(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
ディーゼルエンジン用の燃料油を含む油流から触媒微粒子を分離するための方法であって、
−  遠心分離機内で入口油流から触媒微粒子を分離して、精製油流を生成させるステップと、
−  前記精製油流および／または前記入口油流中の触媒微粒子量に関するＮＭＲ応答信号をＮＭＲ装置から得るステップと、
−  前記ＮＭＲ応答信号が前記精製油流および／または前記入口油流中の触媒微粒子量の増加を示す場合、前記油流から触媒微粒子を分離する性能を高めるように、前記入口油流への分離助剤の添加またはその量の増加を開始するステップであって、前記分離助剤が、水、無機酸もしくは有機酸などの電解質含有水、液体ポリマー分離助剤、またはそれらの組合せからなる群から選択される、ステップと
を含む、方法。
【請求項２】
前記分離助剤が、約１００〜３００ダルトンの分子量を有するポリエチレングリコールを含む、請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記ＮＭＲ応答信号が前記精製油流および／または前記入口油流中の触媒微粒子量の増加を示す場合、前記入口油流への分離助剤の添加またはその量の増加を開始する前記ステップの前に、前記分離機を通過する油の流量を低減させる、請求項１または２に記載の方法。
【請求項４】
前記ＮＭＲ応答信号が前記精製油流および／または前記入口油流中の触媒微粒子量の増加を示す場合、前記入口油流への分離助剤の添加またはその量の増加を開始する前記ステップの前に、前記入口油流の温度を増大させる、請求項１から３のいずれか一項に記載の方法。
【請求項５】
前記温度を９０〜９８℃まで増大させる、請求項４に記載の方法。
【請求項６】
前記温度を約１１０〜１２０℃までさらに増大させる、請求項５に記載の方法。
【請求項７】
−  遠心分離機内で入口油流から触媒微粒子を分離して、精製油流を生成させるステップと、
−  前記精製油流および／または前記入口油流中の触媒微粒子量に関する第１のＮＭＲ応答信号をＮＭＲ装置から得、前記第１のＮＭＲ応答信号が、触媒微粒子の濃度が第１の閾値を超えていることを示す場合、前記分離機を通過する油の流量を低減させるステップと、さらに、
−  前記精製油流および／または前記入口油流中の触媒微粒子量に関する第２のＮＭＲ応答信号をＮＭＲ装置から得、前記第２のＮＭＲ応答信号が、触媒微粒子の濃度が第２の閾値を超えていることを示す場合、前記入口油の温度を約９０〜９８℃まで増大させるステップと、さらに、
−  前記精製油流および／または前記入口油流中の触媒微粒子量に関する第３のＮＭＲ応答信号をＮＭＲ装置から得、前記第３のＮＭＲ応答信号が、触媒微粒子の濃度が第３の閾値を超えていることを示す場合、前記油流から触媒微粒子を分離する性能を高めるように、前記入口油流への分離助剤の添加またはその量の増加を開始するステップと
を含む、請求項１から５のいずれか一項に記載の方法。
【請求項８】
前記ＮＭＲ応答信号が、前記ＮＭＲ装置によって得られる２９Ｓｉおよび／または２７Ａｌスペクトルから導出される、請求項１から７のいずれか一項に記載の方法。
【請求項９】
前記触媒微粒子が、シリコンおよび／またはアルミニウム化合物を含む、請求項１から８のいずれか一項に記載の方法。
【請求項１０】
前記触媒微粒子が、約０．１ミクロンから約１００ミクロンの範囲の粒子を含む、請求項１から９のいずれか一項に記載の方法。
【請求項１１】
−  ディーゼルエンジン用の燃料油を含む入口油流から触媒微粒子を分離し、精製油流を生成させるための遠心分離機と、
−  前記精製油流および／または前記入口油流中の触媒微粒子量に関するＮＭＲ応答信号を生成するように構成された少なくとも１つのＮＭＲ装置と、
−  前記ＮＭＲ応答信号が前記精製油流中の触媒微粒子量の増加を示す場合、水、無機酸もしくは有機酸などの電解質含有水、液体ポリマー分離助剤、またはそれらの組合せからなる群から選択された分離助剤の前記入口油流への添加またはその量の増加を開始するための制御ユニットと
を備える、システム。
【請求項１２】
前記制御ユニットが、前記分離機を通過する油の流量を制御するようにさらに適合されている、請求項１１に記載のシステム。
【請求項１３】
前記システムが、前記入口油流を加熱するように構成された油加熱器を備え、前記制御ユニットが、前記油の温度を増大させるように適合されている、請求項１１または１２に記載のシステム。
【請求項１４】
前記システムが、精製油のより小さいバイパス流またはブリードオフ流を生成させる手段を備え、前記ＮＭＲ装置が、前記精製油のバイパス流中の触媒微粒子量に関する前記ＮＭＲ応答信号を生成するように構成されている、請求項１１から１３のいずれか一項に記載のシステム。
【請求項１５】
前記ＮＭＲ応答信号が前記入口油流中の触媒微粒子量の増加を示す場合、前記システムは、前記油流から触媒微粒子を分離する性能を高めるように、前記遠心分離機の分離プロセスの少なくとも１つのパラメータを調整するように構成されており、前記パラメータは前記分離機を通過する油の流量、前記入口油流の温度、及び前記入口油流に添加すべき分離助剤の量である、請求項１１から１４のいずれか一項に記載のシステム。
【請求項１６】
前記ＮＭＲ装置が、主磁場を生成するための手段と、前記主磁場内で前記油流の一部分の形でサンプルを受ける空間と、前記主磁場によって規定される動作周波数で、前記サンプルに対して測定可能なＲＦ磁化を励起するための手段と、前記励起されたサンプルによって生成されるＲＦ信号を測定するための手段と、前記サンプル中の触媒微粒子の有無またはその量を求めるために、前記ＲＦ信号を分析するための手段とを備え、それによって前記装置が、前記油流中の触媒微粒子の有無またはその量に関するＮＭＲ応答信号を出力するように構成されている、請求項１１から１５のいずれか一項に記載のシステム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、油流から触媒微粒子を分離するための方法、および油流から触媒微粒子を分離するための遠心分離機を備えるシステムに関する。
【背景技術】
【０００２】
船舶に搭載されたディーゼルエンジン、および発電所のディーゼルエンジン用の燃料油は、シリコンとアルミニウムとの化合物（たとえば微孔質ケイ酸アルミニウム、またはゼオライトとして知られるアルミノケイ酸塩）の粒子を含有し、触媒微粒子と呼ばれている。触媒微粒子は、接触分解として知られる、原油の精製プロセスから生じた残留物であり、このプロセスでは、長い炭化水素分子がより短い分子に分解される。これらの粒子には研磨性があり、エンジンおよび附属機器を摩耗させるおそれがあるため、これらの粒子が燃料油中にあることは望ましくない。燃料油中の触媒微粒子の濃度は、通常０〜６０ｐｐｍの間でばらつきがある。触媒微粒子の寸法は、０．１ミクロン（マイクロメートル）〜１００ミクロンの間の範囲である。従来の遠心分離機による浄化では、約３ミクロンまでの寸法の触媒微粒子を除去することができる。燃料油中の触媒微粒子の粒度分布に、それよりも小径の粒子が多く含まれる場合、従来法による浄化は困難となり得る。燃料油（たとえば重油すなわちＨＦＯ（ｈｅａｖｙ  ｆｕｅｌ  ｏｉｌ））は通常、港湾などにある大型燃料庫に保管される。燃料油中の触媒微粒子の量および粒度分布は、燃料庫ごとにばらつきが生じることがあり、また、粒子は沈殿する傾向があるので、１つの燃料庫内でもばらつきが生じることがある。沈殿のため、燃料油庫の底部に触媒微粒子が長期間にわたって蓄積することもある。触媒微粒子の量および粒度分布はまた、エンジンに直接連結されている燃料タンクの内容物によってもばらつきが生じることがある。
【０００３】
ＩＳＯ８２１７−２０１０に指定されている、燃料庫油中のアルミニウム元素とシリコン元素との合計の限度は、６０ｐｐｍである。エンジンに入る時点で１５ｐｐｍ未満に止まることが望ましい。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】ＥＰ１５７００３６Ｂ１
【特許文献２】米国特許出願公開第２０１２／０００１６３６Ａ１号
【特許文献３】米国特許第３７０２８８６号
【特許文献４】米国特許第４０６７７２４号
【特許文献５】米国特許第３７０９９７９号
【特許文献６】米国特許第３８３２４４９号
【特許文献７】米国特許第４０７６８４２号
【特許文献８】米国特許第４０１６２４５号
【特許文献９】米国特許第４０４６８５９号
【特許文献１０】ＥＰ１５１３２
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本発明の目的は、燃料油の品質における上述のばらつきに対処することであり、また、エンジンに対する損傷の危険を低減させるために、燃料油中の触媒微粒子量を最小限に抑えることを可能とすることである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
したがって、本発明の第１の態様は、油流から触媒微粒子を分離するための方法であって、
−  遠心分離機内で入口油流から触媒微粒子を分離して、精製油流を発生させるステップと、
−  精製油流および／または入口油流中の触媒微粒子量に関するＮＭＲ応答信号をＮＭＲ装置から得るステップと、
−  ＮＭＲ応答信号が精製油流および／または入口油流中の触媒微粒子量の増加を示す場合、油流から触媒微粒子を分離する性能を高めるように、入口油流への分離助剤の添加またはその量の増加を開始するステップと
を含む、方法に関する。
【０００７】
本発明の実施形態では、ＮＭＲ応答信号は、入口油流でのみ測定する。さらなる実施形態では、ＮＭＲ応答信号は、精製油流でのみ測定する。しかし、ＮＭＲ応答信号はまた、入口油流と、精製油流との両方で測定してもよい。ＮＭＲ信号は、同じＮＭＲ装置によって測定しても、異なるＮＭＲ装置によって測定してもよい。たとえば、第１のＮＭＲ装置を用いて入口油のＮＭＲ応答信号を測定し、第２のＮＭＲ装置を用いて精製油のＮＭＲ応答信号を測定してもよい。
【０００８】
より概括的に言えば、本方法は、
−  遠心分離機内で入口油流から触媒微粒子を分離し、精製油流を発生させるステップと、
−  精製油流中の触媒微粒子量に関するＮＭＲ応答信号をＮＭＲ装置から得るステップと、
−  ＮＭＲ応答信号が精製油流中の触媒微粒子量の増加を示す場合、油流から触媒微粒子を分離する性能を高めるように、遠心分離機の分離プロセスの少なくとも１つのパラメータを調整するステップと
を含む。少なくとも１つのパラメータは、たとえば入口油流に分離助剤を添加することでよい。
【０００９】
触媒微粒子は、親水性の性質のものでよく、触媒微粒子は、水または適切な別の極性溶剤を含む液体分離助剤によって、燃料油から抽出できることが判明している。分離助剤は、水、無機酸もしくは有機酸などの電解質含有水、液体ポリマー分離助剤、またはそれらの組合せからなる群から選択することができる。分離助剤は、好ましくは油への可溶性が低く、または油に不溶性でなければならない。分離助剤は、好ましくは油よりも高密度である（すなわち、油の密度よりも高い密度を有する）。分離助剤は、遠心分離機上流の入口油流中に分散させる、すなわち微細に分離させることができ、触媒微粒子を抽出し、より大きい液滴に凝集させて、油よりも高密度の液相（重相）を形成する。分離助剤はまた、油と分離助剤との実質的に均質な混合物となるように、油と混合してもよい。
【００１０】
燃料庫または燃料タンクからの燃料油は、０．５％ｗ／ｗ（重量／重量）未満などの少量の水をすでに含有していることがある。
【００１１】
分離助剤の量は、５％ｗ／ｗまで油流に導入することができる。ポリエチレングリコールなどの特に効率的な分離助剤を使用する場合、この分離助剤の量は、１００ｐｐｍ  ｗ／ｗまで減らして導入することができる。
【００１２】
本発明の第１の態様の実施形態では、分離助剤は、水、無機酸もしくは有機酸などの電解質含有水、液体ポリマー分離助剤、またはそれらの組合せからなる群から選択される。有機酸は、カルボン酸、好ましくはモノカルボン酸でよい。有機酸は、ギ酸、酢酸、プロピオン酸、酪酸、シュウ酸、２−エチルヘキサン酸、またはクエン酸でよい。無機酸は、リン酸、塩酸、硫酸、酢酸、ベンゼンスルホン酸、またはクロロ酢酸でよい。
【００１３】
液体ポリマー分離助剤は、室温で液体であり、油よりも高密度のポリマー、またはポリマー混合物を含むことができる。ポリマー、またはポリマー混合物は、エチレンもしくはプロピレンをベースとするアルキレングリコールもしくはポリアルキレングリコール、または酸化エチレンと酸化プロピレンとのコポリマーから選択されたポリマーを含むことができる。分離助剤は、たとえばポリエチレングリコール（ＰＥＧ：ｐｏｌｙｅｔｈｙｌｅｎｅ  ｇｌｙｃｏｌ）を含む、または含有することができる。
【００１４】
一例として、分離助剤は、約１００〜３００ダルトンの分子量を有するポリエチレングリコールを含む、または含有することができる。分子量は、重量平均分子量（Ｍｗ）でも、数平均分子量（Ｍｎ）でもよい。
【００１５】
したがって、分離助剤は、約１００〜３００ダルトンの分子量を有するポリエチレングリコール、または約１００〜３００ダルトンの分子量を有するポリエチレングリコールを含む組成物でよい。
【００１６】
液体ポリマーは、親水性部と疎水性部とを有する両親媒性ポリマーを含むことができる。それによって、疎水性ポリマーに親水性を与えるように改変することができる。
【００１７】
本発明者らは、そのような分離助剤は、触媒微粒子を結合させるのに有益であり、これをＮＭＲ測定値と組み合わせて触媒微粒子量を検出すると、分離プロセスを制御するのに好都合な方法であることを見出した。
【００１８】
本方法は、入口油流、すなわち分離機上流に分離助剤を添加するステップを含むことができる。
【００１９】
ＮＭＲ装置を用いると、触媒微粒子の粒子がたとえ小さくても、油流中のそれらの粒子を検出することができる。したがって、遠心分離プロセスを、より小径の触媒微粒子量の増加に対処するように適正に調整することができる。
【００２０】
油流中のより小径の粒子の除去を強化するために分離性能を高めるには、他に様々な手法がある。特に、分離プロセスのパラメータは、分離機を通過する油の流量を低減させることによって、油の温度を増大させることによって、または入口油流への分離助剤の添加、またはその量の増加を開始することによって調整することができる。
【００２１】
さらに、本発明の第１の態様の実施形態では、ＮＭＲ応答信号が精製油流および／または入口油流中の触媒微粒子量の増加を示す場合、入口油流への分離助剤の添加またはその量の増加を開始するステップの前に、分離機を通過する油の流量を低減させる。
【００２２】
さらに、本発明の第１の態様の実施形態では、ＮＭＲ応答信号が精製油流および／または入口油流中の触媒微粒子量の増加を示す場合、入口油流への分離助剤の添加またはその量の増加を開始するステップの前に、入口油流の温度を増大させる。温度の増大は、たとえば流量を低減させた後に実施することができる。
【００２３】
一例として、温度を９０〜９８℃まで増大させる。さらに、分離助剤を添加する前に、温度を約１１０〜１２０℃までさらに増大させてもよい。
【００２４】
油の温度は、分離プロセスによって規定されたようなある最適温度限度、たとえば９８℃まで増大させることができる。したがって、一ステップとして、分離プロセスが、規定された最適温度で確実に実施されるようにすることがあり得る。分離助剤の消費を最小限に抑えるために、第１のステップとして、分離機を通過する油の流量を低減させ、油の温度を増大させ、それでも油流中の触媒微粒子量を低減させるのに十分でない場合、第２の、またはさらなるステップとして、分離助剤を添加し、またはその量を増加させる。
【００２５】
したがって、本発明の実施形態では、本方法は、
−  遠心分離機内で入口油流から触媒微粒子を分離して、精製油流を発生させるステップと、
−  精製油流および／または入口油流中の触媒微粒子量に関する第１のＮＭＲ応答信号をＮＭＲ装置から得、前記第１のＮＭＲ応答信号が、触媒微粒子の濃度が第１の閾値を超えていることを示す場合、分離機を通過する油の流量を低減させるステップと、さらに、
−  精製油流および／または入口油流中の触媒微粒子量に関する第２のＮＭＲ応答信号をＮＭＲ装置から得、前記第２のＮＭＲ応答信号が、触媒微粒子の濃度が第２の閾値を超えていることを示す場合、入口油の温度を約９０〜９８℃まで増大させるステップと、さらに、
−  精製油流および／または入口油流中の触媒微粒子量に関する第３のＮＭＲ応答信号をＮＭＲ装置から得、前記第３のＮＭＲ応答信号が、触媒微粒子の濃度が第１の閾値を超えていることを示す場合、油流から触媒微粒子を分離する性能を高めるように、入口油流への分離助剤の添加またはその量の増加を開始するステップと
を含む。
【００２６】
第２のＮＭＲ応答信号を得るステップは、ＮＭＲ応答信号が、温度を９０〜９８℃まで上昇させた後も触媒微粒子の濃度が第２の閾値を超えていることをさらに示す場合、入口油の温度を約１１０〜１２０℃まで増大させるステップをさらに含むことができる。
【００２７】
第１、第２、および第３のＮＭＲ応答信号は、同じＮＭＲ装置によって得ても、異なるＮＭＲ装置によって得てもよい。さらに、第１、第２、および第３のＮＭＲ閾値は、同じでも、異なってもよい。
【００２８】
触媒微粒子を分離することができる油流は、ディーゼルエンジン用の燃料油を含むことができる。たとえば、入口油は、重油（ＨＦＯ）でよい。
【００２９】
触媒微粒子は、触媒微粒子と液体分離助剤とを含む油の混合物を遠心分離機の回転体の分離空間内に供給し、その分離空間内で、遠心力によって油から触媒微粒子および液体分離助剤を分離し、精製された油を分離空間の中央にある軽相出口を介して分離空間から排出し、分離されたより小径の粒子を、分離された液体分離助剤とともに、前記中央にある軽相出口の半径方向外側に位置する、分離チャンバの重相出口を介して分離チャンバから排出することによって、油流から分離することができる。遠心分離機内で油を精製する方法が、ＥＰ１５７００３６Ｂ１に開示されている。加えて、より高密度かつ／またはより大径の粒子を油流から分離し、分離空間の半径方向外側部分に収集することができ、それによってスラッジ相が形成される。スラッジ相は、排出機構によって分離空間から断続的に排出することができる。
【００３０】
したがって、この分離プロセスでは、油または油−分離助剤混合物から以下の成分を分離することができる。
−  主に精製油を含む軽い液体成分。
−  水、添加された任意の分離助剤、およびより小径の触媒微粒子を含む重い液体成分。
−  より大径かつより高密度の粒子（たとえば触媒微粒子、砂、摩耗粒子など）、および重相の一部分を含むスラッジ成分。
【００３１】
本発明の実施形態では、触媒微粒子は、シリコンおよび／またはアルミニウム化合物を含む。たとえば、触媒微粒子は、約０．１ミクロン〜約１００ミクロンの範囲の粒子を含むことがある。したがって、ＮＭＲ応答信号は、ＮＭＲ装置によって得られる２９Ｓｉおよび／または２７Ａｌスペクトルから導出することができる。
【００３２】
入口油流中の触媒微粒子量に関する第２のＮＭＲ応答信号は、ＮＭＲ装置から得ることができ、この装置は、別個のＮＭＲ装置でも、先に説明したように同じＮＭＲ装置のいずれでもよい。第２のＮＭＲ応答信号が入口油流中の触媒微粒子量の増加を示す場合、先に説明したように、油流から触媒微粒子を分離する性能を高めるように、遠心分離機の分離プロセスの少なくとも１つのパラメータを調整する。したがって、このシステムでは、入口油流中の触媒微粒子量が高い場合に、分離プロセスを採用することができる。また、入口油流中の触媒微粒子量と、精製油流中の触媒微粒子量とを比較して分離効率を評価し、その触媒微粒子の分離効率に基づいて分離プロセスのパラメータを調整してもよい。
【００３３】
本発明はさらに、
−  入口油流から触媒微粒子を分離し、精製油流を発生させるための遠心分離機と、
−  精製油流および／または入口油流中の触媒微粒子量に関するＮＭＲ応答信号を生成するように構成された少なくとも１つのＮＭＲ装置と、
−  そのＮＭＲ応答信号が精製油流中の触媒微粒子量の増加を示す場合、入口油流への分離助剤の添加またはその量の増加を開始するための制御ユニットと
を備える、システムに関する。
【００３４】
この制御ユニットは、油流中の触媒微粒子量に関する入力信号をＮＭＲ装置から受信するように構成することができる。この制御ユニットはまた、他のユニット、たとえば入口油流に分離助剤を添加する投入ユニット、入口油流を加熱する加熱器、および／または分離機に入る入口油流を制御するポンプもしくは流量調節ユニットなどに信号を送信するように構成することができる。さらに、この制御ユニットは、触媒微粒子量に関する値を所定の閾値と比較する論理演算子を備えることができる。したがって、この制御ユニットは、メモリと、いくつかの論理機能ユニットとを備えることができる。論理機能ユニットをやはり用いて、入口油に添加すべき分離助剤の量を最終的に決定し、活性化させることもできる。したがって、このシステムは、遠心分離機の入口側の油流、すなわち入口油流に分離助剤を供給するための投入ユニットを備えることができる。したがって、この制御ユニットは、投入ユニットを制御するように適合させることができる。
【００３５】
したがって、本発明の実施形態では、調整するための手段は、ＮＭＲ応答信号が精製油流および／または入口油流中の触媒微粒子量の増加を示す場合、少なくとも１つのパラメータを調整するように構成することができ、さらに、少なくとも１つのパラメータは、油流から触媒微粒子を分離する性能を高めるように調整することができる。
【００３６】
遠心分離機は、好ましくはディスクスタック分離機であり、この分離機は、分離ディスクのスタックが中に配置される分離空間を取り囲む回転体と、分離空間まで延びる、分離すべき油用の入口と、分離空間から延びる、精製油用の軽相出口とを備える。この遠心分離機は、分離空間まで延びる、精製油用よりも高密度の液相用の重相出口をさらに備えることができる。この遠心分離機は、分離空間の半径方向外側部分から延びる、より高密度の粒相、すなわちスラッジ相用の排出ポートをさらに備えることができる。この分離機は、好ましくは分離プロセス中に収集されたいかなるスラッジも排出するように、これらの排出ポートを断続的に開口できるように構成される。
【００３７】
ＮＭＲ装置は、主磁場を生成するための手段と、前記磁場内で油流の一部分の形のサンプルを受ける空間と、前記主磁場によって規定される動作周波数で、サンプルに対して測定可能なＲＦ磁化を励起するための手段と、励起されたサンプルによって生成されるＲＦ信号を測定するための手段と、サンプル中の触媒微粒子の有無またはその量を求めるために、ＲＦ信号を分析するための手段とを備えることができ、それによってこの装置は、油流中の触媒微粒子の有無またはその量に関するＮＭＲ応答信号を出力するように構成されている。
【００３８】
このシステムは、ポンプおよび／または流量制御弁を備える流量調節ユニットなどによって、分離機を通過する油の流量を制御する、すなわち測定および／または調節する手段を備えることができ、それによって分離機を通過する油の流量を低減させることによって遠心分離機のプロセスパラメータを調整する。したがってこの制御ユニットは、分離機を通過する油の流量を制御するようにさらに適合させることができる。たとえば、この制御ユニットは、流量調節ユニットを制御するように適合させることができる。
【００３９】
このシステムは、入口油流を加熱するように構成された油加熱器を備えることができ、それによって油の温度を増大させることによってプロセスパラメータを調整し、したがって油の粘度を低減させて、分離性能を強化することができる。したがってこの制御ユニットは、油の温度を増大させるように適合させることができる。
【００４０】
このシステムは、より少量の油のバイパス流またはブリードオフ流を発生させる手段を備えることができ、ＮＭＲ装置は、このバイパス流またはブリードオフ流に作用するように構成される。
【００４１】
本発明の実施形態では、このシステムは、入口油流中の触媒微粒子量に関するＮＭＲ応答信号を生成するように構成された第２のＮＭＲ装置を備え、このシステムは、第２のＮＭＲ応答信号が入口油流中の触媒微粒子量の増加を示す場合、油流から触媒微粒子を分離する性能を高めるように、遠心分離機の分離プロセスの少なくとも１つのパラメータを調整するように構成される。
【００４２】
このＮＭＲ装置は、遠心分離機の油出口と連結させるなど、好ましくは遠心分離機の下流に配置することができる。
【００４３】
本発明のさらなる態様として、油流中の触媒微粒子を結合させるための分離助剤の使用が提供され、この分離助剤は、ポリエチレングリコール（ＰＥＧ）を含む。ポリエチレングリコールは、約１００〜３００ダルトンの分子量を有し得る。本発明者らは、そのようなＰＥＧが油流中の触媒微粒子を結合させるのに有用であることを見出した。
【００４４】
さらに、本発明は、油流中の触媒微粒子を結合させる方法であって、
−  前記油流にポリエチレングリコールを含む分離助剤を添加するステップを含む、方法を提供する。
【００４５】
上記で論じたように、ポリエチレングリコールは、約１００〜３００ダルトンの分子量を有し得る。
【００４６】
本発明について、添付の図面を参照しながら以下の実施形態の説明によってさらに解説する。
【図面の簡単な説明】
【００４７】
【図１】本発明によるシステムを示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００４８】
図１には、水および触媒微粒子によって汚濁した燃料油など、液体混合物の成分を分離するための遠心分離機１を備えるシステムが示されている。この遠心分離機は、スピンドル４によって支持された回転体２を備え、スピンドル４は、フレーム３内に回転軸（ｘ）の周りで回転可能に配置されている。この分離機は、図示のようにスピンドルと直接連結して、またはベルトもしくは歯車などの伝動機構を介して間接的に、スピンドルを駆動するように構成できる駆動モータ５を備える。この回転体は、それ自体の内部が分離チャンバ６を形成し、その中に切頭円錐形の分離ディスク７のスタックが配置されている。入口８が、分離すべき液体混合物を供給するために分離空間まで延び、混合物から分離された軽い液体成分（すなわち精製油）用の軽相出口９が、分離チャンバの中央部分から延びている。混合物から分離された重い液体成分（たとえば水および分離助剤）用の重相出口１０が、分離チャンバの、中央の軽相出口の半径方向外側に位置する一部分から延びている。スラッジ空間が、分離チャンバの半径方向外側部分として形成されている。この回転体には、スラッジ相（たとえば触媒微粒子などのより大径の中実粒子）を分離チャンバから断続的に排出するための、スラッジ空間から延びるスラッジ排出ポート１１を備える排出機構が設けられている。
【００４９】
遠心分離機の入口８は、分離すべき燃料油の入口流のための供給ライン１２に連結されている。温度調節ユニット１３が、供給ライン中の油の温度を測定する手段と、油を加熱するための加熱器とを含む。分離助剤用の投入ユニット１４が、遠心分離機の入口８に連結されている。流量調節ユニット１８が、供給ラインを流れる油の流量を制御する（すなわち測定および／または調節する手段）ように構成されている。
【００５０】
遠心分離機の軽相出口９は、精製された燃料油の流れをエンジンに送達するための送達ライン１５に連結されている。このシステムは、送達ラインから少量の燃料油のサンプル流を得るように構成されたＮＭＲ装置１６をさらに備える。ＮＭＲ装置については、以下でさらに説明する。
【００５１】
このシステムは、ＮＭＲ装置からデータを受信し、かつ温度調節ユニット１３、投入ユニット１４、および流量調節ユニット１８と通信するように構成された制御ユニット１７を含む。
【００５２】
このシステムの動作中、精製すべき燃料油流が、供給ライン１２を介して遠心分離機の入口８に供給される。所定量の分離助剤が投入ユニット１４によって油流に添加され、分散し（すなわち微細に分離し）、混ざり合う。この投入ユニットは、触媒微粒子が油から分離助剤へとより多く抽出されるように、遠心分離の前に、油と分離助剤との混合物をしばらくの間相互作用させるように構成されている。その後、油と分離助剤との流れはその後、高速で回転している遠心回転体２の分離チャンバ６に入る。この油流は、加速して回転し、分離ディスク７のスタックに導入され、そこでこの油流は遠心力の影響を受けて、主に精製油を含む軽い液体成分と、水、添加された任意の分離助剤、およびより小径の触媒微粒子を含む重い液体成分と、より大径かつより高密度の粒子（たとえば触媒微粒子、砂、摩耗粒子など）を含むスラッジ成分とに分離される。軽い液体成分は、分離空間の中央の方へと搬送され、そこから軽相出口９を介して排出される。重い液体成分は、分離チャンバの半径方向外側へと搬送され、頂部ディスクを越えて重相出口１０から排出される。スラッジ成分は、スラッジ空間に収集され、排出機構によって回転体の外側空間に断続的に排出される。
【００５３】
精製油送達ライン１５から少量の油のサンプル流が分流され、ＮＭＲ装置１６に導入される。ＮＭＲ装置の一例が、米国特許出願公開第２０１２／０００１６３６Ａ１号に開示されている。ＮＭＲ装置の動作中、サンプル流は、均質な磁場領域に入る。ワイヤコイルおよび電子回路が、サンプルに無線周波数（ＲＦ）パルスを印加（送信）し、サンプルからＲＦ信号を検出（受信）することのどちらも行うように設けられている。動作周波数は、対象となる核と、主磁場の大きさとによって規定される。典型的な測定法では、まず、サンプル中の研究対象となる原子核を磁場で分極させる。次に、１つまたは複数のＲＦパルスを、印加された均質な磁場内で核が自由に歳差運動する周波数で、またはその付近の共振周波数でサンプルに印加する。この送信パルスは、核の分極を、印加された磁界の方向に対して傾斜させる効果を有する。パルスの送信が終了すると、核は歳差運動し、コイルに時間変動する磁場が生じる。この時間変動する磁場によって、コイル内に信号電圧が誘起され、この電圧信号を増幅し、記録することができる。このＮＭＲ装置では、ＮＭＲ分光によってサンプルから２９Ｓｉおよび／または２７Ａｌの核スペクトルが得られる。これらのスペクトルから、油流中のＡｌとＳｉとの総レベルを特定することができる。触媒微粒子として使用されるゼオライトは、典型的にはＳｉを２０〜３５％、Ａｌを２０〜１０％含む。ゼオライトの例には、米国特許第３７０２８８６号および同第４０６７７２４号に開示のＺＳＭ−５、米国特許第３７０９９７９号に開示のＺＳＭ−１１、米国特許第３８３２４４９号に開示のＺＳＭ−１２、米国特許第４０７６８４２号に開示のＺＳＭ−２３、米国特許第４０１６２４５号に開示のＺＳＭ−３５、米国特許第４０４６８５９号に開示のＺＳＭ−３８、およびＥＰ１５１３２に開示のＺＳＭ−４８がある。あるいは、Ａｌ元素およびＳｉ元素の一方のレベルは、他方の元素のレベルが測定から既知の場合、推定することができ、したがって２つの元素の総レベルを推定することができる。
【００５４】
サンプル中のＡｌとＳｉとの総レベルが、あらかじめ設定された閾値５〜１５ｐｐｍを超えると、制御ユニットは、分離性能を高めるように、遠心分離機の分離プロセスの少なくとも１つのパラメータを調整するように構成されている。第１のステップとして、制御ユニットによって、温度調節ユニット１３を用いて、分離プロセスが９８℃などの規定された最適温度で実施されているかについて検証する。第２のステップとして、流量調節ユニットに、供給ライン中の油の流量を低減させるように指示する。それによって油流を流れる各元素が、より長い期間の間、分離空間内で遠心力を受けることになり、したがって油流からより小径の粒子を分離させることが可能となり、分離性能が高められる。さらなるプロセスステップとして、サンプル中のＡｌとＳｉとの総レベルがなおもあらかじめ設定された閾値を超える場合、投入ユニットからの分離助剤の量を増加させて、分離性能を高める。水またはポリエチレングリコールなどの分離助剤を投入ユニットによって油流に添加する際、それらの分離助剤は、好ましくは小液滴として油流に分散させる。したがって、分離助剤と油との間の界面表面の総面積が増大する。油中の触媒微粒子が分離助剤と接触すると、それらの触媒微粒子は、油から分離助剤へと抽出される。分離機の分離空間内では、分離助剤の微細な液滴、油流からの水、およびより小径の触媒微粒子が、より大きい液滴に凝集し、最終的には油よりも高密度の液相（重相）を形成することになる。より小径の触媒微粒子を含むこの重相は、先に説明したように重相出口から排出される。油流中の分離助剤量を増加させることによって、より多くの触媒微粒子が分離助剤の液滴と接触することになり、したがって触媒微粒子の粒子の大部分が油流から分離助剤へと抽出され、重相として油流から分離されることになる。
【符号の説明】
【００５５】
１  遠心分離機
２  回転体
３  フレーム
４  スピンドル
５  駆動モータ
６  分離チャンバ
７  分離ディスク
８  入口
９  軽相出口
１０  重相出口
１１  スラッジ排出ポート
１２  供給ライン
１３  温度調節ユニット
１４  投入ユニット
１５  送達ライン
１６  ＮＭＲ装置
１７  制御ユニット
１８  流量調節ユニット
【図１】
0005965062.tif 000002