2021 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 – 2023-03-31
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| Keywords | オイルサンド / ビチューメン / 超音波 / 酸化脱硫 / 分離 / コンデンセート |
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| Outline of Annual Research Achievements |
露天掘りで得られたオイルサンド（アルバータ州産）からビチューメンを室温で分離することを目的に、ビチューメンの分散剤としてn-ペンタンを使用した。また、分離過程において、酸化脱硫法を適用し、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のに最適な条件を検討した。分離および脱硫の促進のため、超音波(周波数28 kHz, 出力200W)の利用を検討した。また、撹拌(500 rpm)を使用した場合と比較した。オイルサンド1 g(ビチューメン: 18.6 wt%)に対してn-ペンタン15 mLを加え、空気を流入しながら撹拌もしくは超音波照射を30分行ったところ、ビチューメンの抽出率はそれぞれ53%と94%であった。次に砂が混在していないビチューメン(硫黄含有率約5 wt%)を使用して、最適な酸化脱硫条件を調べた。ビチューメン1 gとn-ペンタン15 mLを超音波照射しスラリー状にした後に、過酸化水素(5 wt%)を15 mL加え超音波照射もしくは撹拌を30分行いビチューメン中の硫黄を酸化した。その後,水酸化ナトリウム溶液(10 mol/L)を15 mL添加し、酸化した硫黄を溶液中に脱離した。その結果、超音波を使用した場合の脱硫率は約50%であり、撹拌では2%程度であった。過酸化水素添加後の超音波処理ではビチューメンは溶液に分散していたが、撹拌では一部が沈殿しており、この現象の違いが脱硫率に影響していると考えられる。今後はこの現象について詳細に調べ、オイルサンドからのビチューメンの分離過程における脱硫率を向上させる。
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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、実験量が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 |
n-ペンタン（模擬コンデンセート）と超音波を用いたオイルサンドからのビチューメンの分離過程および酸化脱硫過程における超音波の役割を詳細に調べる。また、脱離可能な硫黄の形態と脱離が難しい硫黄の形態をX線吸収端近傍スペクトルから解析したいと考えている。本研究成果をまとめ論文投稿する予定である。
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| Causes of Carryover |
オイルサンドからビチューメンを分離し、脱硫するという各実験手順における最適条件を見出すことができたが、その理由について、まだ明らかにできていない。そのために必要な振動子や低粘度測定用コーンの購入が遅れており、次年度使用したいと考えている。また、本研究成果をまとめ論文投稿を行う予定である。
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