(57)【要約】【課題】原油または重油等の石油から硫黄や硫化鉄を簡易に除去し、しかも有毒な硫化水素の発生を抑えることが可能な脱硫方法および脱硫システムを提供する。【解決手段】本発明は、原油または重油を加熱し、前記加熱した原油または重油に高周波電圧を印加して、原油または重油中の硫黄および硫化鉄の結晶体を生成させ、前記生成された硫黄および硫化鉄の結晶体を含む原油または重油を濾過して前記硫黄および硫化鉄の結晶体を除去する。また、本発明は、前記生成された硫黄および硫化鉄の結晶体を含む原油または重油を濾過して前記硫黄および硫化鉄の結晶体を除去するにあたり、平板リングを複数枚重ね合わせた構成を有するリングチューブフィルタに前記原油または重油を透過させる。【選択図】　　図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
原油または重油中の硫黄および硫化鉄を除去する脱硫方法であって、
原油または重油を加熱するステップと、
前記加熱した原油または重油に高周波電圧を印加し、原油または重油中の硫黄および硫化鉄の結晶体を生成させるステップと、
前記生成された硫黄および硫化鉄の結晶体を含む原油または重油を濾過して前記硫黄および硫化鉄の結晶体を除去するステップとを有する
ことを特徴とする脱硫方法。
【請求項２】
前記生成された硫黄および硫化鉄の結晶体を含む原油または重油を濾過して前記硫黄および硫化鉄の結晶体を除去するステップは、
平板リングを複数枚重ね合わせた構成を有するリングチューブフィルタに前記原油または重油を透過させる
ことを特徴とする請求項１記載の脱硫方法。
【請求項３】
前記生成された硫黄および硫化鉄の結晶体を含む原油または重油を濾過して前記硫黄および硫化鉄の結晶体を除去するステップは、
方形環を複数枚重ね合わせた構成を有する籠型フィルタに前記原油または重油を透過させる
ことを特徴とする請求項１記載の脱硫方法。
【請求項４】
前記リングチューブフィルタ又は前記籠型フィルタを構成する前記平板リング又は方形環の外周端部の断面が尖塔形状である
ことを特徴とする請求項２又は請求項３記載の脱硫方法。
【請求項５】
原油または重油中の硫黄および硫化鉄を除去する脱硫システムであって、
原油または重油を加熱する手段と、
前記加熱した原油または重油に高周波電圧を印加し、原油または重油中の硫黄および硫化鉄の結晶体を生成させる手段と、
前記生成された硫黄および硫化鉄の結晶体を含む原油または重油を濾過して前記硫黄および硫化鉄の結晶体を除去する手段とを備える
ことを特徴とする脱硫システム。
【請求項６】
前記生成された硫黄および硫化鉄の結晶体を含む原油または重油を濾過して前記硫黄および硫化鉄の結晶体を除去する手段は、
平板リングを複数枚重ね合わせた構成を有するリングチューブフィルタに前記原油または重油を透過させる
ことを特徴とする請求項５記載の脱硫システム。
【請求項７】
前記生成された硫黄および硫化鉄の結晶体を含む原油または重油を濾過して前記硫黄および硫化鉄の結晶体を除去する手段は、
方形環を複数枚重ね合わせた構成を有する籠型フィルタに前記原油または重油を透過させる
ことを特徴とする請求項５記載の脱硫システム。
【請求項８】
前記リングチューブフィルタ又は前記籠型フィルタを構成する前記平板リング又は方形環の外周端部の断面が尖塔形状である
ことを特徴とする請求項６又は請求項７記載の脱硫システム。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は，原油または重油を淡油化する技術に関し、特に、原油または重油中の硫黄および硫化鉄を効率的に除去する方法およびシステムに関する。
【０００２】
【従来の技術】
我が国は、主要なエネルギー資源である重油あるいは原油の輸入の大半を中東産油国に依存しているが、近年、ますます中東産油国が政情不安定であることを考慮すると、他の地域、例えば、インドネシア等からの重油あるいは原油の輸入を検討すべき時にきている。しかし、例えばインドネシアの油は、硫黄分が高いため、タンクに穴があいたり、利用しても要求される性能が出なかったりする問題がある。
【０００３】
従来、原油、重油等の石油から硫黄や硫化鉄などの硫黄分を除去する技術としては、触媒を利用して、石油に含まれている硫黄分と水素とを反応させ、硫黄分を硫化水素にして取り除く技術があった。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、従来の技術では、大量の原油または重油を脱硫しようとすると、設備コストが非常に高く維持管理にも多くの人員を必要とするという問題があった。
【０００５】
また、従来技術では、静電気の作用により脱硫システムから排出される硫化水素に引火して火災が発生したり、硫化水素を人間が吸引して中毒を引き起こすおそれもある。
【０００６】
本発明は、上記従来技術の問題点を解決し、原油または重油等の石油から硫黄や硫化鉄を簡易に除去し、しかも有毒な硫化水素の発生を抑えることが可能な脱硫方法および脱硫システムを提供することを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するため，本発明は、まず、原油または重油を１２０℃程度になるまで加熱する。当該加熱処理により、原油または重油の粘性が落ちる。次に、粘性を落とした原油または重油に４０００Ｖ〜１００００Ｖの高周波電圧を印加して高周波電流を流す。高周波電流を通すことによって、原油または重油中にブラウン運動していた硫黄や硫化鉄の非晶質コロイドが結晶体となる。硫化鉄の結晶体は、一般に直径８μｍ〜２５μｍ程度の大きさである。例えば、原油中の硫黄分の主成分である硫化鉄にあっては、その結晶体の大きさが直径８μｍ〜２５μｍ程度の大きさのものが約７０％を占めている。また、一般に、硫黄の結晶体は、直径７μｍ〜８μｍ程度の大きさである。
【０００８】
次に、上記硫黄や硫化鉄の結晶体を含む原油または重油をフィルタに透過させて濾過することにより、重油または原油中の硫黄や硫化鉄を除去する。
【０００９】
また、本発明では、上記硫黄や硫化鉄の結晶体を含む原油または重油をフィルタに透過させて濾過するにあたり、平板リングを複数枚重ね合わせ、重ね合わせた平板リングの両側に対して圧力をかけて各平板リング間の間隙幅が硫黄や硫化鉄の結晶体の大きさより小さくなるように調整したリングチューブフィルタを用いることがある。
【００１０】
この場合、重ね合わせた平板リングの両側にかける圧力の調整を通じて、前記硫黄や硫化鉄の結晶体が透過できない程度の大きさ（例えば１μｍ）の間隙を簡易に作ることができる。
【００１１】
もちろん、本発明において用いるフィルタは、上記リングチューブフィルタに限るものではなく、硫黄や硫化鉄の結晶体が透過できない程度の大きさの間隙を有するフィルタを用いれば、原油や重油中の硫黄や硫化鉄を除去することができる。例えば、本発明において、方形環を複数枚重ね合わせた構成を有する籠型フィルタを用い、前記原油または重油を当該籠型フィルタに透過させることがある。
【００１２】
この籠型フィルタを複数個並列に並べて原油または重油の脱硫に用いることにより、前記リングチューブフィルタを用いる場合に比して、より大量の原油または重油を濾過することが可能となる。
【００１３】
さらに、本発明においては、前記リングチューブフィルタを構成する平板リング又は前記籠型フィルタを構成する方形環の外周端部の断面を尖塔形状とすることがある。平板リング又は方形環の外周端部の断面を尖塔形状とすることにより、各平板リング間又は方形環間の間隙に目づまりした硫黄および硫化鉄の結晶体を容易に逆洗浄することが可能となる。
【００１４】
即ち、本発明は、原油または重油中の硫黄および硫化鉄を除去する脱硫方法または脱硫システムであって、原油または重油を加熱し、前記加熱した原油または重油に高周波電圧を印加し、原油または重油中の硫黄および硫化鉄の結晶体を生成させ、前記生成された硫黄および硫化鉄の結晶体を含む原油または重油を濾過して前記硫黄および硫化鉄の結晶体を除去することを特徴とする。
【００１５】
本発明の脱硫方法または脱硫システムによれば、重油または原油中の硫黄や硫化鉄を簡易に除去し、しかも有毒な硫化水素の発生を抑えることが可能となる。
【００１６】
また、本発明は、前記生成された硫黄および硫化鉄の結晶体を含む原油または重油を濾過して前記硫黄および硫化鉄の結晶体を除去するにあたり、平板リングを複数枚重ね合わせた構成を有するリングチューブフィルタに前記原油または重油を透過させることを特徴とする。
【００１７】
本発明を用いることにより、前記硫黄および硫化鉄の結晶体を簡易に除去することが可能となる。
【００１８】
また、本発明は、前記生成された硫黄および硫化鉄の結晶体を含む原油または重油を濾過して前記硫黄および硫化鉄の結晶体を除去するにあたり、方形環を複数枚重ね合わせた構成を有する籠型フィルタに前記原油または重油を透過させることを特徴とする。
【００１９】
本発明を用いることにより、より大量の原油または重油を脱硫することが可能となる。
【００２０】
また、本発明は、前記リングチューブフィルタ又は前記籠型フィルタを構成する前記平板リング又は方形環の外周端部の断面が尖塔形状であることを特徴とする。
【００２１】
本発明を用いることにより、各平板リング又は各方形環の間の間隙に目づまりした硫黄および硫化鉄の結晶体を容易に逆洗浄することが可能となり、逆洗浄作用を頻繁に繰り返すという作業が殆ど不要となる。
【００２２】
【発明の実施の形態】
以下に，図を用いて本発明の実施の形態を説明する。図１は、本発明の脱硫システムの概要を示す図である。１は濾過装置、２は結晶体生成装置、３は加熱装置、１１は原油または重油を透過させるフィルタ、１００は硫黄の結晶体、１０１は硫化鉄の結晶体である。
【００２３】
図１に示すように、本発明は、まず、加熱装置３内に原油または重油を導入し、当該原油または重油を１２０℃程度になるまで加熱する。当該加熱処理により、原油または重油の粘性が当初の２ｃｐｓ〜３ｃｐｓから４ｃｐｓ〜５ｃｐｓ程度にまで落ちる。
【００２４】
次に、粘性を落とした原油または重油を結晶体生成装置２に入れて、４０００Ｖ〜１００００Ｖの高周波電流を流す。高周波電流を通すことによって、原油または重油中に、硫黄の結晶体１００や硫化鉄の結晶体１０１が生成される。例えば、硫化鉄の結晶体１０１は、一般に直径８μｍ〜２５μｍ程度の大きさであり、硫黄の結晶体１００は、一般に直径７μｍ〜８μｍ程度の大きさである。
【００２５】
次に、上記結晶体を含む原油または重油を濾過装置１に入れ、濾過装置１のフィルタ１１に透過させて濾過する。この濾過処理により、重油または原油中の硫黄や硫化鉄を除去する。
【００２６】
図２は、本発明の脱硫システムの詳細な構成図の一例である。１は、濾過装置、２は結晶体生成装置、３は加熱装置、１１は原油または重油を濾過するフィルタ、１２はフィルタ１１に対して圧力を加えるエアーシリンダ、１３は生成された硫黄の結晶体１００や硫化鉄の結晶体１０１を含む原油または重油を濾過装置１内に導入する導入管である。
【００２７】
１４は原油または重油の濾過により硫黄の結晶体１００や硫化鉄の結晶体１０１が除去された原油または重油を排出するドレン、１５はフィルタ１１の間隙に目づまりした硫黄の結晶体１００や硫化鉄の結晶体１０１を逆洗浄するための圧縮空気を導入する逆洗浄管、１６は硫黄の結晶体１００や硫化鉄の結晶体１０１の除去後の原油または重油が蓄積される貯油管、１７は濾過装置１内に残る硫黄の結晶体１００や硫化鉄の結晶体１０１を含む残存油１９を排出する排出管、１８はフィルタ１１に圧力を加えるコンプレッサ、１９は硫黄の結晶体１００や硫化鉄の結晶体１０１を含む残存油である。
【００２８】
また、２１は結晶体生成装置２内に導入された原油または重油に対して高周波電流を印加する電源部、２２は結晶体生成装置２内に導入された原油または重油が貯油される貯油部である。電源部２１から貯油部２２には、導入された原油または重油に高周波電流を印加するための電極２１０が挿入されている。また、２３は原油または重油を結晶体生成装置２内に導入する導油管である。
【００２９】
本発明の実施の形態では、フィルタ１１の一例として平板リングを複数枚重ね合わせた構成を有するリングチューブフィルタを用いており、エアーシリンダ１２およびコンプレッサ１８によりフィルタ１１の両側に加えられる圧力を調整し、各平板リング間の間隙を例えば１μｍ程度にしてある。なお、平板リングの熱膨張対策としては、エアーシリンダ１２からフィルタ１１に加える圧力を調整することにより対処する。
【００３０】
本発明の実施の形態においては、まず、原油または重油を導油管２３を通じて結晶体生成装置２内に導入し、貯油部２２に貯油する。そして、当該原油または重油に対して電源部２１から４０００Ｖ〜１００００Ｖで２５ｋＨｚ〜５０ｋＨｚの高周波電圧を加えて高周波電流を流す。高周波電流を流された原油または重油中には、直径７μｍ〜８μｍ程度の硫黄の結晶体１００や、直径８μｍ〜２５μｍ程度の硫化鉄の結晶体１０１が生成される。
【００３１】
次に、当該生成された硫黄の結晶体１００や硫化鉄の結晶体１０１を含む原油または重油を導入管１３を通じて濾過装置１内のフィルタ１１内に導入する。そして、フィルタ１１に対してエアーシリンダ１２およびコンプレッサ１８から圧力を加える。この加圧処理により、フィルタ１１内に導入された原油または重油がフィルタ１１を透過し、濾過される。
【００３２】
フィルタ１１の間隙は、硫黄の結晶体１００や硫化鉄の結晶体１０１の大きさより小さい幅（例えば１μｍ）になるように調整されているため、フィルタ１１への透過によって原油または重油から硫黄の結晶体１００や硫化鉄の結晶体１０１が除去される。濾過処理により硫黄の結晶体１００や硫化鉄の結晶体１０１が除去された原油または重油は、貯油管１６を通じてドレン１４から排油され、硫黄および硫化鉄が除去された原油または重油が得られる。上記濾過によって濾過装置１内に残存する硫黄の結晶体１００や硫化鉄の結晶体１０１は、残存油１９とともに排出管１７を通じて濾過装置１外に排出される。
【００３３】
上記原油または重油の濾過によってフィルタ１１の間隙に目づまりした硫黄の結晶体１００や硫化鉄の結晶体１０１については、逆洗浄管１５から圧縮空気を導入し、当該圧縮空気をフィルタ１１の外部から吹き付けることによって逆洗浄する。
【００３４】
本発明を用いることにより、原油または重油中の硫黄および硫化鉄を簡易に除去することができる。
【００３５】
図３及び図４は、本発明の実施の形態におけるリングチューブフィルタ３０の一例を示す図である。図３（Ａ）に示すように、リングチューブフィルタ３０は、上筒３１に中筒３２が挿入された構成となっている。中筒３２は、図３（Ｂ）に示す平板リング２００を複数枚重ね合わせて構成されており、重ね合わされた各平板リング２００間の間隙は、例えば１μｍとなっている。平板リング２００は、例えば直径１５６ｍｍであり、リング幅は、例えば１０ｍｍである。また、平板リング２００の厚さは、図３（Ｃ）に示すように、例えば１ｍｍである。また、材質は、例えばＳＵＳ３０４である。
【００３６】
図３（Ｄ）は、平板リング２００の断面を示す図である。図３（Ｄ）に示すように、平板リング２００は、外周端部の断面が尖塔形状となっている。
【００３７】
図４（Ａ）は、リングチューブフィルタ３０の上筒３１の一例を示す図である。図４（Ａ）に示すように、上筒３１は、例えば直径１６５ｍｍ、長さ８００ｍｍである。また、上筒３１には、図４（Ｂ）に示すような千鳥穴形状となるパンチング穴が開けられている。上筒３１に開けられているパンチング穴の寸法は、例えば、１５ｍｍ×８ｍｍである。また、上筒３１の材質は、例えばＳＵＳ３０４である。
【００３８】
図４（Ｃ）は、上筒３１および中筒３２から構成されるリングチューブフィルタ３０の断面を示す図である。図４（Ｃ）中の細かい斜線部は、上筒３１と中筒３２との間の隙間である。本発明の実施の形態においては、結晶体生成装置２の電源部２１により高周波電流を流された原油または重油は、濾過装置１のリングチューブフィルタ３０の中筒３２内に導入される。当該原油または重油は、エアーシリンダ１２およびコンプレッサ１８からリングチューブフィルタ３０への加圧作用により、中筒３２の各平板リング２００間の間隙を透過し、上筒３１のパンチング穴を通じて貯油管１６に導入される。高周波電流を流された原油または重油中には、硫黄の結晶体１００および硫化鉄の結晶体１０１が含まれており、当該硫黄の結晶体１００や硫化鉄の結晶体１０１は、各平板リング２００間の１μｍの間隙を透過することができず、リングチューブフィルタ３０内に残ったままとなる。このため、原油または重油中から硫黄および硫化鉄を除去できることとなる。
【００３９】
ここで、各平板リング２００間の間隙に硫黄の結晶体１００や硫化鉄の結晶体１０１が目づまりする場合は、逆洗浄管１５から圧縮空気を導入し、当該圧縮空気を上筒３１のパンチング穴を通じて図４（Ｃ）の細かい斜線部で示す上筒３１と中筒３２との隙間に吹き付けることによって逆洗浄する。この場合、エアーシリンダー１２により加える圧力で逆洗浄時の各平板リング２００の間の間隔を調整し、容易に逆洗浄できるようにする。
【００４０】
本発明においては、平板リング２００の外周端部の断面が図３（Ｄ）のように尖塔形状であることから、中筒３２と上筒３１との間に図４（Ｃ）の細かい斜線部に示すような隙間が形成される。従って、各平板リング２００間の間隙に目づまりした硫黄の結晶１００や硫化鉄の結晶体１０１を圧縮空気の作用によって容易に掻き出すことが可能となる。なお、中筒３２と上筒３１との間にガラス繊維フィルターや耐熱フィルターなども使用できるような便利な機構も付属として付けることも可能である。
【００４１】
本発明を用いた場合の処理重油量の流量は、平板リング２００間の間隙の大きさにより変動するが、例えば平板リング２００の直径１３６ｍｍ、チューブ長さ８００ｍｍで、流速０．０２ｍ／ｓ〜２ｍ／ｓ，抵抗４４ｍｍＨｇ／ｍ〜４４０ｍｍＨｇ／ｍ、流量１６Ｌ／ｍｉｎ〜１６００Ｌ／ｍｉｎである。
【００４２】
処理原油または重油量が増加する場合は、平板リング２００の厚みを減らして、重ね合わす平板リング２００の枚数を大きく増やすことによって、処理原油または重油量が増えるに従って増大する圧力損を相殺して、圧力損による処理量の減殺を防止することができる。
【００４３】
また、リングチューブフィルタ３０の材質を特殊な樹脂にして、リングチューブフィルタ３０の腐植による精度低下を防ぐことも可能である。リングチューブフィルタ３０の材質を特殊な樹脂にすることにより、加圧による各平板リング２００間の間隙の調整が容易となる。リングチューブフィルタ３０内における原油または重油の流速、それに伴う抵抗及び全体の流量などに基づく安全率などは、必要に応じて設計する。
【００４４】
さらに、本発明においては、図５（Ａ）に示す上筒４１に中筒４２が挿入された構成となっている籠型フィルタ４０を用いて原油または重油を濾過することもできる。籠型フィルタ４０の中筒４２は、図５（Ｂ）に示すように、例えば厚さ１０ｍｍ、一辺が例えば１５６ｍｍの方形環が複数枚重ね合わさった構成となっている。もちろん、本発明においては、方形環３００の縦横の長さが異なっていてもよい。また、方形環３００の幅は、図５（Ｃ）に示すように、例えば１ｍｍである。図５（Ｄ）は、方形環３００の断面を示す図である。図５（Ｄ）に示すように、方形環３００は、外周端部の断面が尖塔形状となっている。
【００４５】
図６（Ａ）は、籠型フィルタ４０の上筒４１の一例を示す図である。図６（Ａ）に示すように、上筒４１は、例えば直径１６５ｍｍ、長さ８００ｍｍである。また、上筒４１には、図６（Ｂ）に示すような千鳥穴形状となるパンチング穴が開けられている。上筒４１に開けられているパンチング穴の寸法は、例えば、１５ｍｍ×８ｍｍである。また、上筒４１の材質は、例えばＳＵＳ３０４である。また、籠型フィルタ４０の断面は、図６（Ｃ）に示すような構成となっている。
【００４６】
ここで、本発明においては、上記籠型フィルタ４０を図６（Ｄ）のように例えば４個並列に配置して原油または重油の濾過に用いることにより、より大量の原油または重油を濾過することが可能となる。
【００４７】
本発明は、単体コアの大きさや長さを変化させ、あるいは継ぎ手を利用して折り返すなどの方法で、スペースや装置の形状などの制約にも柔軟に対応できる。つまり、装置を横型にしない方がよい場合は縦型にすることができ、さらには、車上積載移動型とすることもできる。
【００４８】
また、本発明においては、原油または重油を加熱し、加熱により粘性が落ちた原油または重油に対して高周波電圧を加えて高周波電流を通して硫黄の結晶体１００や硫化鉄の結晶体１０１を生成させ、当該原油または重油を濾過装置１とフィルタ１１との間の空間部に導入して周囲から加圧することにより原油または重油をフィルタ１１の外側からフィルタ１１を透過させて濾過することを通じて、当該原油または重油中の硫黄および硫化鉄を除去することも可能である。
【００４９】
【発明の効果】
本発明を用いることにより、有害な硫化水素の発生を抑えつつ、原油または重油中の硫黄および硫化鉄を簡易に除去することが可能となる。
【００５０】
また、本発明を用いることにより、重ね合わせた平板リング２００または方形環３００の両側にかける圧力の調整を通じて、硫黄や硫化鉄の結晶体が透過できない程度の大きさ（例えば１μｍ）の間隙を簡易に作ることができる。
【００５１】
また、本発明を用いることにより、各平板リング２００又は各方形環３００の間の間隙に目づまりした硫黄および硫化鉄の結晶体を容易に逆洗浄することが可能となり、逆洗浄作用を頻繁に繰り返すという作業が殆ど不要となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の脱硫システムの概要を示す図である。
【図２】本発明の脱硫システムの詳細な構成図の一例である。
【図３】リングチューブフィルタの一例を示す図である。
【図４】リングチューブフィルタの一例を示す図である。
【図５】籠型フィルタの一例を示す図である。
【図６】籠型フィルタの一例を示す図である。
【符号の説明】
１　濾過装置
２　結晶体生成装置
３　加熱装置
１１　フィルタ
１２　エアーシリンダ
１３　導入管
１４　ドレン
１５　逆洗浄管
１６　貯油管
１７　排出管
１８　コンプレッサ
１９　残存油
２１　電源部
２２　貯油部
２３　導油管
３０　リングチューブフィルタ
３１　上筒
３２　中筒
４０　籠型フィルタ
４１　上筒
４２　中筒
１００　硫黄の結晶体
１０１　硫化鉄の結晶体
２００　平板リング
２１０　電極
３００　方形環
【図１】
2004067859.tif 000003
【図２】
2004067859.tif 000004
【図３】
2004067859.tif 000005
【図４】
2004067859.tif 000006
【図５】
2004067859.tif 000007
【図６】
2004067859.tif 000008
【手続補正書】
【提出日】平成14年9月4日(2002.9.4)
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２３
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００２３】
図１に示すように、本発明は、まず、加熱装置３内に原油または重油を導入し、当該原油または重油を１２０℃程度になるまで加熱する。当該加熱処理により、原油または重油の粘性が４ｃｐｓ程度にまで落ちる。