2020 Fiscal Year Research-status Report
Simultaneous recovery and desulfurization of bitumen from oil sand at low temperature using ultrasound
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19K05345
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| Research Institution | Akita University |
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Principal Investigator |
大川 浩一 秋田大学, 理工学研究科, 准教授 (00375221)
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| Project Period (FY) |
2019-04-01 – 2022-03-31
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| Keywords | 脱硫 / オイルサンド / ビチューメン / 超音波 / 硫黄 / コンデンセート |
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| Outline of Annual Research Achievements |
低温でオイルサンドからビチューメンを分離するために、ビチューメンが分散する最適な溶媒を探索すること、また、分離過程において、酸化脱硫法を適用することで、ビチューメンをオイルサンドから分離しながら脱硫を行うことを検討した。ビチューメン分散溶媒は、現地で使用できるものが望ましいため、ビチューメンの輸送に使用されるコンデンセートに着目した。本研究では、n-ペンタンを模擬コンデンセートとして用いて、ビチューメン(アルバータ州産)にn-ペンタンを少量ずつ添加して、粘度変化を調べたところ、ビチューメン1gに対してn-ペンタンを2mL添加することで、粘度が1000mPa・s（80℃に熱したビチューメンの粘度と同等の値）を下回ることがわかった。そこで、オイルサンドをn-ペンタン溶液に添加し超音波(28 kHz)を照射することで、ビチューメンを砂から分離した。次に過酸化水素を添加し超音波照射した後、水酸化ナトリウムを加え、酸化脱硫を行った。その後、二酸化炭素を溶液に流入し、ビチューメンを水面で回収した。処理後に回収されたビチューメンの硫黄含有量を調べたところ、その値は処理前の含有量の約半分（脱硫率 約50%）であった。分離・脱硫過程において、その実験条件を変更して行ったところ、超音波照射時間、酸化脱硫時の過酸化水素と水酸化ナトリウムの濃度が脱硫率に影響することがわかった。n-ペンタンは水への溶解度が低いため、過酸化水素溶液と混じり合わないが、超音波を使用することで、照射中は混じり合い、酸化反応が進行することが明らかになった、
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
ある程度は順調に、進展しているが、コロナ禍の影響で、予定していた県外の他機関での測定や解析が実施できなかった。また、実験量も当初予定していた量よりも少ないものとなった。
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| Strategy for Future Research Activity |
コンデンセートが、オイルサンドからのビチューメン分離および酸化脱硫において、溶媒として使用できることが明らかになった。しかしながら、昨年度のテトラヒドロフランを溶媒として用いた場合と比較して、ビチューメンの分離率、脱硫率は低い。今後は、コンデンセートを用いた場合の、オイルサンドからのビチューメン分離と酸化脱硫がより効率よく行える条件（超音波出力、照射時間、周波数、過酸化水素濃度、アルカリ濃度）を検討する。また、本酸化脱硫法にて処理しやすいビチューメン中の硫黄と、しにくい硫黄の形態を明らかにしたいと考えている。
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| Causes of Carryover |
コンデンセートを溶媒に使用することを、決定したが、その特性を把握するために時間がかかった。そのため、コンデンセートに照射するのに、最適な超音波装置を選びきれなかった。翌年度、超音波装置を購入する予定である。
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