| 研究課題/領域番号 |
19K05345
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| 研究種目 |
基盤研究(C)
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| 配分区分 | 基金 |
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| 応募区分 | 一般 |
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| 審査区分 |
小区分31020:地球資源工学およびエネルギー学関連
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| 研究機関 | 秋田大学 |
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研究代表者 |
大川 浩一 秋田大学, 理工学研究科, 教授 (00375221)
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| 研究期間 (年度) |
2019-04-01 – 2023-03-31
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| 研究課題ステータス |
完了 (2022年度)
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| 配分額 *注記 |
4,420千円 (直接経費: 3,400千円、間接経費: 1,020千円)
2021年度: 780千円 (直接経費: 600千円、間接経費: 180千円)
2020年度: 1,690千円 (直接経費: 1,300千円、間接経費: 390千円)
2019年度: 1,950千円 (直接経費: 1,500千円、間接経費: 450千円)
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| キーワード | ビチューメン / オイルサンド / 超音波 / 酸化脱硫 / 分離 / テトラヒドロフラン / コンデンセート / 低温 / 脱硫 / 硫黄 / n-ペンタン |
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| 研究開始時の研究の概要 |
露天掘りにより回収されたオイルサンドから超重質油であるビチューメンを分離・回収する過程において、硫黄の除去を同時に行うことを目的とした研究である。この同時処理を低温で行うことを特徴とする。ビチューメンは、常温では粘度が高く、流動性がない。そこで、界面活性剤を添加し、超音波を照射することでオイルサンドを水溶液内に分散し、超音波の剥離作用によってビチューメンを砂から分離する。さらに、この分離過程で、酸化脱硫法を適用して硫黄を除去することを検討する。超音波は溶液中の物質輸送を促進するため、使用する薬剤の低濃度化および低温・短時間におけるオイルサンドからのビチューメンの分離・回収と脱硫が期待できる。
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| 研究成果の概要 |
オイルサンドからのビチューメンの分離およびビチューメン中の硫黄の脱離は、高温で処理されるため、エネルギー面で課題を有する。本研究は、ビチューメンの低粘度化のためにテトラヒドロフランを、ビチューメン中の硫黄の酸化のために過酸化水素を、そして酸化した硫黄を除去するために水酸化ナトリウムを使用し、それら各反応で超音波を使用することにより、45℃の低温において、ビチューメンの分離回収(93%)と脱硫(86%)を行うことに成功した。また、n-ペンタンを分散剤に使用した際に、極性の差を利用してビチューメンをアスファルテンとマルテンに分けることができた。そこでマルテンのみに酸化脱硫法を適用した。
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| 研究成果の学術的意義や社会的意義 |
オイルサンドからのビチューメンの分離および脱硫を同一過程にて低温で行う方法を見い出した。テトラヒドロフラン(THF)をオイルサンドに添加し、ビチューメンの粘度を下げた状態で、過酸化水素を添加し超音波照射することで砂と分離ができるとともにビチューメン中の硫黄が酸化できることがわかった。酸化した硫黄はアルカリ水溶液で除去できた。また、THFは加温によりビチューメンから容易に分離できることがわかった。n-ペンタンをTHFの代わりに使用すると、疎水性のため脱硫が難しくなったが、超音波を用いることで2層（n-ペンタン層と水溶液層）が速やかに混合され脱硫が進むことが明らかになった。
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