셰일, 타르 샌드, 원유, 중질 원유, 천연 가스 및 석유 가스, 미정제 비투멘, 케로겐, 천연 아스팔트 및/또는 아스팔텐의 추출 자리에 인접하여 또는 가까운 근위에서 탄화수소 함유 유기물로부터 분리될 수 있다.
추가 실시예에서, 탄화수소 추출 액체는 추출 자리에 인접하여 또는 가까운 근위에서 탄화수소 함유 유기물로부터 부분적으로 분리될 수 있다. 이러한 실시예에서, 탄화수소 추출 액체의 일부는 탄화수소 함유 유기물 중에 유지하게 되어, 점도를 감소시키고 저장 및 운반 동안 부식을 방지한다.
다른 실시예에서, 탄화수소 함유 유기물로부터의 탄화수소 추출 액체의 분리는 추출 자리, 예를 들어 정제기로부터 멀 수 있는 다운스트림 설비에서 일어난다.
또 다른 일면에서, 탄화수소 추출 액체의 부분적 또는 완전한 분리는 본 발명에 의해 제공되는 장점을 얻기 위해 탄화수소 회수의 다른 방법에 적용될 수 있다.
또 다른 일면에서, 탄화수소 함유 물질로부터 탄화수소 함유 유기물의 추출을 위해 테레빈 액체를 최적화시키는 방법이 제공된다. 일반적으로, 방법은 탄화수소 함유 재료의 샘플을 제공하고, 탄화수소 재료를 분석하여 추출되는 탄화수소의 유형을 결정하는 것을 포함한다. 탄화수소 재료로부터의 탄화수소 함유 유기물의 추출을 위한 형성물이 제공되며, 형성물은 형성물의 형성, 일반적 작업 조건, 및 미립 탄화수소 재료의 크기의 함수이다. 일반적으로, 형성물은 약 40 부피% 이상의 α-테르핀올 및 약 10 부피% 이상의 β-테르핀올을 포함한다. 형성물 중의 α-테르핀올 및 β-테르핀올의 양은 상기 기재된 파라미터에 근거하여 조절된다. 일반적으로, 상기 기재된 방법은 다른 탄화수소 함유 재료에 대해 그리고 특정 작업 조건 하에 다양한 탄화수소 함유 재료의 추출을 위한 바람직한 형성물을 결정하기 위한 우수한 출발점을 제공하는 반면, 통계적으로 설계된 실험 및 최적화 방법에 따르는 일련의 실험이 액체 테레빈의 최적 조성을 결정하기 위해 수행될 수 있다.
표 1에 나타낸 바와 같이, 타르 샌드로부터 탄화수소 함유 유기물을 추출, 액화 및/또는 용해시키기 위한 특정 형성물은 입자 크기에 근거하여 변한다. 특정 실시예에서, 타르 샌드로부터 탄화수소 함유 유기물을 추출하기 위해 테레빈 액체를 제조하는 방법은 추출되는 탄화수소 부유 고체 미립자의 크기의 함수로서 형성물 중의 α-테르핀올 및 β-테르핀올의 양을 조절하는 것을 포함한다. 다른 실시예에서, 탄화수소 함유 유기 미립자 물질이 저급 석탄 또는 오일 셰일을 포함하는 경우, 테레빈 액체 중의 α-테르핀올의 양은 증가하고, 테레빈 액체 중의 β-테르핀올의 양은 감소한다. 다른 실시예에서, 탄화수소 함유 유기 미립자 물질이 타르 샌드를 포함하는 경우, 테레빈 액체 중의 α-테르핀올의 양은 감소하고, 테레빈 액체 중의 β-테르핀올의 양은 증가된다. 다른 실시예에서, 탄화수소 함유 유기 미립자 물질이 타르 샌드를 포함하고, 미립자 물질의 평균 직경이 약 4.76 ㎜ 미만인 경우, 테레빈 액체 중의 α-테르핀올의 양은 감소하고, 테레빈 액체 중의 β-테르핀올의 양은 증가한다. 다른 실시예에서, 탄화수소 함유 유기 미립자 물질이 타르 샌드를 포함한고, 미립자 물질의 평균 직경이 약 25 ㎜ (1 메쉬)를 초과하는 경우, 테레빈 액체 중의 α-테르핀올의 양은 증가하고, 테레빈 액체 중의 β-테르핀올의 양은 증가한다.
입자 크기에 기초한 타르 샌드의 추출을 위한 형성물
입자크기 (㎜ 직경) α-테르핀올 β-테르핀올 α/β-테르펜 기타
<5㎜ 30-50 부피% 35-55 부피% 10 부피% 5 부피%
5 ㎜ ~ 25 ㎜ 40-60 부피% 30-50 부피% 10 부피% 5 부피%
>25㎜ 50-70 부피% 25-45 부피% 10 부피% 5 부피%
표 2 및 3에 나타낸 바와 같이 타르 샌드의 추출에 대해 상기에 나타낸 것과 유사하게, 석탄의 추출, 액화 및/또는 용해를 위한 형성물은 입자 크기, 추출되는 석탄의 양 및 일반적 작업 조건의 의존한다. 추출 탄화수소 함유 유기물을 위한 테레빈 액체를 제조하기 위한 방법의 일 실시예에서, 탄화수소 함유 물질이 무연탄, 역청탄, 또는 다른 고급 석탄을 포함하고, 미립자 물질의 평균 직경이 약 0.1 ㎜ 미만인 경우, 테레빈 액체 중의 α-테르핀올의 양은 감소하고, 테레빈 액체 중의 β-테르핀올의 양은 증가한다. 다른 실시예에서, 탄화수소 부유 미립자 물질이 무연탄, 역청탄, 또는 다른 고급 석탄을 포함하고, 미립자 물질의 평균 직경이 약 1 ㎜ 초과인 경우, 테레빈 액체 중의 α-테르핀올의 양은 감소하고, 테레빈 액체 중의 β-테르핀올의 양은 감소한다. 또 다른 실시예에서, 탄화수소 부유 미립자 물질이 저급 석탄을 포함하고, 미립자 물질의 평균 직경이 약 0.07 ㎜ 미만이 경우, 테레빈 액체 중의 α-테르핀올의 양은 감소하고, 테레빈 액체 중의 β-테르핀올의 양의 증가한다. 또 다른 실시예에서, 탄화수소 부유 미립자 물질이 저급 석탄을 포함하고, 미립자 물질의 평균 직경이 약 0.4 ㎜ 미만인 경우, 테레빈 액체 중의 α-테르핀올의 양은 감소하고, 테레빈 액체 중의 β-테르핀올의 양은 증가한다.
입자 크기에 기초한 고급 석탄을 추출하기 위한 형성물
입자크기 (㎜ 직경) α-테르핀올 β-테르핀올 α/β-테르펜 기타
< 0.15 ㎜ 45-65 부피% 35-45 부피% 10 부피% 0 부피%
0.8 ㎜ ~ 0.15 ㎜ 50-70 부피% 20-40 부피% 10 부피% 0 부피%
>0.8㎜ 60-80 부피% 15-35 부피% 10 부피% 0 부피%
입자 크기에 기초한 저급 석탄을 추출하기 위한 형성물
입자크기 (㎜ 직경) α-테르핀올 β-테르핀올 α/β-테르펜 기타
< 0.07㎜ 60-80 부피% 10-30 부피% 5 부피% 0 부피%
0.07 ㎜- 0.4 ㎜ 70-90 부피% 5-25 부피% 5 부피% 0 부피%
>0.4㎜ 75-95 부피% 0-20 부피% 5 부피% 0 부피%
표 4에 나타낸 바와 같이 타르 샌드 및 석탄의 추출에 대해 상기 나타낸 것과 유사하게, 오일 셰일의 추출, 액화 및/또는 용해를 위한 형성물은 입자 크기에 의존한다. 탄화수소 함유 유기물을 추출하기 위한 조성물을 제조하기 위한 방법의 일 실시예에서, 탄화수소 부유 미립자 물질이 오일 셰일을 포함하고, 미립자 물질의 평균 직경이 약 0.074 ㎜인 경우, 테레빈 액체 중의 α-테르핀올의 양은 증가하고, 테레빈 액체 중의 β-테르핀올의 양은 감소한다. 또 다른 실시예에서, 탄화수소 부유 미립자 물질이 오일 셰일을 포함하고, 미립자 물질의 평균 직경이 약 0.42 ㎜를 초과하는 경우, 테레빈 액체 중의 α-테르핀올의 양은 감소하고, 테레빈 액체 중의 β-테르핀올의 양은 증가한다.
입자 크기에 기초한 오일 셰일을 추출하기 위한 형성물
입자크기 (㎜ 직경) α-테르핀올 β-테르핀올 α/β-테르펜 기타
< 0.07 ㎜ 60-80 부피% 10-30 부피% 5 부피% 0 부피%
0.07 ㎜ - 0.4 ㎜ 70-90 부피% 5-25 부피% 5 부피% 0 부피%
> 0.4㎜ 75-95 부피% 0-20 부피% 5 부피% 0 부피%
원유의 추출을 위한 형성물은 유사하게 추출, 액화 및/또는 용해되는 원유의 유형에 의존한다. 표 5에 나타낸 바와 같이, 원유의 추출, 액화 및/또는 용해를 위한 형성물은 추출되는 원유의 공극 크기의 및 밀도의 질 둘 모두의 함수이다. 방법은 약 50 부피% 이상의 α-테르핀올 및 약 20 부피% 이상의 β-테르핀올을 포함하는 테레빈 액체 형성물을 제공하고; 추출되는 액체 탄화수소의 밀도에 근거하여 테레빈 액체 형성물 중의 α-테르핀올 및 β-테르핀올의 양을 조절하는 것을 포함한다. 일 실시예에서, 추출되는 액체 탄화수소의 API 중력이 약 220을 초과하는 경우, 테레빈 액체 중의 α-테르핀올의 양은 감소하고, 테레빈 액체 중의 β-테르핀올의 양은 증가된다. 또 다른 실시예에서, 추출되는 액체 탄화수소의 API 중력이 약 22o 미만이 경우, 테레빈 액체 중의 α-테르핀올의 양은 증가하고, 테레빈 액체 중의 β-테르핀올의 양은 감소한다. 본원에 사용되는 바와 같이, 경질 오일은 약 31o 이상의 API를 갖고, 중질(medium) 원유는 약 220o 내지 약 31o의 API를 갖고, 중질 오일은 약 10o 내지 약 22o의 API를 갖고, 초중질 오일은 10o 미만의 API를 갖는다.
API 밀도에 기초하여 원유를 추출하기 위한 형성물
원유 유형 α-테르핀올 β-테르핀올 α/β-테르펜 기타
경질/중질(중질(medium))
원유
(22°보다 높은 API)		 40-70 부피% 30-40 부피% 10 부피% 10 부피%
중질(heavy)/초중질 원유
(22° 미만의 API)		 50-70 부피% 20-35 부피% 10 부피% 5 부피%
또 다른 일면에서, 지하 형성물로부터 액체 탄화수소 함유 유기물의 향상된 회수를 위한 테레빈 액체를 제조하는 방법이 제공된다. 방법은 약 50 부피% 이상의 α-테르핀올 및 약 20 부피% 이상의 β-테르핀올을 포함하는 형성물을 제공하고, 지하 형성물의 지질학적 특징에 근거하여 형성물 중의 α-테르핀올 및 β-테르핀올의 양을 조절하는 것을 포함한다.
또 다른 일면에서, 액체 탄화수소 함유 용기로부터 탄화수소를 세척 및/또는 회수하기 위한 조성물이 제공되며, 조성물은 천연 테레빈, 합성 테레빈, 광물 테레빈, 송유, α-피넨, β-피넨, α-테르핀올, β-테르핀올, γ-테르핀올, 테르펜 수지, α-테르펜, β-테르펜, γ-테르펜 또는 이들의 혼합물로부터 선택되는 하나 이상의 화합물을 포함한다. 다른 실시예에서, 탄화수소를 세척 및/또는 회수하기 위한 조성물은 게라니올, 3-카렌, 디펜텐(p-멘타-I,8-디엔), 노폴, 피난, 2-피난 히드로과산화물, 테르핀 수화물, 2-피나놀, 디히드로미세놀, 이소보르네올, p-멘탄-8-올, α-테르피닐 아세테이트, 시트로넬롤, p-멘탄-8-일 아세테이트, 7-히드록시디히드로시트로넬랄, 멘톨 및 이들의 혼합물로부터 선택되는 하나 이상의 화합물을 포함한다. 또 다른 실시예에서, 탄화수소를 세척 및/또는 회수하기 위한 조성물은 아네톨, 캄펜; p-시멘, 아니스알데히드, 3,7-디메틸-1,6-옥타디엔, 이소보르닐 아세테이트, 오시멘, 알로오시멘, 알로오시멘 알코올, 2-메톡시-2,6-디메틸-7,8-에폭시옥탄, 캠퍼, 시트랄, 7-메톡시디히드로시트로넬랄, 10-캠퍼술폰산, 신트로넬랄, 멘톤 및 이들의 혼합물로부터 선택되는 하나 이상의 화합물을 포함한다. 일 실시예에서, 조성물은 α-피넨, β-피넨, α-테르핀올 및 β-테르핀올로부터의 하나 이상의 화합물을 포함한다. 또 다른 실시예에서, 조성물은 약 25 부피% 이상의 α-테르핀올 또는 β-테르핀올을 포함한다.
또 다른 일면에서, 액체 탄화수소 함유 용기로부터 탄화수소를 세척 및/또는 회수하기 위한 방법이 제공된다. 방법은 용기의 내부를 α-피넨, β-피넨, α-테르핀올 및 β-테르핀올로부터 선택되는 하나 이상의 화합물을 포함하는 탄화수소 세척 조성물과 접촉시켜 혼합물과 접촉시키는 것을 포함하며, 혼합물은 액체 탄화수소 잔류물 및 탄화수소 세척 조성물을 포함한다. 혼합물은 용기로부터 회수되고 제거된다. 특정 실시예에서. 세척 조성물은 약 25 부피% 이상의 α-테르핀올 또는 β-테르핀올을 포함한다. 특정 다른 실시예에서, 세척 조성물은 약 25 부피% 이상의 α-테르핀올 및 약 25 부피% 이상의 β-테르핀올을 포함한다.
일 실시예에서, 본 발명은, 테레빈 액체로 필수 구성된 비수성 탄화수소 추출 액체를 포함하는 실질적으로 계면활성제를 함유하지 않는 제 1 액체를 제공하고, 탄화수소 함유 재료를 비수성 탄화수소 추출 액체 내로 추출되는 탄화수소 함유 유기물의 일부를 포함하는 추출 혼합물이 생성될 정도로 비수성 탄화수소 추출 액체와 접촉시키고, 비수성 탄화수소 추출 액체에 불용성인 탄화수소 함유 재료로부터의 불용성 물질을 함유하는 임의의 잔류 물질로부터 추출 혼합물을 분리하는 것을 포함하거나, 이들로만 구성되거나, 이들로 구성되는 공정에 의해 탄화수소 함유 유기물을 추출하는 것을 포함하여 탄화수소 함유 재료로부터 탄화수소 함유 유기물을 추출하는 방법을 제공한다.
추가 실시예에서, 탄화수소 함유 유기물은 탄화수소 함유 유기물을 함유하는 지하 형성물에서 현자에서 탄화수소 추출 액체에 접촉하고, 지하 형성물로부터 탄화수소 함유 유기물을 추출하는 방법이 제공되다.
추가 실시예에서, 추출 혼합물은 제 1 부분 및 제 2 부분으로 분리될 수 있으며, 추출 혼합물의 제 1 부분은 탄화수소 함유 유기물의 적어도 일부를 포함하는 탄화수소 생성물을 포함하며, 추출 혼합물의 제 2 부분은 탄화수소 추출 액체의 적어도 일부를 포함한다.
일 실시예에서, 탄화수소 함유 재료로부터 추출되는 유기물의 양은 약 50% 이상이다. 또 다른 실시예에서, 유기물의 약 50-70% 이상이 탄화수소 함유 재료로부터 추출된다. 추가의 실시예에서는, 유기물의 약 75-100%가 탄화수소 함유 재료로부터 추출된다.
또 다른 실시예에서, 예를 들어 재료가 초중질 원유, 예를 들어 베네주엘라 초중질 원유인 경우, 본 발명의 방법은 탄화수소 함유 재료로부터 유기물의 양의 약 30 ~ 35% 이상을 추출하도록 작용할 수 있다.
추가 실시예에서, 탄화수소 함유 재료 중에 존재하고 비수성 탄화수소 추출 액체 중에서 추출할 수 있는 탄화수소의 약 80% 이상이 약 5분의 접촉 내에 비수성 탄화수소 추출 액체 내로 추출될 수 있다. 다른 실시예에서는, 탄화수소 함유 재료 중에 존재하고 비수성 탄화수소 추출 액체 중에서 추출할 수 있는 탄화수소의 약 80% 이상이 약 3분의 접촉 내에 비수성 탄화수소 추출 액체 내로 추출될 수 있다.
일 실시예에서, 탄화수소 함유 재료는 2:1 이상의 테레빈 액체 대 탄화수소 함유 재료의 비로 탄화수소 추출 액체와 접촉된다.
예를 들어, 석탄으로부터의 추출에 대한 특정 실시예에서, 추출되는 탄화수소는 석탄 중의 고정 탄소와 상반되게 대부분 석탄의 휘발성 부분이다.
일 실시예에서, 탄화수소 함유 재료는 천연 지질학적 형성물로부터의 천연 탄화수소 함유 재료일 수 있다. 천연 탄화수소 함유 재료의 일부 예는 석탄, 원유, 타르, 타르 샌드, 오일 셰일, 오일 샌드, 천연 가스, 석유 가스, 미정제 비투멘, 천연 케로겐, 천연 아스팔트, 및 천연 아스팔텐이다.
방법의 일 실시예에서, 탄화수소 함유 유기물은 천연 탄화수소 함유 재료 내에 원래 함유된 탄화수소 함유 유기물의 1% 내지 약 100%의 양에 상응하는 양으로 탄화수소 추출 액체 내로 추출된다. 특정 실시예에서, 천연 탄화수소 함유 재료 내에 원래 함유된 탄화수소 함유 유기물의 약 40 또는 50% 이상, 일 실시예에서 약 60% 이상, 또 다른 실시예에서 약 70% 이상, 또 다른 실시예에서 약 80% 이상, 및 또 다른 실시예에서 약 90% 이상이 탄화수소 추출 액체 내로 추출될 수 있다. 천연 탄화수소 함유 재료로부터 탄화수소 추출 액체로의 탄화수소 함유 유기물의 일부 또는 전부의 추출은 약 10% 대 약 600%의 탄화수소 추출 액체 대 천연 탄화수소 함유 재료의 비로, 약 10 내지 400℃, 일 실시예에서 lOO℃ 미만, 또 다른 실시예에서 약 20-30℃의 접촉 온도에서, 약 3초 내지 180분, 약 97초 내지 30분, 또는 약 15 내지 30분, 일 실시예에서 약 10분 미만, 또 다른 실시예에서 약 5분 미만, 또 다른 실시예에서 3초 내지 약 3분의 접촉으로 수행될 수 있다. 또 다른 실시예에서, 탄화수소 추출 액체 대 천연 탄화수소 함유 재료의 중량비는 약 1:1 내지 2:1이다.
일 실시예에서, 석탄으로부터의 탄화수소 함유 유기물은 약 1:1 내지 2:1의 탄화수소 추출 액체 대 석탄의 중량비로, 약 80 내지 100℃의 접촉 온도에서, 3초 내지 3분의 접촉 내에, 석탄 샘플 내에 원래 함유된 탄화수소 함유 유기물의 약 60 내지 100%의 양 및/또는 석탄 샘플 내에 원래 함유된 탄화수소 함유 유기물의 약 30% 이상 내지 90%의 총 탄소에 상응하는 양으로 탄화수소 추출 액체 내로 추출된다.
또 다른 실시예에서, 타르 샌드로부터의 탄화수소 함유 유기물은 약 1:1 내지 2:1의 탄화수소 추출 액체 대 타르 샌드의 중량비로, 약 30 내지 60℃의 접촉 온도에서, 약 3초 내지 3분의 접촉 내에, 타르 샌드 샘플 내에 원래 함유된 탄화수소 함유 유기물의 약 85 내지 100%의 양에 상응하는 양으로 탄화수소 추출 액체 내로 추출된다.
또 다른 실시예에서, 오일 셰일로부터의 탄화수소 함유 유기물은 약 1:1 내지 2:1의 탄화수소 추출 액체 대 오일 셰일의 중량비로, 약 100 내지 130℃의 접촉 온도에서, 약 3초 내지 3분의 접촉 내에, 오일 셰일 샘플 내에 원래 함유된 탄화수소 함유 유기물의 약 50 내지 100%의 양에 상응하는 양으로 탄화수소 추출 액체 내로 추출된다.
또 다른 실시예에서, 지하 형성물 중의 원유는 지하 형성물에서 현장에서 탄화수소 추출 액체와 접촉된다. 접촉 동안, 원유로부터의 탄화수소 함유 유기물은 약 1:1 내지 2:1의 탄화수소 추출 액체 대 지하 형성물의 총 공극 부피의 비로, 약 3초 내지 3분의 접촉 내에, 원유 샘플 내에 원래 함유된 탄화수소 함유 유기물의 약 80 내지 100%의 양에 상응하는 양으로 탄화수소 추출 액체 내로 추출된다.
또 다른 실시예에서, 천연 가스로부터의 탄화수소 함유 유기물은 약 0.1 내지 600%의 탄화수소 추출 액체 대 상기 탄화수소 함유 재료의 중량비로, 약 10 내지 300℃의 접촉 온도에서, 약 3초 내지 60분의 접촉 내에, 천연 가스 샘플 내에 원래 함유된 탄화수소 함유 유기물의 약 50 내지 100%의 양에 상응하는 양으로 탄화수소 추출 액체 내로 추출된다.
또 다른 실시예에서, 본 발명은 테레빈 액체와 탄화수소 함유 재료 중의 상호작용이 예를 들어 반응성 황 종의 부식성 및 독성 효과를 억제함으로써 탄화수소 함유 재료를 개질시키도록 작용할 정도로, 탄화수소 함유 재료를 탄화수소 추출 액체와 접촉시키거나 혼합시킴으로써 천연 지질학적 형성물로부터 황 함유 탄화수소 함유 재료 중의 황화합물을 개질시키는 방법을 제공한다. 추가로, 본 발명의 상기 실시예는 가스를 스위트닝시키는 것에 적용될 수 있다. 스우트닝은 가스 처리 플랜트의 스위트닝 모듈의 사용을 통해 수행되며, 트레이, 패킹 등을 포함할 수 있다.
황 함유 탄화수소 함유 재료는 천연 가스, 석유 가스, 원유, 타르 샌드, 오일 셰일 및 석탄을 포함할 수 있지만, 이들로 제한되지는 않는다. 황은 원소 황, 황화수소, 황화물, 이황화물, 메르캅탄, 티오펜, 벤조티오펜 등으로서 존재할 수 있다.
추가 실시예에서, 천연 가스 또는 석유 가스와 같은 가스 형태의 황 함유 탄화수소 함유 재료는 탄화수소 추출 액체를 통해 버블링되어 가스를 스위트닝시킬 수 있다.
일 실시예에서, 본 발명은 부식성 표면의 부식을 감소시키는 방법을 제공한다. 예를 들어 파이프라인, 유조선, 케이싱, 어로장비, 또는 드릴 비트에 의한 탄화수소 함유 재료의 운반, 드릴링, 하향공 작업, 탐사, 탄화수소 생성, 저장, 취급 또는 생성 동안, 탄화수소 함유 재료 중의 황 함유 화합물에 접촉하는 금속 표면은 부식될 수 있다. 본 발명은 탄화수소 함유 재료에 대한 부식 감소 액체의 첨가에 의해 부식을 현저히 감소시키는 방법을 제공한다. 균일 및 공식 부식은 본 발명의 방법에 의해 억제될 수 있다. 탄화수소 함유 재료가 부식성 감소 액체와 혼합되어 혼합물을 생성하는 경우, 혼합물과 접촉되는 부식성 표면의 부식 속도는 부식 감소 액체의 부재 하에 탄화수소 함유 재료와 접촉될 경우의 이들 표면의 부식과 비교하여 실질적으로 감소된다. 일 실시예에서, 부식성 감소 액체는 안정한 술폰화된 성분을 생성하지 않는다. 또 다른 실시예에서, 황은 테레빈 추출 액체에 축정하지 않는다.
일부 실시예에서, 혼합물은 약 0.0001 이상 내지 0.002 부피%의 부식성 감소 액체를 포함한다. 또 다른 실시예에서, 혼합물은 약 0.0005 부피% 이상의 부식성 감소 액체를 포함한다. 추가의 실시예에서, 혼합물은 약 0.001 부피% 이상의 부식성 감소 액체를 포함한다. 추가의 실시예에서, 혼합물은 약 0.0015 부피% 이상의 부식성 감소 액체를 포함한다. 추가의 실시예에서, 혼합물은 약 0.001% 이상 내지 0.002 부피%의 부식성 감소 액체를 포함한다. 또 다른 실시예에서, 혼합물은 약 0.01% 이상 내지 10 부피%의 부식성 감소 액체를 포함한다. 추가의 실시예에서, 혼합물은 약 0.1% 내지 5 부피%의 부식성 감소 액체를 포함한다. 또 다른 실시예에서, 혼합물은 약 0.5% 이상 내지 2 부피%의 부식성 감소 액체를 포함한다. 추가의 실시예에서, 혼합물은 약 1 부피% 이상의 부식성 감소 액체를 포함한다.
추가의 실시예에서, 부식 속도는 부식성 감소 액체의 부재하에 탄화수소 함유 재료와 접촉하는 경우의 표면의 부식과 비교하여 약 2배 이상 감소된다.
또 다른 실시예에서, 부식 속도는 약 3배 이상 감소된다. 추가의 실시예에서, 부식 속도는 부식성 감소 액체의 부재하에 탄화수소 함유 재료와 접촉하는 경우의 표면의 부식과 비교하여 약 4배 이상 감소된다.
일 실시예에서, 부식성 감소 액체는 α-테르핀올, β-테르핀올,
β-피넨 및 p-시멘을 포함한다. 또 다른 실시예에서, 부식성 감소 액체는 약 40% 내지 약 60%의 α-테르핀올, 약 30% 내지 약 40%의 β-테르핀올, 약 5% 내지 약 20%의 β-피넨, 및 약 0% 내지 약 10%의 p-시멘을 포함한다. 추가의 실시예에서, 부식성 감소 액체는 테레빈 액체의 배합물을 포함한다.
특정 실시예에서, 부식성 감소 액체로 처리되는 탄화수소 함유 재료는 원유, 중질 원유, 타르 샌드, 오일 샌드, 오일 셰일, 천연 가스, 석유 가스 또는 이들의 조합물이다.
또 다른 실시예에서, 본 발명은 탄화수소 함유 재료를 테레빈 액체를 포함하는 비수성 탄화수소 추출 액체를 포함하는 실질적으로 계면활성제를 함유하지 않는 제 1 액체와 접촉시켜 탄화수소 추출 액체 내로 추출된 탄화수소 함유 유기물의 적어도 일부를 포함하는 혼합물을 생성하고, 혼합물을 가열하여 탄화수소 함유 재료로부터 추출된 탄화수소 추출 재료 및 탄화수소를 함유하는 가스를 생성시킴으로써, 탄화수소 함유 가스를 제조하는 방법을 제공한다.
특정 실시예에서, 탄화수소 함유 재료는 원유, 중질 원유, 타르 샌드, 오일 샌드, 오일 셰일, 천연 가스, 석유 가스 또는 이들의 조합물이다.
본 발명은 탄화수소 함유 재료를 함유하는 탄화수소 함유 지하 형성물에 결합된 생산정으로부터 탄화수소 함유 유기물의 회수를 증가시키는 방법을 제공한다. 방법은 지하 형성물과 유체 연통하고 있는 주입정을 제공하고, 테레빈 액체, 예를 들어, 테르핀올로 필수 구성된 비수성 탄화수소 추출 액체를 포함하는 실질적으로 계면활성제를 함유하지 않는 제 1 액체를 형성물 내로 주입하여 테레빈 액체의 적어도 일부 중의 추출 혼합물 탄화수소 함유 유기물의 일부를 포함하는 추출 혼합물을 생성하고, 추출 혼합물을 생산정을 통해 형성물로부터 회수하고, 추출 혼합물을 분리시켜 탄화수소 생성물 스트림과 테레빈 액체 스트림을 생성하는 것을 포함한다. 탄화수소 추출 액체는 재주입을 위해 재순환될 수 있다.
본 발명은 타르 샌드로부터 탄화수소 함유 유기물을 회수하는 방법을 제공한다. 방법은 회수 가능한 탄화수소 함유 유기물을 포함하는 타르 샌드를 수득하고, α-테르핀올 또는 β-테르핀올 중 하나 이상을 포함하는 테레빈 액체를 포함하는 탄화수소 추출 액체를 포함하는 실질적으로 계면활성제를 함유하지 않는 제 1 액체를 제공하고, 타르 샌드 샘플을 접촉 용기에 공급하고, 타르 샌드 샘플을 접촉 용기에서 탄화수소 추출 액체와 접촉시키고, 타르 샌드 샘플을 추출 혼합물이 생성되고 잔류 물질이 생성될 정도로 탄화수소 추출 액체와 교반시키고, 추출 혼합물을 잔류 물질로부터 분리시키고, 추출 혼합물을 탄화수소 생성물 스트림과 탄화수소 추출 액체 스트림으로 분리시키고, 탄화수소 추출 액체 스트림의 적어도 일부를 접촉 단계로 재순환시키는 것을 포함한다. 추출 혼합물은 탄화수소 추출 액체 중의 탄화수소 함유 유기물의 적어도 일부를 포함하고, 잔류 물질은 탄화수소 추출 액체에 불용성인 타르 샌드로부터의 불용성 물질의 적어도 일부를 포함하고, 탄화수소 생성물 스트림은 타르 샌드로부터의 탄화수소 함유 유기물의 적어도 일부를 포함한다.
본 발명은 세분된 탄화수소 함유 오일 셰일로부터 탄화수소 함유 유기물을 회수하는 방법을 제공한다. 상기 방법은, 세분된 탄화수소 함유 오일 셰일을 천연 테레빈, 합성 테레빈, 광물 테레빈, 송유, α-피넨, β-피넨, α-테르핀올, β-테르핀올, γ-테르핀올, 테르펜 수지, α-테르펜, β-테르펜, β-피넨, γ-테르펜, 게라니올, 3-카렌, 디펜텐(p-멘타-1,8-디엔), 노폴, 피난, 2-피난 히드로과산화물, 테르핀 수화물, 2-피나놀, 디히드로미세놀, 이소보르네올, p-멘탄-S-올, α-테르피닐 아세테이트, 시트로넬롤, p-멘탄-8-일 아세테이트, 7-히드록시디히드로시트로넬랄, 멘톨, 아네톨, 캄펜; p-시멘, 아니스알데히드, 3,7-디메틸-1,6-옥타디엔, 이소보르닐 아세테이트, 오시멘, 알로오시멘, 알로오시멘 알코올, 2-메톡시-2,6-디메틸-7,8-에폭시옥탄, 캠퍼, 시트랄, 7-메톡시디히드로시트로넬랄, 10-캠퍼술폰산, 신트로넬랄, 멘톤 및 이들의 혼합물로 필수 구성된 군으로부터 선택되는 비수성 탄화수소 추출 액체를 포함하는 실질적으로 계면활성제를 함유하지 않는 제 1 액체와 접촉시키고, 세분된 탄화수소 함유 오일 셰일을 여고하고, 분쇄된 탄화수소 함유 오일 셰일을 접촉 용기에 공급하고, 세분된 탄화수소 함유 오일 셰일을 추출 혼합물이 생성되고 잔류 물질이 생성될 정도로 탄화수소 추출 액체와 접촉시키고, 추출 혼합물을 잔류 물질로부터 분리시키고, 탄화수소 함유 유기물을 추출 혼합물의 탄화수소 추출 액체로부터 분리시켜 세분된 탄화수소 함유 오일 셰일로부터의 탄화수소 함유 유기물의 적어도 일부를 포함하는 탄화수소 생성물 스트림, 및 탄화수소 추출 액체 스트림을 생성하고, 탄화수소 추출 액체 스트림의 적어도 일부를 접촉 단계로 재순환시키는 것을 포함한다. 추출 혼합물은 탄화수소 추출 액체 중의 탄화수소 함유 유기물의 적어도 일부를 포함하고, 잔류 물질은 탄화수소 추출 액체에 불용성인 오일 셰일로부터의 불용성 물질의 적어도 일부를 포함한다.
본 발명은 탄화수소를 함유하는 석탄이 풍부한 지하 형성물로부터 탄화수소 함유 유기물을 회수하기 위한 방법을 제공한다. 방법은 회수 가능한 탄화수소 함유 유기물을 포함하는 석탄을 수득하고 분쇄시켜 분쇄된 석탄을 생성하고, 분쇄된 석탄을 여과시키고, 분쇄된 석탄을 탄화수소 추출 액체를 접촉 용기에 공급하기 위한 하나 이상의 입구를 갖는 접촉 용기에 공급하고, 분쇄된 석탄을 탄화수소 추출 액체 중의 탄화수소 함유 유기물의 적어도 일부를 포함하는 추출 혼합물이 생성되고, 탄화수소 추출 액체에 불용성인 석탄으로부터의 불용성 물질의 적어도 일부를 포함하는 잔류 물질이 생성될 정도로 천연 테레빈, 합성 테레빈, 광물 테레빈, 송유, α-피넨, β-피넨, α-테르핀올, β-테르핀올, γ-테르핀올, 테르펜 수지, α-테르펜, β-테르펜, γ-테르펜, 게라니올, 3-카렌, 디펜텐(p-멘타-1,8-디엔), 노폴, 피난, 2-피난 히드로과산화물, 테르핀 수화물, 2-피나놀, 디히드로미세놀, 이소보르네올, p-멘탄-8-올, α-테르피닐 아세테이트, 시트로넬롤, p-멘탄-8-일 아세테이트, 7-히드록시디히드로시트로넬랄, 멘톨, 아네톨, 캄펜; p-시멘, 아니스알데히드, 3,7-디메틸-1,6-옥타디엔, 이소보르닐 아세테이트, 오시멘, 알로오시멘, 알로오시멘 알코올, 2-메톡시-2,6-디메틸-7,8-에폭시옥탄, 캠퍼, 시트랄, 7-메톡시디히드로시트로넬랄, lO-캠퍼술폰산, 신트로넬랄, 멘톤, 및 이들의 혼합물로 필수 구성된 군으로부터 선택되는 테레빈 액체로 구성되는 실질적으로 계면활성제를 함유하지 않는 비수성 탄화수소 추출 액체와 접촉시키고, 잔류 물질을 추출 혼합물로부터 분리시키고, 탄화수소 함유 유기물을 탄화수소 추출 액체로 분리시켜 석탄으로부터의 탄화수소 함유 유기물의 적어도 일부를 포함하는 탄화수소 생성물 스트림과 탄화수소 추출 액체 스트림을 생성하고, 탄화수소 추출 액체 스트림의 적어도 일부를 접촉 단계로 재순환시키는 것을 포하하며, 상기 제 1 액체는 물을 함유하지 않거나 물을 필수적으로 함유하지 않는다.
예
예 1. 이 예에서, Pittsburgh seam in Washington County, Pennsylvania로부터의 석탄을 시약 α-테르핀올로 액화시켰다. 석탄 샘플을 Coal Bank at Pennsylvania State University로부터 입수하였으며, 이는 아래 근사 분석값을 제공하였다 : 도착시 수분 2.00 중량%, 건조 애쉬 9.25 중량%, 건조 휘발성 물질 38.63 중량% 및 건조 고정 탄소 50.12 중량%. 석탄 샘플의 입자 크기는 약 60 메쉬이었다. 약 60 g의 α-테르핀올을 추출 용기 내에 넣은 약 30 g의 석탄 샘플에 서서히 첨가하여 2 대 1의 시약-대-샘플 비를 유발하였다. α-테르핀올 및 석탄의 합성 혼합물을 함유하는, 뚜껑이 있지만 치밀하게 밀폐하지 않은 추출 용기를 약 96℃의 일정한 온도로 유지하고, 계속적으로 교반시켰다. α-테르핀올을 비등시키지 않으면서, 추출 용기 내의 압력을 약 1.01x105 파스칼 (1 atm) 보다 약간 미만의 주변 압력으로 유지하였다. 약 30분 후에, 혼합물을 여과시키고, 필터 상에 보유된 석탄 입자를 에탄올로 세척하고, 일정한 중량까지 건조시켰다. 중량 손실을 기준으로, 석탄 샘플의 전환율, 즉 액화의 정도는 약 68 중량%인 것으로 결정되었다.
예 2. 이 예는 2가지를 제외하고는 모든 일면에서 예 1과 동일하다. 예 1에서 수행된 바와 같이, 온도를 약 96℃에서 약 30분 동안 유지시킨 후, 석탄 샘플 및 α-테르핀올을 함유하는 추출 용기를 추가로 30분 동안 약 135℃의 온도로 유지시켰다. 추출 용기 내의 압력을 1.01x105 파스칼 (l atm) 보다 약간 미만의 주변 압력으로 유지시켰다. 석탄 샘플의 전환율, 즉 액화의 정도는 약 70 중량%인 것으로 결정되었다.
예 3. 사용한 석탄 샘플은 상기 2개의 예에 사용된 것과 동일한 근사 분석값을 갖는 동일한 원으로부터 입수하였다. 약 31 g의 α-테르핀올을 추출 용기 내에서 약 31 g의 석탄 샘플에 첨가하였다. 혼합물을 약 96℃, 및 1.01x105 파스칼 (1 atm) 보다 약간 미만의 주변 압력으로 약 30분 동안 유지시켰다. 달성된 석탄 샘플의 전환율, 즉 액화의 정도는 상기 2개의 예에서 수행한 바와 같이 여과, 세척 및 건조시킨 후에 칭량함으로써 약 71 중량%인 것으로 결정되었다.
예 4. 이 예는 약 30 중량%의 α-테르핀올을 헥산을 대체하여, 70 중량%의 α-테르핀올 및 30 중량%의 헥산을 포함하는 시약을 제공한다는 점을 제외하고는 예 3과 동일하다. 이는 전환율, 즉 액화의 정도 약 1.3 중량%으로 감소시켰다.
예 5. 이 예에 대해 석탄 샘플의 원 및 근사 분석값, 및 온도, 압력 및 시약-대-샘플 비에 대한 실험 조건은 예 3과 동일하였다. 그러나, 추출의 지속기간을 약 30분으로부터 약 20분으로 감소시켰다. 부가적으로, 약 30 중량%의 α-테르핀올을 1-부탄올로 대체시켜 70 중량%의 α-테르핀올 및 30 중량%의 1-부탄올을 포함하는 시약을 제공하였다. 액화된 석탄의 양은 단지 약 0.30 g이었으며, 이는 약 1.0 중량%의 전환율에 상응한다.
예 6. 이 예는 석탄 샘플의 원 및 근사 분석값, 및 온도, 압력 및 추출의 지속기간에 대해 예 3과 동일하다. 그러나, 사용한 샘플의 양은 약 25 g이었으며, 시약은 약 24 g (80 중량%)의 α-테르핀올 및 약 6 g (20 중량%)의 자일렌을 포함하여, 70 중량%의 α-테르핀올 및 30 중량%의 자일렌을 포함하는 시약을 제공하였다. 액화된 석탄은 약 10.0 g이었으며, 이는 약 40 중량%의 전환율에 상응한다.
예 7. 이 예에서, Wyodak seam in Campbell County, Wyoming으로부터의 석탄을 시약 α-테르핀올로 액화시켰다. 석탄 샘플을 Coal Bank at Pennsylvania State University로부터 입수하였으며, 이는 아래 근사 분석값을 제공하였다 : 도착시 수분 26.30 중량%, 건조 애쉬 7.57 중량%, 건조 휘발성 물질 44.86 중량% 및 건조 고정 탄소 47.57 중량%. 석탄 샘플의 입자 크기는 약 20 메쉬이었다. 약 60 g의 α-테르핀올을 추출 용기 내에 넣은 약 30 g의 석탄 샘플에 서서히 첨가하여 2 대 1의 시약-대-샘플 비를 유발하였다. α-테르핀올 및 석탄의 합성 혼합물을 함유하는, 뚜껑이 있지만 치밀하게 밀폐하지 않은 추출 용기를 약 96℃의 일정한 온도로 유지하고, 계속해서 교반시켰다. α-테르핀올을 비등시키지 않으면서, 추출 용기 내의 압력을 약 1.01x105 파스칼 (1 atm) 보다 약간 미만의 주변 압력으로 유지하였다. 약 30분 후에, 추출 용기 내의 혼합물을 여과시키고, 필터 상에 보유된 석탄 입자를 에탄올로 세척하고, 일정한 중량까지 건조시켰다. 중량 손실을 기준으로, 석탄 샘플의 전환율, 즉 액화의 정도는 약 75 중량%인 것으로 결정되었다.
예 8. 이 예에서의 실험을 하나를 제외하고는 상기 예와 동일한 조건 하에서 수행하였다. 상기 예에서 수행한 바와 같이, 약 60 g 대신에 약 15 g의 α-테르핀올을 약 30 g의 석탄 샘플에 첨가하여, 0.5 내지 1의 시약-대-석탄 비를 달성하였다. 달성된 석탄 샘플의 전환율, 즉 액화의 정도는 상기 예에서 달성된 약 75 중량%로부터 약 69 중량%로 감소하였다.
예 9. 이 예에서는, Green-river region of Colorado로부터의 약 3 g의 오일 셰일을 약 9 g의 α-테르핀올로 용해시켜서, 3 대 1의 시약-대-샘플 비를 유발하여, 이로부터 케로겐 (유기물) 및/또는 역청 (유기물)을 추출하였다. 휘발성 및 고정 탄소 둘 모두를 포함하는 유기 탄소 함량은 입증된 분석 회사에 의해 약 22.66 중량%인 것으로 결정되었다. 60 메쉬의 입자 크기를 갖는 오일 셰일 샘플을 사용하는 2번의 실험을 각각 주변 조건 하에 수행하였다. 샘플의 중량 손실을 여과, 에탄올에 의한 세척 및 건조 후에 칭량에 의해 결정하였다. 이들 손실은 약 30분 후에 약 9 중량% 및 약 45분 후에 약 17 중량%이었다. 이들 중량 손실로부터, 유기물, 즉, 케로겐 및/또는 역청의 전환율, 즉 추출의 정도는 케로겐에 대해 약 40 중량% 및 역청에 대해 약 75 중량%인 것으로 평가되었다.
예 10. 이 예는 약 15분 동안 지속되는 단일 실험을 약 25℃ 대신에 약 96℃의 온도에서 수행하는 것을 제외하고는, 상기 예를 중복하였다. 오일 셰일 샘플의 중량 손실은 약 12 중량%이었으며, 이는 약 53 중량%의 케로겐 (유기물)의 의 전환율, 즉 추출의 정도에 상응한다.
예 11. 이 예에서, Alberta, Canada로부터의 타르 샌드 중의 역청 (유기물)을 시판용 합성 테레빈으로 용해시키고, 추출하였다. 타르 샌드 샘플을 Alberta Research Council로 입수하였으며, 이는 아래 근사 분석값을 제공하였다 : 건조 고체 84.4 중량%, 건조 역청 11.6 중량%, 및 도착시 수분 4.0 중량%. 약 30 g의 합성 테레빈을 약 2 대 1 중량의 시약-대-샘플 비를 이용하여, 뚜껑이 있지만 치밀하게 밀폐하지 않은 추출 용기 내에서 약 15 g의 타르 샌드 샘플에 서서히 첨가하였다. 합성 테레빈 및 타르 샌드의 합성 혼합물을 함유하는 상기 추출 용기를 약 96℃의 일정한 온도로 유지하고, 계속적으로 교반시켰다. 합성 테레빈을 비등시키지 않으면서, 추출 용기 내의 압력을 약 1.01x105 파스칼 (1 atm) 보다 약간 미만의 주변 압력으로 유지하였다. 약 20분 후에, 추출 용기 내의 혼합물을 여과시키고, 필터 상에 보유된 고체 (타르 샌드)를 에탄올로 세척하고, 일정한 중량까지 건조시켰다. 중량 손실을 기준으로, 타르 샌드 샘플로부터의 역청의 전환율, 즉 추출의 정도는 약 100 중량%인 것으로 결정되었다.
예 12. 이 예에서는, 상기 예와 동일한 근사 분석값을 갖는 동일한 공급원으로부터의 약 60 g의 타르 샌드 샘플을 α-테르핀올을 포함하는 시판용 합성 테레빈 대신에 약 60 g의 α-테르핀올에 의해 추출하였다. 결과된 시약-대-샘플 비는 상기 예에서와 같이 2 대 1 대신에 1 대 1이었다. 실험은 약 1.01x105 파스칼 (1 atm) 보다 약간 미만의 주변 압력 하에 약 96℃의 온도에서 약 30분 동안 지속하였다. 타르 샌드 샘플 중의 역청 (유기물)의 전환율, 즉 추출의 정도는 약 100 중량%인 것으로 결정되었다.
예 13. 이 예에서는, 상기 2개의 예와 동일한 근사 분석값을 갖는 동일한 공급원으로부터의 약 60 g의 타르 샌드 샘플을 약 60 g의 시판용 α-테르핀올에 의해 추출하였다. 따라서, 결과된 시약-대-샘플 비는 약 1 대 1이었다. 실험은 약 1.01x105 파스칼 (1 atm) 보다 약간 미만의 주변 압력 하에 약 96℃의 온도에서 약 30분 동안 수행하였다. 타르 샌드 샘플 중의 역청 (유기물)의 전환율, 즉 추출의 정도는 약 70 중량%인 것으로 결정되었다.
예 14. 이 예에서 실험을 시약-대-샘플 비이 약 2 대 1로부터 약 0.5 대 1로 감소되는 것을 제외하고는 모든 면에서 예 8의 실험을 중복하였다. 약 60 g의 타르 샌드 샘플을 약 30 g의 시판용 합성 테레빈에 의해 추출하였다. 역청 (유기물)의 전환율, 즉 추출의 정도는 예 9에서 달성된 약 100 중량%로부터 약 70 중량%로 감소하였다.
예 15. 이 예에서의 실험은 시판용 합성 테레빈 대신에 α-테르핀올을 사용하여 상기 예의 실험을 반복하였다. 타르 샌드 샘플 중의 역청 (유기물)의 전환율, 즉 추출의 정도는 상기 예에서와 같이 약 70 중량%이었다.
예 16. 이 예에서의 실험은 타르 샌드를 사용하는 상기 예에서와 동일한 근사 분석값을 갖는 동일한 공급원으로부터 타르 샌드 샘플을 사용하여 1.01x105 파스칼 (1 atm) 보다 약간 미만의 주변 압력 하에 수행하였다. 약 60 g의 시판용 합성 테레빈을 약 60 g의 타르 샌드 샘플에 첨가하여, 약 1 대 1의 시약-대-샘플 비를 유발시켰다. 샘플 및 시판용 합성 테레빈의 온도를 약 65℃에서 약 30분 동안 유지시킨 후, 약 5분 내에 약 15℃로 냉각시켰다. 후속적으로, 타르 샌드 샘플을 여과하고, 세척하고, 건조시키고 칭량하였다. 중량 손실을 기준으로, 타르 샌드 샘플 중의 역청 (유기물)의 전환율, 추출의 정도는 약 70 중량%인 것으로 결정되었다.
예 17. 이 예에서의 실험은 시판용 합성 테레빈 대신에 α-테르핀올을 사용하여 상기 예의 실험을 반복하였다. 역청 (유기물)의 전환율, 즉 추출의 정도는 상기 예의 약 70 중량%로부터 약 90 중량%로 증가하였다.
예 18. 이 예에서는, 예 11 내지 17에서와 동일한 근사 분석값을 갖는 동일한 공급원으로부터의 중량이 약 30 g인 타르 샌드 샘플을 1.01x105 파스칼 (1 atm) 보다 약간 미만의 주변 압력 하에 약 96℃의 온도에서 약 20 g (80 중량%)의 α-테르핀올 및 약 5 g (20 중량%)의 톨루엔을 포함하는 액체 내로 추출하였다. 실험의 지속 기간 (반응 또는 추출 시간)은 약 30분이었다. 샘플의 중량 손실은 약 10.2 g이었다. 상기 중량 손실로부터, 역청 (유기물)의 전환율, 추출의 정도는 약 33 중량%인 것으로 평가되었다.
예 19. 타르 샌드를 사용하는 모든 상기 예에 사용된 것과 동일한 근사 분석값을 갖는 동일한 공급원으로부터의 모두 3개의 타르 샌드 샘플을 1.01x105 파스칼 (1 atm) 보다 약간 미만의 주변 압력 하에 약 15℃의 온도에서 다양한 양의 α-테르핀올 및 에탄올을 포함하는 시약에 의해 추출하였다. 각각의 실험의 지속 기간 (반응 또는 추출 시간)은 각각의 타르 샌드 샘플에 대해 약 15분이었다. 제 1 샘플을 약 0 g (0 중량%)의 α-테르핀올 및 약 15 g (100 중량%)의 에탄올을 포함하는 혼합물로, 즉 순수 에탄올 내로 추출하였다. 제 2 샘플을 약 7.5 g (50 중량%)의 α-테르핀올 및 약 7.5 g (50 중량%)의 에탄올을 포함하는 혼합물 내로 추출하였다. 제 3 샘플을 약 12 g (80 중량%)의 α-테르핀올 및 약 3 g (20 중량%)의 에탄올을 포함하는 혼합물 내로 추출하였다. 3개의 샘플 중의 역청 (유기물)의 중량 손실 및 평가된 전환율, 즉 추출의 정도는 각각 제 1, 제 2 및 제 3 샘플에 대해 약 0.2 g (1.0 중량%), 0.6 g (3.0 중량%) 및 0.9 g (4.5 중량%)이었다.
예 20. 평균 크기가 약 15 ㎜인 시판용 아스팔트의 불규칙 형태의 펠릿을 1.01x105 파스칼 (1 atm) 보다 약간 미만의 주변 압력 하에 약 22℃의 온도에서 α-테르핀올로 용해시키고 추출하였다. 중량이 약 20 g인 제 1 샘플을 약 40 g의 α-테르핀올로 용해시키고 추출하고, 또한 중량이 약 20 g인 제 2 샘플을 약 20 g의 α-테르핀올로 용해시키고 추출하였다. 2개의 샘플 모두 중의 탄화수소를 30분 후에 완전히 추출하였다. 이들 실험을 아스팔트와 같은 아스팔텐 중에 부유하게 될 경향이 있는 중질 원유의 용해 및 추출을 자극하기 위해 수행하였다.
예 21. 이 예에서, 타르 샌드를 사용하는 모든 상기 예에 사용된 것과 동일한 근사 분석값을 갖는 동일한 공급원으로부터의 타르 샌드 중의 역청 (유기물)을 2가지 변종의 식물성 오일, 즉 대두유 및 옥수수유로 용해시키고 추출하였다. 식물성 오일은 테레빈 액체와 완전히 혼화성이다. 제 1 실험에서, 중량이 약 15 g인 타르 샌드 샘플을 1.01x105 파스칼 (1 atm) 보다 약간 미만의 주변 압력 하에 약 96℃의 온도에서 약 20분 동안 약 30 g의 대두유와 배합시키고 계속해서 교반시켰다. 중량 손실은 약 0.5 g이었으며, 이로부터 샘플 중의 역청의 전환율, 즉 추출의 정도는 약 3.3 중량%인 것으로 평가되었다. 제 2 실험에서, 중량이 약 30 g인 타르 샌드 샘플을 1.01x105 파스칼 (1 atm) 보다 약간 미만의 주변 압력 하에 약 175℃의 온도에서 약 30분 동안 약 60 g의 옥수수유와 배합시키고 계속해서 교반시켰다. 중량 손실은 약 4.8 g이었으며, 이로부터 샘플 중의 역청의 전환율, 즉 추출의 정도는 약 12 중량%인 것으로 평가되었다.
예 22. 베레아 (Berea) 샌드스톤 플러그 코어 샘플을 대상으로 2가지 시험을 수행하여 코어로부터의 오일 회수에 대한 시약 주입의 효과를 결정하였다. 제 1 시험을 필드가 이미 수공법을 한계까지 수행한 후에 α-테르핀올 주입으로 인한 오일 회수의 증가를 결정하도록 설계하였다. 선택된 코어는 원유를 모방한 9.01 ㎖의 실험용 오일을 함유하였다. 3.0%의 염화칼륨을 함유하는 수용액에 의한 수공법은 4.6 ㎖의 오일을 생성시켰다. 5 공극 부피의 α-테르핀올 주입은 부가적 3.61 ㎖의 오일을 생성시켜 원래의 부피로 유지되는 8.0% 미만의 오일을 갖는 코어를 남겼다. 제 2 시험을 α-테르핀올이 주입된 새로운 저장기로부터 예측될 수 있는 증가된 회수를 나타내도록 설계하였다. 선택된 코어는 원유를 모방하는 8.85 ㎖의 실험용 오일을 함유하였다. 오일 생성은 약 0.5 공극 부피의 α-테르핀올 주입 후에 시작하였으며, 3.5 공극 부피의 α-테르핀올이 주입될 때까지 계속되지만; 오일의 대부분이 단지 2.5 공극 부피의 α-테르핀올 주입 후에 제거된다. 총 7.94 ㎖의 실험용 오일이 회수되어, 원래의 부피로 유지되는 7.5% 미만의 오일을 갖는 코어를 남겼다.
하나의 실험에서, 테레빈 액체 대 타르 샌드 샘플의 다양한 비를 시험하였다. 하기에 제공된 실험 각각을 위한 테레빈 액체는 동일한 형성물을 가졌으며, 조성물은 약 60 부피%의 α-테르핀올, 약 20 부피%의 β-테르핀올, 및 약 20 부피%의 γ-테르핀올을 포함하였다. 타르 샌드는 약 12 중량%의 역청 함량 및 약 4-5 중량%의 수함량을 갖는, Alberta, Canada로부터의 광석의 상이한 혼합물이었다. 실험은 모두 표 6에 기재된 바와 같이 다양한 온도에서 수행하였다.
아래 표 6에 나타낸 바와 같이, 하기에 제공된 모든 비 (즉, 약 1:2 내지 약 2:1의 테레빈 액체 대 타르 샌드의 비)에 대해 타르 샌드로부터의 탄화수소의 회수는 탄화수소의 우수한 회수를 결과하였고, 인지할 만한 차이는 거의 없었다. 추출이 수행되는 온도에 대해, 타르 샌드로부터의 탄화수소의 추출, 용해 및/또는 액화를 위한 최적 온도는 약 65℃인 것으로 믿어진다. 표에 나타낸 바와 같이, 약 130℃에서, 타르 샌드로부터 회수되는 탄화수소의 양은 감소된다. 그러나, 탄화수소를 회수하기가 특히 어려운 특정 고체에 대해, 추출 용매의 온도를 증가시키면, 회수되는 탄화수소의 양이 증가할 수 있음이 주목된다. 최종적으로, 노출 시간은 추출되는 재료의 양에 대해 거의 작용하지 않음이 입증되었다. 이는 최단 추출 시간이 약 20분이기 때문일 것이며, 이는 타르 샌드로부터의 탄화수소의 추출을 위해 더 적합해지는 것으로 믿어진다.
타르 샌드
중량 (g)		 추출성 HC
중량 (g)		 추출 용매 중량 타르 샌드
대 용매의 비		 추출된
HC의 양 (g)		 추출된
HC %		 온도
(℃)		 노출 시간
(분)
15 2.0 30.0 1:2 3.2 161 96 20
60 7.8 120.0 1:2 5.4 69 96 30
60 7.8 31.6 2:1 9.6 123 96 30
60 7.8 60.0 1:1 7.6 97 65 30
60 7.8 60.0 1:1 4.0 51 130 30
60 7.8 60.0 1:1 6.3 80 65 30
대안적 용매, 즉 에탄올 및 옥수수유를 사용하여 부가적 실험을 수행하였으며, 약 60 부피%의 α-테르핀올, 약 20 부피%의 β-테르핀올 및 약 20 부피%의 γ-테르핀올을 포함한 조성물과 비교하였다. 하기에 제공되는 표 7에 기재된 바와 같이, 에탄올 및 옥수수유의 성능은 예기치 않게 실질적으로 약 60 부피%의 α-테르핀올, 약 20 부피%의 β-테르핀올 및 약 20 부피%의 γ-테르핀올을 포함한 조성물보다 더 낮았다. 예를 들어, 테르핀올 조성물은 추출성 탄화수소의 완전한 또는 거의 완전한 추출을 달성한 반면, 에탄올은 회수 가능한 탄화수소의 단지 약 10% 만을 수득하였으며, 가열된 옥수수유는 회수 가능한 탄화수소의 단지 약 33% 만을 수득하였다.
화학물질 타르
샌드
중량
(g)		 추출성
HC 중량
(g)		 추출 용매
중량		 타르 샌드
대 용매의
비		 추출된
HC의 양
(g)		 추출된
HC %		 온도℃ 노출시간
(분)
에탄올 15 2.0 15.0 1:1 0.2 10 15 15
콘 오일 30 3.9 60.0 2:1 1.3 33 175 30
60/20/20
테르핀올 		60 7.8 60.0 1:1 7.6 97 65 30
60/20/20
테르핀올 		60 7.8 31.6 2:1 9.6 123 96 30
아래 표 8에 나타낸 바와 같이, 다양한 공지된 유기 용매와 조합하여 단지 α-테르핀올 및 β-테르핀올을 포함하는 테레빈 액체 형성물을 포함하는 다양한 테레빈 액체 형성물의 성능이 제공된다. 표에 제공된 제 1의 3가지 조성물은 α-테르핀올, β-테르핀올 및 γ-테르핀올을 포함한다. 예를 들어, 제 1 조성물은 약 60 부피%의 α-테르핀올, 약 30 부피%의 β-테르핀올 및 약 10 부피%의 γ-테르핀올을 포함한다. 결과는 예기치 않게, α-테르핀올의 농도가 증가함에 따라, 테레빈 액체가 약 70%의 α-테르핀올을 포함하는 경우에 타르 샌드 샘플로부터의 탄화수소 재료의 완전한 추출이 달성되는 포인트까지 테레빈 액체의 성능이 증가함을 나타내었다.
순수 α-테르핀올을 사용하는 탄화수소 함유 타르 샌드의 추출에 대한 제 2 세트의 데이터를 제공하였다. 나타낸 바와 같이, 아마도 샘플들의 탄화수소 함량의 불일치성으로 인해 100% 초과의 추출이 달성되었다. 그러나, 결과는 일반적으로, α-테르핀올이 타르 샌드 샘플로부터 회수 가능한 탄화수소를 모두 실질적으로 추출시킬 수 있다는 예기치 않은 결과를 나타낸다.
표 8에 제공된 데이터는 α-테르핀올과 공지된 유기 용매의 혼합된 시스템의 효과를 예시하는 것이다. 나타낸 바와 같이, 회수 가능한 탄화수소의 실질적으로 완전한 회수는 1:1 비의 α-테르핀올 대 에탄올올 포함하는 조성물에 의해 달성되었다. 이는 순수 에탄올이 단지 총 회수 가능한 탄화수소의 약 10%만을 제거하므로 예기치 못한 것이다. 부가적으로, 1:1 또는 3:1 비의 α-테르핀올 대 톨루엔을 포함하는 혼합된 시스템은 여전히 총 회수 가능한 탄화수소의 약 77% 내지 92%의 회수를 결과하였다. 이는 예기지 않은 결과이었다.
화합물 타르
샌드
중량
(g)		 추출성
HC 중량
(g)		 용매
중량		 타르 샌드
대 용매의 비		 추출된 HC의 양
(g)		 추출된
HC %		 온도
(℃)		 노출
시간
(분)
60/30/10 테르핀올 60 2 60.0 1:1 7.1 91 96 30
40/30/20 테르핀올 60 7.8 60.0 1:1 4.7 60 96 30
70/20/10 테르핀올 60 7.8 60.0 1:1 7.9 101 96 30
100/0/0 테르핀올 60 7.8 60.0 1:1 10.0 128 96 30
100/0/0 테르핀올 60 7.8 120.0 1:2 8.7 111 96 30
100/0/0 테르핀올 60 7.8 31.0 2:1 9.6 123 96 30
50%의 α-테르핀올
/50% 에탄올		 15 2.0 15.0 1:1 8.1 103 65 30
80%의 α-테르핀올
/20% 에탄올		 15 2.0 15.0 1:1 1.2 62 15 15
75%의 α-테르핀올
/25% 톨루엔		 30 3.9 25.0 1:0.8 1.8 92 15 15
50%의 α-테르핀올
/50% 톨루엔		 30 3.9 26 1:0.9 3.0 77 96 30
50%의 α-테르핀올
/50% 자일렌		 30 3.9 26.0 1:0.9 2.4 61 96 30
예 23. 약 30g의 타르 샌드 샘플에 아래 액체 각각을 분무시켰다 : d-리모넨, 테레빈 액체의 배합물, 및 대조군으로서 물. 온도를 약 18℃로 유지시켰다. 회수되는 역청의 비율을 약 5, 10, 15, 20, 25, 및 30초의 접촉 시간 후에 측정하였다. 테레빈 액체의 배합물은 d-리모넨보다 더 효과적인 추출기이었으며, 반면에; 물은 비효과적이었다 (도 5 참조).
예 24. 약 l5g의 타르 샌드 샘플에 d-리모넨 또는 테레빈 액체의 배합물을 분무하고, 97초 동안 액체와 접촉시켰다. 액체 대 타르 샌드의 비는 약 1:1 내지 약 6:1이었다. 1:1 비에서의 54%의 회수 내지 6:1 비에서의 84%의 회수로부터, 테레빈 액체의 배합물은 혼합비 범위에 걸쳐 리모넨 보다 더 많은 역청을 추출하였다 (도 6 참조).
예 25. 탄화수소를 추출하기 위한 많은 테레빈 액체 종 및 조합물의 효과를 타르 샌드 샘플로부터 역청을 회수하기 위한 각각의 액체의 능력에 대해 측정하였다. 각각의 시험에서, 약 15g의 타르 샌드 샘플을 약 18℃에서 아래 테레빈 액체 중 하나로 처리하였다 : α-테르핀올, β-테르핀올, β-피넨, α-피넨, p-시멘, d-리모넨, 및 테레빈 액체의 배합물. 회수되는 역청의 비율을 약 5 분 (도 7) 및 약 15분 (도 8)의 접촉 시간 후에 측정하였다. 데이터는 액체들이 모두 타르 샌드로부터 실질적 양의 역청을 추출하였음을 나타낸다. 테레빈 액체의 배합물이 액체 대 재료의 비에 걸쳐 가장 효과적인 추출기이어서, 약 5분 접촉 내에 거의 모든 역청 함량을 회수하였다 (도 7 참조)
예 26. 테레빈 액체의 배합물에 추출될 수 있는 SAE 40 (a 중질(medium) 원유)의 양을 n-부탄올, 시클로헥산올, 및 1-헵탄올에 대해 비교하였다. 35℃에서, 50%의 α-테르핀올, 약 35%의 β-테르핀올, 약 10%의 β-피넨, 및 약 5%의 p-시멘으로 구성되는 100 ㎖의 테레빈 액체의 배합물 내로 추출되는 SAE 40의 양이 각각 100 ㎖ n-부탄올, 100 ㎖ 시클로헥산올, 및 100 ㎖ 1-헵탄올 내로 추출되는 SAE 40의 양보다 약 8.14배, 6.67배 및 7.46배 더 많은 것으로 밝혀졌다. 알칼리성 용액은 각각 150 ㎖의 97%의 메타규산나트륨을 함유하였다.
예 27. 약 15g 및 30g의 파라핀 왁스의 샘플 및 약 100g의 아스팔틴의 샘플을 약 60℃에서 약 15분 동안 100%의 α-테르핀올 및 100%의 테레빈 액체의 배합물 내로 추출하였다. 표 9는 테레빈 액체 내로 추출되는 탄화수소 고체의 비율을 나타낸다.
비교예 . 비교예에서는 파라핀 왁스 및 아스팔틴을 액화시키기 위한 약 1/3 테르페노이드 (리모넨, 피넨), 약 1/3 중질 석유 증류물, 및 약 1/3 경질 석유 증류물로 구성된 액체의 사용을 예 27에 기술한 바와 같은 방법을 사용하여 α-테르핀올 및 다성분 테레빈 시스템에 대해 비교하였다. 추출되는 파라핀 왁스 및 아스팔틴의 비율의 비교를 표 9에 나타내었다.
용매 추출 % 추출 %
15g 파라핀 왁스 30g 파라핀 왁스 100g 아스팔틴 (1) 100g 아스팔틴 (2)
1/3 β-피넨,
1/3 중질 원유,
1/3 경질 원유		 60 60 42 47
α-테르핀올 100 100 100 100
테레빈 액체 배합물 93.3 90 100 100
예 28. 표 10은 테레빈 액체와의 접촉 후의 상이한 중량의 오일의 점도의 차를 나타낸다. 측정 값은 약 21℃.의 온도에서 20초 내에 취하였다. 중유를 테레빈 액체의 배합물과 접촉시킴으로써 가장 큰 점도의 저하율을 얻었다.
오일 유형 점도 감소 액체 (오일에 대한 중량% 비) 점도 점도 감소%
SAE40 없음 718-750 N/A
SAE40 α-테르핀올 (10%) 697-699 7% (평균)
SAE40 α-테르핀올 (15%) 569-620 21% (평균)
SAE40 테레빈 액체 (10%) 배합물 297 60%
SAE40 테레빈 액체 (15%) 배합물 245 67%
SAE30 없음 156 N/A
SAE30 테레빈 액체 (10%) 배합물 109 30%
SAE30 테레빈 액체 (15%) 배합물 88 44%
SAE10 없음 49 N/A
SAE10 테레빈 액체 (10%) 배합물 35 29%
예 29. 부식 시험. API X-65 탄소강 쿠폰 (METAL SAMPLES COMPANY, Munford, Alabama, USA)을 2주 동안 연속 흐름 하에 아세트산을 사용하여 pH 조절한 500 ppm Nα-S를 갖는 ASTM 치환 해수에 노출시켰다. 대조군 샘플은 부식 억제제의 부재하에 해수의 기준 용액만을 함유하였다. 샘플 I, II, 및 III은 약 0.0005 부피%, 0.001%, 및 0.0015 부피%의 테레빈 액체의 배합물을 함유하였다. 부식 속도를 각각의 시험 쿠폰에서 관찰된 틈 공격의 양과 거의 동시에 직접 기록하였다. 약 0.0015 부피%의 테레빈 액체의 배합물로 구성되는 샘플 III이 가장 낮은 평균 부식 속도를 발생시켰으며 (표 11 참조), 공식은 없었다.
억제제 쿠폰의 초기 중량(g)
시험 1 시험 2		 쿠폰의 최종 중량(g)
시험 1 시험 2		 평균 부식율
(mpy)
기준 용액 16.1143 16.3113 16.1066 16.3037 0.36
테레빈 액체 5% 배합물 16.5291 16.7320 16.5247 16.7260 0.24
테레빈 액체 10% 배합물 17.0128 17.0229 17.0066 17.0172 0.28
테레빈 액체 15% 배합물 17.1076 16.4431 17.1056 16.4412 0.09
예 30. 테레빈 액체의 계면활성제 비함유 배합물의 추출 능력을 0, 3, 9, 및 12 %의 계면활성제 (Surfonic N-95 from Huntsman)를 함유하는 d-리모넨과 비교하였다. 테레빈 액체의 계면활성제 비함유 배합물 및 계면활성제를 갖는 d-리모넨을 30 g의 Super Pave 아스팔트 (골재의 중량: 92.9%, 아스팔트의 중량: 6.6%, 중합체의 중량: 0.5%)와 2분 동안, 45℃에서 액체 대 아스팔트의 1:1 비로 접촉시켰다. 테레빈 액체의 계면활성제 비함유 배합물에 대한 아스팔트 회수의 양은 8.3%인 반면, d-리모넨은 0, 3, 9, 및 12%의 계면활성제 각각에서 아스팔트의 단지 4%, 6.3%, 5.3% 및 5.7% 만을 회수하였다. 테레빈 액체의 계면활성제 비함유 배합물은 계면활성제의 존재 또는 부재 하의 d-리모넨보다 아스팔트로부터 탄화수소 함유 유기물을 더 많이 추출하였다.
명세서 및 특히 상기 예에 기술된 탄화수소 함유 재료로부터의 탄화수소 함유 유기물의 추출의 결과는 예기치 못한 것이다.
본원에서 측정된 바와 같이, 특정 샘플에서의 회수, 즉 수율은, 특정 탄화수소 함유 재료, 예를 들어 타르 샌드가 형태가 불규칙적이고 크기가 변하는 과도하게 점성인 액체 및 비교적 거친 고체 입자의 이종 및 불순 혼합물을 포함하기 때문에 100%를 초과한다. 따라서, 탄화수소 함유 재료 중의 탄화수소 물질의 평균 값을 기준으로 한 회수 측정값은 이들의 천연적인 변동 인자로 인해 때때로 100%를 초과한다. 추가로, 일부 실험 오차는 임의의 실험에 내재한다.
본원에 사용되는 바와 같이, 용어 "약"은 열거된 5% 이내에 있는 임의의 값을 포함하는 것으로 해석되어야 한다. 더욱더, 값의 범위에 대한 용어 "약"의 열거는 열거된 범위의 상한 및 하한 둘 모두를 포함하는 것으로 해석되어야 한다. 본원에 사용되는 바와 같이, 용어 제 1, 제 2, 제 3 등은 요소를 고유하게 확인하는 것으로 해석되어야 하며, 요소 또는 단계의 임의의 특정 순서를 의미하거나 제한하지 않는다.
본 발명은 발명의 실시예의 단지 일부에서 입증되고 기술되어 있지만, 이들로 제한되지 않으며, 발명의 범위로부터 벗어나지 않으면서 다양한 변경이 이루어질 수 있음이 당업자들에게 명백해져야 한다.

Claims (62)

  1. 탄화수소 함유 재료로부터 비수성 테레빈 액체로 탄화수소 함유 유기물을 추출하는 방법으로서,
    천연 테레빈, 합성 테레빈, 광물 테레빈, 송유, α-피넨, β-피넨, α-테르핀올, β-테르핀올, γ-테르핀올, 테르펜 수지, α-테르펜, β-테르펜, γ-테르펜, 게라니올, 3-카렌, 디펜텐(p-멘타-1,8-디엔), 노폴, 피난, 2-피난 히드로과산화물, 테르핀 수화물, 2-피나놀, 디히드로미세놀, 이소보르네올, p-멘탄-8-올, α-테르피닐 아세테이트, 시트로넬롤, p-멘탄-8-일 아세테이트, 7-히드록시디히드로시트로넬랄, 멘톨, 아네톨, 캄펜; p-시멘, 아니스알데히드, 3,7-디메틸-1β-옥타디엔, 이소보르닐 아세테이트, 오시멘, 알로오시멘, 알로오시멘 알코올, 2-메톡시-2,6-디메틸-7,8-에폭시옥탄, 캠퍼, 시트랄, 7-메톡시디히드로시트로넬랄, 10-캠퍼술폰산, 신트로넬랄, 멘톤, 및 이들의 혼합물로 이루어진 군으로부터 선택된 테레빈 액체로 필수 구성된 비수성 탄화수소 추출 액체를 포함하고 계면활성제를 함유하지 않는 제 1 액체를 제공하는 단계와,
    추출 혼합물이 형성되도록 상기 탄화수소 함유 재료를 상기 비수성 탄화수소 추출 액체와 접촉시키는 단계로서, 상기 추출 혼합물은 상기 비수성 탄화수소 추출 액체로 추출된 상기 탄화수소 함유 유기물의 적어도 일부를 포함하는, 상기 탄화수소 함유 재료를 상기 비수성 탄화수소 추출 액체와 접촉시키는 단계와,
    상기 비수성 탄화수소 추출 액체에 불용성인 상기 탄화수소 함유 재료로부터의 불용성 물질을 함유하는 임의의 잔류 물질로부터 상기 추출 혼합물을 분리하는 단계로
    필수 구성된 공정에 의해 상기 탄화수소 함유 유기물을 추출하는 단계를
    포함하는, 탄화수소 함유 재료로부터 비수성 테레빈 액체로 탄화수소 함유 유기물을 추출하는 방법.
  2. 제 1항에 있어서, 상기 탄화수소 함유 유기물을 함유하는 지하 형성물 중에서 현장에서 상기 탄화수소 함유 유기물 및 상기 테레빈 액체를 접촉시키는 수단, 및 상기 지하 형성물로부터 상기 탄화수소 함유 유기물을 추출하기 위한 수단을 제공하는 단계를 더 포함하는, 탄화수소 함유 재료로부터 탄화수소 함유 유기물을 추출하는 방법.
  3. 제 1항에 있어서, 상기 추출 혼합물을 제 1 부분 및 제 2 부분으로 분리하는 단계를 추가로 포함하며, 상기 추출 혼합물의 제 1 부분은 탄화수소 함유 유기물의 적어도 일부를 포함하고 상기 추출 혼합물의 제 2 부분은 상기 테레빈 액체의 적어도 일부를 포함하는, 탄화수소 함유 재료로부터 탄화수소 함유 유기물을 추출하는 방법.
  4. 제 3항에 있어서, 상기 접촉 단계에 사용하기 위해 상기 테레빈 액체의 적어도 일부를 상기 탄화수소 추출 액체로 재순환시키는 단계를 더 포함하는, 탄화수소 함유 재료로부터 탄화수소 함유 유기물을 추출하는 방법.
  5. 제 3항에 있어서, 상기 추출이 한 자리에서 수행되고, 상기 분리가 상기 추출 자리 또는 인접 자리에서 수행되는, 탄화수소 함유 재료로부터 탄화수소 함유 유기물을 추출하는 방법.
  6. 제 3항에 있어서, 상기 추출이 한 자리에서 수행되고, 상기 분리가 상기 추출 자리로부터 원위에 있는 다운스트림 설비에서 수행되는, 탄화수소 함유 재료로부터 탄화수소 함유 유기물을 추출하는 방법.
  7. 제 3항에 있어서, 상기 추출이 한 자리에서 수행되고, 상기 탄화수소 추출 액체가 상기 추출 자리 또는 인접 자리에서 상기 탄화수소 함유 유기물로 분리되는, 탄화수소 함유 재료로부터 탄화수소 함유 유기물을 추출하는 방법.
  8. 제 2항에 있어서, 상기 탄화수소 함유 재료가 지하 형성물 내에 있고, 상기 탄화수소 함유 재료와 상기 테레빈 액체의 접촉이 지하 형성물에서 현장에서 일어나며; 추가로, 상기 지하 형성물과 유체 연통하고 있는 생산정을 통해 상기 추출 혼합물을 제거하는 단계를 포함하며, 상기 잔류 물질이 저장 형성물에서 현장에서 유지되는, 탄화수소 함유 재료로부터 탄화수소 함유 유기물을 추출하는 방법.
  9. 제 8항에 있어서, 상기 탄화수소 추출 액체 스트림을 상기 탄화수소 재료의 추가의 추출을 위해 지하 형성물 내로 주입시키는 단계를 더 포함하는, 탄화수소 함유 재료로부터 탄화수소 함유 유기물을 추출하는 방법.
  10. 제 1항에 있어서, 상기 테레빈 액체가 30 부피% 이상의 α-테르핀올 및 15 부피% 이상의 β-테르핀올을 포함하는, 탄화수소 함유 재료로부터 탄화수소 함유 유기물을 추출하는 방법.
  11. 제 1항에 있어서, 상기 테레빈 액체가 50 부피% 이상의 α-테르핀올 및 20 부피% 이상의 β-테르핀올을 포함하는, 탄화수소 함유 재료로부터 탄화수소 함유 유기물을 추출하는 방법.
  12. 제 1항에 있어서, 상기 테레빈 액체가 α-테르펜, β-테르펜 또는 γ-테르펜 중 하나 이상을 더 포함하는, 탄화수소 함유 재료로부터 탄화수소 함유 유기물을 추출하는 방법.
  13. 제 1항에 있어서, 상기 테레빈 액체가 α-테르핀올 및 β-테르핀올을 포함하며, α-테르핀올 대 β-테르핀올의 중량비가 1.3:1 이상인, 탄화수소 함유 재료로부터 탄화수소 함유 유기물을 추출하는 방법.
  14. 제 1항에 있어서, 상기 테레빈 액체가 α-테르핀올 및 β-테르핀올을 포함하며, α-테르핀올 대 β-테르핀올의 중량비가 2:1인, 탄화수소 함유 재료로부터 탄화수소 함유 유기물을 추출하는 방법.
  15. 제 1항에 있어서, 상기 테레빈 액체는 α-테르핀올, β-테르핀올, α-테르펜 및 β-테르펜의 혼합물로 필수 구성된 탄화수소 함유 재료로부터 탄화수소 함유 유기물을 추출하는 방법.
  16. 제 1항에 있어서, 상기 테레빈 액체는 α-테르핀올과 β-테르핀올의 혼합물로 필수 구성된 탄화수소 함유 재료로부터 탄화수소 함유 유기물을 추출하는 방법.
  17. 제 1항에 있어서, 상기 제 1 액체는 α-테르핀올, β-테르핀올, α-테르펜 및 β-테르펜의 혼합물로 필수 구성된 탄화수소 함유 재료로부터 탄화수소 함유 유기물을 추출하는 방법.
  18. 제 1항에 있어서, 상기 탄화수소 함유 재료로부터 추출되는 유기물의 양이 상기 탄화수소 함유 재료의 50 중량% 이상인, 탄화수소 함유 재료로부터 탄화수소 함유 유기물을 추출하는 방법.
  19. 제 18항에 있어서, 상기 탄화수소 함유 재료로부터 추출되는 유기물의 양이 상기 탄화수소 함유 재료의 70 중량% 이상인, 탄화수소 함유 재료로부터 탄화수소 함유 유기물을 추출하는 방법.
  20. 제 19항에 있어서, 상기 탄화수소 함유 재료로부터 추출되는 유기물의 양이 상기 탄화수소 함유 재료의 75 중량% 이상인, 탄화수소 함유 재료로부터 탄화수소 함유 유기물을 추출하는 방법.
  21. 제 20항에 있어서, 상기 탄화수소 함유 재료로부터 추출되는 유기물의 양이 상기 탄화수소 함유 재료의 90 중량% 이상인, 탄화수소 함유 재료로부터 탄화수소 함유 유기물을 추출하는 방법.
  22. 제 21항에 있어서, 상기 탄화수소 함유 재료로부터 추출되는 유기물의 양이 상기 탄화수소 함유 재료의 100 중량%인, 탄화수소 함유 재료로부터 탄화수소 함유 유기물을 추출하는 방법.
  23. 제 1항에 있어서, 상기 테레빈 액체 내로의 추출성인 상기 탄화수소 함유 재료 중에 존재하는 탄화수소의 80% 이상이 상기 탄화수소 함유 재료를 상기 제 1 액체를 접촉시키는 5분 내에 상기 테레빈 액체 내로 추출되는, 탄화수소 함유 재료로부터 탄화수소 함유 유기물을 추출하는 방법.
  24. 제 1항에 있어서, 상기 테레빈 액체 대 상기 제 1 액체에 함유된 임의의 다른 테레빈-혼화성 용매의 중량비가 1:1 이상인, 탄화수소 함유 재료로부터 탄화수소 함유 유기물을 추출하는 방법.
  25. 제 24항에 있어서, 상기 테레빈 액체 대 상기 제 1 액체에 함유된 임의의 다른 테레빈-혼화성 용매의 중량비가 9:4 이상인, 탄화수소 함유 재료로부터 탄화수소 함유 유기물을 추출하는 방법.
  26. 제 25항에 있어서, 상기 테레빈 액체 대 상기 제 1 액체에 함유된 임의의 다른 테레빈-혼화성 용매의 중량비가 3:1 이상인, 탄화수소 함유 재료로부터 탄화수소 함유 유기물을 추출하는 방법.
  27. 제 26항에 있어서, 상기 테레빈 액체 대 상기 제 1 액체에 함유된 임의의 다른 테레빈-혼화성 용매의 중량비가 4:1 이상인, 탄화수소 함유 재료로부터 탄화수소 함유 유기물을 추출하는 방법.
  28. 제 1항에 있어서, 상기 제 1 액체는 상기 테레빈 액체로 필수 구성된 탄화수소 함유 재료로부터 탄화수소 함유 유기물을 추출하는 방법.
  29. 제 1항에 있어서, 상기 탄화수소 함유 재료가 2:1 이상의 상기 테레빈 액체 대 상기 탄화수소 함유 재료의 중량비로 상기 테레빈 액체와 접촉하는, 탄화수소 함유 재료로부터 탄화수소 함유 유기물을 추출하는 방법.
  30. 제 1항에 있어서, 상기 탄화수소 함유 재료가 석탄, 원유, 초중질 원유, 타르, 타르 샌드, 오일 셰일, 오일 샌드, 천연 가스, 미정제 비투멘, 천연 케로겐, 천연 아스팔트 또는 천연 아스팔텐 중 하나 이상을 함유하는 천연 지질학적 형성물로부터의 천연 탄화수소 함유 재료인, 탄화수소 함유 재료로부터 탄화수소 함유 유기물을 추출하는 방법.
  31. 제 30항에 있어서, 상기 접촉 동안, 10 내지 600 중량%의 탄화수소 추출 액체 대 천연 탄화수소 함유 재료의 중량비로 10 내지 400℃의 접촉 온도에서 상기 접촉 3초 내지 180분 동안 상기 탄화수소 추출 액체 내로 추출 시에, 상기 탄화수소 추출 액체 내로 추출된 상기 탄화수소 함유 유기물이 상기 천연 탄화수소 함유 재료 내에 원래 함유된 탄화수소 함유 유기물의 30 내지 100 중량%의 양에 상응하는 양으로 존재하는, 탄화수소 함유 재료로부터 탄화수소 함유 유기물을 추출하는 방법.
  32. 제 30항에 있어서, 상기 접촉 동안, 1:1 내지 2:1의 탄화수소 추출 액체 대 천연 탄화수소 함유 재료의 중량비로 20 내지 30℃의 접촉 온도에서 상기 접촉 3초 내지 3분 동안 상기 탄화수소 추출 액체 내로 추출 시에, 상기 탄화수소 추출 액체 내로 추출된 상기 탄화수소 함유 유기물이 상기 천연 탄화수소 함유 재료 내에 원래 함유된 탄화수소 함유 유기물의 75 내지 100 중량%의 양에 상응하는 양으로 존재하는, 탄화수소 함유 재료로부터 탄화수소 함유 유기물을 추출하는 방법.
  33. 제 30항에 있어서, 상기 접촉 동안, 1:1 내지 2:1의 탄화수소 추출 액체 대 천연 탄화수소 함유 재료의 중량비로 20 내지 30℃의 접촉 온도에서 상기 접촉 3초 내지 3분 동안 상기 탄화수소 추출 액체 내로 추출 시에, 상기 탄화수소 추출 액체 내로 추출된 상기 탄화수소 함유 유기물이 상기 천연 탄화수소 함유 재료 내에 원래 함유된 탄화수소 함유 유기물의 85 내지 100 중량%의 양에 상응하는 양으로 존재하는, 탄화수소 함유 재료로부터 탄화수소 함유 유기물을 추출하는 방법.
  34. 제 31항에 있어서, 상기 탄화수소 함유 재료가 석탄이며, 상기 접촉 동안, 1:1 내지 2:1의 탄화수소 추출 액체 대 상기 탄화수소 함유 재료의 중량비로 80 내지 100℃의 접촉 온도에서 상기 접촉 3초 내지 3분 동안 상기 탄화수소 추출 액체 내로 추출 시에, 상기 탄화수소 추출 액체 내로 추출된 상기 탄화수소 함유 유기물이 상기 천연 탄화수소 함유 재료 내에 원래 함유된 탄화수소 함유 유기물의 60 내지 100 중량%의 양에 상응하는 양으로 존재하는, 탄화수소 함유 재료로부터 탄화수소 함유 유기물을 추출하는 방법.
  35. 제 31항에 있어서, 상기 탄화수소 함유 재료가 타르 샌드이며, 상기 접촉 동안, 1:1 내지 2:1의 탄화수소 추출 액체 대 상기 탄화수소 함유 재료의 중량비로 30 내지 60℃의 접촉 온도에서 상기 접촉 3초 내지 3분 동안 상기 탄화수소 추출 액체 내로 추출 시에, 상기 탄화수소 추출 액체 내로 추출된 상기 탄화수소 함유 유기물이 상기 천연 탄화수소 함유 재료 내에 원래 함유된 탄화수소 함유 유기물의 85 내지 100 중량%의 양에 상응하는 양으로 존재하는, 탄화수소 함유 재료로부터 탄화수소 함유 유기물을 추출하는 방법.
  36. 제 31항에 있어서, 상기 탄화수소 함유 재료가 오일 셰일이며, 상기 접촉 동안, 1:1 내지 2:1의 탄화수소 추출 액체 대 상기 탄화수소 함유 재료의 중량비로 100 내지 130℃의 접촉 온도에서 상기 접촉 3초 내지 3분 동안 상기 탄화수소 추출 액체 내로 추출 시에, 상기 탄화수소 추출 액체 내로 추출된 상기 탄화수소 함유 유기물이 상기 천연 탄화수소 함유 재료 내에 원래 함유된 탄화수소 함유 유기물의 50 내지 100 중량%의 양에 상응하는 양으로 존재하는, 탄화수소 함유 재료로부터 탄화수소 함유 유기물을 추출하는 방법.
  37. 제 30항에 있어서, 상기 탄화수소 함유 재료가 지하 형성물 중의 원유이고, 원유와 탄화수소 추출 액체의 접촉이 지하 형성물에서 현장에서 일어나며, 상기 접촉 동안, 1:1 내지 1:2의 탄화수소 추출 액체 대 지하 형성물의 총 공극 부피의 비로 상기 접촉 3초 내지 3분 동안 상기 탄화수소 추출 액체 내로 추출 시에, 상기 탄화수소 추출 액체 내로 추출된 상기 탄화수소 함유 유기물이 상기 천연 탄화수소 함유 재료 내에 원래 함유된 탄화수소 함유 유기물의 80 내지 100 중량%의 양에 상응하는 양으로 존재하는, 탄화수소 함유 재료로부터 탄화수소 함유 유기물을 추출하는 방법.
  38. 제 30항에 있어서, 상기 탄화수소 함유 재료가 지하 형성물 중의 초중질 원유이고, 원유와 탄화수소 추출 액체의 접촉이 지하 형성물에서 현장에서 일어나며, 상기 접촉 동안, 1:1 내지 1:2의 탄화수소 추출 액체 대 지하 형성물의 총 공극 부피의 비로 상기 접촉 3초 내지 60분 동안 상기 탄화수소 추출 액체 내로 추출 시에, 상기 탄화수소 추출 액체 내로 추출된 상기 탄화수소 함유 유기물이 상기 천연 탄화수소 함유 재료 내에 원래 함유된 탄화수소 함유 유기물의 25 내지 100 중량%의 양에 상응하는 양으로 존재하는, 탄화수소 함유 재료로부터 탄화수소 함유 유기물을 추출하는 방법.
  39. 제 31항에 있어서, 상기 탄화수소 함유 재료가 천연 가스 또는 석유 가스이며, 상기 접촉 동안, 0.1 내지 600 중량%의 탄화수소 추출 액체 대 상기 탄화수소 함유 재료의 중량비로, 10 내지 300℃의 접촉 온도에서 상기 접촉 3초 내지 60분 동안 상기 탄화수소 추출 액체 내로 추출 시에, 상기 탄화수소 추출 액체 내로 추출된 상기 탄화수소 함유 유기물이 상기 천연 탄화수소 함유 재료 내에 원래 함유된 탄화수소 함유 유기물의 50 내지 100 중량%의 양에 상응하는 양으로 존재하는, 탄화수소 함유 재료로부터 탄화수소 함유 유기물을 추출하는 방법.
  40. 제 1항에 있어서, 타르 샌드를 포함하는 탄화수소 함유 재료로부터 탄화수소 함유 유기물을 추출하기 위한 방법으로서,
    상기 탄화수소 함유 재료와 상기 탄화수소 추출 액체의 접촉이 상기 탄화수소 함유 재료로부터 탄화수소 함유 유기물의 부분을 추출하도록 작용하는 기간 동안 타르 샌드를 추출 용기의 내부 부분에 공급하고, 상기 탄화수소 추출 액체를 상기의 내부 부분에 공급하는 단계를 포함하는, 탄화수소 함유 재료로부터 탄화수소 함유 유기물을 추출하는 방법.
  41. 제 1항에 있어서, 탄화수소 함유 재료로부터 탄화수소 함유 유기물을 추출하기 위한 방법으로서, 상기 탄화수소 재료는 오일 셰일을 포함하며,
    탄화수소 함유 유기물을 복수의 입자가 상기 탄화수소 추출 액체에 접촉할 정도로 분쇄시켜 4 ㎜ 내지 25 ㎜의 평균 입자 크기를 규정하는 복수의 입자를 생성하는 단계를 더 포함하는, 탄화수소 함유 재료로부터 탄화수소 함유 유기물을 추출하는 방법.
  42. 제 1항에 있어서, 탄화수소 함유 재료로부터 탄화수소 함유 유기물을 추출하기 위한 방법으로서, 상기 탄화수소 재료는 석탄을 포함하며,
    탄화수소 함유 유기물을 복수의 입자가 상기 탄화수소 추출 액체에 접촉할 정도로 분쇄시켜 0.01 ㎜ 내지 1 ㎜의 평균 입자 크기를 규정하는 복수의 입자를 생성하는 단계를 더 포함하는, 탄화수소 함유 재료로부터 탄화수소 함유 유기물을 추출하는 방법.
  43. 타르 샌드로부터 탄화수소 함유 유기물을 회수하기 위한 방법으로서,
    상기 방법은,
    회수 가능한 탄화수소 함유 유기물을 포함하는 타르 샌드를 얻는 단계와,
    α-테르핀올 또는 β-테르핀올 중 적어도 하나를 포함하는 테레빈 액체를 포함하는 탄화수소 추출 액체를 포함하고 계면활성제를 함유하지 않는 제 1 액체를 제공하는 단계와,
    타르 샌드 샘플을 상기 탄화수소 추출 액체를 공급하기 위한 적어도 하나의 입구를 포함하는 접촉 용기에 공급하는 단계와,
    추출 혼합물이 형성되고 잔류 물질이 형성되도록, 상기 타르 샌드 샘플을 접촉 용기에서 상기 탄화수소 추출 액체와 접촉시키고 상기 타르 샌드 샘플을 상기 탄화수소 추출 액체로 교반시키는 단계로서, 상기 추출 혼합물은 상기 탄화수소 추출 액체에 상기 탄화수소 함유 유기물의 적어도 일부를 포함하고, 상기 잔류 물질은 상기 탄화수소 추출 액체에 불용성인 상기 타르 샌드로부터 불용성 물질의 적어도 일부를 포함하는, 상기 타르 샌드 샘플을 상기 탄화수소 추출 액체로 교반시키는 단계와,
    상기 추출 혼합물을 상기 잔류 물질로부터 분리하는 단계와,
    상기 추출 혼합물을 탄화수소 생성물 스트림과 탄화수소 추출 액체 스트림으로 분리하는 단계로서, 상기 탄화수소 생성물 스트림은 상기 타르 샌드의 상기 탄화수소 함유 유기물의 적어도 일부를 포함하는, 상기 추출 혼합물을 탄화수소 생성물 스트림과 탄화수소 추출 액체 스트림으로 분리하는 단계와,
    상기 탄화수소 추출 액체 스트림의 적어도 일부를 상기 접촉 단계로 재순환시키는 단계로
    필수 구성된 공정에 의해 상기 탄화수소 함유 유기물을 추출하는 단계를
    포함하는, 타르 샌드로부터 탄화수소 함유 유기물을 회수하기 위한 방법.
  44. 세분된 탄화수소 함유 오일 셰일(comminuted hydrocarbon-containing oil shale)로부터 탄화수소 함유 유기물을 회수하기 위한 방법으로서,
    상기 방법은,
    상기 세분된 탄화수소 함유 오일 셰일을 제공하는 단계와,
    천연 테레빈, 합성 테레빈, 광물 테레빈, 송유, α-피넨, β-피넨, α-테르핀올, β-테르핀올, γ-테르핀올, 테르펜 수지, α-테르펜, β-테르펜. γ-테르펜. 게라니올. 3-카렌, 디펜텐(p-멘타-1,8-디엔), 노폴, 피난, 2-피난 히드로과산화물, 테르핀 수화물, 2-피나놀, 디히드로미세놀, 이소보르네올, p-멘탄-8-올, α-테르피닐 아세테이트, 시트로넬롤, p-멘탄-8-일 아세테이트, 7-히드록시디히드로시트로넬랄, 멘톨, 아네톨, 캄펜; p-시멘, 아니스알데히드, 3,7-디메틸-l,6-옥타디엔, 이소보르닐 아세테이트, 오시멘, 알로오시멘, 알로오시멘 알코올, 2-메톡시-2,6-디메틸-7,8-에폭시옥탄, 캠퍼, 시트랄, 7-메톡시디히드로시트로넬랄, 10-캠퍼술폰산, 신트로넬랄, 멘톤 및 이들의 혼합물로 이루어진 군으로부터 선택된 테레빈 액체로 필수 구성된 비수성 탄화수소 추출 액체를 포함하고 계면활성제를 함유하지 않는 제 1 액체를 제공하는 단계와,
    상기 세분된 탄화수소 함유 오일 셰일을 여과하는 단계와,
    상기 세분된 탄화수소 함유 오일 셰일을 접촉 용기에 공급하는 단계로서, 상기 접촉 용기는 상기 탄화수소 추출 액체를 상기 접촉 용기에 공급하기 위한 적어도 하나의 입구를 포함하는, 상기 세분된 탄화수소 함유 오일 셰일을 접촉 용기에 공급하는 단계와,
    추출 혼합물이 형성되고 잔류 물질이 형성되도록 상기 세분된 탄화수소 함유 오일 셰일을 상기 탄화수소 추출 액체와 접촉시키는 단계로서, 상기 추출 혼합물은 상기 탄화수소 추출 액체에 상기 탄화수소 함유 유기물의 적어도 일부를 포함하고, 상기 잔류 물질은 상기 탄화수소 추출 액체에 불용성인 상기 오일 셰일로부터의 불용성 물질의 적어도 일부를 포함하는, 상기 세분된 탄화수소 함유 오일 셰일을 상기 탄화수소 추출 액체와 접촉시키는 단계와,
    상기 추출 혼합물을 상기 잔류 물질로부터 분리하는 단계와,
    상기 탄화수소 함유 유기물을 상기 추출 혼합물의 상기 탄화수소 추출 액체로부터 분리시켜 탄화수소 생성물 스트림과 탄화수소 추출 액체 스트림을 생성하는 단계로서, 상기 탄화수소 생성물 스트림은 상기 세분된 탄화수소 함유 오일 셰일부터 상기 탄화수소 함유 유기물의 적어도 일부를 포함하는, 탄화수소 생성물 스트림과 탄화수소 추출 액체 스트림을 생성하는 단계와,
    상기 탄화수소 추출 액체 스트림의 적어도 일부를 상기 접촉 단계로 재순환시키는 단계로
    필수 구성된 공정에 의해 상기 탄화수소 함유 유기물을 추출하는 단계를
    포함하는, 세분된 탄화수소 함유 오일 셰일로부터 탄화수소 함유 유기물을 회수하기 위한 방법.
  45. 탄화수소를 함유하는 석탄이 풍부한 지하 형성물로부터 탄화수소 함유 유기물을 회수하기 위한 방법으로서,
    회수 가능한 탄화수소 함유 유기물을 포함하는 석탄을 얻는 단계와,
    상기 석탄을 분쇄시켜 분쇄된 석탄을 생성하는 단계와,
    상기 분쇄된 석탄을 여과하는 단계와,
    상기 분쇄된 석탄을 접촉 용기에 공급하는 단계로서, 상기 접촉 용기는 탄화수소 추출 액체를 접촉 용기에 공급하기 위한 적어도 하나의 입구를 포함하는, 상기 분쇄된 석탄을 접촉 용기에 공급하는 단계와,
    상기 분쇄된 석탄을, 추출 혼합물이 형성되고 잔류 물질이 형성되도록, 천연 테레빈, 합성 테레빈, 광물 테르펜 수지, α-테르펜, β-테르펜, γ-테르펜, 게라니올, 3-카렌, 디펜텐(p-멘타-l,8-디엔), 노폴, 피난, 2-피난 히드로과산화물, 테르핀 수화물, 2-피나놀, 디히드로미세놀, 이소보르네올, p-멘탄-8-올, α-테르피닐 아세테이트, 시트로넬롤, p-멘탄-8-일 아세테이트, 7-히드록시디히드로시트로넬랄, 멘톨, 아네톨, 캄펜; p-시멘, 아니스알데히드, 3,7-디메틸-1,6-옥타디엔, 이소보르닐 아세테이트, 오시멘, 알로오시멘, 알로오시멘 알코올, 2-메톡시-2,6-디메틸-7,8-에폭시옥탄, 캠퍼, 시트랄, 7-메톡시디히드로시트로넬랄, 10-캠퍼술폰산, 신트로넬랄, 멘톤, 및 이들의 혼합물로 이루어진 군으로부터 선택된 테레빈 액체로 필수 구성되고 계면활성제를 함유하지 않는 비수성 탄화수소 추출 액체와 접촉시키는 단계로서, 상기 추출 혼합물은 상기 탄화수소 추출 액체에 상기 탄화수소 함유 유기물의 적어도 일부를 포함하고, 상기 잔류 물질은 상기 탄화수소 추출 액체에 불용성인 상기 석탄으로부터 불용성 물질의 적어도 일부를 포함하는, 계면활성제를 함유하지 않는 비수성 탄화수소 추출 액체와 접촉시키는 단계와,
    상기 잔류 물질을 상기 추출 혼합물로부터 분리하는 단계와,
    상기 탄화수소 함유 유기물을 상기 탄화수소 추출 액체로부터 분리시켜 탄화수소 생성물 스트림과 탄화수소 추출 액체 스트림을 생성하는 단계로서, 상기 탄화수소 생성물 스트림은 상기 석탄으로부터 상기 탄화수소 함유 유기물의 적어도 일부를 포함하는, 탄화수소 생성물 스트림과 탄화수소 추출 액체 스트림을 생성하는 단계와,
    상기 탄화수소 추출 액체 스트림의 적어도 일부를 접촉 단계로 재순환시키는 단계로서, 상기 제 1 액체는 물을 함유하지 않거나 물을 필수 함유하지 않는, 상기 탄화수소 추출 액체 스트림의 적어도 일부를 접촉 단계로 재순환시키는 단계로
    필수 구성된 공정에 의해 상기 탄화수소 함유 유기물을 추출하는 단계를
    포함하는, 탄화수소를 함유하는 석탄이 풍부한 지하 형성물로부터 탄화수소 함유 유기물을 회수하기 위한 방법.
  46. 탄화수소 함유 지하 형성물에 결합된 생산정으로부터 탄화수소 함유 유기물의 회수를 증가시키는 방법으로서,
    표면 형성은 탄화수소 함유 재료를 포함하고,
    상기 방법은,
    지하 형성물과 유체 연통하고 있는 주입정을 제공하는 단계와,
    테르핀올을 포함하는 테레빈 액체로 필수 구성된 비수성 탄화수소 추출 액체를 포함하고 계면활성제를 함유하지 않는 제 1 액체를 제공하는 단계와,
    상기 탄화수소 추출 액체를 상기 주입정을 통해 형성물 내로 주입시키는 단계로서, 상기 탄화수소 추출 액체 및 상기 탄화수소 함유 지하 형성물로부터의 상기 탄화수소 함유 유기물은, 상기 탄화수소 추출 액체의 적어도 일부에 추출 혼합물 탄화수소 함유 유기물의 적어도 일부를 포함하는 추출 혼합물을 형성하는, 상기 탄화수소 추출 액체를 상기 주입정을 통해 형성물 내로 주입시키는 단계와,
    상기 추출 혼합물을 상기 생산정을 통해 상기 형성물로부터 회수하는 단계와,
    상기 추출 혼합물을 분리시켜 탄화수소 생성물 스트림과 탄화수소 추출 액체 스트림을 생성하는 단계로
    필수 구성된 공정에 의해 상기 탄화수소 함유 유기물을 추출하는 단계를
    포함하는, 탄화수소 함유 유기물의 회수를 증가시키는 방법.
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