JPS61287984A - 触媒を含有する重質燃料油の清浄方法ならびに清浄装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は重質燃料油中の触媒残渣を静電凝集させた後に
遠心分離機で触媒残渣を有効かつ効率的に除去する重質
燃料油の清浄方法ならびに清浄装置に関するものである
。

〔発明の背景及び従来技術の問題点〕

１９７３’年の石油ショック以降の急激な重質燃料油の
高騰と軽油（ガソリン、灯油、軽油など）の需要増加に
伴い、石油精製法において新たな転換が迫られた。

即ち、石油ショック以降の石油精製においては、これら
軽質分の取得率が高い分解系精製法がさかんに採用され
るようになり、このため重質燃料油はますます低質粗悪
化している。特に接触分解法（流動接触分解法、Ｆｌｕ
ｉｄ　Ｃａｔａｌｙｔｉｃ　Ｃｒａｃｋｉｎｇ略してＦ
ＣＣ法といわれる）では、触媒として、シリカ、ゼオラ
イト、アルミナ系の固体粉末触媒が使用され、プロセス
の上で分解油（即ち、軽質油を取得したあとのＦＣＣ重
油）とこれら触媒成分とは重力分離等の手段で分離され
るが、１００％の捕集はできず微量の触媒成分が分解油
に混入してくる。

これら触媒成分を含有した重質燃料油を船舶のディーゼ
ル機関などの内燃機関に使用した場合には、機関部品や
単科前処理機器の摩耗（例えば、ディーゼルエンジンの
燃料ポンプや燃料弁の異常摩耗、ピストンリングやシリ
ンダーライナーの異常摩耗など）を進行させるなど多く
のトラブルが発生する。

これらトラブルは単なるトラブルだけでなく船舶におい
ては乗組員の生命、荷主の財産である積荷の安全をおび
やかすため、触媒を含有する重質燃料油の有効な清浄化
技術の開発が強く望まれている。

〔従来技術〕

従来の清浄方法はフィルターまたは遠心分離機を使用し
、スラッジを除去する方法で行なわれているが、フィル
ターを用いる方法では目詰りが激しく、そのためにエレ
メントの交換に人手がかかること、かつ処理速度、微細
触媒微粒子の除去率の面で有効なものとはいえない。ま
た、遠心分離機を用いる方法では封水型遠心分離機が一
般的には使用されているが、単独の遠心分離機では微小
なＦＣＣ重油中の触媒微粒子を十分除去することができ
ず、満足のいくものではない。

そこで、本発明は触媒を含有する重質燃料油から触媒微
粒子を効率よく除去する清浄方法及びそのための装置を
提供しようとするものである。

〔問題点を解決するための手段〕

本発明者等は、上記した従来技術の問題点を解決すべく
鋭意、検討を重ねた結果、触媒微粒子を含有する重質燃
料油を、電界を作用させる電界処理装置と、それに引き
続き遠心分離装置で処理することにより、不純物（触媒
残渣）を効率的に、かつ有効に除去することができるこ
とを見い出し、本発明に至った。

本発明においては、触媒微粒子を含有する重質燃料油を
、まず、■電界を作用させる電界処理装置で、そしてそ
れに引き続き、■遠心分離装置で処理し、油中の不純物
・汚染物である触媒残渣を効率よく、有効に除去するも
のであるが、以下本発明の具体的構成について図面を参
照しつつ詳細に説明する。

まず第１図は、本発明の清浄化フローを示すものである
。図で（１１）は触媒微粒子を含有する重質燃料油の貯
槽、（１２）は容袋ポンプで、処理される油は（１２）
の移送ポンプにより電界処理槽（１３）に送られる。電
界処理槽（１３）に送られた油に電源装置（１４）より
電圧を印加する。電界処理槽で油中の不純物の粒子は帯
電し、電極に吸引される間に凝集し、大きくなった後に
遠心分離機（１５）の原液送入口に送られる。ここで触
媒は（１７）の排出口より、また水分は（１８）の排出
口より除去され、清浄化された油は配管を経て清浄油貯
槽（１６）へ送られる。

次に、■電界処理装置と、■遠心分離装置について説明
する。

〈■電界処理装置について〉 第２図は電界処理装置の原理的な説明図であり、以下に
述べる形式のものに限定されるものではない。■は右型
でも円型でもよいが、不純物を含んだ絶縁性液体が入る
槽である。（Ａ）と（Ｂ）は電極で、電導性の棒でも板
でもよい。

（Ｌ）は上記の絶縁性液体である。即ち触媒微粒子を含
有する重質燃料油を此の槽■の中へ入れ。

（Ａ）と（Ｂ）の間に直流又は交流の高電圧、例えば、
１０，０００〜５０，０ＯＯＶを印加すると直流の場合
は仮に（Ａ）を十の極、（Ｂ）を−の極とすれば、此の
絶縁性液体中に分散する触媒物質及び其他の物質は、或
種のものは十に荷電し、或種のものは−に荷電する。十
に荷電したものは−の電極へ、−に荷電したものは十の
電極に吸引されて、粒子間に引力が働く。普通油中に分
散する固形分は−に荷電するものが多く、これは陽極へ
向かって吸引されて凝集する。

また１強い電界内で触媒微粒子と至近距離にある油中の
アスファルテンが触媒微粒子の表面に薄い膜を形成し、
ついで他の触媒微粒子がそこに重なるようにして付着す
る。そのため触媒微粒子同志が直接接触した場合でも互
に電荷を失っても離れるようなことは起こらない。この
ようにして粒子同志が付着し合って大きく凝集成長する
。

なお、油中に水分がある場合も水滴同志や水滴と触媒微
粒子とが付着して次第に大きな粒子へと成長することに
なる。

図２において、■は被処理原液の吸入口、■は処理液の
排出口を示す。

上記した電界処理装置の実装機種としては、高電圧を印
曾する静電浄油機が有利に適用される。

〈■遠心分離装置について〉 遠心分離装置には種々なるものがあるが１代表的な竪型
の分離板を有する遠心分離機の１種に就いて例を上げて
説明する。尚、遠心分離機も以下に述べる形式に限るも
のではなく、説明し易い為の一例にすぎない。

そこで分離板形の１種で、スラッジ排出型の遠心分離機
の一例の断面図を第３図に示して、その概要を説明する
。此の遠心分離機の場合は、回転軸（１０）に固定して
回転する円錐型の上部胴■とその下方に接し同様に回転
軸（１０）に固定する逆円錐型で底が平らな下部胴（イ
）と下部胴の周辺で上下に摺動する摺動弁■からなり、
上部胴（３）と下部胴（イ）の間の空間に多数の陣笠状
の分離板■が重なっている。

触媒を含有した油は■の原液送入口から入り。

開口■を経て矢印に沿って、分離板■の間で固形分は除
去され、固形分・水分は回転による遠心力で図の０の部
へ溜まり浄化された油は矢印に沿って出口（ハ）から流
出する。

本発明においては、上記したように電界処理装置と遠心
分離装置とを併用することを特徴とするものであるが、
これらの装置をそれぞれ単独で使うのでは重質燃料油に
微量に含有している触媒微粒子を有効に除去することが
できない。

これは次の理由によるものである。

遠心分離機が液体中から固型物を分離する性能（Ｖ）は
下記のストークの法則によって表わされる。

ここで　Ｐ　：固型物の比重 Ｐ′：液体の比重 ｄ　：粒子の半径 ｎ　：液体の粘度 この式かられかるように固型物や液体の比重と液体の粘
度が一定とすると分離性能は粒子の半径の２乗に比例し
て大きくなる。

本発明は電界の作用により重質燃料油（ＦＣＣ重油）中
の触媒や水分等の粒子サイズを凝集成長させ、その後に
遠心分離機で効率よく触媒微粒子や水分を分離し、清浄
化しようとするものである。

〔実施例〕 次に、実施例ならびに清浄化比較テストの結果をもとに
して、本発明に係る清浄方法の優位性について説明する
が１本発明はこの実施例により何ら限定されるものでは
ない。

〈実験条件〉 ◎被処理油 Ｃ重油（粘度１８０　ｃｓｔ、　５０℃、比重０．９８
．１５℃）◎処理条件 処理温度＝９８℃ 電界処理装置：印加電圧（ＤＣ７，５ＫＶ、　０．４ｍ
Ａ）。

電極間距離（２０ａ＋＋）、処理量（４０Ｑ／Ｈ）遠心
分離装置二回転数（９８００ｒ、Ｐ、ｍ）−処理量（４
ＯＮ／Ｈ）Ｏ粒子径サイズ及び個数の測定法 分散媒にキシレンを使用し、　ＨＩＡＣ微粒子計測器（
ＰＣ−３２０）にて１０５μｓ以下の粒子を計測した。

ｏＳＳ量の測定法 キシレン不溶解分としてミリポア（孔径０．８μｓ）に
て濾過後捕集し、計測した。

◎Ｓｉｎ、及びＡＱ２０．の測定法 原子吸光法にて計測した。

〈結　果〉 実験結果を第１表〜第３表、第４図〜第６図に示す。

第１表 第２表 第３表 なお、第４図は第１表に示される各種清浄方法による不
純物の除去量データを、不純物の残存量（含有量）に変
換してグラフ化したもの、第５図は第２表に示される無
電圧状態下における電解処理装置の入口及び出口におけ
る粒径分布データをグラフ化したもの、第６図は第３表
に示される各種清浄方法による不純物の除去率データを
グラフ化したものである。

これらの結果から、次の諸点が要約される；（ｉ）　　
第１表、第３表及び第４図、第６図で判るように、遠心
分離様単独にて浄化した場合よりも電界槽と遠心分離機
を併用し浄化させた場合の方法が、全て分離効果は向上
しており、有効であることがわかる。特に触媒物質であ
ルＳｉＯ□、　ＡＱ２０．についての除去も大きく向上
している。

（ｎ）　　第２表及び第５図から判るように、電界槽に
電界を印加しないで油を通過させた場合、電界槽入口と
出口において不純物の粒径サイズはほとんど変わらない
。

しかし、電界槽に高電圧を印加した場合、電界槽の出口
において、不純物の粒径サイズが１５ｕＩｎ以下のもの
の粒子数が顕著に増加している。

これは、前記したように、電界による不純物粒子の凝集
効果の現われであり、触媒微粒子が電界の作用により凝
集成長した結果である。特に第２表のＳＳ量で示される
ように、無電圧状態においてはメンブランフィルタ（孔
径０．８μｓ）で捕捉できなかった触媒微粒子は、荷重
圧状態のもとで、即ち電界の作用のもとで大きく凝集成
長し、確実に捕捉されることがわかる。

（ｎｉ）　　前述の通り、電界処理装置と遠心分離装置
とを組合せて清浄すると清浄効果が向上し。

よりよい重質燃料油が得られることが実証される。

〔発明の効果〕

本発明によれば、次のような優れた効果が期待できる。

１、重質燃料油（ＦＣＣ重油）中の残存触媒微粒子を除
去できるので、ピストン、シリンダー、燃料弁等の異常
摩耗を防止できる。

２、燃料中の水分も合わせて除去できるので、燃料中の
水分が沸騰して内燃機関のエアー抜きから燃料が吹出す
ようなトラブルも起らなくなる。

３、重質燃料油（ＦＣＣ重油）の浄化装置のサイズを軽
量小型化することができる。

４、凝集剤のような添加剤を必要としないので、経済的
に燃料油を浄化できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の清浄方法を示すフローチャート、第２
図は電界処理装置の正面断面図、第３図は遠心分離装置
の正面断面図、第４図は本発明の清浄方法による不純物
の除去量、第５図は無電圧状態下の電界処理装置の入口
及び出口における粒径分布及び第６図は本発明の清浄方
法による不純物除去の分離効率をそれぞれに示す。 １１・・・触媒微粒子を含有する重質燃料油用貯槽１２
・・・移送ポンプ　　　　　１３・・・電界処理槽１４
・・・電源装置　　　　　　１５・・・遠心分離装置１
６・・・清浄油用貯槽

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、重質燃料油中の触媒微粒子を、電界の作用のもとに
   凝集成長させるための電界処理装置と該凝集成長した触
   媒を除去するための遠心式分離装置とを使用して除去す
   ることを特徴とする触媒微粒子を含有する重質燃料油の
   清浄方法。 ２、重質燃料油中の触媒微粒子及び油中の水分を、電界
   の作用のもとに凝集成長させるための電界処理装置と該
   凝集成長した触媒と水分を除去するための遠心式分離装
   置とを使用して除去することを特徴とする触媒微粒子及
   び水分を含有する重質燃料油の清浄方法。