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WO2004011573A1 - 含油物質からの油分離方法、及びそれに用いる装置 - Google Patents

含油物質からの油分離方法、及びそれに用いる装置 Download PDF

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WO2004011573A1
WO2004011573A1 PCT/JP2002/007623 JP0207623W WO2004011573A1 WO 2004011573 A1 WO2004011573 A1 WO 2004011573A1 JP 0207623 W JP0207623 W JP 0207623W WO 2004011573 A1 WO2004011573 A1 WO 2004011573A1
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WO
WIPO (PCT)
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oil
flow
superheated steam
nozzle
containing substance
Prior art date
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Ceased
Application number
PCT/JP2002/007623
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English (en)
French (fr)
Inventor
Hajime Yamauchi
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
E & E Advanced Technology Inc
Original Assignee
E & E Advanced Technology Inc
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Publication date
Application filed by E & E Advanced Technology Inc filed Critical E & E Advanced Technology Inc
Priority to PCT/JP2002/007623 priority Critical patent/WO2004011573A1/ja
Priority to AU2002368111A priority patent/AU2002368111A1/en
Priority to MYPI20024851A priority patent/MY162651A/en
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Ceased legal-status Critical Current

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Classifications

    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C10—PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
    • C10G—CRACKING HYDROCARBON OILS; PRODUCTION OF LIQUID HYDROCARBON MIXTURES, e.g. BY DESTRUCTIVE HYDROGENATION, OLIGOMERISATION, POLYMERISATION; RECOVERY OF HYDROCARBON OILS FROM OIL-SHALE, OIL-SAND, OR GASES; REFINING MIXTURES MAINLY CONSISTING OF HYDROCARBONS; REFORMING OF NAPHTHA; MINERAL WAXES
    • C10G1/00—Production of liquid hydrocarbon mixtures from oil-shale, oil-sand, or non-melting solid carbonaceous or similar materials, e.g. wood, coal
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C10—PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
    • C10G—CRACKING HYDROCARBON OILS; PRODUCTION OF LIQUID HYDROCARBON MIXTURES, e.g. BY DESTRUCTIVE HYDROGENATION, OLIGOMERISATION, POLYMERISATION; RECOVERY OF HYDROCARBON OILS FROM OIL-SHALE, OIL-SAND, OR GASES; REFINING MIXTURES MAINLY CONSISTING OF HYDROCARBONS; REFORMING OF NAPHTHA; MINERAL WAXES
    • C10G1/00—Production of liquid hydrocarbon mixtures from oil-shale, oil-sand, or non-melting solid carbonaceous or similar materials, e.g. wood, coal
    • C10G1/02—Production of liquid hydrocarbon mixtures from oil-shale, oil-sand, or non-melting solid carbonaceous or similar materials, e.g. wood, coal by distillation

Definitions

  • the present invention relates to a method and an apparatus for separating oil from oil-containing substances. More specifically, it belongs to the technical field of a method and an apparatus for collecting a useful oil from oil-containing substances such as oil sludge and oil sand.
  • Oil sludge is oil-laden mud formed by the precipitation of impurities contained in crude oil at the bottom of crude oil tankers and crude oil storage tanks.
  • Oil sand refers to oil sand infiltrated into tuff mainly composed of silica (Sio 2 ), and its reserves are said to be comparable to the amount of crude oil excavated since its history.
  • silicon sludge generated when a silicon ingot is sliced and cut in a semiconductor manufacturing process, and oil-impregnated abrasive sludge generated in an automobile manufacturing process.
  • the present inventor has developed a new oil separation apparatus and method which have little problem of ignition and is inexpensive, and has already disclosed it in Japanese Patent Application Laid-Open No. 2001-149792. I have.
  • the above publication contains A treatment layer having an injection space for injecting supersonic superheated steam to the oil-containing substance to be injected, separation means for separating a vaporized substance and a solid substance obtained by injection in the injection space, A condensing means for condensing a substance to recover an oil component is disclosed.
  • separation means for separating a vaporized substance and a solid substance obtained by injection in the injection space
  • a condensing means for condensing a substance to recover an oil component is disclosed.
  • no specific means for improving the efficiency of oil separation and the safety of the equipment have been proposed yet, and there is room for improvement.
  • Other technologies for treating oil-containing substances with superheated steam as described above include, for example, U.S. Pat. No.
  • an object of the present invention is to provide a novel method for separating oil from an oil-containing substance, which is low in cost and has higher safety, and an apparatus used therefor, in view of the above conventional situation.
  • Another object of the present invention is to provide an oil separation method capable of extracting oil from an oil-containing substance with high efficiency, and an apparatus used for the method.
  • the oil separation method of the present invention provides an oil-containing substance to a shock wave generated by the flow of superheated steam at Mach 1 to 2, and supplies heat to the heat of the superheated steam and the shock wave.
  • the oil-containing substance is pulverized and separated into oil-containing vaporized components and residues.
  • the oil separation device of the present invention includes a nozzle for generating a flow of superheated steam, and a supply port provided inside the flow for directly supplying the oil-containing substance into the flow. It is characterized by.
  • FIG. 1 is a diagram showing an embodiment (1) of an oil separation device of the present invention.
  • FIG. 2 is an enlarged view of FIG.
  • FIG. 3 is a diagram showing an embodiment (2) of the oil separation device of the present invention. ⁇ Best mode for carrying out the invention>
  • the method for separating oil from an oil-containing substance of the present invention comprises the steps of: first, in a state where a shock wave is generated by the flow of superheated water vapor at Mach 1-2, supplying an oil-containing substance to the stream, And crushing the oil-containing substance by the shock wave to separate into a vaporized component containing oil and a residue.
  • the heat of the superheated steam and the shock wave are efficiently transmitted to the oil-impregnated substance by supplying the oil-impregnated substance to the flow of Mach 1-2, and as a result, the oil-impregnated substance is miniaturized and the surface area is increased. Oil vaporization is promoted.
  • a shock wave is a kind of discontinuous surface that travels along the flow of superheated steam and rapidly increases in pressure and density. The oil-impregnated substance is instantaneously pulverized as it crosses the discontinuous surface, and the high temperature of the superheated steam is added.
  • the oil content of the oil-containing substance evaporates rapidly.
  • the vaporized components including oil are appropriately condensed and used effectively.
  • the present invention is characterized in that in the above oil separation method, the temperature of the superheated steam is 400 ° C. or higher at a point where the oil-containing substance is supplied.
  • the temperature of the superheated steam is optimized in order to efficiently separate the oil component and minimize the amount of the oil component remaining in one residue.
  • the present invention is characterized in that the above oil separation method is performed under a pressure atmosphere higher than the atmospheric pressure.
  • the present invention relates to an apparatus for use in the oil separation method as described above, wherein a nozzle for generating a flow of superheated steam, and an oil-containing substance provided inside the flow are provided in the flow.
  • Supply port for direct supply An oil separation device is provided.
  • the oil-containing substance is directly injected into the flow of the superheated steam by a screw feeder, a pump, or the like, and is immediately crushed and vaporized to efficiently separate the oil component.
  • the present invention is characterized in that, in the above oil separation device, the position of the supply port is a position of 30 to 50% as a distance from a peripheral edge of the flow with respect to a diameter of the flow of the superheated steam.
  • the flow of the superheated steam is not disturbed, and the shock wave energy is efficiently transmitted to the oil-containing substance.
  • the supplied oil-containing substance does not stay in the vicinity of the supply port, and is completely pulverized and vaporized.
  • the present invention provides the above oil separation device, wherein the supply port is provided from a nozzle.
  • the position of the supply port in the direction along the flow of the superheated steam is specified so that the shock wave energy due to the flow of the superheated steam is sufficiently transmitted to the oil-containing substance.
  • the present invention is characterized in that, in the above oil separation device, the nozzle has a diameter of 10 to 2 O ram.
  • the nozzle diameter is optimized in order to generate the flow of superheated steam of Mach 1-2.
  • FIG. 1 and 2 show an embodiment (1) of an oil separation device of the present invention.
  • the oil separator 1 is located inside a treatment tank 10, a nozzle 13 for generating a stream 12 of superheated steam 11, and an inside of a stream 12.
  • a supply port 15 for directly supplying the oil-containing substance 14 into the stream 12.
  • the extraction of oil from the oil-containing substance 14 is performed as follows. That is, first, superheated steam 11 is injected at a high speed from the nozzle 13, and the shock wave S is generated with the flow 12 controlled at a speed of 1 to 2. In that state, if the oleaginous substance 14 flows directly from the supply port 15 into the flow 12 Due to the shock wave S and heat generated by the steam 11, the oil-containing substance 14 is immediately crushed while being blown off. Therefore, the surface area of the oil-containing substance 14 increases, and the oil component evaporates rapidly. As a result, the oleaginous substance 14 is quickly separated into the vaporized component 16 containing oil and the residue 17.
  • the superheated steam flow 12 needs to be controlled to Mach 1-2. If the Mach is less than 1, shock waves S are not generated, and the oil-containing substance 14 cannot be pulverized.
  • the oil-containing substance 14 to be treated is not particularly limited as long as it is a substance impregnated or mixed with oil, and can be applied in either a solid state or a liquid state.
  • Specific examples include oil sludge that accumulates at the bottom of crude oil tankers and oil storage tanks, oil sand that has infiltrated oil into tuff, silicon sludge that is a by-product in the semiconductor manufacturing process, and oil-containing abrasive sludge that is generated in the automobile manufacturing process. , Orinoco tar, oil-containing substances around oil wells, and mixtures thereof.
  • a conventionally known means can be appropriately selected and used.
  • a screw feeder or the like is preferably used.
  • the apparatus shown in Fig. 1 is applicable to various oil-containing substances, and the supply means is not particularly limited. Among them, a case where a liquid oil-containing substance is supplied using a pump or the like is described. This is an example that is suitably adopted.
  • Superheated steam 11 can be obtained by further heating (superheat) steam obtained by a boiler or the like to several hundred degrees Celsius.
  • overheating for example, a method of heating steam through a heat exchanger with a wrench, or applying a high-frequency magnetic flux to a heating element such as metal, ceramic, or cermet, and generating heat by Joule heat due to eddy current inside the heating element
  • a method in which the body is heated and steam is passed therethrough can be used as appropriate.
  • the inside of the processing tank 10 be adjusted so as to be under a pressure higher than the atmospheric pressure by injecting superheated steam 11. In this way, no oxygen or the like is mixed into the processing tank 10 from the outside, and The safety of the device is very high because there is no possibility of ignition of substance 14.
  • conventional techniques such as fractionation, if fractionation is performed at 400 ° C or higher, the carbon chain of the oil is cut off.For components with a boiling point of 400 ° C or higher, the pressure in the fractionation tower is reduced. Lowering the boiling point. For this reason, there is a problem that the possibility of oxygen contamination from the outside cannot be excluded, but the present invention can ensure high safety.
  • the temperature of the superheated steam 11 is not particularly limited, but it should be at least 400 ° C, particularly at least 500 ° C, in the vicinity of the supply port 15 which comes into contact with the oil-containing substance 14. Is preferred. If the temperature is lower than 400 ° C, the oil is not sufficiently vaporized and separated from the oil-containing substance 14, and a considerable amount of the oil remains in the residue 17, which is not suitable. When the temperature is 500 ° C. or more, the oil separation rate reaches 9.9% or more, depending on the type of the oil-containing substance 14. It was confirmed that tar and the like were sufficiently vaporized with superheated steam at 400 ° C., even though the boiling point was 400 ° C. or higher. This is thought to be due to the effect of the addition of shock wave energy together with the heat of the superheated steam.
  • the supply port 15 As shown in Fig. 2, if the supply port 15 is opened in the same direction (downward) as the direction of gravity, the supplied oil-containing substance 14 immediately contacts the superheated steam 11 and is blown off. It is preferable because there is no stagnation in the vicinity of 5. In other words, if the supply port is open, for example, in the opposite direction (upward) to that in Fig. 2, the flow of superheated steam is disturbed near the supply port, and the oil-containing substance drips down along the periphery of the supply port. , Tend to accumulate below. Therefore, it is necessary to clean the area around the supply port regularly, which is not preferable because the maintenance is poor.
  • the diameter b of the supply port can be set as appropriate, but generally, it is appropriate to set the diameter to about 10 to 3 O mm.
  • the position of the supply port 15 is preferably 30 to 50% as a distance W from the periphery of the stream 12 to the diameter A of the stream 12 of the superheated steam. This is particularly important when a liquid oil-containing substance is supplied by means such as a pump. If it is less than 30%, the oil-containing substance 14 and the superheated steam 11 do not sufficiently contact each other, and the oil separation efficiency tends to decrease. If it is more than 50%, the flow of superheated steam 12 tends to be turbulent, and as a result, the supplied oleaginous substance 14 is not crushed, but stays near the supply port 15 and the shock wave energy is reduced. However, it is not preferable because the efficiency is lowered.
  • the supply port 15 is preferably provided at a position where the distance L from the nozzle 13 is within 250 mm, preferably within 50 mm. This is particularly important when a solid oil-containing substance is supplied by a screw feeder or the like. If it is larger than 25 O mm, the flow of superheated steam 12 tends to diffuse, and the energy of the shock wave also becomes small, so that the oil-containing substance 14 cannot be sufficiently crushed and vaporized, which is not suitable.
  • the nozzle 13 has a shape that becomes thinner toward the tip.
  • the diameter a of the nozzle 13 is not particularly limited, but is preferably set to 10 to 20 mm.
  • the vaporized component 16 containing oil and the residue 17 are appropriately introduced into a device such as a cyclone 18 or a pug filter as shown in FIG. 1 and separately separated and collected. Further, the vaporized component 16 containing oil is recovered as oil through processes such as condensation and oil-water separation.
  • the water obtained by the oil-water separation can be reused as a raw material of the superheated steam 11, or can be reused as cooling water in the condensation step.
  • FIG. 3 shows a cross section of a cylindrical cyclone 18.
  • the vaporized component 16 containing oil separated from the oil-containing substance 14 and the residue 17 are blown off by the stream of superheated steam 12, and the next step, cyclone 18
  • a nozzle 13 for injecting superheated steam 11 into the inner wall of the cyclone 18 cylinder A supply port 15 for the oil-containing substance 14 is provided.
  • the oil recovered by the above method is vaporized instantaneously (within a few seconds) by the shock wave energy and the heat of the superheated steam 11 in the separation process from the oil-containing substance 14, so that no thermal denaturation occurs. High quality. Therefore, it can be effectively used for various purposes.
  • the residue 17 generated with oil usually has an oil content of 0.3% or less, and satisfies the standard of 1% or less, which is a level that does not affect the return to the natural world. Therefore, it can be said that it is preferable from the viewpoint of environmental protection. ⁇ Industrial applicability>
  • the oil-containing substance is supplied to the flow of the superheated water vapor controlled at a speed of Mach 1 to 2, the heat and the shock wave of the superheated steam are effectively transmitted to the oil-containing substance.
  • the efficiency of oil separation is high, and it has excellent industrial applicability.
  • the pressure inside the system is higher than the atmospheric pressure, oxygen that causes ignition is eliminated, and safety is extremely high.
  • the oil separation device of the present invention can effectively transfer the shock wave energy of the flow of the superheated steam to the oil-containing substance by specifying the position with respect to the nozzle, thereby improving the oil separation processing efficiency. it can.
  • the apparatus and method of the present invention can be implemented at low cost.
  • the extracted oil is of high quality and can be effectively used for various purposes. Therefore, the present invention contributes to resource and environmental protection.

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Description

明細書
含油物質からの油分離方法、 及びそれに用いる装置 く技術分野 >
本発明は、 含油物質からの油分離方法及び装置に関する。 さらに詳し くは、 オイルスラッジ、 オイルサンド等の含油物質から有用な油分を採 取するための方法及び装置の技術分野に属する。
<背景技術 >
従来、 オイルスラッジやオイルサンド等の含油物質の処理が問題にな つている。 オイルスラッジは、 原油タンカーや原油備蓄タンクの底に、 原油中に含まれる不純物が沈殿してできるオイル混じりの泥である。 ま た、 オイルサンドは、 シリカ （S i o 2 ) 等を主成分とする凝灰岩に油 分が浸み込んだものをいい、 その埋蔵量は、 有史以来発掘された原油量 に匹敵するといわれている。 この他、 含油物質としては、 半導体.製造過 程でシリ コンィンゴッ トのスライス切断時に生ずるシリ コンスラッジ や、 自動車製造過程で生ずる含油研磨スラッジ等が知られている。 これ らの含油物質は、 資源 ·環境保護の観点から、 その油分を抽出して有効 利用することが望ましい。 しかしながら、 例えばオイルスラッジの場合 には、 遠心分離機による処理 ·焼却処分等が行われているのみで、 処理 能力の限界から一部は海洋に不法投棄されているという現状であり、そ のため、 大気汚染や海洋汚染等の深刻な問題を引き起こしていた。
また、 上記含油物質については、 従来、 乾燥処理あるいは分留処理に よって油分と固形物とに分離する手法が試みられているが、設備が大き くなり、 コス トも高いという欠点があった。 また、 油分を気化させる過 程で引火の可能性があるという問題点もあった。
そこで本発明者は、 引火の問題がほとんどなく、 またコストも安い新 規な油分分離装置及び方法を開発し、特開 2 0 0 1— 1 4 9 7 2 2号公 報において既に開示している。 すなわち上記公報には、 外部より供給さ れる含油性物質に対して超音速の過熱蒸気を噴射する噴射空間を有す る処理層と、前記噴射空間での噴射により得られた気化物質と固形物質 とを分離する分離手段と、前記気化物質を凝縮して油分を回収する凝縮 手段とを含むことを特徴とする油分分離装置が開示されている。 しかし ながら、 油分離の効率性や、 装置の安全性をより高めるための具体的な 手段については未だ提案されておらず、 改良の余地があった。 なお、 上 記のように含油物質を過熱水蒸気で処理する技術として、 その他に、 米 国公報 4 6 8 7 5 6 9号公報、 特公昭 5 4— 1 3 2 2号公報、 特公昭 5 6 - 4 5 5 1 7号公報、 特公平 7— 9 0 2 4 0号公報、 特開 2 0 0 1— 2 1 2 6 8号公報、 特公昭 5 9 - 1 6 5 8 9号公報等が挙げられるが、 これらは単に過熱水蒸気の高熱を利用して油分を気化させるものであ り、 そのため、 油の分離効率が低かったり、 処理時間が長い等の問題を 有していて実用化の観点から不十分であった。
そこで本発明は、 上記従来の状況に鑑み、 低コストで、 安全性がより 高い新規な含油物質からの油分離方法、及びそれに用いる装置を提供す ることを目的とする。
また、 本発明は、 含油物質から高効率で油を抽出できる油分離方法、 及びそれに用いる装置を提供することを目的とする。 <発明の開示 >
上記課題を解決するため、 本発明の油分離方法は、 マッハ 1〜2の過 熱水蒸気の流れにより衝撃波を発生させた状態で、 その流れに対し含油 物質を供給し、過熱水蒸気の熱と衝撃波で含油物質を粉砕して油を含む 気化成分と残さとに分離することを特徴とする。
また、 本発明の油分離装置は、 過熱水蒸気の流れを発生させるノズル と、流れの内側に位置するように設けられて含油物質をその流れの中に 直接供給するための供給口とを備えることを特徴とする。
<図面の簡単な説明 > 図 1は、 本発明の油分離装置の実施の形態 （1 ) を示す図である。
図 2は、 図 1の拡大図である。
図 3は、 本発明の油分離装置の実施の形態 （2 ) を示す図である。 <発明を実施するための最良の形態 >
本発明の含油物質からの油分離方法は、 まず、 マッハ 1〜2の過熱水 蒸気の流れにより衝撃波を発生させた状態で、前記流れに対して含油物 質を供給し、 前記過熱水蒸気の熱及び前記衝撃波で含油物質を粉砕して 油を含む気化成分と残さとに分離することを特徴とする。
この構成によれば、含油物質をマッハ 1〜 2の流れに供給することで 、 過熱水蒸気の熱と衝撃波とが効率的に含油物質に伝わり、 その結果、 含油物質が微細化されて表面積が大きくなり、 油分の気化が促される。 ここで衝撃波とは、 過熱水蒸気の流れに沿って伝わり、 圧力、 密度が急 激に増加するような一種の不連続面をいう。 その不連続面を越えるとき に含油物質は瞬時に粉砕され、 それに伴って過熱水蒸気の高温が加わり
、 含油物質の油分が急速に気化する。 なお、 油を含む気化成分は適宜凝 縮されて有効利用される。
また、 本発明は、 上記の油分離方法において、 過熱水蒸気の温度が、 含油物質を供給する地点において 4 0 0 °C以上であることを特徴とす る。
この構成によれば、 油分を効率的に分離させ、 また、 一方の残さに残 存する油分の量を最少にするため、 過熱水蒸気の温度が最適化される。 また、 本発明は、 上記の油分離方法を、 大気圧より高い圧力雰囲気下 で行うことを特徴とする。
この構成によれば、含油物質を処理する系内へ外部から酸素が入るこ とがないため、 引火の可能性がなく、 安全性が高まる。
さらに、 本発明は、 上述のような油分離方法に用いる装置であって、 過熱水蒸気の流れを発生させるノズルと、前記流れの内側に位置するよ うに設けられて含油物質を前記流れの中に直接供給する供給口とを備 えたことを特徴とする油分離装置を提供する。
この構成によれば、 含油物質が、 スクリューフィーダやポンプ等によ つて過熱水蒸気の流れの中に直接投入されるとともに、 直ちに粉砕 ·気 化して効率的に油分が分離する。
また、 本発明は、 上記の油分離装置において、 供給口の位置が、 過熱 水蒸気の流れの径に対する流れの周縁からの距離にして 3 0〜 5 0 % の位置であることを特徴とする。
この構成によれば、 過熱水蒸気の流れが乱れず、 含油物質に対して衝 撃波エネルギーが効率的に伝わる。 また、 供給した分の含油物質が供給 口の近傍に滞留せず、 残らず粉砕 ·気化される。
また、 本発明は、 上記の油分離装置において、 供給口が、 ノズルから
2 5 O mm以内に設けられていることを特徴とする。
この構成によれば、 含油物質に対して、 過熱水蒸気の流れによる衝撃 波エネルギーを十分に伝えるため、過熱水蒸気の流れに沿う方向におけ る供給口の位置が特定される。
さらに、 本発明は、 上記の油分離装置において、 ノズルの口径が 1 0 〜 2 O ramであることを特徴とする。
この構成によれば、マッハ 1〜 2の過熱水蒸気の流れを発生させるた め、 ノズルの口径が最適化される。
以下、 本発明を詳細に説明する。
図 1及び図 2に、 本発明の油分離装置の実施の形態 （1 ) を示す。 こ の油分離装置 1は、 図 1に示すように、 処理槽 1 0の内部に、 過熱水蒸 気 1 1の流れ 1 2を発生させるノズル 1 3と、流れ 1 2の内側に位置す るように設けられ、含油物質 1 4を流れ 1 2の中に直接供給するための 供給口 1 5とを備えて概略構成される。
含油物質 1 4から油を抽出する際には、 以下のように行われる。 すな わち、 まずノズル 1 3から過熱水蒸気 1 1を高速で噴射し、 速度をマツ ノヽ 1〜 2に制御した流れ 1 2にして衝撃波 Sを発生させる。 その状態で 、 含油物質 1 4を供給口 1 5から流れ 1 2の中に直接投入すると、 過熱 水蒸気 1 1による衝撃波 Sと熱のために、含油物質 1 4は直ちに吹き飛 ばされながら粉砕される。 そのため、 含油物質 1 4の表面積が増大し、 油成分が急速に気化する。 結果として、 含油物質 1 4は、 油を含む気化 成分 1 6と、 残さ 1 7とに速やかに分離することとなる。
過熱水蒸気の流れ 1 2は、 マッハ 1 〜 2に制御されることが必要であ る。 なお、 マッハ 1未満であると、 衝撃波 Sが発生せず、 含油物質 1 4 を粉砕することができないため不適である。
処理の対象とする含油物質 1 4としては、 油が含浸あるいは混入して いる物質であれば特に限定されず、 また、 固体状態、 液体状態のいずれ でも適用可能である。 具体例として、 原油タンカーや原油備蓄タンクの 底に溜まるオイルスラッジや、凝灰岩に油分が浸み込んだオイルサンド 、 半導体製造過程で副生するシリ コンスラッジ、 自動車製造過程で生ず る含油研磨スラッジ、 オリノコタール、 油井まわりの含油物質及びこれ らの混合物等を挙げることができる。 さらに、 含油物質 1 4の供給手段 は、 従来知られた手段を適宜選択して用いることができる。 例えば含油 物質 1 4が固体状の場合は、 スクリユーフィーダ等が好ましく用いられ 、 液体状の場合は、 各種ポンプ等により送出される。 なお、 図 1の装置 は、 種々の含油物質に対して適用可能であり、 供給手段も特に限定され るものではないが、 その中でも、 ポンプ等を用いて液体状の含油物質を 供給する場合について好適に採用される例である。
過熱水蒸気 1 1は、 ボイラ等で得た水蒸気を、 さらに数百 °cまで過熱 (スーパーヒート） することによって得ることができる。 過熱する手段 としては、 例えば、 パーナ等により熱交換器を介して水蒸気を加熱する 方法や、 金属、 セラミック、 サーメット等の発熱体に高周波磁束をかけ 、 発熱体内部の渦電流によるジュール熱によって発熱体を加熱し、 これ に水蒸気を通す方法等を適宜用いることができる。
処理槽 1 0の内部は、 過熱水蒸気 1 1を噴射することにより、 大気圧 より高い圧力雰囲気下になるように調節することが望ましい。 このよ う にすると、 処理槽 1 0内に外部から酸素等が混入することがなく、 含油 物質 1 4に引火する可能性がないため装置の安全性が非常に高い。従来 の例えば分留等の技術では、 4 0 0 °C以上で分留を行うと油分の炭素鎖 が切れるために、沸点が 4 0 0 °C以上の成分については分留塔内を減圧 して沸点を下げて行っていた。 そのため、 外部からの酸素混入の可能性 が排除できないという問題があつたが、本発明によって高い安全性を確 保することができる。
過熱水蒸気 1 1の温度は、 特に限定されるものではないが、 含油物質 1 4と接触する供給口 1 5の近傍において 4 0 0 °C以上、 就中、 5 0 0 °C以上であることが好ましい。 4 0 0 °C未満であると、 含油物質 1 4か ら油分が十分に気化 ·分離せず、 残さ 1 7中も油分が相当量残ってしま うので不適である。 また、 5 0 0 °C以上であると、 含油物質 1 4の種類 にもよるが、 油の分離率は 9 9 %以上に達する。 なお、 タール等は、 沸 点が 4 0 0 °C以上であるにもかかわらず、 4 0 0 °Cの過熱水蒸気で十分 に気化することが確認された。 これは、 過熱水蒸気の熱とともに、 衝撃 波エネルギーが加わったことが影響しているためと考えられる。
供給口 1 5は、 図 2に示すように、 重力方向と同じ方向 （下向き） に 開口させると、 供給した含油物質 1 4が、 直ちに過熱水蒸気 1 1に接触 して飛ばされるため、供給口 1 5の近傍に停滞することがなく好ましい 。 すなわち、 供給口が、 例えば図 2とは反対方向 （上向き） に開口して いる場合には、 供給口の近傍では過熱水蒸気の流れが乱れるため、 含油 物質が供給口の周縁に沿って垂れ落ち、 下に溜まる傾向がある。 そのた め、 定期的に供給口周りを洗浄しなくてはならず、 メンテナンス性が悪 くなるため好ましくない。 なお、 供給口の口径 bは、 適宜設定すること ができるが、 一般には 1 0〜3 O mm程度とすることが適当である。 また、 供給口 1 5の位置は、 過熱水蒸気の流れ 1 2の径 Aに対する流 れ 1 2の周縁からの距離 Wにして 3 0〜 5 0 %の位置であることが好 ましい。 このことは、 ポンプ等の手段により液体状の含油物質を供給す る場合に、 特に重要である。 3 0 %より小さいと、 含油物質 1 4と過熱 水蒸気 1 1とが十分に接触せず、 油の分離効率が低下する傾向がある。 また、 5 0 %より大きいと、 過熱水蒸気の流れ 1 2が乱れやすく、 その 結果、供給した含油物質 1 4が全て粉砕されずに供給口 1 5の近傍に滞 留したり、衝撃波エネルギーが低下してやはり効率が低下するため好ま しくない。
また、 供給口 1 5は、 ノズル 1 3からの距離 Lが 2 5 0 m m以内、 好 ましくは 5 0 mm以内の位置に設けられることが好ましい。 このことは 、 スクリユーフィーダ等によって固形状の含油物質を供給する場合に特 に重要である。 2 5 O m mより大きいと、 過熱水蒸気の流れ 1 2が拡散 してしまう傾向があり、 また、 衝撃波のエネルギーも小さくなるため、 含油物質 1 4を十分に破砕 ·気化できず不適である。
ノズル 1 3は、一般に先端部に向かって細くなる形状とすることが好 ましい。 また、 ノズル 1 3の口径 aは、 特に限定されるものではないが 、 1 0〜 2 O mmに設定することが好ましい。
油を含む気化成分 1 6と残さ 1 7とは、 図 1に示すようなサイクロン 1 8や、 パグフィルタ一等の装置に適宜導入され、 別々に分離回収され る。 さらに、 油を含む気化成分 1 6は、 凝縮、 油水分離等の工程を経て 、 油として回収される。
また、 上記油水分離によって得られた水は、 過熱水蒸気 1 1の原料と して再利用することができ、 あるいは、 凝縮工程における冷却水として も再利用することができる。
次に、 本発明の実施の形態 （2 ) を図 3に示す。 図 3は、 円筒形のサ イクロン 1 8の断面を示している。 上記実施の形態 （1 ) では、 含油物 質 1 4から分離させた油を含む気化成分 1 6と残さ 1 7とを、過熱水蒸 気の流れ 1 2によって吹き飛ばし、 次工程であるサイクロン 1 8内へと 導入していたが、 この実施の形態 （2 ) では、 上記実施の形態 （1 ) と は異なり、 サイクロン 1 8の円筒の内壁に、 過熱水蒸気 1 1を噴射する ノズル 1 3と、 含油物質 1 4の供給口 1 5とが設置されている。 そして 、 油分離を行う際には、 サイクロン 1 8の内周に沿って過熱水蒸気 1 1 の流れ 1 2を発生させ、 その流れ 1 2に対し水平方向に含油部物質 1 4 を供給することによって、 サイクロン 1 8の円筒内で直接に含油物質 1 4の粉砕 ·気化を行い、 油を含む気化成分 1 6と残さ 1 7とに分離して いる。 その他の構成は、 上記実施の形態 （1 ) に準ずる。 なお、 この実 施の形態 （2 ) に係る装置は、 スクリューフィーダ等により固形状の含 油物質 1 4を供給する場合について特に好適に採用される。
以上の方法によって回収された油は、含油物質 1 4からの分離過程に おいて衝撃波エネルギーと過熱水蒸気 1 1の熱とによって瞬時（数秒以 内） に気化されるために、 熱変性を生じず高品質である。 したがって、 種々の用途に有効利用することができる。 また、 油とともに生じる残さ 1 7は、 通常、 含油率が 0 . 3 %以下であり、 自然界に戻しても影響な いレベルとされる 1 %以下という基準を満たしている。 したがって、 環 境保護の観点から好ましいといえる。 <産業上の利用可能性 >
以上、 本発明の油分離方法は、 マッハ 1〜 2の速度に制御した過熱水 蒸気の流れに対して含油物質を供給するので、過熱水蒸気の熱及び衝撃 波が効果的に含油物質に伝わり、 その結果、 油分離の効率が高く、 産業 上の利用性に優れている。 また、 その際に、 系内を大気圧よりも高くす るため、 引火の原因となる酸素が排除され、 安全性が非常に高い。
また、 本発明の油分離装置は、 ノズルに対する位置を特定したことに より、過熱水蒸気の流れの衝撃波エネルギーを効果的に含油物質に伝え ることができ、 油分離の処理効率を向上させることができる。
さらに、本発明の装置及ぴ方法は、低コストで実施可能である。また、 抽出された油は、 高品質であり、 種々の用途に有効利用することができ る。 したがって、 本発明は、 資源 ·環境保護に資するものである。

Claims

請求の範囲
1 . マッハ 1〜2の過熱水蒸気の流れにより衝撃波を発生させた状態 で、 前記流れに対して含油物質を供給し、 前記過熱水蒸気の熱及び前記 衝撃波で含油物質を粉砕して油を含む気化成分と残さとに分離するこ とを特徴とする含油物質からの油分離方法。
2 . 請求の範囲 1記載の油分離方法において、 過熱水蒸気の温度が、 含油物質を供給する地点において 4 0 0 °C以上であることを特徴とす る含油物質からの油分離方法。
3 . 請求の範囲 1又は 2記載の油分離方法を、 大気圧より高い圧力雰 囲気下で行うことを特徴とする含油物質からの油分離方法。
4 . 請求の範囲 1又は 2記載の油分離方法に用いる装置であって、 過 熱水蒸気の流れを発生させるノズルと、前記流れの内側に位置するよう に設けられて含油物質を前記流れの中に直接供給する供給口とを備え ることを特徴とする含油物質からの油分離装置。
5 . 請求の範囲 3記載の油分離方法に用いる装置であって、 過熱水蒸 気の流れを発生させるノズルと、前記流れの内側に位置するように設け られて含油物質を前記流れの中に直接供給する供給口とを備えること を特徴とする含油物質からの油分離装置。
6 . 請求の範囲 4記載の油分離装置において、 供給口の位置が、 過熱 水蒸気の流れの径に対する流れの周縁からの距離にして 3 0〜 5 0 % の位置であることを特徴とする含油物質からの油分離装置。
7 . 請求の範囲 5記載の油分離装置において、 供給口の位置が、 過熱 水蒸気の流れの径に対する流れの周縁からの距離にして 3 0〜 5 0 % の位置であることを特徴とする含油物質からの油分離装置。
8 . 請求の範囲 4記載の油分離装置において、 供給口が、 ノズルから 2 5 0 mm以内に設けられていることを特徴とする含油物質からの油 分離装置。
9. 請求の範囲 5記載の油分離装置において、 供給口が、 ノズルから 2 50 mm以内に設けられていることを特徴とする含油物質からの油 分離装置。
1 0. 請求の範囲 6記載の油分離装置において、 供給口が、 ノズルか ら 2 5 0 mm以内に設けられていることを特徴とする含油物質からの 油分離装置。
1 1. 請求の範囲 7記載の油分離装置において、 供給口が、 ノズルか ら 2 5 0 mm以内に設けられていることを特徴とする含油物質からの 油分離装置。
1 2. 請求の範囲 4記載の油分離装置において、 ノズルの口径が 1 0 〜2 Ommであることを特徴とする含油物質からの油分離装置。
1 3. 請求の範囲 5記載の油分離装置において、 ノズルの口径が 1 0 〜 20 mmであることを特徴とする含油物質からの油分離装置。
1 4. 請求の範囲 6記載の油分離装置において、 ノズルの口径が 1 0 〜2 Ommであることを特徴とする含油物質からの油分離装置。
1 5. 請求の範囲 7記載の油分離装置において、 ノズルの口径が 1 0 〜2 Ommであることを特徴とする含油物質からの油分離装置。
1 6. 請求の範囲 8記載の油分離装置において、 ノズルの口径が 1 0 〜2 Ommであることを特徴とする含油物質からの油分離装置。
1 7. 請求の範囲 9記載の油分離装置において、 ノズルの口径が 1 0 〜2 Ommであることを特徴とする含油物質からの油分離装置。
1 8. 請求の範囲 1 0記載の油分離装置において、 ノズルの口径が 1 0〜2 Ommであることを特徴とする含油物質からの油分離装置。
1 9. 請求の範囲 1 1記載の油分離装置において、 ノズルの口径が 1 ~20 mmであることを特徴とする含油物質からの油分離装置。
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