通过用漩涡式运动、波运动、声流湍流，或它们的组合处理液体介质中的页岩油粉末而从页岩油和类似的固体物质中释放有机物质的方法。所述处理引起所述液体介质的发泡，随后将所述泡沫与所述液体介质分开，由此所述泡沫富集有从所述页岩油粉末中释放的有机物质。可以将所述泡沫放在液体有机溶剂中并用漩涡式运动、波运动、声流湍流或它们的组合进行处理。所述处理导致烃被萃取到所述溶剂中，以及所述无机页岩物质发生沉淀。余下的无机固体物质可以用于建筑材料的生产。所获得的被萃取到所述溶剂中的烃的溶液表现为合成燃料，其可以在轻度转化之后用作汽车燃料、喷气燃料等。
【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】 相关申请的交叉引用本申请要求2006年6月28日提交的美国临时申请序号 60/816， 857的优先权。 专利技术背景 专利
本专利技术在于用于通过使用超声波的声漩涡流处理液体介质中的 物质的改进的方法和设备领域。更具体地，本专利技术涉及使用声旋涡流 将烃从有机页岩中萃取到液体溶剂介质中的改进的方法。现有技术描述使用超声波驱动化学反应是已知的。描述超声波的化学应用的出 版物的实例是Suslick， K. S.在Science第247巻第1439页中(1990 年)，和Mason, T. J.的 Practical Sonochemistry， A User's Guide to Applications in Chemistry and Chemical Engineering, Ellis Norwood出版社，West Sussex, England, (1991)。在多种已开发 的超声波系统中，被称为"探针(probe)"型系统的那些包括产生超 声波能量并将那些能量传递到用于放大的超声扬声器的超声波发射 器。在Ruhman等人的US专利6545060 Bl及其PCT对应专利W0 98/22277,以及Yamazaki等人的US专利5， 486， 733, Kuhn等人的 US专利4， 556， 467， Blomquist等人的US专利5， 360， 498和Sawyer 的US专利4， 168， 295中出现了磁致伸缩超声波发射器及它们在化学 反应中的应用的公开。Ruhman等人的专利公开了在连续流反应器中产 生超声振动的磁致伸缩发射器，其中连续流反应器中的振动相对于流 动方向径向定向并且频率范围限定为最大30kHz。 Yamazaki等人的专 利公开了在相对低的功率下操作的小规模超声扬声器，其中磁致伸缩4被列为可能的振动产生源与压电体原件和电致伸缩应变元件的组中之一。Kuhn等人的专利公开了包括大量超声扬声器和提供小于100kHz 的频率的发生器的连续流处理器。Blomquist等人的专利公开了利用 在23. 5kHz共振频率下操作的磁致伸缩粉末复合物的超声波发生器。 Sawyer等人的专利公开了具有三组超声发射器的流通式反应管，每一 組含有四个发射器并且在20 ~ 40kHz频率下释放超声波，。SulphCo， Sparks， Nev是用于将强酸性原油改质成更轻的非酸性 物质的促进超声波。据报道，该技术提高了比重并降低了硫和氮的水 平以及粘度，从而提供更多的每桶产物。 一般的中东原油含有40~45 %的渣油和0~5°/。的沥青质。所述超声法将一部分这些不想要的组分 转化为更轻的、更想要的馏分。椐称硫和渣油含量降低了多达80%。 最近在南朝鲜的OIL-SC安装了石油产物产量为2000桶/天的测试装 置。它已经显示，将阿拉伯中质原油的比重提高了 5度。SonoCrack技术对于原油和水与廉价的专利催化剂结合的混合物 使用高功率超声能量。所述高功率超声波的使用导致被处理的液体的 空化，产生气泡，该气泡生长、收缩并最终在超声波的压力下破裂。 所述破裂在每个微米和亚微米尺寸的气泡的内部和周围产生过量的热 和压力。整个过程花几纳秒并且由于释放的热使每个气泡表现为加速 所述物理反应的微反应器。所述高温(10， 000K)和高压(10， OOOpsi ) 条件导致分子键的破坏。作为水蒸气中的分子键破裂的结果，在所述空化气泡的 thermolic中心形成自由基。尽管这些自由基中的大部分快速地重新 形成水蒸气， 一小部分引起所述烃中的硫的取代。它还导致渣油成份 的键的断裂，因此提高原油品质。油页岩是应用于富含足够的有机物质(称为油母岩质)以通过蒸 馏产生石油的一类岩石的上位概念。油页岩中的油母岩质可通过化学 裂解方法转化为油。美国能源信息管理局估计在世界2. 6万亿桶可回收 油的油页岩供应中，其中的1. 0~ 1. 2万亿桶在美国。有两种油页岩常规的加工方法。 一种是原位压裂并加热所述页岩以便通过油井获得气体和液体。第二种(裂解)是通过釆矿、运输和在没有空气的情况下加热所述页岩至约450°C，对所得到的产物加氢以及处 理和稳定所述废物。这两种方法都使用大量的水。能量和水的总需求以 及环境和金钱成本(为生产大量的页岩油)到目前为止使得生产不经济。这些技术是及其昂贵的并且需要太多的能量以萃取相对少量的油。 它们引起环境破坏，例如空气和地下水的污染，并导致废物处理问题。报道了由M. Gvirtz教授开发的并且属于A. F. S. K.的新方法。根据 该公开，将所述页岩与沥青混合并用沥青涂覆，所述沥青是普通油精炼 的残余物，然后在相对低的压力下通过催化转化器。输出是可以精炼为 汽油和其它产物的合成油。该公司还开发了燃烧仍然含有残余燃料的剩 余页岩的方法。最近政府给予三个公司在Colorado开发油页岩资源的才几会。Shell, Chevron和EGL资源已经收到在160英亩上开发油页岩的租约。他们正 在探索在地下原位加热页岩使油和气体被泵送到地面上的计划。这种现 场法减轻了一些对环境的忧虑，如二氧化碳的排放。Shell Oil公司已经测试了这种方法，并且有一些成功。他们的方 法涉及在目标区域周围制造冰冻墙以密封地下水。移除所述水以后，该 公司插入电热棒以在下面加热所述页岩到700°F。但是所述加热法耗费 几年时间以产生油。 一旦产生了油，使用常规钻井法将其提取出来。该技术有一些大的障碍。生产100, 000桶/天的油的计划需要大量 能量。工厂需要连续地发加热所述页岩需要的1.2千兆瓦的电。该事实 使所述技术在有可能商业生产之前必须进行改进。US专利4， 304， 656中描述了另一种技术。该专利描述了通过挤压 油页岩的粉末状细粒同时对这些粉末状细粒使用超声波以从油页岩的粉末状细粒中分离油内容物而从油页岩中提取油内容物的方法。用US 专利7, 081,196中描述的声能处理原油馏分、化石燃料及其产物也是已 知的。该方法与使暴露于声能下的原油馏分与氢气在通过加氩脱硫引起 的有机硫向硫化氢的转化的条件下接触有关。这些专利和其它类似专利 的一些缺点包括高温和高压过程、高水消耗、环境破坏和高能量消耗。6专利技术概述上述方法中没有一种具有想要的特征低温和低压操作、低水消耗、 低能量消耗、和当将烃从有机页岩中萃取到液体溶剂介质中时的低环境 影响。本专利技术通过提供使用振动的纵向声流，包括超声波，在液体介质 中处理页岩的方法克服了已知的问题，即(l)低成本；(2)不消耗水； (3)不引起环境破坏；(4)不需要燃烧页岩或其无机物质；(5)产 生不含硫的燃料；(6)不使用化学催化剂；(7)具有低能量消耗；(7) 具有可忽略的放热并因此不需要冷却；(8 )剩余的无机物可以用作水 泥生产的原料从而创造出总体无废物的技术；(9)使模块化配置和升 级成为可能；和(10)有可能使用贫和小的页岩沉积物。本专利技术解决了从页岩中获得燃料的问题。尽管连贯有效地从页岩中 获得原油仍是问题，本专利技术解决了该问题以直接获得更高级的富含轻质 馏分的燃料，该燃料可以在轻度精炼后用作汽车燃料/喷气燃料等。本专利技术使用通过压电、磁致伸缩发射器，或流体动力学辐射器产生 的超声本文档来自技高网...
【技术保护点】
将有机物质从固体物质中释放到液体产物介质中的方法，所述方法包括以下步骤： （ａ）将所述固体物质放入第一液体介质中； （ｂ）使所述第一液体介质遭受振动； （ｃ）在所述第一液体介质中引起空化，由此使所述第一液体介质形成泡沫； （ｄ）从所述第一液体介质中移除所述泡沫； （ｅ）将所述泡沫引入到第二液体介质中； （ｆ）使所述第二液体介质遭受湍动的声流，由此使所述固体物质的非有机物质沉淀；和 （ｇ）从所述第二液体介质中分离所述沉淀的固体物质的非有 机物质。
【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...
【专利技术属性】
技术研发人员：V弗尔曼，
申请(专利权)人：OSAT有限责任公司，
类型：发明
国别省市：US[美国]
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