JPH10109021A - 流体中粒子の限外濾過方法および限外濾過装置 - Google Patents
流体中粒子の限外濾過方法および限外濾過装置Info
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- JPH10109021A JPH10109021A JP9261396A JP26139697A JPH10109021A JP H10109021 A JPH10109021 A JP H10109021A JP 9261396 A JP9261396 A JP 9261396A JP 26139697 A JP26139697 A JP 26139697A JP H10109021 A JPH10109021 A JP H10109021A
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Classifications
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01D—SEPARATION
- B01D61/00—Processes of separation using semi-permeable membranes, e.g. dialysis, osmosis or ultrafiltration; Apparatus, accessories or auxiliary operations specially adapted therefor
- B01D61/14—Ultrafiltration; Microfiltration
- B01D61/145—Ultrafiltration
-
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- B01D—SEPARATION
- B01D39/00—Filtering material for liquid or gaseous fluids
- B01D39/14—Other self-supporting filtering material ; Other filtering material
- B01D39/20—Other self-supporting filtering material ; Other filtering material of inorganic material, e.g. asbestos paper, metallic filtering material of non-woven wires
- B01D39/2068—Other inorganic materials, e.g. ceramics
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- Production Of Liquid Hydrocarbon Mixture For Refining Petroleum (AREA)
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 流体中に含まれる粒子の限外濾過のためのコ
ストの相対的に安い方法および装置の提供。 【解決手段】 孔径が数百オングストローム以下の微細
孔を有する原岩から製造される１以上の濾過障壁に流体
を通す。その岩石サンプルは、例えば炭化水素を含有す
る貯留層を掘削する際に容易に入手することができる。
この濾過装置は、流体が通過する原岩からカットされた
１以上の薄い円板（５）の入った筐体（１）を有してな
る。この円板は高温および高圧に良く耐え、加熱工程に
より使用後に再生することができる。この方法および装
置は、例えば石油流体中の樹脂またはアスファルテン等
のコロイド状粒子を濾過するのに使用することができ
る。
ストの相対的に安い方法および装置の提供。 【解決手段】 孔径が数百オングストローム以下の微細
孔を有する原岩から製造される１以上の濾過障壁に流体
を通す。その岩石サンプルは、例えば炭化水素を含有す
る貯留層を掘削する際に容易に入手することができる。
この濾過装置は、流体が通過する原岩からカットされた
１以上の薄い円板（５）の入った筐体（１）を有してな
る。この円板は高温および高圧に良く耐え、加熱工程に
より使用後に再生することができる。この方法および装
置は、例えば石油流体中の樹脂またはアスファルテン等
のコロイド状粒子を濾過するのに使用することができ
る。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、流体中粒子の限外
濾過方法および限外濾過装置に関する。
濾過方法および限外濾過装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】本発明による方法を用いて、各種断面の
粒子を物理的に分離して、ある一定の閾値以下の断面を
有する粒子のみを保持するあらゆる種類の利用分野に使
用することができる。これは特には、平均径が１０〜７
０オングストローム（Å）の範囲を持ち得る樹脂や、平
均径が１０〜２００Åの範囲にあるアスファルテン等の
ある種の重質石油留分を物理的に単離する石油産業にお
いて言える。これはさらに、ポリマー樹脂等を選択する
場合にも言える。
粒子を物理的に分離して、ある一定の閾値以下の断面を
有する粒子のみを保持するあらゆる種類の利用分野に使
用することができる。これは特には、平均径が１０〜７
０オングストローム（Å）の範囲を持ち得る樹脂や、平
均径が１０〜２００Åの範囲にあるアスファルテン等の
ある種の重質石油留分を物理的に単離する石油産業にお
いて言える。これはさらに、ポリマー樹脂等を選択する
場合にも言える。
【０００３】本発明による方法はまた、特に、ある混合
物の各種構成成分の分布を、その断面、容量またはモル
重量等の基準の関数として調べる（例えば、ヒストグラ
ムの形で）物理化学の方面で利用分野を有する。この種
の分析は、拡散の角度またはベクトルの関数として最初
にＸ線スペクトラムおよび／または中性子拡散スペクト
ラムを調べることによって行われるのが一般的である。
物の各種構成成分の分布を、その断面、容量またはモル
重量等の基準の関数として調べる（例えば、ヒストグラ
ムの形で）物理化学の方面で利用分野を有する。この種
の分析は、拡散の角度またはベクトルの関数として最初
にＸ線スペクトラムおよび／または中性子拡散スペクト
ラムを調べることによって行われるのが一般的である。
【０００４】このスペクトラムから求める分布を得るに
は、球形および円板等の形状に関する粒子の分布ならび
に粒子の断面を代表する幾何モデルを選択する必要があ
る。選択的濾過によってある粒径の粒子分布について把
握することにより、モデルについて不明な点を明らかに
し、その結果、求めるヒストグラムをより安全に得るこ
とができる。
は、球形および円板等の形状に関する粒子の分布ならび
に粒子の断面を代表する幾何モデルを選択する必要があ
る。選択的濾過によってある粒径の粒子分布について把
握することにより、モデルについて不明な点を明らかに
し、その結果、求めるヒストグラムをより安全に得るこ
とができる。
【０００５】濾過能力の異なる各種フィルターがある。
公知のフィルターの例としては、セルロースエステル、
ポリテトラフルオロエチレンまたはポリビニリデンジフ
ルオライドに基づくもの等がある。これらは、数百〜数
千オングストロームの範囲を取り得る比較的大きい平均
径の細孔を有し、１００℃〜２００℃レベルの最高使用
温度を有する。
公知のフィルターの例としては、セルロースエステル、
ポリテトラフルオロエチレンまたはポリビニリデンジフ
ルオライドに基づくもの等がある。これらは、数百〜数
千オングストロームの範囲を取り得る比較的大きい平均
径の細孔を有し、１００℃〜２００℃レベルの最高使用
温度を有する。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】クレー製またはゼオラ
イト製のフィルターも公知であり、それらの細孔は極め
て微細で、数オングストローム（Å）のレベルとするこ
とができ、特に化学の領域で非常に多様な利用分野を有
し、例えば鎖状分子を選択するのに使用される。しかし
ながら、そのコストは相対的に高い。米国特許２,２５
６,１４５号または同４,４５８,５２８号には特に、流
体を濾過するための多孔性岩石サンプルの使用が記載さ
れている。
イト製のフィルターも公知であり、それらの細孔は極め
て微細で、数オングストローム（Å）のレベルとするこ
とができ、特に化学の領域で非常に多様な利用分野を有
し、例えば鎖状分子を選択するのに使用される。しかし
ながら、そのコストは相対的に高い。米国特許２,２５
６,１４５号または同４,４５８,５２８号には特に、流
体を濾過するための多孔性岩石サンプルの使用が記載さ
れている。
【０００７】本発明の目的は、コストの相対的に安い、
濾過効果の良好な流体中粒子の限外濾過方法および限外
濾過装置を提供することにある。
濾過効果の良好な流体中粒子の限外濾過方法および限外
濾過装置を提供することにある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】本発明による流体中粒子
の限外濾過方法は、例えば石油産業において、特には石
油系流体中に懸濁した樹脂もしくはアスファルテン等の
重質留分を濾過するのに好適な、あるいはポリマー、蛋
白等を濾過するのに好適な、数百オングストローム
（Å）以下、好ましくは１０Å＜ｄ＜２００Åの範囲の
平均径（ｄ）を有する微細孔を持った、底土から得られ
る原母岩より製造された濾過要素に、濾過対象の物質を
通すことを特徴とするものである。
の限外濾過方法は、例えば石油産業において、特には石
油系流体中に懸濁した樹脂もしくはアスファルテン等の
重質留分を濾過するのに好適な、あるいはポリマー、蛋
白等を濾過するのに好適な、数百オングストローム
（Å）以下、好ましくは１０Å＜ｄ＜２００Åの範囲の
平均径（ｄ）を有する微細孔を持った、底土から得られ
る原母岩より製造された濾過要素に、濾過対象の物質を
通すことを特徴とするものである。
【０００９】
【発明の実施の形態】１実施態様によれば、本発明の方
法ではさらに、濾過要素を数百度（℃）の温度とするこ
とにより、原岩サンプルから製造された濾過要素に保持
された粒子の熱的除去を行う。
法ではさらに、濾過要素を数百度（℃）の温度とするこ
とにより、原岩サンプルから製造された濾過要素に保持
された粒子の熱的除去を行う。
【００１０】本発明の方法は例えば、岩石の細孔の孔径
が濾過すべき粒子の断面を考慮するとあまりにも大きく
食い違っている場合に、閉塞される孔で支配的な毛管圧
力の関数として選択した所定の圧力で、閉塞を行う物質
（例えば、アラルダイト）を注入することにより、原岩
の孔を選択的に封じることができる。
が濾過すべき粒子の断面を考慮するとあまりにも大きく
食い違っている場合に、閉塞される孔で支配的な毛管圧
力の関数として選択した所定の圧力で、閉塞を行う物質
（例えば、アラルダイト）を注入することにより、原岩
の孔を選択的に封じることができる。
【００１１】濾過選択性を高めるために、少なくとも一
方を原岩から製造することができ、他方が例えば市販の
フィルターであることができる２個の濾過要素を重ねる
ことも可能である。
方を原岩から製造することができ、他方が例えば市販の
フィルターであることができる２個の濾過要素を重ねる
ことも可能である。
【００１２】本発明による濾過装置は、平均孔径（ｄ）
が、数百オングストローム（Å）以下、好ましくは１０
Å＜ｄ＜２００Åの範囲にある、濾過すべき粒子の断面
に適した断面を有する天然微細孔を持った原岩から製造
された濾過要素を有する筐体を有してなる。
が、数百オングストローム（Å）以下、好ましくは１０
Å＜ｄ＜２００Åの範囲にある、濾過すべき粒子の断面
に適した断面を有する天然微細孔を持った原岩から製造
された濾過要素を有する筐体を有してなる。
【００１３】本発明による限外濾過装置は例えば、石油
流体中に懸濁した樹脂またはアスファルテン等の重質留
分の濾過、ポリマーもしくは蛋白の濾過、あるいはＸ線
スペクトラムおよび／または中性子拡散スペクトラムの
直接較正に使用することができる。
流体中に懸濁した樹脂またはアスファルテン等の重質留
分の濾過、ポリマーもしくは蛋白の濾過、あるいはＸ線
スペクトラムおよび／または中性子拡散スペクトラムの
直接較正に使用することができる。
【００１４】その濾過要素は容易に入手できる原岩から
カットできることから、そのようなフィルターを使用す
ることは有利である。いずれの場合も石油探鉱期におけ
る分析用に抽出される試料（コアー）を用いることがで
きる。得られるフィルターは、経費があまりかからな
い。さらに、そのような岩石から得られる濾過要素は、
孔部に保持された有機物の熱的除去に必要な高温に耐え
ることができることから、使用後に容易に再生すること
ができる。そのフィルターは、石油産業における多くの
利用分野に好適である。
カットできることから、そのようなフィルターを使用す
ることは有利である。いずれの場合も石油探鉱期におけ
る分析用に抽出される試料（コアー）を用いることがで
きる。得られるフィルターは、経費があまりかからな
い。さらに、そのような岩石から得られる濾過要素は、
孔部に保持された有機物の熱的除去に必要な高温に耐え
ることができることから、使用後に容易に再生すること
ができる。そのフィルターは、石油産業における多くの
利用分野に好適である。
【００１５】
【実施例】本発明の他の特徴および利点は、添付の図面
を参照しながら、実施例として示される１実施態様につ
いての以下の説明から明らかになろう。ただし、本発明
はこの実施例によって限定されるものではない。図１
は、多孔質岩石から製造される薄い円板からなる濾過要
素を有する濾過筐体の模式的断面図である。
を参照しながら、実施例として示される１実施態様につ
いての以下の説明から明らかになろう。ただし、本発明
はこの実施例によって限定されるものではない。図１
は、多孔質岩石から製造される薄い円板からなる濾過要
素を有する濾過筐体の模式的断面図である。
【００１６】以下の比較表は、実施例としての炭化水素
を蓄積する貯留岩の比較的大きい代表的な孔径、原岩の
かなり微細な孔径、および比較例としてのある種の利用
場面において濾過によって保持される樹脂およびアスフ
ァルテン粒子について観察される孔径、ならびに例えば
セルロースの混合エステルから製造される濾過膜の代表
的孔径で、貯留岩の孔径と原岩の孔径の中間のものを示
してある。
を蓄積する貯留岩の比較的大きい代表的な孔径、原岩の
かなり微細な孔径、および比較例としてのある種の利用
場面において濾過によって保持される樹脂およびアスフ
ァルテン粒子について観察される孔径、ならびに例えば
セルロースの混合エステルから製造される濾過膜の代表
的孔径で、貯留岩の孔径と原岩の孔径の中間のものを示
してある。
【００１７】
【表１】 原岩等の微視孔岩から製造されたフィルターは、例えば
非常に微細なコロイド性粒子（例：樹脂粒子またはアス
ファルテン粒子）を保持するのに好適であり、濾過の操
作は、同様の細孔度を有する他の種類のフィルターは耐
えることができずに直ちに分解するような比較的高温・
高圧で実施されることから、さらにその好適さが明らか
である。
非常に微細なコロイド性粒子（例：樹脂粒子またはアス
ファルテン粒子）を保持するのに好適であり、濾過の操
作は、同様の細孔度を有する他の種類のフィルターは耐
えることができずに直ちに分解するような比較的高温・
高圧で実施されることから、さらにその好適さが明らか
である。
【００１８】濾過によって保持される粒子が比較的大き
いある種の利用場面では、適切な孔径を有する別の種類
の多孔性岩石を選択することができる。例えば径が２０
０μｍを超える粒子は、貯留岩（巨視孔）からカットさ
れた濾過要素によって捕捉することができる。
いある種の利用場面では、適切な孔径を有する別の種類
の多孔性岩石を選択することができる。例えば径が２０
０μｍを超える粒子は、貯留岩（巨視孔）からカットさ
れた濾過要素によって捕捉することができる。
【００１９】図１に示したフィルターホルダーは、例え
ば２つの部分からなる筐体１を有してなる。図におい
て、支持要素２にはシール３がその上部に篏合されてお
り、濾過される粒子の種類に適した孔径を有する多孔性
岩石からカットされた円板５用に空洞部４があり、その
上に蓋６がネジ止めされている。支持要素２および蓋６
にはそれぞれ、濾過円板５を通って互いに連絡する軸方
向内腔７および８と、注入管９および排出管１０を固定
するための手段が設けられている。例えば、弁１１が排
出管の途中に取り付けてある。
ば２つの部分からなる筐体１を有してなる。図におい
て、支持要素２にはシール３がその上部に篏合されてお
り、濾過される粒子の種類に適した孔径を有する多孔性
岩石からカットされた円板５用に空洞部４があり、その
上に蓋６がネジ止めされている。支持要素２および蓋６
にはそれぞれ、濾過円板５を通って互いに連絡する軸方
向内腔７および８と、注入管９および排出管１０を固定
するための手段が設けられている。例えば、弁１１が排
出管の途中に取り付けてある。
【００２０】使用する多孔性岩石の孔径における不一致
が、それでもやはり、ある種の濾過すべき粒子が最大の
孔を通過すると考えられるほどのものである場合、例え
ばアラルダイト等の物質を注入することにより、その孔
を封じることができる。選択的閉塞は当業界で公知の手
段によって行われ、封じる孔に相当する毛管圧力の関数
として物質注入圧を調節することにより行われる。
が、それでもやはり、ある種の濾過すべき粒子が最大の
孔を通過すると考えられるほどのものである場合、例え
ばアラルダイト等の物質を注入することにより、その孔
を封じることができる。選択的閉塞は当業界で公知の手
段によって行われ、封じる孔に相当する毛管圧力の関数
として物質注入圧を調節することにより行われる。
【００２１】２つの異なる濾過要素を重ね、少なくとも
一方を多孔質岩石からカットされたケークから製造した
ものとすることにより、ある所定の範囲を超える径を有
する粒子が通過する確率を低下させることも可能であ
る。
一方を多孔質岩石からカットされたケークから製造した
ものとすることにより、ある所定の範囲を超える径を有
する粒子が通過する確率を低下させることも可能であ
る。
【００２２】例えば、２個の濾過要素を図１のフィルタ
ーホルダー筐体中で重ねることができる。第１の濾過要
素は例えば、要素５等の原岩から製造したケークとす
る。別のフィルターをその上に配置し、例えばセルロー
スエステルに基づく従来のフィルターや、貯留岩等の比
較的大きい孔径の別の多孔性岩石からカットした別のケ
ークとする。
ーホルダー筐体中で重ねることができる。第１の濾過要
素は例えば、要素５等の原岩から製造したケークとす
る。別のフィルターをその上に配置し、例えばセルロー
スエステルに基づく従来のフィルターや、貯留岩等の比
較的大きい孔径の別の多孔性岩石からカットした別のケ
ークとする。
【００２３】
【発明の効果】本発明による限外濾過装置は例えば、石
油流体中に懸濁した樹脂またはアスファルテン等の重質
留分の濾過、ポリマーもしくは蛋白の濾過、あるいはＸ
線スペクトラムおよび／または中性子拡散スペクトラム
の直接較正に使用することができ、その濾過要素は容易
に入手できる原岩からカットできることから、そのよう
なフィルターを使用することは有利である。
油流体中に懸濁した樹脂またはアスファルテン等の重質
留分の濾過、ポリマーもしくは蛋白の濾過、あるいはＸ
線スペクトラムおよび／または中性子拡散スペクトラム
の直接較正に使用することができ、その濾過要素は容易
に入手できる原岩からカットできることから、そのよう
なフィルターを使用することは有利である。
【００２４】得られるフィルターは、経費があまりかか
らず、さらに得られる濾過要素は、孔部に保持された有
機物の熱的除去に必要な高温に耐えることができるの
で、使用後に容易に再生することができ、そのフィルタ
ーは、石油産業における多くの利用分野に好適である。
らず、さらに得られる濾過要素は、孔部に保持された有
機物の熱的除去に必要な高温に耐えることができるの
で、使用後に容易に再生することができ、そのフィルタ
ーは、石油産業における多くの利用分野に好適である。
【図１】多孔質岩石から製造される薄い円板からなる濾
過要素を有する濾過筐体の模式的断面図。
過要素を有する濾過筐体の模式的断面図。
１ 筐体 ２ 支持要素 ３ シール ４ 空洞部 ５ 円板 ６ 蓋 ７,８ 軸方向内腔 ９ 注入管 １０ 排出管 １１ 弁
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 アレクサンドル ヴェーナー フランス国 75116 パリ リュ ド ラ トゥール 37
Claims (13)
- 【請求項１】 流体中の粒子を限外濾過する方法におい
て、数百オングストローム（Å）以下の平均孔径の微細
孔を有し、底土から得られる原岩より製造された濾過要
素に濾過すべき流体を通すことにより、該流体の濾過を
行うことを特徴とする流体中粒子の限外濾過方法。 - 【請求項２】 前記平均孔径（ｄ）が１０Å＜ｄ＜２０
０Åの範囲の微細孔を有する原岩サンプルを用いる請求
項１記載の限外濾過方法。 - 【請求項３】 さらに、前記濾過要素を高温とすること
により、原岩より製造された濾過要素に保持された粒子
の熱的除去を行う請求項１または２記載の限外濾過方
法。 - 【請求項４】 所定の圧力下に、閉塞用物質を注入する
ことにより、原岩の微細孔を選択的に封じる請求項１な
いし３のいずれかに記載の限外濾過方法。 - 【請求項５】 少なくとも一方を原岩より製造したもの
とする２個の濾過要素を重ねることによって、濾過選択
性を向上させる請求項１ないし４のいずれかに記載の限
外濾過方法。 - 【請求項６】 流体中に懸濁した粒子を限外濾過するた
めの限外濾過装置において、底土から得られる原岩より
製造された１以上の濾過要素（５）を有する筐体（１）
を有してなる流体中粒子の限外濾過装置。 - 【請求項７】 前記濾過要素が、数百オングストローム
（Å）以下、好ましくは１０Å＜ｄ＜２００Åの範囲の
平均孔径（ｄ）を有する微細孔を持つ原岩サンプルのカ
ットされたものである請求項６記載の限外濾過装置。 - 【請求項８】 筐体中に第１および第２の濾過要素が重
ねられており、そのうちの少なくとも一方が多孔性岩石
から製造されたものである請求項６または７記載の限外
濾過装置。 - 【請求項９】 前記第２の濾過要素が多孔性物質から製
造されたものである請求項８記載の限外濾過装置。 - 【請求項１０】 前記第２の濾過要素が、前記第１の濾
過要素の平均孔径とは異なる平均孔径を有する多孔性岩
石のカットされたものである請求項８記載の限外濾過装
置。 - 【請求項１１】 石油流体中に懸濁した樹脂、またはア
スファルテン等の重質留分の濾過への、請求項７ないし
１０のいずれかに記載の限外濾過装置の利用。 - 【請求項１２】 ポリマーまたは蛋白の濾過への、請求
項７ないし１０のいずれかに記載の限外濾過装置の利
用。 - 【請求項１３】 Ｘ線スペクトラムおよび／または中性
子拡散スペクトラムの直接較正への、請求項７ないし１
０のいずれかに記載の限外濾過装置の利用。
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