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高周波の超音波を使用したオイルサンド由来のビチューメンの抽出方法 新技術説明会

国内特許コード P120006680
整理番号 SHINGI20120306
掲載日 2012年2月23日
出願番号 特願2010-142041
公開番号 特開2011-256353
登録番号 特許第5504536号
出願日 平成22年6月4日(2010.6.4)
公開日 平成23年12月22日(2011.12.22)
登録日 平成26年3月28日(2014.3.28)
発明者
  • 大川 浩一
  • 斉藤 知直
  • 細川 亮太
出願人
  • 国立大学法人秋田大学
発明の名称 高周波の超音波を使用したオイルサンド由来のビチューメンの抽出方法 新技術説明会
発明の概要 【課題】 本発明は、より効率よくオイルサンドからビチューメンを抽出する方法を提供することを目的とする。
【解決手段】 本発明は、オイルサンドに熱水又は水蒸気を加えて60~300℃とし、周波数が150~800kHzの超音波を照射して、オイルサンドから分離した水中のビチューメンを回収することを特徴とする、オイルサンド由来のビチューメンの抽出方法を提供する。
【選択図】図1
従来技術、競合技術の概要

現在、石油燃料代替資源の1つとしてオイルサンドが注目されている。オイルサンドとは砂、粘土、水と油の混合物であり、石油を含んだ油層が地殻変動で地表近くに移動し、揮発や水・バクテリアの影響により軽質分を失ったものである。砂や粘土の中に10%程度のビチューメンと呼ばれるアスファルトに近い重質油分が含まれている。オイルサンドは主にカナダのアルバータ州とベネズエラのオリノコ地域に分布している。オイルサンドの埋蔵量は、通常の石油資源の2倍以上と推定されており、エネルギーの安定供給確保が可能であるとされる。



オイルサンドからビチューメンを回収するためには、露天掘りでオイルサンドを採掘後、抽出過程において熱水・加熱蒸気を加えて攪拌し、ビチューメンを回収している。抽出過程において、熱水または加熱蒸気を利用するため、水の加熱工程が必要となる。したがって、加熱工程で高エネルギーを消費するため、開発コストが従来の原油と比べ高いという問題がある。最近は、原油価格の高騰で、採算ラインを上回ったことから、オイルサンドの生産量が増加しているが、原油価格は不安定なため、下落した時に安定に供給できない可能性が出てくる。



オイルサンド開発を安定的に行うために、より低エネルギーでビチューメンを回収する技術が開発されている。

その技術の1つとして、ビチューメン抽出の際に、アルカリ試薬などの薬剤添加を行う方法が報告されている(非特許文献2及び非特許文献4)。



また、より低エネルギーでビチューメンを抽出する他の方法として、超音波を利用した技術が開発されている(特許文献1及び2並びに非特許文献1~3)。

しかし、これらの文献に記載されているいずれの方法においても、攪拌能力と剥離作用の高い18~40kHzの低周波の超音波が用いられおり、攪拌能力の低い200kHz以上の高周波の超音波は使用されていない。

尚、超音波は、超音波を照射した時に発生する微細気泡による振動、衝撃力などを利用して物の表面から汚れを取る作用があるため、洗浄の目的で広く産業に用いられている。

しかし、半導体の洗浄等の特殊な用途を除き、通常の洗浄の目的に使用する超音波洗浄機では、20~40kHzの超音波が主に用いられている。



国特許第4,054,506号
産業上の利用分野


本発明は、オイルサンド(油砂)から、半固形の炭化水素(重質油)であるビチューメンを抽出する方法及びそのための装置に関する。また、本発明は、地下に埋蔵されているオイルサンド層からビチューメンを分離して採掘する方法及びそのための装置に関する。

特許請求の範囲 【請求項1】
オイルサンドに熱水又は水蒸気を加えて60~300℃とし、周波数が150~800kHzの超音波を照射して、オイルサンドから分離したビチューメンを回収することを特徴とする、オイルサンド由来のビチューメンの抽出方法。

【請求項2】
前記熱水又は水蒸気が、熱水であることを特徴とする、請求項1に記載の抽出方法。

【請求項3】
超音波の照射時間が15分以上であることを特徴とする、請求項1又は2に記載の抽出方法。

【請求項4】
前記熱水に0.004~0.04Mの塩を添加することを特徴とする、請求項2又は3に記載の抽出方法。

【請求項5】
前記塩が、強塩基であることを特徴とする、請求項4に記載の抽出方法。

【請求項6】
前記強塩基が水酸化ナトリウムであることを特徴とする、請求項5に記載の抽出方法。

【請求項7】
注入管により地下のオイルサンド層に水蒸気又は熱水を注入して、地下のオイルサンド層を60~300℃に加熱するとともに、地下のオイルサンド層に埋設した超音波発生装置により、周波数が150~800kHzの超音波を照射し、分離したビチューメンを地下に埋設した採油管から汲み上げることを特徴とする、オイルサンド由来のビチューメンの採油方法。

【請求項8】
オイルサンドに熱水又は水蒸気を加えることができる分離槽と、該分離槽中のオイルサンドの温度を測定する温度測定装置と、周波数が150~800kHzのうちいずれかの波長の超音波を該分離槽に照射可能な超音波発生装置と、気体注入装置とを備えることを特徴とする、オイルサンド由来のビチューメンの抽出装置。

【請求項9】
地下のオイルサンド層に水蒸気又は熱水を注入する注入管と、地下のオイルサンド層に埋設する温度測定装置と、周波数が200~600kHzのうちいずれかの波長の超音波を照射可能な地下のオイルサンド層に埋設する超音波発生装置と、地下に埋設する採油管とを備えることを特徴とする、オイルサンド由来のビチューメンの採油装置。
国際特許分類(IPC)
Fターム
画像

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JP2010142041thum.jpg
出願権利状態 登録
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