2022 Fiscal Year Annual Research 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, 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 / 脱硫 / 硫黄 / 超音波 / コンデンセート / n-ペンタン |
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| Outline of Annual Research Achievements |
カナダ産オイルサンドからビチューメンを低温で回収するとともに、脱硫を行うことを目的に研究を行った。オイルサンドからビチューメンを抽出するにあたって、コンデンセートの使用を検討した。主成分はn-ペンタンであるので、それを模擬コンデンセートとして用いた。今回用いたオイルサンドはビチューメンを18.6wt%含有し、ビチューメン中の硫黄含有量は約5wt%であった。ビチューメン1gに対してn-ペンタン15mlを添加することで、ビチューメンを80℃で加熱したときと同等の粘度を示した。砂とビチューメンの分離を促進するために低周波数の超音波(28 kHz)を使用した。オイルサンド1gに n-ペンタン15mLを加え，超音波を30分照射( 20℃)し、ビチューメンと砂を分離した。その後、15wt%過酸化水素を15mL加え超音波を30分照射しビチューメン中の硫黄を酸化させた後、水酸化ナトリウム水溶液(5mol/l)を15mL添加して30分超音波照射し脱硫を行った。最後にCO2を流入しながら超音波照射を15分照射しビチューメンを回収した。オイルサンドに含まれるビチューメンの94wt%をn-ペンタンで抽出することができた。また脱硫率は66.1%であった。脱硫率に影響を与える因子は超音波出力、水酸化ナトリウム濃度、過酸化水素濃度であった。ビチューメン中に有機硫黄（チオフェン、スルフィド）を確認し、過酸化水素添加後に超音波を照射することでこれら硫黄の酸化が確認できた。水酸化ナトリウムを用いて脱硫すると、これら酸化した硫黄の減少が確認された。最終年では、硫黄の脱離をより効果的に行うため、様々な条件を検討した。その結果、ビチューメンを簡易にマルテンとアスファルテンに分離できる方法を見出し、そのマルテンに対して酸化脱硫を行った。マルテンに対して超音波を用いて脱硫処理を行った場合その値は82.2wt%を示した。
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