(57)【要約】本開示は、水素添加植物油、ゴム材料、汚泥およびパイプラインの粗油などの水素化溶剤を利用して石炭を液化する方法およびシステムを提供する。この方法は、石炭由来の溶剤の存在下で石炭を水素化溶剤の１つに接触させてスラリーを形成すること、スラリーの温度を上昇させて石炭の液化および揮発分の放出を促進すること、ならびにスラリーから不溶性成分を分離して下流部門の処理に好適である脱灰石炭抽出物を得ることを含む。【選択図】図１
2013533343.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
脱灰石炭抽出物を得る方法であって、
石炭由来の溶剤の存在下で石炭を水素添加植物油に接触させてスラリーを形成すること；
前記スラリーの温度を上昇させて前記石炭の液化および揮発分の放出を促進すること；および
前記スラリーから不溶性成分を分離して下流部門の処理に好適である脱灰石炭抽出物を得ること
を含む方法。
【請求項２】
前記温度上昇の結果放出された水が捕捉されて保存される、請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記揮発分が凝縮されてリサイクルされる、請求項１に記載の方法。
【請求項４】
前記石炭抽出物を蒸留してピッチを得ることをさらに含む、請求項１に記載の方法。
【請求項５】
前記石炭由来の溶剤がリサイクルされた液化石炭、コールタール蒸留留分およびコールタールピッチを含む群から選択される、請求項１に記載の方法。
【請求項６】
前記水素添加植物油が４００℃未満の温度で１５００ｐｓｉ未満の蒸気圧を有する、請求項１に記載の方法。
【請求項７】
分離が遠心分離、濾過、デカントおよび重液選鉱の少なくとも１つを含む、請求項１に記載の方法。
【請求項８】
前記水素添加植物油は大豆油、ピーナッツ油、キャノーラ油、オリーブ油、他の植物油またはこれらの油の組み合わせの少なくとも１つである、請求項１に記載の方法。
【請求項９】
前記温度が３００℃〜６００℃まで上昇する、請求項１に記載の方法。
【請求項１０】
前記石炭の液化を促進するため前記スラリーを撹拌することをさらに含む、請求項１に記載の方法。
【請求項１１】
前記石炭は亜瀝青炭、褐炭および無煙炭の一つまたはそれ以上から選択される、請求項１に記載の方法。
【請求項１２】
脱灰石炭抽出物を得る方法であって、
石炭を石油粗原料に接触させてスラリーを形成すること；
前記スラリーの温度を上昇させて前記石炭の液化および揮発分の放出を促進すること；および
前記スラリーから不溶性成分を分離して下流部門の処理に好適である脱灰石炭抽出物を得ること
を含む方法。
【請求項１３】
前記石油粗原料が粗ビチューメン、オイルサンド粗原油および少なくとも２０％のオイルサンド粗原油を含む液体の少なくとも１つである、請求項１２に記載の方法。
【請求項１４】
前記脱灰石炭抽出物が製油所に運ぶため石油粗原料のパイプラインに添加される、請求項１２に記載の方法。
【請求項１５】
脱灰石炭抽出物を得る方法であって、
石炭由来の溶剤の存在下で石炭をゴム材料に接触させてスラリーを形成すること；
前記スラリーの温度を上昇させて前記石炭の液化および揮発分の放出を促進すること；および
前記スラリーから不溶性成分を分離して下流部門の処理に好適である脱灰石炭抽出物を得ること
を含む方法。
【請求項１６】
脱灰石炭抽出物を得る方法であって、
石炭由来の溶剤の存在下で石炭を汚泥に接触させてスラリーを形成すること；
前記スラリーの温度を上昇させて前記石炭の液化および揮発分の放出を促進すること；および
前記スラリーから不溶性成分を分離して下流部門の処理に好適である脱灰石炭抽出物を得ること
を含む方法。
【請求項１７】
前記不溶性成分を加熱して揮発分および同伴した溶剤を放出すること；
前記不溶性成分を石灰質材料とブレンドし、前記ブレンドをキルンで１０００℃を超える温度にて焼成してクリンカーを得ること；および
前記クリンカーを粉砕してセメントを得ること
を含む、請求項１に記載の方法。
【請求項１８】
前記石炭抽出物を真空下で蒸留して２５℃〜１６０℃の範囲の軟化点を有するメソフェーズピッチを得ることをさらに含み、前記メソフェーズピッチは異方性コークスを得るためコークスにしてもよい
請求項１に記載の方法。
【請求項１９】
前記ピッチをコークス化してコークスを得ること
をさらに含む、請求項１８に記載の方法。
【請求項２０】
前記コークスは異方性コークス、冶金コークス、黒鉛コークス、アノードコークスおよびニードルコークスの少なくとも１つである、請求項１９に記載の方法。
【請求項２１】
前記ピッチをエアーブローイング処理して前記ピッチ中の分子を架橋することをさらに含み、合成ピッチの前記エアーブローイング処理は少なくとも軟化点を変化させること、およびコークスの収率を高めることのために使用される、請求項１８に記載の方法。
【請求項２２】
石炭液化システムであって、
石炭由来の溶剤の存在下で石炭を水素添加植物油に接触させてスラリーを形成する反応装置；
前記石炭の液化および揮発分の放出を促進するため前記反応装置内の前記スラリーの温度を上昇させるヒーター；および
下流部門の処理に好適である脱灰石炭抽出物を得るため不溶性成分を前記スラリーから分離する遠心分離機、
を含むシステム。
【請求項２３】
ピッチを得るために前記脱灰石炭抽出物を蒸留する蒸留塔をさらに含む、請求項２１に記載のシステム。
【請求項２４】
コークスを得るために前記脱灰石炭抽出物および前記ピッチの少なくとも１つをコークス化するコーカーをさらに含む、請求項２１に記載のシステム。
【請求項２５】
請求項２４に記載のシステムであって、前記コーカーは前記脱灰石炭抽出物または前記ピッチを収容する被覆されたコーキングドラムを含み、
前記コーキングドラムはクロム、アルミニウム、ニッケルまたはこれらの合金の少なくとも１つを含むコーティングで被覆されている
システム。
【請求項２６】
前記システムはモジュールであるように構成される、請求項２４に記載のシステム。
【請求項２７】
前記システムは貨車にモジュールとして載置されるように構成される、請求項２６に記載のシステム。
【請求項２８】
前記システムはセミトレーラートラックにモジュールとして載置されるように構成される、請求項２６に記載のシステム。
【請求項２９】
石炭由来の溶剤の存在下で石炭を水素添加植物油に接触させてスラリーを形成する反応装置；
前記石炭の液化および揮発分の放出を促進するため前記反応装置内の前記スラリーの温度を上昇させるヒーター；
下流部門の処理に好適である脱灰石炭抽出物を得るため不溶性成分を前記スラリーから分離する遠心分離機；
ピッチを得るために前記脱灰石炭抽出物を蒸留する蒸留塔；および
コークスを得るために前記脱灰石炭抽出物および前記ピッチの少なくとも１つをコークス化するコーカー、
を含み、
前記コーカーは前記脱灰石炭抽出物または前記ピッチを収容する被覆されたコーキングドラムを含み、
前記コーキングドラムはクロム、アルミニウム、ニッケルまたはこれらの合金の少なくとも１つを含むコーティングで被覆される
石炭液化システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
関連出願の相互参照
本出願は、その全体をそれぞれ本明細書に援用する以下の仮出願の利益を主張する。
【０００２】
２０１０年６月２２日出願の米国特許仮出願第６１／３５７，３２３号；および２０１０年６月２２日出願の米国特許仮出願第６１／３５７，３３２号。
【０００３】
本発明は、コール・トゥ・リキッド技術に関し、具体的には温和な条件下で水素化する溶剤を用いて石炭を液化するためのシステムおよび方法に関する。
【背景技術】
【０００４】
コール・トゥ・リキッド技術とは、固体石炭を液体の燃料および化学物質に転換する化学プロセスをいう。石炭の水素と炭素の比（Ｈ／Ｃ、モル比）は約０．８であるのに対し、液体燃料のそれは約２．０である。コール・トゥ・リキッドプロセスの主な機能は、石炭の分子サイズの破壊、および石炭に水素を添加すること、すなわち言い換えれば、石炭の破壊性の水素添加である。これらのプロセスは一般に石炭液化と呼ばれる。
【０００５】
石炭液化は、２種類の経路、すなわち間接液化および直接液化により行われる。間接法では、石炭を酸素不足燃焼プロセスで高温にて蒸気と反応させることにより、石炭が水素および一酸化炭素と、合成ガスとに転換される。直接液化は、石炭が液体になるような石炭と水素との反応を含む。しかしながら、直接石炭液化法はこれまで、高い温度および圧力を必要とする水素ガスを用いて行われてきた。一例では、直接石炭液化法は、４５０℃を超える温度および２０００ｐｓｉｇの圧力を必要とすることがある。
【０００６】
供与性溶剤としては、テトラリンが使用されてきた。一方、テトラリンが水素を石炭分子に移行するのに伴い脱水素されるときに生成されるナフタレンに、水素を気相から移行するには、非常に高圧の水素および高温が必要とされる。したがって、液化中にｉｎ  ｓｉｔｕで再水素化するは、かなりコストがかかる場合がある。
【０００７】
上記で論じた問題に鑑み、安価に生成され、石炭を消化するのに効率的な水素供与性溶剤を利用した石炭液化の方法が求められている。
【発明の概要】
【課題を解決するための手段】
【０００８】
一態様では、本発明は、石炭を消化するのに効率的な溶剤を安価に製造する方法およびシステムを提供する。あるいは、本方法およびシステムは、水素添加された液体の添加により重質芳香族油の溶解能を高めることができる。実施形態の１つでは、水素添加された液体は、部分水素添加植物油でも、または完全水素添加植物油でもよい。本発明はまた、溶剤を水素化することを必要とせずに石炭を液化することができるプロセスを提供する。いくつかの実施形態では、これは、水素を含み得る添加剤の使用により行ってもよく、その結果として大きな石炭分子が解重合される一方、再結合も抑制され、したがって、全体的な分子分布が狭くなり、液体が生成され得る。
【０００９】
一態様では、脱灰石炭抽出物を得る方法は、石炭由来の溶剤の存在下で石炭を水素添加植物油に接触させてスラリーを形成すること、スラリーの温度を上昇させて石炭の液化を促進し、揮発分を放出させること、およびスラリーから不溶性成分を分離して下流部門の処理に好適である脱灰石炭抽出物を得ることを含む。温度上昇の結果放出された水は、捕捉して保存してもよい。揮発分は、凝縮してリサイクルしてもよい。本方法は、石炭抽出物を蒸留してピッチを得ることをさらに含んでもよい。石炭由来の溶剤は、リサイクルされた液化石炭、コールタール蒸留留分およびコールタールピッチを含む群から選択されてもよい。水素添加植物油は、４００℃未満の温度で１５００ｐｓｉ未満の蒸気圧を有してもよい。分離は、遠心分離、濾過、デカントおよび重液選鉱の少なくとも１つを含んでもよい。水素添加植物油は、大豆油、ピーナッツ油、キャノーラ油、オリーブ油、他の植物油またはこれらの油の少なくとも２つの組み合わせの少なくとも１つであってもよい。温度は、３００℃〜６００℃に上昇させてもよい。本方法は、石炭の液化を促進するためスラリーを撹拌することをさらに含んでもよい。石炭は、亜瀝青炭、褐炭および無煙炭の１つまたは複数から選択されてもよい。本方法は、不溶性成分を加熱して揮発分および同伴した溶剤を放出すること、不溶性成分を石灰質材料とブレンドし、ブレンドをキルンで１０００℃を超える温度にて焼成してクリンカーを得ること、およびクリンカーを粉砕してセメントを得ることをさらに含んでもよい。本方法は、石炭抽出物を真空下で蒸留して２５℃〜１６０℃の範囲の軟化点を有するメソフェーズピッチを得ることをさらに含んでもよく、メソフェーズピッチは異方性コークスを得るためコークスにしてもよい。本方法は、ピッチをコークス化してコークスを得ることをさらに含んでもよい。コークスは、異方性コークス、冶金コークス、黒鉛コークス、アノードコークスおよびニードルコークスの少なくとも１つであってもよい。本方法は、ピッチをエアーブローイング処理してピッチ中の分子を架橋することをさらに含んでもよく、合成ピッチのエアーブローイング処理は、少なくとも軟化点を変化させること、およびコークスの収率を高めることのために使用される。
【００１０】
一態様では、脱灰石炭抽出物を得る方法は、石炭を石油粗原料に接触させてスラリーを形成すること、スラリーの温度を上昇させて石炭の液化を促進し、揮発分を放出すること、およびスラリーから不溶性成分を分離して下流部門の処理に好適である脱灰石炭抽出物を得ることを含んでもよい。石油粗原料は、粗ビチューメン、オイルサンド粗原油および少なくとも２０％のオイルサンド粗原油を含む液体の少なくとも１つであってもよい。脱灰石炭抽出物は、製油所に運ぶため石油粗原料のパイプラインに加えてもよい。
【００１１】
一態様では、脱灰石炭抽出物を得る方法は、石炭由来の溶剤の存在下で石炭をゴム材料に接触させてスラリーを形成すること、スラリーの温度を上昇させて石炭の液化を促進し、揮発分を放出すること、およびスラリーから不溶性成分を分離して下流部門の処理に好適である脱灰石炭抽出物を得ることを含んでもよい。ゴム材料は、ゴムタイヤ由来であってもよい。
【００１２】
一態様では、脱灰石炭抽出物を得る方法は、石炭由来の溶剤の存在下で石炭を汚泥に接触させてスラリーを形成すること、スラリーの温度を上昇させて石炭の液化を促進し、揮発分を放出すること、およびスラリーから不溶性成分を分離して下流部門の処理に好適である脱灰石炭抽出物を得ることを含んでもよい。
【００１３】
一態様では、石炭液化のセメント副産物を得る方法は、石炭由来の溶剤の存在下で石炭を水素添加植物油に接触させてスラリーを形成すること、スラリーの温度を上昇させて石炭の液化を促進し、揮発分を放出すること、スラリーから不溶性成分を分離すること、不溶性成分を加熱して揮発分および同伴した溶剤を放出すること、不溶性成分を石灰質材料とブレンドしてブレンドをキルンで１０００℃を超える温度にて焼成してクリンカーを得ること、およびクリンカーを粉砕してセメントを得ることを含んでもよい。
【００１４】
一態様では、キノロン不溶分を含まない無灰のメソフェーズピッチを得る方法は、石炭由来の溶剤の存在下で石炭を水素添加植物油に接触させてスラリーを形成すること、スラリーの温度を上昇させて石炭の液化および揮発分の放出を促進すること、スラリーから不溶性成分を分離してキノリン不溶分を含まない脱灰石炭抽出物を得ること、および石炭抽出物を真空下で蒸留して２５℃〜１６０℃の範囲の軟化点を有するメソフェーズピッチを得ることを含んでもよく、メソフェーズピッチは異方性コークスを得るためコークスにしてもよい。本方法により、キノロン不溶分を含まない無灰ピッチを得てもよい。
【００１５】
一態様では、低品位の石炭抽出物から高品質コークスを得る方法は、石炭由来の溶剤の存在下で石炭を水素添加植物油に接触させてスラリーを形成すること、スラリーの温度を上昇させて石炭の液化および揮発分の放出を促進すること、スラリーから不溶性成分を分離してキノリン不溶分を含まない脱灰石炭抽出物を得ること、石炭抽出物を真空下で蒸留して好適な軟化点を有するピッチを得ること、およびピッチをコークス化してコークスを得ることを含んでもよい。コークスは、異方性コークス、冶金コークス、黒鉛コークス、アノードコークスおよびニードルコークスの少なくとも１つであってもよい。本方法は、ピッチをエアーブローイング処理してピッチ中の分子を架橋することをさらに含んでもよく、合成ピッチのエアーブローイング処理は、少なくとも軟化点を変化させること、およびコークスの収率を高めることのために使用される。
【００１６】
一態様では、コーキング装置は、ピッチ材料を収容する被覆されたコーキングドラムであって、クロム、アルミニウム、ニッケルまたはこれらの合金の少なくとも１つを含むコーティングで被覆されたコーキングドラムと、ピッチ材料をコークス化温度まで加熱するヒーターと、装置内で形成されたコークスを容易に除去でき、放出された揮発分を凝縮するフラッシュベッセルとを含む。
【００１７】
別の態様では、コーキング装置は、コーキングドラムが、ピッチ材料を収容する被覆されたコーキングドラムであって、クロム、アルミニウム、ニッケルまたはこれらの合金の少なくとも１つを含むコーティングで被覆されたコーキングドラムと、ピッチ材料をコークス化温度まで加熱するヒーターと、放出された揮発分を凝縮するフラッシュベッセルと、被覆されたアルキメデススクリューであって、クロム、アルミニウム、ニッケルまたはこれらの合金の少なくとも１つを含むコーティングで被覆されたアルキメデススクリューとを含み、アルキメデススクリューはピッチがコークス化されるとコーキングドラムからピッチを押し、装置内に形成されたコークスはアルキメデス螺旋の力により除去される。
【００１８】
なお別の態様では、コーキング装置は、ピッチ材料を収容する被覆されたコーキングドラムであって、クロム、アルミニウム、ニッケルまたはこれらの合金の少なくとも１つを含むコーティングで被覆されたコーキングドラムと、ピッチ材料をコークス化温度まで加熱するヒーターと、放出された揮発分を凝縮するフラッシュベッセルと、被覆されたプランジャーであって、クロム、アルミニウム、ニッケルまたはこれらの合金の少なくとも１つを含むコーティングで被覆されたプランジャーとを含んでもよく、装置内で形成されたコークスは、プランジャーの力により引かれたりまたは押されたりしながらコーキングドラムから除去される。
【００１９】
一態様では、モジュール石炭液化システムは、石炭由来の溶剤の存在下で石炭を水素添加植物油に接触させてスラリーを形成するための反応装置、石炭の液化および揮発分の放出を促進するため反応装置内のスラリーの温度を上昇させるヒーター、および下流部門の処理に好適である脱灰石炭抽出物を得るため不溶性成分をスラリーから分離する遠心分離機を含んでもよく、反応装置、ヒーター、および遠心分離機はモジュールであるように構成される。本システムは、ピッチを得るために脱灰石炭抽出物を蒸留する蒸留塔をさらに含んでもよい。本システムは、コークスを得るために脱灰石炭抽出物およびピッチの少なくとも１つをコークス化するコーカーをさらに含んでもよい。本システムは、貨車にモジュールとして載置されるように構成されてもよい。本システムは、セミトレーラートラックにモジュールとして載置されるように構成されてもよい。
【００２０】
別の態様では、モジュール石炭液化システムは、石炭由来の溶剤の存在下で石炭を水素添加植物油に接触させてスラリーを形成するための反応装置、石炭の液化および揮発分の放出を促進するため反応装置内のスラリーの温度を上昇させるヒーター、下流部門の処理に好適である脱灰石炭抽出物を得るため不溶性成分をスラリーから分離する遠心分離機、ピッチを得るために脱灰石炭抽出物を蒸留する蒸留塔、ならびにコークスを得るために脱灰石炭抽出物およびピッチの少なくとも１つをコークス化するコーカーを含んでもよく、コーカーは、脱灰石炭抽出物またはピッチを収容する被覆されたコーキングドラムを含み、コーキングドラムは、クロム、アルミニウム、ニッケルまたはこれらの合金の少なくとも１つを含むコーティングで被覆されており、反応装置、ヒーター、遠心分離機、蒸留塔、およびコーカーはモジュールであるように構成される。本システムは、貨車にモジュールとして載置されるように構成されてもよい。本システムは、セミトレーラートラックにモジュールとして載置されるように構成されてもよい。
【００２１】
一態様では、石炭液化システムは、石炭由来の溶剤の存在下で石炭を水素添加植物油に接触させてスラリーを形成する反応装置、石炭の液化および揮発分の放出を促進するため反応装置内のスラリーの温度を上昇させるヒーター、および下流部門の処理に好適である脱灰石炭抽出物を得るため不溶性成分をスラリーから分離する遠心分離機を含む。本システムは、ピッチを得るために脱灰石炭抽出物を蒸留する蒸留塔をさらに含んでもよい。本システムは、コークスを得るために脱灰石炭抽出物およびピッチの少なくとも１つをコークス化するコーカーをさらに含んでもよい。コーカーは、脱灰石炭抽出物またはピッチを収容する被覆されたコーキングドラムを含み、コーキングドラムは、クロム、アルミニウム、ニッケルまたはこれらの合金の少なくとも１つを含むコーティングで被覆されている。本システムは、モジュールであるように構成されてもよい。本システムは、貨車にモジュールとして載置されるように構成されてもよい。本システムは、セミトレーラートラックにモジュールとして載置されるように構成されてもよい。
【００２２】
一態様では、石炭液化システムは、石炭由来の溶剤の存在下で石炭を水素添加植物油に接触させてスラリーを形成するための反応装置、石炭の液化および揮発分の放出を促進するため反応装置内のスラリーの温度を上昇させるヒーター、下流部門の処理に好適である脱灰石炭抽出物を得るため不溶性成分をスラリーから分離する遠心分離機、ピッチを得るために脱灰石炭抽出物を蒸留する蒸留塔、ならびにコークスを得るために脱灰石炭抽出物およびピッチの少なくとも１つをコークス化するコーカーを含み、コーカーは、脱灰石炭抽出物またはピッチを収容する被覆されたコーキングドラムを含み、コーキングドラムは、クロム、アルミニウム、ニッケルまたはこれらの合金の少なくとも１つを含むコーティングで被覆されている。
【００２３】
本発明の別の態様では、本方法およびシステムは、石炭液化物および不溶解石炭粒子のスラリーを製造してもよい。スラリーは、さらに精製してピッチを製造してもよく、ピッチは、最終製品と考えてもよいし、あるいは代わりに改質して燃料および化学物質用のより軽質な炭化水素を含む合成原油を製造してもよい。本発明はまた、原油などの硫黄含有炭化水素液体から硫黄を除去することも目指している。
【００２４】
本発明の上記および他のシステム、方法、目的、特徴および利点は、好ましい実施形態の以下の詳細な説明および図から当業者に明らかになるであろう。本明細書に記載される文書はすべてその全体を援用する。
【００２５】
本発明およびその一定の実施形態に関する以下の詳細な説明については、以下の図を参照すれば理解されよう。
【図面の簡単な説明】
【００２６】
【図１】図１は本発明の実施形態により石炭液化プロセスを実施するためのシステムの概要を図示する。
【図２】図２は本発明の実施形態によりピッチ製品の平均分子量を増大させる方法を示すフローチャートを図示する。
【図３】図３は本発明の実施形態による合成ピッチの製造に使用してもよい処理システムの例のブロックフローダイヤグラムを図示する。
【図４】図４は一実施形態に従い様々な溶剤を用いた石炭転換率の例を示すチャートである。
【図５】図５は一実施形態による、原料溶剤の水素化の石炭転換率に対する利益の例を示すチャートである。
【図６】図６は石炭液化のプロセスフローダイヤグラムを図示する。
【図７】図７は石炭液化システムの実施形態を図示する。
【図８】図８は蒸留塔のプロセスフローの実施形態を図示する。
【図９】図９はコーカーのプロセスフローの実施形態を図示する。
【図１０】図１０は石炭液化プロセスの方法を図示する。
【図１１】図１１は石炭液化プロセスの方法を図示する。
【図１２】図１２は石炭液化プロセスの方法を図示する。
【図１３】図１３は石炭液化プロセスの方法を図示する。
【図１４】図１４は石炭液化のセメント副産物を得る方法を図示する。
【図１５】図１５はキノロン不溶分を含まない無灰のメソフェーズピッチを得る方法を図示する。
【図１６】低品位の石炭抽出物から高品質コークスを得る方法を図示する。
【図１７】被覆されたコーカーおよび被覆されたプランジャーを図示する。
【図１８】移動式石炭液化ユニットを図示する。
【００２７】
当業者であれば、各図中の要素は簡潔で見やすいように示し、必ずしも一定の縮尺で描かれているものではないことが理解されよう。たとえば、図中の要素のいくつかの寸法は、本発明の理解を深めるため他の要素に対して誇張されている場合がある。
【発明を実施するための形態】
【００２８】
本明細書には本発明の詳細な実施形態を開示している。しかしながら、開示された実施形態は、様々な形態で具体化することができる本発明の単なる例示であることが理解されよう。したがって、本明細書に開示された具体的な構造および機能の詳細は、限定的に解釈すべきものではなく、むしろ、単に特許請求の範囲の根拠として、そして当業者が、細部が適切であれば、ほぼどのような構造にも本発明を様々に利用できるように教示する代表的な根拠として解釈すべきものである。さらに、本明細書に使用される用語および語句は、限定的であることを意図するものではなく、むしろ、本発明を分かりやすく説明することを意図するものである。
【００２９】
「ａ」または「ａｎ」という用語は、本明細書で使用する場合、１つまたは２つ以上と定義される。「別の（ａｎｏｔｈｅｒ）」という用語は、本明細書で使用する場合、少なくとも第２以上と定義される。「を含む（ｉｎｃｌｕｄｉｎｇ）」および／または「を有する（ｈａｖｉｎｇ）」という用語は、本明細書で使用する場合、を含む（ｃｏｍｐｒｉｓｉｎｇ）（すなわち、オープンな移行語）と定義される。
【００３０】
本発明は、石炭溶剤に関し、さらに詳しくは石炭を消化するのに効率的な部分または完全水素化溶剤を安価に製造し、それにより石炭液化物および不溶解石炭粒子のスラリーを製造する方法に関する。実施形態の１つでは、本発明は、３つの段階を含んでもよい。第１の段階は、石炭スラリーの形成を含んでもよく、石炭スラリーは反応装置で処理してもよく、次いで遠心分離処理液を得るため遠心分離してもよい。第２の段階は、第１の段階で生成された遠心分離処理液の蒸留を含んでもよい。蒸留の結果、第３の段階でコーカーに導入することができるピッチが形成されてもよい。この段階では、ピッチをコークス化して様々な特性のコークスを得ることができる。
【００３１】
本開示は、下層炭、コークス炉運営会社または販売会社から購入したか、または以前に実施したプロセスから集めたコールタール蒸留留分、および水素供与性溶剤を混合してスラリーを形成することを含む石炭液化のプロセスについて記載する。大部分の石炭液化はこれまで瀝青炭を用いて行われていたのに対し、本開示は、亜瀝青炭および褐炭ならびにこれまで液化に好適と考えられていなかった他の低品位炭の有利な使用について記載する。本明細書に記載のプロセスは、どのような種類の石炭と共に利用してもよいことを理解すべきである。石炭液化はこれまで一般に４５０Ｃおよび２０００ｐｓｉｇの圧力で水素ガスを用いて行われてきたため、高温および高圧が必要とされた。Ｅｘｘｏｎ  ｄｏｎｏｒプロセスでは、水素添加ナフタレンをプロトンドナーとして使用する。ナフタレンの水素添加、およびｉｎ  ｓｉｔｕでの再水素化は、高温および高圧力が必要とされる。本開示は、水素添加植物油または部分水素添加植物油をコールタール蒸留留分（ＣＴＤ）と組み合わせて使用して得られた液化の予想外の結果について記載する。液化は、液化に通常必要とされる高温または圧力の印加を用いずに進行し得る一方で、このプロセスでは、どのようなレベルの温度および圧力を利用してもよい。さらに、植物油に水素添加することは、比較的容易で安価でもある。また、パイプラインの粗油には過剰の水素があるため、石炭は、パイプラインの粗油中で高い温度または圧力を用いることなく液化する。石炭はさらに、Ｈ−ドナーとしての粉砕ゴムタイヤ、リグニン含有下水汚泥、および本明細書に詳述する他の水素供与性溶剤と混合したＣＴＤ中でも液化する。
【００３２】
スラリーは、水を追い出すため反応装置にて周囲圧力で加熱する。本プロセスではこの段階で、温度を、水を沸騰除去するに足るだけ上昇させればよい。水は、反応装置の圧力が蓄積すると蒸発分離し、任意に集めて保存してもよい。実質的にすべての水を除去するには、多くのサイクルが必要とされる場合がある。あるいは、最初に石炭を乾燥させてもよい。数サイクルの水蒸発後、反応装置を石炭分子の熱分解の温度まで引き上げる。大きな石炭分子の破壊は一般にラジカルの形成を通じて起こる。ラジカルが形成されると、水素供与性溶剤が水素を供与してラジカルを安定化し、それにより液体形態を安定化する。芳香族部位が飽和するにつれ、石炭液化物はますます脂肪族性が大きくなっていく。水素供与性溶剤は熱的に生成されたラジカルの安定化に関与し得る一方、結合開裂にも関与し得る。したがって、このプロセスは実際には、一部しか水素化されていない溶剤を有することにより改善することができる。すべてのラジカル部位は一度飽和されると、再開裂されないからである。このプロセスは、「ＣＴＤ出発材料」としてプロセスにフィードバックしてもよい揮発物を放出する。リサイクルされたＣＴＤの化学組成には変化が起こる。溶解されたより多くの石炭分子が最初の分子の一部と置き換わっているため、ＣＴＤを再利用するにつれ、溶剤は溶解する石炭との相性がよくなる。実際、このプロセスを通じて放出される任意の揮発物は、回収して出発材料としてリサイクルしてもよい。
【００３３】
得られた石炭抽出物は遠心分離するか、または他の方法で分離プロセスに供し、石炭抽出物を脱灰する。固体灰、または後留は、遠心分離機から回収し、最終的にセメントを得るため処理してもよい。これについては以下で詳述する。遠心分離処理液は集めて、直ちに石油型精製プロセスに供して燃料を得てもよい。あるいは、遠心分離処理液は蒸留してもよい。部分的に蒸留を行うと、石油型精製プロセスを用いてさらに精製してもよい重質原油に似た物質が得られる。さらに蒸留を行うと、コールタールバインダーピッチに類似しているが、キノリン不溶分を含まないピッチが得られる。この蒸留ステップでアニーリングを行うと、得られたピッチの特性が変化する。ピッチは、ディレードコーカーなどのコーカーでさらに処理してもよい。任意に、ピッチは、エアーブローイング処理して様々な特性を有するコークスを得てもよい。
【００３４】
いくつかの実施形態では、コーカーをクロム、ニッケル、アルミニウムまたはこれらの合金で被覆してコークスの除去を促進してもよい。また、コーカーのプランジャーまたはウォームギアを同様に被覆してコークス除去を促進してもよい。被覆されたコーカーは、他の市販されているコーカーより小型であり、したがって、コークスを最終製品とするＣＴＬプロセス／プラントを小型化するか、または移動可能にすることができる。コークスなどの炭素材料は鋼に粘着する。鋼からコークスを分離することは困難である。しかしながら、コークスは、クロムまたはクロム合金には粘着しないため、クロムまたはクロム合金のコーティング鋼では、表面からコークスを分離することができる。
【００３５】
図１は、石炭液化プロセスを実施するためのシステム１００を示す。システム１００は、石炭液化反応装置１０２（以下、反応装置１０２という）を含んでもよい。反応装置１０２は、クローズド反応装置であってもよい。実施形態の１つでは、反応装置１０２を連続モードで運転してもよい、すなわち、反応物は反応装置１０２に連続的に送ってもよく、生成物の連続的な流れとして出て来てもよい。さらに、反応装置１０２は、固体溶解、生成物の混合、バッチ蒸留および同種のものなど一続きの様々な作業を実施するためバッチモードで運転してもよい。実施形態の１つでは、反応装置１０２を、匂いを緩和するアルカリカラムを用いて構成してもよい。たとえば、反応装置１０２に匂いを吸収する水酸化ナトリウム（ＮａＯＨ）カラムを設けてもよい。
【００３６】
さらに、反応装置１０２は、石炭１０４、ＣＴＤ１０８および添加剤１１０など様々な反応物を混合してスラリーを形成することができてもよく、スラリー中で石炭１０４の反応溶解が起きて石炭抽出物が得られる。液化後、石炭抽出物は脱灰してもよい。実施形態の１つでは、石炭抽出物は、遠心分離、重液選鉱、デカント、濾過および同種のものなどの分離プロセスを利用して脱灰して、不溶性石炭生成物を含む重相と可溶性石炭生成物を含む軽相（以下、遠心分離処理液という）とに抽出物を分離してもよい。遠心分離処理液は、輸送燃料を得るため典型的な石油精製プロセスを用いて精製してもよい。あるいは、遠心分離処理液は、蒸留してピッチを得てもよく、これをコークス化して高価値のコークス製品を得てもよい。ピッチはさらに、典型的な石油精製プロセスを用いて精製して輸送燃料を得てもよい。
【００３７】
実施形態の１つでは、石炭１０４は、亜瀝青炭などの低品位の石炭であってもよい。さらに、低品位の石炭生成物は水素に富み、アスファルテンに対するオイルの割合が高くてもよく、瀝青炭液化物より脂肪族性であってもよい。本発明は、低品位炭からの高品質コークスの生成を可能にすることができる。一方で、石炭１０４は瀝青炭でも、褐炭でも、同種のものでもよいことが当業者には明らかであろう。
【００３８】
実施形態の１つでは、石炭１０４は、石炭１０４を他の反応物と組み合わせる前に約２０メッシュ（８００ミクロン）以下まで粉砕してもよい。さらに、ＣＴＤ１０８は製油所、コールタール精製所から入手しても、コークス炉運営会社もしくは販売会社または同種のものから購入してもよい。あるいは、ＣＴＤ１０８は、システム１００の液化処理の以前のサイクルから集めてもよい。実施形態の１つでは、添加剤１１０は、水素供与性溶剤（Ｈ供与性溶剤）であればよい。いくつかの実施形態では、Ｈ供与性溶剤は、代わりにプロトン移動剤と呼ぶことがある。
【００３９】
実施形態の１つでは、添加剤１１０は、部分または完全水素添加植物油でもよい（以下、代わりにＨＶＯと呼ぶことがある）。ＨＶＯは、以下に限定されるものではないが、トウモロコシ、キャノーラ、ヒマワリ、ベニバナおよびオリーブを含んでもよい。植物油は容易に水素添加され得るため、システム１００に使用されるＨ供与性溶剤として好ましいことがある。実施形態の１つでは、部分水素添加植物油は、水素添加植物油の一部と非水素添加植物油の一部とを混合したもの、またはその任意の他の比率のものを含んでもよい。植物油は、ナフタレンなどの他の溶剤の水素添加より低圧力、低温度および短い滞留時間を用いて最大１０重量パーセント水素のレベルまで水素添加してもよい。たとえば、大豆油は２００ｐｓｉ未満の圧力、２００℃未満の温度、および１０分未満の滞留時間で水素添加することができる。このため、高い温度および圧力の生成はエネルギー集約的であるため、このプロセスでは必要とされる処理エネルギーは少なくなる。加えて、水素添加植物油は全体的に経済的で、高沸点であることが知られており、石炭の溶解プロセスに使用するのに好適なものとなっている。
【００４０】
いくつかの実施形態では、石炭液化プロセスに複数の水素化溶剤を使用してもよい。水素化溶剤は、以下に限定されるものではないが、パイプラインの粗油、ゴムタイヤ、動物排泄物、芳香族化合物にプロトンを付加するかまたは化学結合を破壊すると考えられる任意のもの、ウマの肥料、ニワトリの肥料、下水汚泥、リグニン、リグニンを含む任意のバイオ廃棄物、ピーナッツ油、大豆油、キャノーラ油、オリーブ油もしくは他の植物油、デカリン、部分水素化コールタール蒸留留分または部分水素化石油留分もしくは部分水素化デカント油またはリサイクル油、フィッシャートロプシュ液体、メチルナフタレン、デカヒドロナフタレン、テトラヒドロナフタレン、メチルナフタレン、クレオソート油、コールタールピッチ、アスファルトピッチ、ガス化タール、リサイクルされたモーター油、石油留分、ゴム、プラスチック、リサイクルされたプラスチック（たとえばポリスチレン）、リサイクルされたゴム、バイオマス誘導体、液化石炭、液化バイオマス、頁岩油、液化処理ガス、カセナフテン、ジ−、テトラ−およびオクタヒドロアントラセン、テトラヒドロアセナフテン、および部分水素化芳香族化合物の他の誘導体、石油留分、石油接触分解装置生成物、ガス化タールの留出物、リサイクルされた炭化水素の熱分解で得られる生成物、ならびに頁岩油またはタールサンドの蒸留で得られる芳香油生成物を含んでもよい。
【００４１】
本明細書に述べたように、ゴムタイヤをＨ供与性溶剤として使用してもよい。ゴムタイヤは、約４０重量％カーボンブラックを含んでもよい。こうしたゴムタイヤを用いて石炭を溶解すると、このカーボンブラックがキノリン不溶分になる場合があり、したがって、得られるピッチはコークス炉で、商業的に使用されるピッチに調整してもよい。
【００４２】
実施形態の１つでは、リグニンをＨ供与性溶剤として使用してもよい。リグニンは哺乳動物の排泄物に見られる未消化のプロピルベンゼンポリマーである。ポリマーの開裂により失われる水素を、水素源として使用することができる。一例として、３次下水汚泥の酸素を含む化合物を細菌が消費すると、スラッジにリグニンが残る。したがって、石炭液化プロセスに３次下水汚泥を使用してもよい。
【００４３】
実施形態の１つでは、水素化溶剤と非水素化溶剤とをブレンドすると、収率が改善することがある。たとえば、石炭液化中に石炭分子がより小さな断片に分解されると、プロトン移動が起こり得る。石炭分子のより小さな断片は水素添加され、無極性になりやすくなることがある。したがって、無極性石炭分子は非プロトン化形態の溶剤に溶解することがある。
【００４４】
いくつかの実施形態では、石炭液化プロセスは、通常石炭液化に必要とされるより低圧力、たとえば、４００ｐｓｉｇで進行してもよい。本発明の実施形態の１つでは、ＨＶＯにより、石炭液化プロセスが、より少ない水素を用いてより低温度およびより低圧力で実施されることが可能になる。１つのシナリオでは、石炭液化プロセスは、本プロトン移動剤により従来のプロトン移動剤の条件と比較して温和な条件で水素添加を可能にし得る。たとえば、石炭液化プロセスでは、水素を植物油に移動するのに必要とされる条件がナフタレンへの水素移動と比較して極端ではない場合がある。したがって、ＨＶＯから水素を除去しやすい可能性があり、故に、ＨＶＯは、たとえばテトラリンより優れた移動剤になり得る。
【００４５】
一例では、ナフタレンの水素化には、高温（３００℃超）および高圧力（１０００ｐｓｉ以上）を必要とすることがある。さらに、ナフタレンの水素化には、長い滞留時間（１０分超）を必要とすることもある。しかしながら、大豆油は、２００ｐｓｉ未満の圧力、２００℃未満の温度、および１０分以下の滞留時間で水素化することができる。このため、高い温度および圧力の生成がエネルギー集約的であり得るため、このプロセスでは、必要とされる処理エネルギーが少なくなる可能性がある。さらに、水素添加植物油は高い沸点を有し、それにより石炭の溶解プロセスに使用するのに好適なものとなる。実施形態の１つでは、液化プロセスの溶剤の水素化は、コバルト−モリブデン触媒、ニッケル−モリブデン触媒および同種のものなどの水素化処理触媒を導入することにより低い温度および圧力で達成および／または強化してもよい。
【００４６】
石炭と全溶剤との質量比は約１：２．５、１：２または同種のものであってもよい。実施形態の１つでは、質量比はより大きくてもよい。本明細書に述べたようなスラリーは、水を追い出すため反応装置１０２において周囲圧力で加熱してもよい。本プロセスではこの段階で、温度を、水を沸騰除去するに足るだけ上昇させればよい。このプロセスの多くのサイクルでは、水を完全に除去する必要がある場合がある。代替の実施形態では、石炭１０４を最初に乾燥させてもよい。数サイクルの水分蒸発後、反応装置１０２は、液化に適した温度まで引き上げてもよい。石炭分子を熱破壊すると、不安定なフリーラジカルが生成することがある。実施形態の１つでは、プロトン移動剤を用いて石炭液化プロセスにおける再重合を防止してもよい。フリーラジカルは、本明細書に述べたように、このプロセスに存在するＨ供与性溶剤により供与される水素と反応して安定な種を形成し得る。いくつかの実施形態では、Ｈ供与性溶剤は、結合切断を引き起こすことが可能である場合がある。このため、このプロセスは、一部しか水素化されていない溶剤、すなわち、溶液中で分子の一部は水素化され得るが、残りは水素化されない溶剤を有することにより改善することができる。
【００４７】
したがって、すべてのラジカル部位は一度飽和されると、再開裂され得ない。このプロセスは、ＣＴＤ出発材料としてこのプロセスに送り込んでもよい（リサイクルしてもよい）揮発物を放出し得る。実施形態の１つでは、リサイクルされたＣＴＤの化学組成に起こり得る変化があるかもしれない。溶解されたより多くの石炭分子が最初の分子の一部と置き換わるにつれ、リサイクル溶剤は、溶解する石炭との相性がよくなる可能性がある。実施形態の１つでは、このプロセスを通じて放出される任意の揮発物は、回収して出発材料としてリサイクルしてもよい。さらに、ＨＶＯなどのプロトン移動剤は、芳香族部位を飽和してもよく、得られた液体をより脂肪族性にしてもよい。
【００４８】
実施形態の１つでは、パイプラインの粗油を石炭液化プロセスの添加剤１１０として使用してもよい。そこで、パイプラインの粗油は溶剤としてだけでなくプロトン移動剤としても働くことができ、さらに、いくつかの実施形態では、パイプラインの粗油中の石炭の溶解を増強するため、石炭液化混合物に水素化剤を添加してもよい。水素化剤は、パイプラインの粗油への水素分子の付加を促進し、それによりパイプラインの粗油の分子の極性を弱めることを可能にし得る。水素分子が付加されると、石炭液化混合物中のパイプラインの粗油分子の溶解性が高まり得る。
【００４９】
抽出物を不溶性材料と遠心分離処理液とに分離後、遠心分離処理液は、精製所のパイプラインに直接添加してもよい。例示的実施形態では、遠心分離処理液とパイプラインの粗油との特性が適合、またはほぼ適合している場合、遠心分離処理液は、パイプラインに直接戻してもよい。
【００５０】
実施形態の１つでは、石炭１０４が石炭液化混合物に溶解できず、それによりパイプラインの粗油の芳香族性を低下させることになる。一例として、石炭の中にはより芳香族性の大きいものもあり得、芳香族溶剤混合物中により溶解しやすい場合もある。たとえば、パイプラインの粗油の芳香族性に基づき、瀝青炭などの芳香族性の大きい石炭は、石炭液化混合物中に溶解し得ない。さらに、褐炭などの脂肪族性の石炭は、脂肪族溶剤に十分に溶解し得る。
【００５１】
別の実施形態では、パイプラインの粗油が強い芳香族である場合、パイプラインの粗油の粘度を低下させるため、流動化剤が必要されることがある。それにより、パイプラインの粗油は、より少ない抵抗で精製所のパイプラインを流れ得る。１つのシナリオでは、混合物中に溶解させた石炭の熟成度が低い場合、より脂肪族性が大きい分子か、またはより小型で軽量の分子が生成されると予想され得る。そうしたシナリオでは、溶解した石炭を蒸留し、代用の流動化剤としてパイプラインの粗油の供給源に戻してもよい。この留出物により、重質のパイプラインの粗油の輸送が経済的に採算の合うものになり得る。実施形態の１つでは、遠心分離処理液の特性に合わせて２つ以上の原料溶剤を一緒にブレンドしてもよい。
【００５２】
任意に、石炭液化混合物は、超音波を用いて撹拌してもよい。超音波技術により、石炭１０４がＨ供与性溶剤中に溶解することが可能になる場合がある。本明細書に述べたように、ＣＴＤ１０８は購入してもよいし、または液化プロセスの以前のサイクルから得てもよい。一例では、ＣＴＤ１０８は、液化プロセスの各ステップで得られた留出物をブレンドすることにより形成してもよい。
【００５３】
実施形態の１つでは、連続的にリサイクルすると、ＣＴＤ１０８の成分が定常状態に達しやすくなるためＣＴＤ１０８はリサイクルするほど、機能が向上する。実施形態の１つでは、この液化混合物の組成を最適化してもよい。ＣＴＤの最初の原料は、コークス炉から得ることができるコールタールである。コークス化された石炭は一般に、瀝青炭である。したがって、ＣＴＤの分子は典型的には、芳香族性の瀝青炭由来である。第１の例では、このＣＴＤおよび瀝青炭を加えると、分子がＣＴＤと瀝青炭との間で交換され、結果として同じ組成を有してもよい新たなＣＴＤが得られる。
【００５４】
第２の例では、褐炭が脂肪族化合物であるため、ＣＴＤ（瀝青炭から得る）を褐炭に溶解させ、その組成を変化させてもよい。褐炭とＣＴＤとの混合物を蒸留すると、得られるピッチは瀝青炭に富むことがあり、留出物は褐炭に富むことがある。よって、リサイクルされたＣＴＤは組成を変化させることがある。したがって、ＣＴＤのリサイクルを繰り返すと、ＣＴＤは褐炭に富むようになることがある。最後には定常状態に達し得、ＣＴＤが褐炭にとって効率的な溶剤になる場合がある。このように、ＣＴＤのリサイクルはその溶解性を変化させる可能性がある。
【００５５】
ＣＴＤは、その芳香族性の程度および分子の大きさにより、溶剤としての使用が可能になり得る。ＣＴＤ１０８は、その中に石炭１０４を分散させるため高粘度を有する必要がある場合がある。高粘度のＣＴＤ１０８は、石炭液化混合物中に石炭１０４を沈降させない場合がある。コークス炉のコールタールからカットされた中間留分は、特に有用なＣＴＤを与えることがある。
【００５６】
実施形態の１つでは、石炭液化の全プロセスに触媒を添加してもよい。触媒は、処理温度または圧力を低下させることがあり、混合物の特性を変化させる場合もある。触媒の例には、以下に限定されるものではないが、鉄、モリブデン、スズおよびＦｅ2Ｓ3の塩があり、任意に水素圧力を用いる。
【００５７】
実施形態の１つでは、混合物から水を凝縮脱水するか、または急蒸発させるため、反応装置内の石炭液化混合物の温度を上昇させてもよい。実施形態の１つでは、これを、凝縮器ループを用いて行ってもよい。たとえば、混合物２００ｌｂに対して約１５０℃まで温度を上昇させて混合物から水１１２が除去され得るようにしてもよい。水１１２はより高い温度で超臨界になり得、反応装置１０２にとって高過ぎる可能性がある圧力を発生させる場合があるためである。よって、反応装置１０２内で高い圧力の発生を回避するため、温度を上昇させる前に、水１１２を混合物から除去してもよい。水１１２は、温度上昇および水の凝縮脱水という複数のサイクルを介して混合物から除去してもよい。さらに、水１１２は回収してもよい。
【００５８】
水が除去されたならば、液化を促進するため混合物の温度を約４２５〜４５０℃まで上昇させてもよい。混合物は、反応装置１０２内に約１０分から１時間以上この温度で維持してもよい。石炭分子はヘテロ原子結合で分解し、いくつかの実施形態では、ラジカル部位が形成され得る。その後、プロトン移動剤から放出された水素が混合物と反応し、壊れた結合のラジカル部位を遮断することができる。これにより石炭分子集合体の大きさが縮小され得、液体抽出物が形成され得る。この反応混合物は、スターラー、超音波技術または同種のものなどを用いて撹拌してもよい。溶剤抽出は水素雰囲気下で行う必要がない。しかしながら、水素の吸収を高めるため水素雰囲気を任意に使用してもよい。
【００５９】
揮発性材料を凝縮材料１１４に転換するため、揮発性材料を反応装置１０２のフラッシュ凝縮器に送ってもよい。凝縮材料１１４は、石炭液化プロセスのＣＴＤとして使用してもよい。さらに、凝縮材料１１４は石炭抽出物１１８と比較して軽質であってもよい。石炭抽出物１１８は、石炭抽出物１１８の温度を約１５０℃まで下げるため反応装置１０２の貯蔵槽に送ってもよい。実施形態の１つでは、石炭抽出物１１８を経時的に冷却してもよい。あるいは、石炭抽出物１１８は、熱移動ループを用いて冷却してもよい。
【００６０】
以下の例は、本開示の例示的実施形態を説明することを意図するものであり、本明細書に記載し、特許請求の範囲に規定されるような実施形態の範囲を限定することを意図するものではない。様々な溶剤を用いて実験を行い、水素化により各溶剤に対する石炭の見掛けの溶解性が改善されるかどうかを判定した。試した溶剤としては、カーボンブラック基油（「ＣＢＢ」、コッパース（Ｋｏｐｐｅｒｓ）から入手したコールタール蒸留留分）、アントラセン油（「ＡＯ」、レイリーインダストリーズ（Ｒｅｉｌｌｙ  Ｉｎｄｕｓｔｒｉｅｓ）から入手したコールタール蒸留留分）、Ｍａｒａｆｌｅｘ（登録商標）Ｏｉｌ（「ＭＯ」、マラソンアッシュランド（Ｍａｒａｔｈｏｎ−Ａｓｈｌａｎｄ）から入手した石油留分の混合物）、残油接触分解装置スラリー油（「ＳＯ」、マラソンアッシュランドから入手）、およびテトラヒドロナフタレン（「テトラリン」）が挙げられる。
【００６１】
図４は、瀝青炭および上記の溶剤を用いて得られた石炭転換率を質量パーセントで図示する。粉砕された石炭を所定の溶剤と共に４００℃でほぼ１時間密封容器に入れた。密封容器内の圧力は、使用した溶剤の蒸気圧により制御した。下記図に報告した石炭転換率は、固体から液相に転換した石炭質量の単純な比率である。これらの結果から、公知の水素供与性溶剤テトラリンが、石炭転換率の点で他の溶剤より優れていることが示される。
【００６２】
水素化が液相の石炭を抽出する能力を高め得るかどうかを判定するため、表１に示すように３種の水素化条件を設定した。
【００６３】
【表１】
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【００６４】
以前記載されたのと同じ要領で、これらの水素化溶剤を用いて石炭抽出を行った。図５に示すように、コールタール蒸留留分由来の水素化溶剤（たとえば、カーボンブラック基油）を用いた石炭転換率は、それらと同じ溶剤の非水素化形態の使用と比較して著しく改善される。実際、その性能はテトラリンのそれと同様であった。
【００６５】
引き続き、瀝青炭およびＣＢＢ  Ｌ３を用いた実験では、石炭転換率が４２５℃で９０％であった。これは、炭化水素材料の水素化が、一般に経済面からピッチ製品に加えることができない非常に高価な溶剤テトラリンの効率的な代替手段となり得ることを示す。
【００６６】
実施形態の１つでは、石炭抽出物を重力流により分離プロセスに向かわせてもよい。あるいは、システムに圧力を印加して抽出物を分離プロセスに向かわせてもよい。
【００６７】
さらに、石炭抽出物１１８を遠心分離、濾過、デカント、重液選鉱または同種のものなどの分離プロセスに供し、石炭抽出物１１８を脱灰してもよい。分離プロセスは、灰およびキノロン不溶性材料などの不溶性材料を抽出物から分離してもよい。実施形態の１つでは、遠心分離機１２０を用いて石炭抽出物１１８を脱灰してもよい。遠心分離機は、ボウル型遠心分離機、スクロールデカンタ型遠心分離機または同種のものでもよい。スクロールデカンタ型遠心分離機は、所定の重力で固体を取り除くことができる円錐形の回転部材を含んでもよい。上記のプロセスでは、粘度が１００センチポアズ未満になるように温度を低く維持する必要がある。実施形態の１つでは、抽出物は、遠心分離機１２０の運転温度約１４０℃で２００センチポアズ未満の粘度を有してもよい。好ましくは、粘度は、遠心分離機１２０に使用する２００℃で１００センチポアズ未満（４０センチポアズ前後）であってもよい。実施形態の１つでは、遠心分離機１２０は、揮発性材料を集めるため凝縮器（図示せず）を含んでもよい。
【００６８】
遠心分離プロセスの結果、固体灰、すなわち後留１２２、および遠心分離処理液１２４を得ることができる。後留１２２は、約２５〜３５％揮発性材料を含んでもよい。これらの揮発性材料は、石炭１０４由来の揮発物でも、または同伴した溶剤の揮発物でもよい。さらに、後留１２２は、約５５％灰および約１５％固定炭素を含んでもよい。遠心分離の結果、ある程度揮発性材料が得られることがあり、この揮発性材料を焼き固めて集めてもよく（集められた揮発物１２８）、リサイクル可能なＣＴＤに添加してもよい。後留を焼き固めると、約８５％灰および約１５％固定炭素を含み得る固体ケークが生成され得る。実施形態の１つでは、この灰は、シリケート／アルミナートブレンドであってもよい。
【００６９】
固体ケークは、カルシウムとシリケート／アルミナートとの比が３：１になるように石灰石と混合してもよい。次いでこの形態をキルンで約１４００℃にて焼き固めてもよい。この温度で混合物から固定炭素が焼失し得、クリンカーが生成され得る。実施形態の１つでは、クリンカーは、灰中の粘土と石灰石中のカルシウムとを組み合わせて生成してもよい。その後、クリンカーを粉砕してセメントを製造してもよい。
【００７０】
別の実施形態では、灰は、遠心分離中に遠心分離処理液１２４から分離され得る金属および非金属を含んでもよい。これらの分離された金属および非金属は、クリンカー形成の過程でカルシウムの不溶性塩またはシリケートと反応することがあり、最後にセメントに加えて構わない。したがって、本発明は、石炭１０４を反応させた後に固体廃棄物がまったく生成されない可能性がある。さらに、この屑材は、付加価値のある製品の製造に使用してもよい。
【００７１】
図１０を参照すると、脱灰石炭抽出物を得る方法は、石炭由来の溶剤の存在下で石炭を水素添加植物油に接触させてスラリーを形成すること（１００２）、スラリーの温度を上昇させて石炭の液化を促進し、揮発分を放出すること（１００４）、およびスラリーから不溶性成分を分離して下流部門の処理に好適である脱灰石炭抽出物を得ること（１００８）を含む。温度上昇の結果放出された水は、捕捉して保存してもよい。揮発分は、凝縮してリサイクルしてもよい。本方法は、石炭抽出物を蒸留してピッチを得ることをさらに含んでもよい。石炭由来の溶剤は、リサイクルされた液化石炭、コールタール蒸留留分およびコールタールピッチを含む群から選択されてもよい。水素添加植物油は、４００℃未満の温度で１５００ｐｓｉ未満の蒸気圧を有してもよい。分離は、遠心分離、濾過、デカントおよび重液選鉱の少なくとも１つを含んでもよい。水素添加植物油は、大豆油、ピーナッツ油、キャノーラ油、オリーブ油、他の植物油またはこれらの油の少なくとも２つの組み合わせの少なくとも１つであってもよい。温度は、３００℃〜６００℃に上昇させてもよい。本方法は、石炭の液化を促進するためスラリーを撹拌することをさらに含んでもよい。石炭は、亜瀝青炭、褐炭および無煙炭の１つまたは複数から選択されてもよい。
【００７２】
図１１を参照すると、脱灰石炭抽出物を得る方法は、石炭を石油粗原料に接触させてスラリーを形成すること（１１０２）、スラリーの温度を上昇させて石炭の液化を促進し、揮発分を放出すること（１１０４）、およびスラリーから不溶性成分を分離して下流部門の処理に好適である脱灰石炭抽出物を得ること（１１０８）を含んでもよい。石油粗原料は、粗ビチューメン、オイルサンド粗原油および少なくとも２０％のオイルサンド粗原油を含む液体の少なくとも１つであってもよい。脱灰石炭抽出物は、製油所に運ぶため石油粗原料のパイプラインに加えてもよい。
【００７３】
図１２を参照すると、脱灰石炭抽出物を得る方法は、石炭由来の溶剤の存在下で石炭をゴム材料に接触させてスラリーを形成すること（１２０２）、スラリーの温度を上昇させて石炭の液化を促進し、揮発分を放出すること（１２０４）、およびスラリーから不溶性成分を分離して下流部門の処理に好適である脱灰石炭抽出物を得ること（１２０８）を含んでもよい。ゴム材料は、ゴムタイヤ由来であってもよい。
【００７４】
図１３を参照すると、脱灰石炭抽出物を得る方法は、石炭由来の溶剤の存在下で石炭を汚泥に接触させてスラリーを形成すること（１３０２）、スラリーの温度を上昇させて石炭の液化を促進し、揮発分を放出すること（１３０４）、およびスラリーから不溶性成分を分離して下流部門の処理に好適である脱灰石炭抽出物を得ること（１３０８）を含んでもよい。
【００７５】
図１４を参照すると、石炭液化のセメント副産物を得る方法は、石炭由来の溶剤の存在下で石炭を水素添加植物油に接触させてスラリーを形成すること（１４０２）、スラリーの温度を上昇させて石炭の液化を促進し、揮発分を放出すること（１４０４）、スラリーから不溶性成分を分離すること（１４０８）、不溶性成分を加熱して揮発分および同伴した溶剤を放出すること（１４１０）、不溶性成分を石灰質材料とブレンドし、ブレンドをキルンで１０００℃を超える温度にて焼成してクリンカーを得ること（１４１２）、およびクリンカーを粉砕してセメントを得ること（１４１４）を含んでもよい。
【００７６】
さらに、遠心分離処理液１２４は、集めて直ちに石油型精製プロセスに供して輸送燃料を製造してもよい。代替の実施形態では、遠心分離処理液１２４は、蒸留、コーキングまたは他のプロセスによりさらに精製してもよい。実施形態の１つでは、遠心分離処理液１２４は、蒸留塔１３０、たとえば多段トレイ蒸留塔、ワイプドフィルムエバポレータ（ＷＦＥ：Ｗｉｐｅｄ  Ｆｉｌｍ  Ｅｖａｐｏｒａｔｏｒ）または同種のものに流しても、または他の方法で導入してもよい。たとえば、ＷＦＥは、減圧蒸留、短い滞留時間、および加熱された表面上に送られた生成物の、高度に撹拌される薄膜などの特徴を含んでもよい。これらの特徴により、ＷＦＥは、熱感受性および粘稠の材料を取り扱うのに好適なものとなり得る。
【００７７】
さらに、遠心分離処理液１２４は真空下で蒸留しても、あるいは大気圧で蒸留してもよい。大気圧下で蒸留を行うと、揮発物の一部を蒸留するのに温度を上昇させる必要がある場合がある。しかしながら、高温では、蒸留混合物の他の成分がコークス化または架橋することがある。したがって、蒸留塔１３０では、真空下で蒸留プロセスを行ってもよい。遠心分離処理液１２４はキノロン不溶物または灰を含んでいないため、遠心分離処理液の処理後にピッチを得ることができる。遠心分離処理液を蒸留すると、軟化点、コークス収率のばらつき、または他の特性の変化が調整され得る。たとえば、いくつかの実施形態では、蒸留により約１０９℃で軟化するピッチが得られる。ピッチ１３２は、より高い温度、たとえば４００℃を超える温度でコークス化を開始することができる。
【００７８】
実施形態の１つでは、遠心分離処理液１２４を蒸留してコールタールバインダーピッチと同様のピッチ１３２を得てもよい。いくつかの実施形態では、ピッチ１３２を代わりに合成ピッチということがある。さらに、ピッチ１３２は、溶剤または不溶性材料をまったく含まない場合がある。
【００７９】
加えて、蒸留プロセスでは遠心分離処理液１２４中に存在する揮発物の一部を除去してもよい。実施形態の１つでは、遠心分離処理液１２４を部分的に蒸留すると、重質原油に似た物質を得ることができ、これを、石油型精製プロセスを用いてさらに精製してもよい。重質原油に似た物質は、留出物から直接製造しても、またはピッチ１３２をコークス化して製造してもよい。さらに、揮発物（蒸留塔１３０から得ることができる）を凝縮して液体を形成してもよい。凝縮された揮発物１３４は、追加の石炭液化プロセスを実施する際の代用の粗油として、または溶剤として使用してもよい。いくつかの実施形態では、揮発物は、材料の流動性を高めるために添加してもよい流動化剤としてもよい。
【００８０】
ピッチ１３２は、品質がコールタールバインダーピッチにより近くなるように他のバインダーピッチとブレンドしてもよい。実施形態の１つでは、液化剤としてゴムタイヤを使用する場合、ゴムタイヤから得られたカーボンブラックをピッチ１３２に加えてもよく、得られた生成物は、従来のコールタールピッチバインダーに類似したものになり得る。
【００８１】
典型的には、従来技術の石炭液化プロセスで得られる石炭抽出物中にキノロン不溶性材料が依然として存在するため、バインダーピッチが直接石炭液化法の通常の生成物であり得ないことが当業者には明らかであろう。しかしながら、本開示の場合、反応装置１０２から得られた抽出物１１８は、このプロセスで利用される分離ステップによりキノロン不溶分を含まない。たとえば、遠心分離により抽出物からキノリン不溶性材料を分離することができる。いくつかの実施形態では、液化した石炭の脱灰に残油超臨界抽出（ＲＯＳＥ：Ｒｅｓｉｄｕａｌ  Ｏｉｌ  Ｓｕｐｅｒｃｒｉｔｉｃａｌ  Ｅｘｔｒａｃｔｉｏｎ）技術を使用してもよい。
【００８２】
蒸留により、過剰な溶剤（特に、利用した任意の追加溶剤）などの低沸点種を放出することができる。精製された合成ピッチは、（たとえば、回収ドラムに）集めてもよい。このピッチは、蒸留前のピッチ特性と比較して芳香族性が強く、軟化点の上昇、架橋結合反応性の向上、および炭素コーキング値の上昇が起こり得る。約１１０℃未満の温度まで冷却すると、得られたピッチは一般に凝固する。こうして製造されたピッチは、バインダーピッチとして使用するのに好適となる特性を有し得る。いくつかの実施形態では、ピッチは、アルミニウム精錬用のＨａｌｌ  Ｈｅｒｏｕｌｔセルの炭素アノード、アーク炉用のグラファイト電極、または他の目的のいずれに使用してもよい。実施形態により製造されたピッチはまた、以下に限定されるものではないが、炭素複合材の製造に使用される含浸ピッチのほか、炭素繊維の製造に使用される紡糸ピッチなどの他の目的に使用してもよい。溶剤分離ユニット内で除去された低沸点種は、追加の水素化サイクルを用いてあるいは用いずに、その後の石炭液化に使用される溶剤とブレンドするため任意に戻してリサイクルしてもよい。
【００８３】
いくつかの実施形態では、蒸留により軽質留分、中間留分および重質留分が得られる。軽質留分の１つの使用は、その後精製してから輸送燃料を得るための使用であってもよく、精製については石油精製技術およびシステムを用いて行うことができる。中間留分の１つの使用は、出発材料として石炭液化プロセスに戻してリサイクルするための使用であってもよい。重質留分の１つの使用は、コークス化して高品質コークスを得るための使用であってもよい。
【００８４】
いくつかの実施形態では、蒸留塔１３０で、得られるピッチの特性を変え得るアニーリングプロセスを行ってもよい。さらに、アニーリングが、キノリン不溶性材料を含まない可能性があるピッチにおいてのみ効果的であり得ることが当業者には明らかかもしれない。ピッチ１３２は、縮合した平らな、すなわち多環式の芳香族環構造を示す大きな円盤状分子の集合体を含んでもよい。低粘度のこの集合体は流れて、環集合体のそれぞれに存在するπ電子雲の電子により他の集合体と会合し、それにより芳香環が積層する。会合が強くなると、集合体は規則的構造を形成し、最終的にメソフェーズピッチと呼ばれる大きな液晶領域を形成する。メソフェーズピッチは親ピッチより高密度であるため、蒸留塔の底に沈降する。一実施形態では、ディレードコーキングを行うと、この液晶相から、異方性グラファイトの製造に必要な非常に異方性の発達したコークス、ニードルコークスが生成される。他のコークスも同様に得ることができる。
【００８５】
実施形態の１つでは、アニーリングの程度により集合体間の会合の程度が変化し得る。アニーリングプロセスにより、改良されたピッチが生成しやすくなることがある。さらに、アニーリングプロセスの変数を変更して異方性を変化させてもよい。例示的実施形態では、アニーリングを様々な温度で実施してもよく、異方性は、アニーリングに基づき変化する場合がある。アニーリングプロセスの改変の結果、より優れた導電性を持つ高度な異方性コークスを製造することができる。たとえば、アノードコークスはごくわずかに異方性がある一方、ニードルコークスまたは黒鉛コークスは高度に異方性である。他のプロセス変数には、温度、圧力、滞留時間、ガス流量および同種のものがある。いくつかの実施形態では、ピッチ１３２を用いれば、含浸用ピッチ、グラファイトピッチ、アノードピッチおよび同種のものが製造しやすくなることがある。いくつかの実施形態では、２つ以上の原料溶剤を一緒にブレンドして合成ピッチ１３２の特性を調整してもよい。例として、バインダーおよび含浸用ピッチの用途について、本開示の方法の実施形態で達成し得る例示的な特性を下記表２に示す。
【００８６】
【表２】
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【００８７】
実施形態の１つでは、水素圧力下などでピッチを水素化して、アニーリング時に改良されたメソフェーズピッチを製造してもよい。水素化ピッチは反応性が低い。こうした改良されたメソフェーズピッチを用いると、コーキング時の異方性の程度の点でニードルコークスなど改良されたコークスが得られる。
【００８８】
図１５を参照すると、キノロン不溶分を含まない無灰のメソフェーズピッチを得る方法は、石炭由来の溶剤の存在下で石炭を水素添加植物油に接触させてスラリーを形成すること（１５０２）、スラリーの温度を上昇させて石炭の液化を促進し、揮発分を放出すること（１５０４）、スラリーから不溶性成分を分離してキノリン不溶分を含まない脱灰石炭抽出物を得ること（１５０８）、および石炭抽出物を真空下で蒸留して２５℃〜１６０℃の範囲の軟化点を有する、異方性コークスを得るためコークスにしてもよいメソフェーズピッチを得ること（１５１０）を含んでもよい。本方法により、キノロン不溶分を含まないおよび無灰のピッチを得てもよい。
【００８９】
実施形態の１つでは、任意に、合成ピッチ１３２をエアーブローイング処理してもよい。図２は、本発明の実施形態によりピッチの平均分子量を増加させる方法２００を図示する。方法２００はステップ２０２から始めてもよい。ステップ２０４ではピッチを蒸留し、より軽質な分子画分とより重質な分子画分と分離することができる。さらに、ステップ２０８ではピッチをエアーブローイング処理してより重質な分子を架橋することができる。いくつかの実施形態では、合成ピッチのエアーブローイング処理を用いて炭化水素と溶剤分子とを架橋してもよく、その結果、軟化点が変化し、コークスの収率が上昇する場合がある。架橋結合により、ステップ２１０に示すようにピッチの平均分子量が増加しやすくすることができる。ステップ２１２では、アノードグレードのコークス、ニードルコークスおよび同種のものになり得る前駆体を製造することができる。アノードグレードのコークスはやや異方性があるコークスでもよく、ニードルコークスは高度の異方性コークスであってもよい。方法２００は２１４で終了する。実施形態の１つでは、このプロセスで作られた生成物は、特に長距離秩序または結晶化度を有し得る高度異方性（棒状）コークスを含む。
【００９０】
いくつかの実施形態では、ピッチ１３２から軽質画分を除去する前にエアーブローイング処理を行う場合、得られたピッチからは、アノードグレードのコークス、ニードルコークスおよび同種のものに適していない可能性がある等方性コークスが生成される。さらに、ピッチ１３２のエアーブローイング処理は、２５０℃〜４５０℃、７０℃〜５００℃および同種の温度で行ってもよい。一例では、これを達成するには、ピッチ１３２を含むタンク内に挿入し得るチューブに気泡を通せばよい。代替の実施形態では、スパージャーを使用して空気とピッチ１３２とを混合してもよい。いくつかの実施形態では、ピッチ１３２を、熱水クラッキング、水素脱アルキル化、ディレードコーキング、水素化脱硫、水蒸気クラッキング、触媒クラッキングおよび他の精製技術など様々な下流プロセスでさらに処理してもよい。
【００９１】
図１６を参照すると、低品位の石炭抽出物から高品質コークスを得る方法は、石炭由来の溶剤の存在下で石炭を水素添加植物油に接触させてスラリーを形成すること（１６０２）、スラリーの温度を上昇させて石炭の液化を促進し、揮発分を放出すること（１６０４）、スラリーから不溶性成分を分離してキノリン不溶分を含まない脱灰石炭抽出物を得ること（１６０８）、石炭抽出物を真空下で蒸留して好適な軟化点を有するピッチを得ること（１６１０）、およびピッチをコークス化してコークスを得ること（１６１２）を含んでもよい。コークスは、異方性コークス、冶金コークス、黒鉛コークス、アノードコークスおよびニードルコークスの少なくとも１つであってもよい。本方法は、ピッチをエアーブローイング処理してピッチ中の分子を架橋することをさらに含んでもよく、合成ピッチのエアーブローイング処理は、少なくとも軟化点を変化させること、およびコークスの収率を高めることのために使用される。
【００９２】
図７には、石炭液化システムの実施形態を図示する。水素供与性溶剤７０２を石炭と混合し、液化のため反応装置７０４に輸送する。液化後、石炭を遠心分離機７０８にポンプで送るか、または重力で流す。遠心分離の生成物の１つは、発熱プロセスで利用できる（７１０）ガス化装置の燃料であってもよい。遠心分離処理液は蒸留塔７１２に輸送する。蒸留により遠心分離処理液の成分が沸点の違いに基づき分離される。ここに図示したものは、ピッチ、軽質留分、中間留分およびガスなど遠心分離処理液から分離される複数の成分である。この実施形態では、中間留分をプロセスに戻してリサイクルする（７１４）。このため、このシステムは閉ループである。加えて、ＣＯ2が生成されない。ピッチは、コーキングのためディレードコーカーに輸送してもよい。遠心分離処理液および／または各留分は、輸送燃料などの燃料または他の炭化水素製品に処理するため製油所に輸送してもよい。
【００９３】
石炭液化プロセスは連続式でも、またはバッチ式でもよい。たとえば、石炭は反応装置に連続して運んでもよく、石炭抽出物は遠心分離機にポンプで連続して送ってもよいし、または重力で連続して流してもよく、連続使用の遠心分離機はスクロールデカンタなどを使用してもよく、遠心分離処理液は遠心分離機の出口から蒸留塔にポンプで連続して運んでもよく、ピッチは蒸留塔からコーカーに連続してサイフォンで吸い上げても、またはポンプで送ってもよい。本明細書に後に記載する被覆されたコーカーシステムを用いれば、コークスが形成されたらコーキングドラムから除去するようにコーカーを連続運転することもできる。
【００９４】
実施形態の１つでは、石炭液化のシステムは、石炭の輸送が最小になるように炭鉱の付近にあってもよい。あるいは、石炭は船、トラック、鉄道または同種のものによりシステムに輸送してもよい。石炭は、液化の前に前処理してもよい。たとえば、石炭は、熱風炉、マイクロ波処理または同種のものを用いて乾燥させてもよい。他の前処理、たとえばカルシウム、メタノール／ＨＣｌ、エタノール、ＴＨＦおよび水酸化テトラブチルアンモニウム（ＴＢＡＨ）などの膨潤溶媒、蒸気への曝露、粉砕、磨砕、微粉化、ならびに他のものなどを使用してもよい。
【００９５】
一実施形態では、石炭液化のシステムはモジュールであってもよく、１つまたは複数の貨車、１つまたは複数のセミトレーラートラックおよび同種のものなど移動式ユニットにモジュールとして載置されるような大きさにしてもよい。たとえば、図１８には、蒸留塔、コーカーおよび炉を含む石炭液化のシステムを運搬するセミトレーラートラックの分解図を図示する。モジュール／移動式ユニットの実施形態のすべてが、図１８に示した要素を全部含むとは限らないことを理解すべきである。実施形態の１つでは、モジュール石炭液化システムは、石炭由来の溶剤の存在下で石炭を水素添加植物油に接触させてスラリーを形成する、石炭の液化および揮発分の放出を促進するため反応装置内のスラリーの温度を上昇させるヒーター、および下流部門の処理に好適である脱灰石炭抽出物を得るため不溶性成分をスラリーから分離する遠心分離機を含んでもよく、反応装置、ヒーターおよび遠心分離機はモジュールであるように構成される。本システムは、ピッチを得るために脱灰石炭抽出物を蒸留する蒸留塔をさらに含んでもよい。本システムは、コークスを得るために脱灰石炭抽出物およびピッチの少なくとも１つをコークス化するコーカーをさらに含んでもよい。本システムは、貨車にモジュールとして載置されるように構成されてもよい。本システムは、セミトレーラートラックにモジュールとして載置されるように構成されてもよい。別の実施形態では、モジュール石炭液化システムは、石炭由来の溶剤の存在下で石炭を水素添加植物油に接触させてスラリーを形成する反応装置、石炭の液化および揮発分の放出を促進するため反応装置内のスラリーの温度を上昇させるヒーター、下流部門の処理に好適である脱灰石炭抽出物を得るため不溶性成分をスラリーから分離する遠心分離機、ピッチを得るために脱灰石炭抽出物を蒸留する蒸留塔、ならびにコークスを得るために脱灰石炭抽出物およびピッチの少なくとも１つをコークス化するコーカーを含んでもよく、コーカーは、脱灰石炭抽出物またはピッチを収容する被覆されたコーキングドラムを含み、コーキングドラムは、クロム、アルミニウム、ニッケルまたはこれらの合金の少なくとも１つを含むコーティングで被覆されており、反応装置、ヒーター、遠心分離機、蒸留塔およびコーカーはモジュールであるように構成される。本システムは、貨車にモジュールとして載置されるように構成されてもよい。本システムは、セミトレーラートラックにモジュールとして載置されるように構成されてもよい。
【００９６】
蒸留塔１３０で得られたピッチ１３２は、コークス製造装置１３８、たとえばコーカー、コークスバッテリーオーブンおよび同種のものに所定の温度にて直接ポンプで送って直ちにピッチ１３２をコークスにしてもよい。このプロセスはディレードコーキングとしても知られる。ディレードコーキングは、従来のコーキングより低い温度および長い滞留時間で使用してもよく、固体コークスと液体材料またはガス材料とを両方製造することができる。
【００９７】
実施形態の１つでは、ピッチ１３２は、コークスバッテリーオーブン（以下コークス炉という）でコークス化しても、またはディレイコークス化してもよい。コーキングにより、揮発性ガスを追い出してもよい。さらに、ピッチ１３２の化学的機能が経時的に変化してもよい。いくつかの実施形態では、コーカー１３８の様々なパラメーターを必要に応じて変化させてもよい。パラメーターの例としては、昇温速度、圧力、温度、蒸気に添加されるガス、窒素の添加、空気の添加および同種のものがあるが、これに限定されるものではない。
【００９８】
たとえば、このプロセスの間にコーカー１３８内の圧力を、５０ｌｂ（コーキングに一般に使用される圧力）を超えて上昇させてピッチ１３２の嵩密度を変化させてもよい。さらに、ピッチ１３２は、４００℃〜６００℃などより高い温度で処理してもよい。こうしたより高い温度では、ピッチ１３２からより軽い分子がガスまたは凝縮性蒸気の形態で放出され得る。ピッチ１３２からガスが放出されると、固体の非融解残渣を得ることができる。いくつかの実施形態では、残渣の大部分は炭素を含んでもよく、生コークスと呼ぶこともある。ピッチ１３２を５００℃で焼き固めると、円盤状分子から、積層した結晶としてのコークスの形成が可能になり得る。いくつかの実施形態では、様々な種類のバインダーピッチから、様々な特性のコークスの形成が可能である。
【００９９】
コークスは芳香族炭化水素を含んでもよく、１０００℃〜１４００℃の温度で加熱すると異方性が大きくなり、アノードグレードのコークス、ニードルグレードのコークスおよび冶金コークスなどのか焼コークスが生成され得る。生コークスをか焼すると全体の重量が約５％減少するが、一方でコークスは強くなる。いくつかの実施形態では、か焼の過程で除去され得るガスは、約８５％水素ガスを含んでもよい。
【０１００】
コークスのか焼は、コークスを熱により改質して、関連する水分および揮発性燃焼物質（ＶＣＭ）を除去し得るプロセスである。か焼プロセスはまた、電気伝導性、真密度、酸化特性および同種のものなど重要な物理的性質を向上させることもできる。さらに、か焼プロセスは、昇温速度、ＶＣＭ／空気比、か焼温度および同種のものなど制御変数の時間温度関数であり得る。カーボンおよびグラファイト業界の要求する、か焼コークス特性を得るには、コークス１４０を１０００℃〜１４００℃の温度に曝してその結晶構造を精製してもよい。か焼コークスの最終的な品質は、コーカーまたはか焼コークス装置に送られるコークスの個々の特性および品質に直接関係する場合がある。
【０１０１】
しかしながら、良質の原料炭の供給量は著しく減少しており、原料炭または冶金用石炭は、２８インチという薄い層から採掘されることもある。本発明は、亜瀝青炭および褐炭など利用率が高い非粘結炭のコーキングを可能にすることができる。これらの非粘結炭は、コークスを製造する際にチャーになり、凝集しない可能性がある石炭をいう。
【０１０２】
いくつかの実施形態では、コークス１４０は結晶でなくてもよいが、一方でコークス１４０は分子の配置に長距離秩序を有してもよい。一例では、グラファイトは、等方性の立方体と異なり異方性である。
【０１０３】
長距離秩序の程度により反射光が変化することがある。コークスは異方性が大きいほど、棒状になる。たとえば、グラファイトは一方の側で六方晶系であり、もう一方側ではニードル状である。いくつかの実施形態では、コークス１４０の異方性はコークス１４０の価値に比例する場合がある。グラファイトを参照すると、グラファイトの炭素分子は格子構造に配置され得、それにより電子の自由な運動が可能になることで、グラファイトは良導体になる。
【０１０４】
いくつかの実施形態では、等方性コークスの調製にピッチ１３２を使用してもよい。等方性コークスは粉砕して等方性グラファイト（原子炉用グラファイトともいう）にしてもよい。原子炉用グラファイトはバルク特性として等方性であり得、かつ灰をまったく含まなくてもよい。
【０１０５】
実施形態の１つでは、石炭１０４およびピッチ１３２はディレードコーキングのためコーカー１３８で混合してもよいし、または石油残油と混合してもよい。
【０１０６】
いくつかの実施形態では、遠心分離プロセスで得られた後留１２４は、不溶性であってもよい鉱物質を含んでもよい。後留１２４はセメントに転換させるためクリンカーにしてもよいし、または鉱物質を含む後留１２４は空気の存在下で１０００℃を超える温度まで加熱してもよい。加熱処理により後留１２４中に存在する鉱物質を完全に酸化し、溶融することができ、スラグを形成することができる。
【０１０７】
従来から、原油または石炭抽出物などの硫黄含有炭化水素液体から硫黄を除去する方法については、水素化脱硫として記載されることがある。このプロセスは、触媒の存在下で炭化水素液体を高温加圧水素ガスに曝すことを含み得る。その結果、硫化水素を形成ことができ、硫化水素は水に溶解することにより除去することができる。いくつかの実施形態では、本発明は、還元硫黄炭化水素液体を製造する方法を提供することができる。本開示は、原油液体から硫黄を除去するための、ＨＶＯなどの水素添加液体の使用について記載する。ＨＶＯは、反応装置に導入し、原油液体と混合すればよい。さらに、このブレンドを約４００℃で加熱してもよい。
【０１０８】
いくつかの実施形態では、典型的には反応装置をガスで加圧しない。しかしながら、ブレンド中の成分の蒸気圧の結果、反応装置の圧力は約１０００ｐｓｉｇまで上昇することがある。そのため、原油液体の硫黄はＨＶＯと反応して硫化水素を形成することができ、これが蒸気として除去され得、硫黄含有量が少ない炭化水素のブレンドが残る。植物油と石油との得られたブレンドは、従来の精製プロセスを用いてさらに精製してもよい。
【０１０９】
例示的実施形態では、コークス１４０およびピッチ１３２からグラファイトを形成してもよい。コークス１４０およびピッチ１３２は、電極を形成できるように高粘性材料と共に炉の穴から押し出してもよい。電極はガスで処理してもよく、ガスは再びコークスを形成するためチャネルに通してもよい。このコークスは含浸ピッチと混合してもよく、電極の穴に含浸させてもよい。含浸は、圧力を印加しながら行ってもよい。さらに、炉によりコークスと含浸ピッチとのブレンドを焼き固めてもよい。得られる生成物は、得られる生成物に要求される密度が達成できるまで同じ手順で得てもよい。そうした生成物は、未加工品と呼ばれることもある。さらに、未加工品に電極を加えてもよく、これを約２８００℃まで加熱してもよい。加熱により、円盤状分子の秩序化が促進されグラファイトを得ることができる。
【０１１０】
いくつかの実施形態では、メソフェーズピッチを押し出し、加熱処理により黒鉛化してもよく、その結果、寸法がヒト毛髪に類似した炭素繊維を形成することができる。熱処理されたメソフェーズピッチ由来の炭素繊維は、高いヤング率および高い熱伝導率を有する可能性がある。実施形態の１つでは、メソフェーズピッチは高い表面張力を有してもよく、メソフェーズピッチが自己固着することを可能にし、それによりメソフェーズピッチとバインダーピッチとを区別することができる。
【０１１１】
いくつかの実施形態では、高品位燃料の製造に有用であり得る成分を含むのは粗油の４０％に過ぎない場合がある。粗油の残りの成分は重質で性能が不十分な燃料である場合がある。これらの重質燃料は、クラッキングにより使用可能な輸送燃料に転換することができる。一例では、水素添加植物油および粗油を触媒の存在下で高い圧力および温度で処理してもよい。高圧および高温により、ＨＶＯの水素が粗油と共存しやすくなる場合がある。触媒、圧力および熱を組み合わせた作用により、水素および炭化水素分子の開裂を引き起こすことができる。水素原子は、直ちに炭化水素と結合して軽油を形成し得る。したがって、水素化により粗油からガソリンを回収することが可能になり得る。
【０１１２】
炭素ベースの燃料種材料の成分は、溶解性画分により分類することができる。たとえば、油は、シクロヘキサンに可溶であり得るその液体部分と呼ぶことができる。アスファルテンは、シクロヘキサン不溶性であり得るが、テトラヒドロフランに可溶であり得る材料である。さらに、プレアスファルテンは、ヘキサンとテトラヒドロフランとの両方に不溶性であり得る材料である。同様に、ピッチもその溶解性に基づき分類することができ、一例では、トルエン可溶性ピッチは軽質であり得る。キノリン不溶性ピッチは、メソフェーズの形成を妨げ得る。こうしたピッチは、固定炭素またはカーボンブラック添加剤を含んでもよい。
【０１１３】
いくつかの実施形態では、オクタン価が高く、燃焼速度が適合した自動車用燃料を作るため、石炭液化物を１０〜９５％アルコールとブレンドしてもよい。さらに、石炭液化物はアルコールに対して高い溶解性がある。加えて、石炭液化物の高エネルギー密度は、ブレンドのエネルギー密度を高めるように働き得る。石炭液化物の芳香族含有量により、ブレンドとポリマー封止材との相性をよくすることができる。さらに、石炭液化物は本質的に燃焼が緩慢であるが、燃焼アルコールの存在下ではより速やかに燃焼する。このため、石炭液化物をエタノールと組み合わせると、その純粋状態で使用する成分、またはガソリンとブレンドした成分と比較して好ましい場合がある。したがって、８５％エタノールおよび１５％石炭液化物を含んでもよいＣＥ−８５は、非石油由来の自動車用燃料として求められる場合がある。
【０１１４】
いくつかの実施形態では、アルコールの代わりにフィッシャートロプシュ液体を使用してもよいし、直接液化した石炭液化物をブレンド剤として使用してもよい。たとえば、フィッシャートロプシュ液体を、任意に石油誘導体を含む石炭液化物とブレンドしてもよい。フィッシャートロプシュプロセスは、触媒の存在下でメタンまたはガス化された石炭と空気との反応を促進して、一酸化炭素と水素との混合物であり得る合成ガスを生成することができる。次いで別の触媒を用いて、合成ガスを液体炭化水素の混合物に転換すればよい。この第２の触媒は、鉄またはコバルトベースの市販の触媒であってもよい。本開示は、合成ガスの生成または合成物の液体への転換を含まなくてもよいが、代わりに、後でフィッシャートロプシュ液体と混合して代用のケロシンまたはジェット燃料を製造することができる、温和な直接液化による石炭液化物の生成を含んでもよい。
【０１１５】
いくつかの実施形態では、スラリーを調製する前に石炭１０４を任意に乾燥させてもよい。石炭１０４を前乾燥すると、石炭１０４の溶解性を高めることができる。実施形態の１つでは、反応装置１０２の廃熱を使用して石炭１０４を前乾燥してもよい。別の実施形態では、スラリーに添加する前に石炭１０４の含水量を除去するため石炭１０４を前乾燥ゾーンに通してもよい。前乾燥は、マイクロ波処理を含んでもよい。
【０１１６】
いくつかの実施形態では、添加剤１１０として使用してもよい溶剤は水素化しても、またはしなくてもよい。たとえば、ＨＶＯを溶剤として使用する場合、既に水素化されている。一方、水素化されていない場合がある他の原料溶剤も添加剤１１０として使用してもよい。原料溶剤は、約２００℃未満の軟化温度を有してもよい炭化水素材料を含んでもよく、かつ３５０℃を超える沸点を有する炭化水素種を少なくとも１０％含んでもよい。スラリーに添加剤１１０として非水素化溶剤を使用する場合、溶剤を水素雰囲気で２００℃〜約５００℃の温度まで加熱してもよい。さらに、抽出混合物の溶剤が０．１％〜１０％の水素含有量（重量）を吸収するように最大約３０００ｐｓｉｇの水素圧力を印加してもよい。
【０１１７】
図３は、本開示の実施形態に従いピッチの製造に使用することができる処理システム３００のブロックフローダイヤグラムを示す。処理システム３００は、タンク型反応装置３０２を含んでもよい。原料溶剤の一部を水素化するため水素ガスを使用してもよい。タンク型反応装置３０２にはさらに任意に、原料溶剤による水素の吸収を高めるため触媒、たとえば、以下に限定されるものではないが、鉄、コバルト、ニッケル、モリブデン、スズ、前述の金属の塩、または前述のいずれかの混合物を加えてもよい。さらに、原料溶剤の質量が水素の吸収により最大数パーセント増加し得るように、原料溶剤を水素化してもよい。
【０１１８】
原料溶剤の少なくとも一部の水素化後、この水素化溶剤を１つまたは複数の非水素化原料溶剤、および／または１つまたは複数の別の溶剤（たとえば、テトラリン）と組み合わせてもよい。抽出が行われる第２のタンク型反応装置に加える前に、ピッチ１３２から除去しておいた溶剤を原料溶剤とブレンドしてもよい。この溶剤リサイクルの流れは、溶剤（原料溶剤および別の溶剤）およびピッチから除去された溶剤画分だけでなく、石炭１０４から抽出された他の軽質炭化水素を含んでもよい。本明細書で使用する場合、「軽質炭化水素」とは、約２００℃未満の沸点を有しており、３５０℃を超えるまで揮発分除去に抵抗することを意図したピッチ１３２に添加することが難しい材料をいう場合がある。溶剤の一部をリサイクルすることで、追加量の石炭１０４の溶解が可能になる。あるいは、ピッチ１３２から除去された溶剤部分を別の製品と考えてもよい（たとえば、オクタン増強剤として使用する）。
【０１１９】
さらに、水素化後、原料溶剤、任意の追加溶剤およびリサイクルされた溶剤はタンク型反応装置３０４に移してもよく、石炭１０４（または他の固体を含む材料）と組み合わせて抽出してもよい。タンク型反応装置３０４は周囲圧力で運転すればよい。タンク型反応装置３０４で得られた抽出物は遠心分離機１２０に導入してもよい。遠心分離および蒸留塔１３０による遠心分離処理液のさらなる蒸留については前に説明してあり、簡略のため改めて説明しない。
【０１２０】
一般に、コーカーは鋼材料で構成され得る。コークスはコーカーの側面に固着することがあり、この堆積物をウォーターナイフまたは他の手段を用いて削り取り除去してもよい。いくつかの実施形態では、コークスを除去しやすくするためコーカーをクロムで被覆してもよい。クロムコーティングは耐食性のものでもよく、重質残油堆積物に耐え得るものでもよい。クロムコーティングの場合、プランジャー、ピストンおよび同種のものを用いてコークスを押し出してもよい。さらに、コーカーの上方部分へのコークスの輸送を可能にできるオーガーをコーカーに組み込んでもよい。加えて、コークスはアルミニウムまたはニッケルに溶解しないため、クロムの代わりにアルミニウムまたはニッケルのコーティングを使用してもよい。
【０１２１】
いくつかの実施形態では、コーカーをクロム、アルミニウム、アルミニウム合金およびニッケル合金などの材料で被覆してもよい。一例では、コーカーは、コークスを除去するため中央にギアを備えるように構成されてもよい。別の例では、コーカーは、コークスを除去しやすくするため油圧アームまたはプランジャーと共に構成されてもよい。さらにギアおよびプランジャーを上記の材料のいずれかで被覆してもよい。なお別の例では、コーカーは、ピッチの貯蔵槽からコークスを引き出すのに使用することができるアルキメデスの螺旋スクリュー（アルキメデススクリューとも呼ばれる）を含んでもよい。次いでコークスをか焼コークス装置に送ってもよい。さらに、連続式コーカーの場合、コークスを連続供給するためアルキメデススクリューを使用してもよい。
【０１２２】
さらに、被覆されたコーカーは、市販されているコーカーより小型に構成されてもよい。そのため、被覆されたコーカーは、石炭液化プラントの移動を促進することができる。いくつかの実施形態では、１つもしくは複数のトラックまたはトレーラー、あるいは１つもしくは一連の貨車または同種のものの上に移動式コーカーを実装してもよい。
【０１２３】
いくつかの実施形態では、硫化水素、メチルメルカプタンおよびメルカプタンなどの有毒ガスが存在するため反応装置１０２に匂いが発生する場合がある。反応装置１０２は、匂いを緩和するためＮａＯＨなどのアルカリを混合するための塔を含んでもよい。アルカリ塔は、多孔性ベッドに支持されていてもよいラシヒリングを含んでもよい。多孔性ベッドは、アルカリ塔により広い表面積を与えることができる。さらに、アルカリ貯蔵槽に連結されるアルカリ塔の上部にシャワーヘッドを構成してもよい。一例では、塔内に発射されるように、ＮａＯＨを貯蔵槽からシャワーヘッドに供給することができる。さらに、貯蔵槽からポンプでＮａＯＨをアルカリ塔に供給してもよい。ポンプにより、ＮａＯＨが貯蔵槽からシャワーヘッドに流れることが可能になる。さらに、匂いを発生させるガスをコーカーに排出する管を塔の底部表面近くに構成してもよい。
【０１２４】
使用の際は、上昇する匂いを発生させるガス（硫化水素およびメルカプタン）が、下降するＮａＯＨと接触し得る。ＮａＯＨとガスが接触すると、硫化水素およびメルカプタンは塩になり得、溶液中に捕捉することができる。この転換は、溶液をこのプロセスにそのまま使用できるか、または後で捨ててもよくなるまで継続してもよい。
【０１２５】
ディレードコーカーを用いた液体燃料およびコークスの製造に関して本開示を説明してきたが、本発明の精神および範囲を限定することなく本開示を実施するには、他の方法およびシステムも可能であり得る。
【０１２６】
本プロセスの条件は、液化する石炭の選択および所望のエンドポイントにより変化してもよい。たとえば、図６を参照すると、このプロセスにより、地域の石炭種類、乾燥石炭、微粉砕、マイクロ波処理石炭、下層炭、瀝青炭、亜瀝青炭、無煙炭、褐炭、褐色炭および同種のものなど様々な石炭を液化することができる。こうした石炭は大きさ、含水量、芳香族含有量、前処理、洗浄、乾燥および同種のものの点で異なっていてもよい。このため、使用する水素供与性溶剤の種類など様々な石炭の種類、水素供与性溶剤の水素化の量、水素化材料の含有量の増加、ＣＴＤのリサイクル量、ＣＴＤの製造に使用される石炭の種類、触媒の添加、水素ガスの添加、追加溶剤の添加または水素ドナー溶剤のブレンドおよび同種のものに適応するように、プロセスの変更をある程度行ってもよい。反応装置に関連する変数には、温度、撹拌、超音波、滞留時間、連続処理、バッチ処理および同種のものがある。分離プロセスでは、改質後留および／または改質遠心分離処理液を得るため分離速度、持続時間、およびスラリーの粘度をすべて変更してもよい。図８を参照すると、蒸留プロセスでは、ガス、中間留分、軽質留分、ピッチ（たとえばバインダータイプピッチ、含浸ピッチ、グラファイトピッチ、メソフェーズピッチ、他のピッチ）および同種のもののいずれであってもよい蒸留生産物を変化させるため、温度、圧力、滞留時間、スパージャーの使用、エアーブローイング処理およびガス流量のいずれかを変更してもよい。得られるピッチの種類はプロセスの変数、および抽出物を得るのに使用した石炭の種類などの石炭抽出物、灰含有量、石炭の液化に使用した溶剤および同種のものなどによって異なる。コークスの収率および種類は、図９を参照すると、コーカーの圧力、温度、昇温速度、エアーブローイング処理、滞留時間、コーティング、使用したコークス炉の種類（たとえばディレードコーカー、フルードコーカー、フレキシコーカー、ビーハイブ炉、コークスバッテリー）の変更により異なることがあり、図８を参照すると上述のピッチのいずれかの使用など出発ピッチ材料の変更により異なることがある。投入するピッチおよびプロセスの変数に応じて考えられるコークス生産物として、黒鉛コークス、ニードルコークス、アノードコークス、異方性コークス、等方性コークス、ショットコークス、スポンジコークス、か焼コークス、触媒コークス、燃料グレードのコークスおよび生コークスが挙げられる。
【０１２７】
本プロセス全体をコンピュータで制御してもよい。本システムは、品質管理および測定を促進するセンサおよびセンサフィードバック制御を含んでもよい。たとえば、センサは、石炭抽出物の粘度および温度の測定に使用してもよい。センサが粘度および温度が分離に好適であると判定すると、センサは、反応装置または貯蔵槽から遠心分離機などの分離ユニットへの石炭抽出物の輸送を促進する弁またはポンプを制御するプロセッサに信号を送ってもよい。別の例では、センサを使用して、反応装置への石炭の輸送、蒸留塔への遠心分離処理液の輸送、システムを通じて捕捉された揮発物のタンクへの輸送、蒸留されたピッチのコーカーへの輸送および同種のものを制御してもよい。センサは、本プロセスの生成物の特性の測定に使用してもよい。センサを使用して、システムの操作者が手作業で調整できるように、またはプロセッサが自動調整できるように処理中のリアルタイムのフィードバックを提供してもよい。センサは、安全目的で使用してもよい。
【０１２８】
本明細書に記載の方法およびシステムは、プロセッサ上のコンピュータソフトウェア、プログラムコードおよび／または命令を実行する機械によって一部に展開しても、または全部に展開してもよい。プロセッサは、サーバ、クライアント、ネットワークインフラストラクチャ、モバイルコンピューティングプラットフォーム、ステーショナリーコンピューティングプラットフォーム、または他のコンピューティングプラットフォームの一部であってもよい。プロセッサは、プログラム命令、コード、バイナリ命令および同種のものを実行できるのであれば、どのような種類の計算装置でも、または処理装置でもよい。プロセッサは、シグナルプロセッサ、デジタルプロセッサ、組み込みプロセッサ、マイクロプロセッサ、またはコプロセッサ（数値演算コプロセッサ、グラフィックコプロセッサ、通信コプロセッサおよび同種のもの）などの任意の別形、およびそこに保存されたプログラムコードまたはプログラム命令の実行を直接的または間接的に促進し得る同種のものであってもよいし、またはそれらを含んでもよい。さらに、プロセッサは、複数のプログラム、スレッドおよびコードの実行を可能にし得る。スレッドは同時に実行してプロセッサの性能を高め、アプリケーションの同時動作を促進してもよい。装されると、１つまたは複数のスレッドで本明細書に記載された方法、プログラムコード、プログラム命令および同種のものを実行することができる。スレッドは他のスレッドを生成してもよく、他のスレッドには、関連する優先度が割り当てられていてもよい。プロセッサは、プログラムコード中の命令に基づき優先度または任意の他の順序に従いこれらのスレッドを実行することができる。プロセッサは、本明細書および他の場所に記載された方法、コード、命令およびプログラムを格納するメモリを含んでもよい。プロセッサは、本明細書および他の場所に記載された方法、コードおよび命令を格納することができる記憶媒体にインターフェースを介してアクセスしてもよい。この計算装置または処理装置により実行することができる方法、プログラム、コード、プログラム命令または他の種類の命令を格納する、プロセッサに関連付けられた記憶媒体としては、以下に限定されるものではないが、ＣＤ−ＲＯＭ、ＤＶＤ、メモリ、ハードディスク、フラッシュドライブ、ＲＡＭ、ＲＯＭ、キャッシュおよび同種のものの１つまたは複数を挙げることができる。
【０１２９】
プロセッサは、マルチプロセッサの速度および性能を高めることができる１つまたは複数のコアを含んでもよい。いくつかの実施形態では、本プロセスは、デュアルコアプロセッサ、クアッドコアプロセッサ、他のチップレベルマルチプロセッサ、および２つ以上の独立コアを組み合わせた同種のもの（ダイという）であってもよい。
【０１３０】
本明細書に記載の方法およびシステムは、サーバ、クライアント、ファイアウォール、ゲートウェイ、ハブ、ルータまたは他のこうしたコンピュータおよび／またはネットワーキングハードウェア上でコンピュータソフトウェアを実行する機械によって一部に展開しても、または全部に展開してもよい。ソフトウェアプログラムは、ファイルサーバ、プリントサーバ、ドメインサーバ、インターネットサーバ、イントラネットサーバ、および他の別形、たとえばセカンダリサーバ、ホストサーバ、分散サーバおよび同種のものを含んでもよいサーバと関連付けてもよい。サーバは、メモリ、プロセッサ、コンピュータ可読媒体、記憶媒体、ポート（物理ポートおよび仮想ポート）、通信装置、および有線または無線媒体を介して他のサーバ、クライアント、機械および装置にアクセスすることができるインターフェース、ならびに同種のものの１つまたは複数を含んでもよい。本明細書および他の場所に記載された方法、プログラムまたはコードは、サーバにより実行してもよい。さらに、本出願に記載されているような方法を実行するのに必要な他の装置も、サーバに関連付けられたインフラストラクチャの一部とみなすことができる。
【０１３１】
サーバは、他の装置、たとえば、以下に限定されるものではないが、クライアント、他のサーバ、プリンタ、データベースサーバ、プリントサーバ、ファイルサーバ、通信サーバ、分散サーバ、ソーシャルネットワークおよび同種のものにインターフェースを提供してもよい。加えて、こうした連結および／または接続により、ネットワークにおいてプログラムを遠隔実行しやすくすることができる。これらの装置の一部または全部をネットワーク化すると、本発明の範囲から逸脱することなく１つまたは複数の場所でプログラムまたは方法を並列処理しやすくすることができる。さらに、インターフェースを介してサーバに連結された装置のいずれかは、方法、プログラム、コードおよび／または命令を保存することができる少なくとも１つの記憶媒体を含んでもよい。中央レポジトリが、様々な装置で実行されるプログラム命令を提供してもよい。この実装では、リモートリポジトリがプログラムコード、命令およびプログラムの記憶媒体としての役割を果たしてもよい。
【０１３２】
ソフトウェアプログラムは、ファイルクライアント、プリントクライアント、ドメインクライアント、インターネットクライアント、イントラネットクライアント、および他の別形、たとえばセカンダリクライアント、ホストクライアント、分散クライアントおよび同種のものを含んでもよいクライアントと関連付けてもよい。クライアントは、メモリ、プロセッサ、コンピュータ可読媒体、記憶媒体、ポート（物理ポートおよび仮想ポート）、通信装置、および有線または無線媒体を介して他のクライアント、サーバ、機械および装置にアクセスすることができるインターフェース、ならびに同種のものの１つまたは複数を含んでもよい。本明細書および他の場所に記載された方法、プログラムまたはコードは、クライアントにより実行するようにしてもよい。さらに、本出願に記載されているような方法を実行するのに必要な他の装置も、クライアントに関連付けられたインフラストラクチャの一部とみなすことができる。
【０１３３】
クライアントは、他の装置、たとえば、以下に限定されるものではないが、サーバ、他のクライアント、プリンタ、データベースサーバ、プリントサーバ、ファイルサーバ、通信サーバ、分散サーバおよび同種のものにインターフェースを提供してもよい。加えて、こうした連結および／または接続により、ネットワークにおいてプログラムを遠隔実行しやすくすることができる。これらの装置の一部または全部をネットワーク化すると、本発明の範囲から逸脱することなく１つまたは複数の場所でプログラムまたは方法を並列処理しやすくすることができる。さらに、インターフェースを介してクライアントに連結された装置のいずれかは、方法、プログラム、アプリケーション、コードおよび／または命令を格納することができる少なくとも１つの記憶媒体を含んでもよい。中央レポジトリが、様々な装置で実行されるプログラム命令を提供してもよい。この実装では、リモートリポジトリがプログラムコード、命令およびプログラムの記憶媒体としての役割を果たしてもよい。
【０１３４】
本明細書に記載の方法およびシステムは、ネットワークインフラストラクチャによって一部に展開しても、または全部に展開してもよい。ネットワークインフラストラクチャは、たとえば計算装置、サーバ、ルータ、ハブ、ファイアウォール、クライアント、パーソナルコンピュータ、通信装置、ルーティング装置および他の能動および受動素子、モジュールおよび／または当該技術分野において公知の構成要素などの要素を含んでもよい。ネットワークインフラストラクチャに関連付けられた計算および／または非計算装置は、他の構成要素に加えて、記憶媒体、たとえばフラッシュメモリ、バッファ、スタック、ＲＡＭ、ＲＯＭおよび同種のものを含んでもよい。本明細書および他の場所に記載されたプロセス、方法、プログラムコード、命令は、ネットワークインフラストラクチャの要素の１つまたは複数により実行してもよい。
【０１３５】
本明細書および他の箇所に記載の方法、プログラムコードおよび命令は、複数のセルを有するセルラーネットワークに実装してもよい。セルラーネットワークは、周波数分割多元接続（ＦＤＭＡ：ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ  ｄｉｖｉｓｉｏｎ  ｍｕｌｔｉｐｌｅ  ａｃｃｅｓｓ）ネットワークでも、あるいは符号分割多元接続（ＣＤＭＡ：ｃｏｄｅ  ｄｉｖｉｓｉｏｎ  ｍｕｌｔｉｐｌｅ  ａｃｃｅｓｓ）ネットワークでもよい。セルラーネットワークは、モバイル装置、セル基地局、基地局、リピーター、アンテナ、タワーおよび同種のものを含んでもよい。セルネットワークは、ＧＳＭでも、ＧＰＲＳでも、３Ｇでも、ＥＶＤＯでも、メッシュでも、または他のネットワークタイプでもよい。
【０１３６】
本明細書および他の箇所に記載の方法、プログラムコードおよび命令は、モバイル装置に実装しても、またはモバイル装置を介して実装してもよい。モバイル装置は、ナビゲーション装置、セルラ電話、携帯電話、携帯個人情報端末、ラップトップ、パームトップ、ネットブック、ポケットベル、電子ブックリーダー、音楽プレーヤーおよび同種のものを含んでもよい。これらの装置は、他の構成要素に加えて、記憶媒体、たとえばフラッシュメモリ、バッファ、ＲＡＭ、ＲＯＭおよび１つまたは複数の計算装置を含んでもよい。モバイル装置に関連付けられた計算装置は、そこに格納されたプログラムコード、方法および命令を実行することが可能であってもよい。あるいは、モバイル装置は、他の装置と共同して命令を実行するように構成されてもよい。モバイル装置は、サーバに接続されプログラムコードを実行するよう構成された基地局と通信してもよい。モバイル装置は、ピアツーピアネットワークで通信しても、メッシュネットワークで通信しても、または他の通信ネットワークで通信してもよい。プログラムコードは、サーバに関連付けられた記憶媒体に格納して、サーバに組み込まれた計算装置により実行してもよい。基地局は、計算装置および記憶媒体を含んでもよい。記憶装置は、基地局に関連付けられた計算装置により実行されるプログラムコードおよび命令を格納することができる。
【０１３７】
コンピュータソフトウェア、プログラムコードおよび／または命令は、機械可読媒体に格納し、および／またはアクセスしてもよい。機械可読媒体として、ある程度の時間間隔にわたり計算に使用するデジタルデータを保持するコンピュータ構成要素、装置および記録媒体；ランダムアクセスメモリ（ＲＡＭ：ｒａｎｄｏｍ  ａｃｃｅｓｓ  ｍｅｍｏｒｙ）として知られる半導体記憶装置；典型的にはより半永久的に記憶するためのマスストレージ、たとえば光ディスク、ハードディスク、テープ、ドラム、カードおよび他の種類のような磁気記憶装置の形態；プロセッサレジスタ、キャッシュメモリ、揮発性メモリ、不揮発性メモリ；光学記憶装置、たとえばＣＤ、ＤＶＤ；取り外し可能な媒体、たとえばフラッシュメモリ（たとえばＵＳＢスティックまたはキー）、フロッピーディスク、磁気テープ、紙テープ、パンチカード、スタンドアロンＲＡＭディスク、Ｚｉｐドライブ、取り外し可能なマスストレージ、オフラインおよび同種のもの；他のコンピュータメモリ、たとえばダイナミックメモリ、スタティックメモリ、読み書き記憶装置、可変記憶装置、読み出し専用、ランダムアクセス、シーケンシャルアクセス、位置指定可能、ファイル指定可能、コンテンツ指定可能、ネットワーク接続ストレージ、ストレージエリアネットワーク、バーコード、磁気インクおよび同種のものを挙げることができる。
【０１３８】
本明細書に記載の方法およびシステムは、物理的なものおよび／または無形のものをある状態から別の状態に転換してもよい。本明細書に記載の方法およびシステムはまた、物理的なものおよび／または無形のものを表すデータをある状態から別の状態に転換してもよい。
【０１３９】
各図におけるフローチャートおよびブロック図などの、本明細書に記載および図示した要素は、要素間の論理的境界を意味する。一方、ソフトウェアまたはハードウェアエンジニアリング方式によれば、図示した要素およびその機能は、プロセッサであって、そこに格納されたプログラム命令をモノリシックなソフトウェア構造として、スタンドアロンソフトウェアモジュールとして、または外部ルーチン、コード、サービスおよびその他、もしくはこれらの任意の組み合わせを利用するモジュールとして実行することができるプロセッサを有するコンピュータ実行可能な媒体を介して機械に実装してもよく、こうした実装はすべて本開示の範囲内にあり得る。こうした機械の例には、以下に限定されるものではないが、個人情報端末、ラップトップ、パーソナルコンピュータ、移動式電話、他のハンドヘルドの計算装置、医療機器、有線もしくは無線通信装置、トランスデューサ、チップ、計算機、サテライト、タブレットＰＣ、電子書籍、ガジェット、電子デバイス、人工知能を有する装置、計算装置、ネットワーク機器、サーバ、ルータおよび同種のものを挙げることができる。さらに、フローチャートおよびブロック図に図示された要素、または任意の他の論理的要素は、プログラム命令を実行することができる機械に実装してもよい。このため、前述の図および説明は開示したシステムの機能態様について記載しているが、明確に記載があるか、あるいは文脈から明らかである場合を除き、こうした記載から、そうした機能態様を実行するためのソフトウェアの特定の構成を導き出してはならない。同様に、上記に特定され、記載された様々なステップを変更してもよく、本明細書に開示された技術の個々の用途に合わせてステップの順序を改めてもよいことが理解されよう。こうした変形および修正はすべて、本開示の範囲に包含されることを意図している。このため、様々なステップの順序の図示および／または説明は、特定の用途に必要とされるか、または明確に記載があるか、あるいは文脈から明らかである場合を除き、そうしたステップの実行に特定の順序を必要とするものと理解してはならない。
【０１４０】
上述の方法および／またはプロセスならびにそのステップは、ハードウェア、ソフトウェア、または特定の用途に好適なハードウェアとソフトウェアとの任意の組み合わせで実現してもよい。ハードウェアは、汎用コンピュータ、および／または、専用計算装置もしくは特定の計算装置または特定の計算装置の特定の態様もしくは構成要素を含んでもよい。このプロセスは、内部および／または外部メモリと共に１つまたは複数のマイクロプロセッサ、マイクロコントローラ、組み込みマイクロコントローラ、プログラマブルデジタルシグナルプロセッサまたは他のプログラマブル装置で実現してもよい。プロセスはまた、あるいは代わりに、特定用途向け集積回路、プログラマブルゲートアレイ、プログラマブルアレイロジック、または電子信号を処理するように構成されてもよい任意の他の装置もしくは装置の組み合わせとして具体化されてもよい。プロセスの１つまたは複数を、機械可読媒体で実行することができるコンピュータ実行可能なコードとして実現してもよいことがさらに理解されよう。
【０１４１】
コンピュータ実行可能なコードは、Ｃなどの構造化プログラミング言語、Ｃ＋＋などのオブジェクト指向プログラミング言語、または上記の装置の１つで起動するように格納、コンパイルまたは解釈することができる任意の他の高水準または低水準プログラミング言語（アセンブリ言語、ハードウェア記述言語ならびにデータベースプログラミング言語および技術）のほか、プロセッサ、プロセッサアーキテクチャの異機種の組み合わせ、または様々なハードウェアとソフトウェアとの組み合わせ、またはプログラム命令を実行することができる任意の他の機械を用いて作成してもよい。
【０１４２】
このため、一態様では、上述のそれぞれの方法およびこれらの組み合わせは、１つまたは複数の計算装置に実装されるとそのステップを実行するコンピュータ実行可能なコードとして具体化されてもよい。別の態様では、本方法は、そのステップを実行するシステムとして具体化されてもよく、いくつかの方法で各装置全体に分配されてもよいし、またはすべての機能が専用のスタンドアロン装置または他のハードウェアに統合されていてもよい。別の態様では、上述のプロセスに関連付けられたステップを実行する手段は、上述のハードウェアおよび／またはソフトウェアのいずれを含んでもよい。こうした順列および組み合わせは、本開示の範囲に包含されることを意図している。
【０１４３】
本発明について、詳細に図示して記載した好ましい実施形態と共に開示してきたが、当業者には、その様々な修正および改良が容易に明らかになるであろう。したがって、本発明の精神および範囲は、前述の例により限定されるべきものではなく、法律によって許容される最も広い意味で理解されるべきものである。
【０１４４】
本明細書に引用する文書についてはすべて本明細書に援用する。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【国際調査報告】
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