[发明专利]从页岩和类似物质中释放有机物以生产液体页岩燃料的方法

说明书

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。

发明背景

发明领域

本发明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，本发明涉及使用声漩涡流 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卷第1439页中(1990 年)，和Mason，T.J.的Practical Sonochemistry，A User′s Guideto 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6545060B1及其PCT对应专利WO 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 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 组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。据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(10,000psi) 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。