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L'usage toujours augmentant d'huiles telles qu'ob- tenues du pétrole ainsi que des huiles végétales et anima- les a entraîné des problèmes considérables posés par le nettoyage des réservoirs qui sont utilisés pour emmagasiner et transporter les produits en question. La nécessité du nettoyage se présente à diverses occasions, par exemple lorsqu'il faut utiliser le réservoir pour d'autres matières ou pour des matières d'une qualité autre qu'auparavant, ou s'il faut examiner ou réparer le réservoir. Une accumula- tion de boue poursuivie au cours du temps peut amener aussi la nécessité d'un nettoyage.
Lesprocédés utilisés à l'heure actuelle sont ba- sés en règle générale sur la combinaison d'un traitement à la vapeur et d'un rinçage à l'eau suivis d'un enlèvement mécanique des impuretés par pelletage, balayage et grattage.
Ces procédés peuvent être combinés à l'utilisation d'agents émulsifiants ou de solvants liquides. En règle générale, une opération de nettoyage exécutée de cette manière est très laborieuse et prend beaucoup de temps ce qui spécia- lement est un grand inconvénient du point de vue économique en ce qui concerne les bateaux citernes mais aussi en ce qui concerne des réservoirs d'emmagasinement à poste fixe, des wagons citernes, etc... La difficulté de sépare: les produits contaminants enlevés et l'eau qui les accompagne entraîne aussi des problèmes difficiles à résoudre lorsqu'il s'agit de se débarrasser des produits de déchets.
On a proposé précédemment de nettoyer des réser- voirs à huile en y insufflant la vapeur d'un solvant au sommet du réservoir. Ce procédé connu, cependant, peut conduire à un nettoyage non satisfaisant et, pour autant qu'on le sache, il n'a pas été utilisé couramment. Ainsi, la quantité de vapeur de solvant insufflée par unité de temps doit n'être pas trop petite naturellement car autre- ,
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ment on risquerait qu'une condensation sensible ait lieu sur des parties limitées da la paroi du réservoir, alors que d'autres parties seraient à peine atteintes par la vapeur du solvant et seraient ainsi insuffisamment nettoyées.
Pour vaporiser la quantité de solvant nécessaire .,un équipe- ment de volatilisation spécial avec de grandes surfaces de chauffe est nécessaire ce qui augmente le coût de l'in- stallation.
Suivant la présente invention, on a trouvé que la solution du problème d'introduire de manière simple de grandes quantités de vapeur de solvant dans un réservoir et d'avoir certaines garanties quant à un nettoyage efficace -'.-..-..de toutes les surfaces se trouve dans cette parti- cularité que le solvant est vaporisé par une insufflation directe de vapeur d'eau, ce que faisant, la vapeur du sol- vant doit être plus lourde que l'air', et le mélange de va- peur ainsi formé est introduit au sommet du réservoir à nettoyer.
Du fait que le mélange de vapeur est plus lourd que l'air, il se dépose au fond du réservoir et forme avec l'air une surface de séparation assez bien définie. En insufflant du mélange de vapeur en quantités plus .grandes que ce qui se condense sur les parois du réservoir, la sur- face de séparation entre le mélange de vapeur et l'air se déplacera vers le haut pendant un chauffage simultané du réservoir tandis que l'air est chassé par une ouverture au sommet du réservoir jusqu'à ce que tout le réservoir soit rempli du mélange de vapeur. De cette façon, une bonne con- densation est obtenue en chaque point du réservoir même s'il est de conformation irrégulière et on obtient ainsi un nettoyage effectif.
Le procédé est basé sur l'emploi de solvants de faible viscosité et relativement.volatils, de préférence bouillant dans un intervalle de température de 60-130 C (140-265 F) . la pression atmosphérique et caractérisé par une densité de vapeur supérieure à 1 par rapport à l'air.
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Lorsqu'on emploie cette méthode, on peut utiliser de manière particulièrement bien adaptée, des solvants non miscibles à l'eau, de préférence des solvants chlorés tels que le trichloréthylène, le perchloréthylène, le chlorure d'éthylène, le monochlorobenzène, etc.... mais on peut utili-. ser aussi des solvants autres que des solvants chlorés, par exemple du benzène, du toluène, de la benzine d'extraction, etc...
Le condensat de solvant sur les surfaces des parois du réservoir s'écoule vers le fond et dissout alors les huiles, les graisses, les cires, etc... qui se trouvent sur ces surfaces. La solution des produits contaminants dans le solvant est extraite continuellement du fond du réservoir à mesure qu'elle se forme, après quoi elle est conduite à un dispositif pour séparer l'eau et les conta.minants solides.
Finalement, les contaminants dissous peuvent être séparés @ du solvant par distillation avec où sans vapeur d'eau.
Lorsque tous les contaminants solubles ont, été .,. enlevés du réservoir, l'apport de mélange de vapeur est inter- rompu. Le solvant contenu dans le réservoir est alors enlevé d'une manière convenable, par exemple par l'une des deux méthodes suivantes.
Suivant l'une des méthodes, la vapeur de solvant en même temps que le solvant liquide restant éventuellement sur les surfaces sont retirés du réservoir à l'aide de va- peur d'eau et la vapeur de solvant est condensée à l'ex- térieur du réservoir. Le retrait du solvant de la couche de boue qui se produit normalement au fond du réservoir est facilité si le fond, pendant ee retrait.est couvert d'une couche d'eau qui est amenée'± ébullition par un apport de vapeur d'eau. Lorsque le réservoir est complètement débarras-, sé du solvant, on le refroidit en y injectant de l'eau, de préférence' à l'état de brouillard d'eau , ou par ventila--
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tion, ou en combinant l'injection d'eau et la ventilation.
L'autre méthode ou procédé pour retirer la vapeur de solvant du réservoir est exécutée de telle sorte que le réservoir est refroidi par injection d'eau comme il a été dit auparavant. Le solvant condensé est extrait du réser- voir en même temps que l'eau de refroidissement et il en est séparé par un dispositif approprié. Le fond est couvert d'une couche d'eau qui est amenée à ébullition en injec- tant de la vapeur d'eau en même temps que l'on ventile le réservoir. Lorsque le réservoir est débarrassé du solvant, on arrête l'apport de vapeur et on retire l'eau.
Le procédé à choisir pour l'enlèvement de la vapeur de solvant du réservoir dépend des circonstances locales et il est déterminé souvent par le prix attaché à un court temps de nettoyage en comparaison de faibles pertes de solvant.
La présente invention est d'une importance spéciale lorsqu'on nettoie de très grands réservoirs nécessi- tant d'importantes quantités de solvant pour leur nettoyage.
Du fait que l'on utilise de la vapeur d'eau pour vaporiser le solvant, cette vapeur étant usuellement disponible dans des installations de cette espèce sans qu'il y ait à construire des installations particulières dans ce but, les grandes quantités de solvant nécessaire peuvent être vaporisées facilement et rapidement. La chaleur d'évapora- tion de la vapeur d'eau et du mélange de vapeur de sol- vant sera plus grande que celle de la vapeur de solvant ce seule qui signifie qu'il faut un moindre volume de vapeur pour chauffer le réservoir que si l'on devait utiliser de la vapeur de solvant pure.
La capacité calorifique en même temps que l'émis- sion de chaleur suffit normalement pour assurer la conden- sation d'une quantité de solvant assez grande pour permet- tre d'enlever complètement les contaminants solubles en une
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seule opération. Dans des cas de nettoyage particulièrement difficile, il peut devenir nécessaire de répéter le pro- cessus après avoir refroidi le réservoir pour obtenir un flein effet.
L'invention sera décrite plus en détail dans ce qui suit en se référant au dessin annexé montrant une installation de nettoyage complète pour'exécuter le procédé suivant l'invention.
Sur le dessin , 1 représente un réservoir de va- porisation contenant un solvant convenable tel que du tri- chloréthylène. La vapeur d'eauest insufflée dans l'enceinte de vaporisation par un tuyau 2 . De la sortè, le solvant est vaporisé et le mélange azéotropique de vapeur de tri- chloréthylène et de vapeur d'eau est introduit par le conduit 3 dans le réservoir à l'huile à nettoyer.
Comme le conduit 3 se termine près du fond du réservoir 4, lemélange de va- peur insufflé se dépose au fond du réservoir et la surface de séparation entre le mélange de vapeur et l'air stagnant qui se trouve au-dessus se déplace graduellement vers le haut à mesure que le mélange de vapeur est introduit en plus grande quantité dans le réservoir que ce qui corres- pond à la quantité de vapeur se condensant au fond et sur' les parois du réservoir. L'air est chaussé à l'extérieur par un tuyau 5 relié au sommet du réservoir, ledit tuyau étant muni d'un condenseur 6 pour séparer toute vapeur de trichloréthylène qui pourrait accompagner l'air.
Le mélange de vapeur de trichloréthylène et de va peur d'eau se condense sur les parois froides du réservoir 4 et le trichloréthylène condensé dissout l'huile sur lesdi- tes parois et s'écoule en descendant au fond du réservoir.
Le mélange de trichloréthylène huileux et d'eau est pompé au moyen d'une pompe 7 vers un séparateur d'eau 8 où l'eau est enlevée par un tuyau de décharge 9 tandis que le solvant avec l'huile dissoute est conduit par le conduit 10 à
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l'enceinte de vaporisation 1 et que le mélange résultant d'huile et de contaminants est extrait par l'organe de pur- ge du fond 11.
La perte en solvant dans l'appareil décrit ne dépasse pas théoriquement ce qui s'échappe à l'état de vapeur en même temps que l'air expulsé, et cette perte, comme il a été dit, peut être abaissée en forçant l'air à passer dans un condenseur. La perte peut être réduite enco- re par le fait que l'air du système soit expulsé plus ou moins complètement à l'aide de vapeur d'eau avant de com- mencer l'opération de nettoyage. En insufflant de la vapeur de trichloréthylène et de la vapeur d'eau, le gaz passant par le tuyau 5 et le condenseur 6 consistera alors en vapeur d'eau contenant des quantités plutôt petites de va- peur de.trichloréthylène et éventuellement d'air ceci dé- pendant de la mesure dans laquelle l'expulsion préparatoire de l'air a été exécutée.
La vapeur dteau ainsi que la vapeur de trichloréthylène se condensent alors dans le con- denseur et revient en s'écoulant dans le réservoir d'une ma- nière pratiquement complète en sorte que la petite quantité d'air qui s'échappe vers l'atmosphère entraîne une qmantité de trichloréthylène pratiquement négligeable.
L'expulsion préparatoire forcée de l'air du réser- voir à l'aide de vapeur d'eau a aussi pour effet d'é- chauffer les parois du réservoir, ce qui est souvent un avan- tage parce qu alors on n'a pas besoin d'une si grande quan- tité de mélange de vapeur de trichloréthylène et de vapeur d'eau pour le chauffage proprement dit ce qui est important dans le cas où la capacité calorifique et l'émission de cha- leur du réservoir sont si importantes que la condensation du mélange de vapeur de solvant et de vapeur d'eau a lieu, lorsque le réservoir est froid, dans une mesureplus grande que ce qui correspond aux nécessités de nettoyage à cette occasion.
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EXEMPLE.-
Un réservoir fixe cylindrique,dressé.pour du fuel- oil n 5, ayant un diamètre de 12 mètres (39 pieds) une hauteur de 10 mètres (33 pieds) et un volume de 1.100 m3 (39.000 pieds cubes) a été vidé d'huile aussi complètement que possible par pompage. Au fond du réservoir, une couche d'environ 5 cm (2 pouces) d'un composé visqueux était res- tée, contenant de l'huile, de la cice, de l'eau, de la rouille, etc... Une couche semblable ayant une épaisseur variant avec le niveau, adhérait également aux parois.
Un mélange azéotropique de vapeur de trihhloréthylène et de vapeur d'eau était introduit dans le réservoir à l'aide d'un. tuyau relié à un couvercle de trou d'homme près du fond du réservoir. Une surface de séparation bien définie était for- mée entre la couche de vapeur au fond du réservoir et l'air placé au-dessus.
La vapeur était produite dans un récipient de 2 m3 (70 pieds cubes), qui était.à demi-rempli de trichloréthylène et pourvu de tuyaux pour l'insufflation directe de vapeur et cette vapeur était fournie au réservoir à une vitesse telle que la surface intermédiaire s'élèveait de 1-2 mètres (3-6 pieds) à l'heur .Le condensat formé était renvoyé en même temps que les contaminants dissous et en dispersion en passant par un filtre à crasse et un sépara- teur d'eau au générateur de vapeur où les contaminants étais concentrés. Les matières contenues dans le générateur de vapeur étaient diluées-,avec un fuel-oil fluide et transfé- rées à un réservoir d'emmagasinement en même temps que l'huile s'accumulant dans le générateur.
Lorsque la va- peur avait atteint la partie supérieure du réservoir, le condensat sortant du réservoir était exempt d'huile.
Le réservoir était refroidi par l'injection d'eau et venti- lé de la manière décrite précédemment. Le chloréthylène nouvellement condensé et exempt d'huile était renvoyé à la réserve de solvant pur. Le mélange d'huile et de trichlor
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éthylène obtenu était alors distillé avec de la vapeur d'eau dans le récipient-de 2 m3 (70 pieds cubes) utilisé pré- cédemment comme générateur, et qui pour ce but était pourvu d'un condenseur. Le trichloréthylène chassé était conduit à la réserve de solvant pur et l'huile, qui après distillation ne contenait plus que des traces de trichloréthylène, était recueillie apr¯s que l'eau en dispersion ait été amenée à se déposer au fond et ait été retirée.
L'exemple illustré ici n'est qu'un des nombreux exemples possibles et des formes de réalisation convenable de l'invention. Ainsi, le solvant peut être remplacé par un autre. des solvants mentionnés précédemment, lgencement en ce qui concerne les appareillages pour la génération et l'introduction de vapeur de solvant et de vapeur d'eau ainsi que pour la séparation des saletés, la récupération de solvant, etc.... peuvent être changés en un grand nombre de manières différentes sans s'écarter de la conception de l'invention.
REVENDICATIONS.-
1.- Procédé pour nettoyer intérieurement un ré- servoir à huile, caractérisé en ce qu'on insuffle de la va- peur d'eau dans un solvant dont la vapeur est plus lourde qu l'air, en ce que Ilon introduit le mélange formé de vapeur d'eau et de vapeur de solvant dans le réservoir près de son fond en une quantité qui est plus grande, par unité de temps, que la quantité qui se condense sur les parois du réservoir, et en ce qu'on retire le condensat formé,hors du réservoir et en ce qu'on décharge du sommet du réservoir les gaz non condensables contenus dans celui-ci.
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The ever increasing use of oils such as petroleum as well as vegetable and animal oils has caused considerable problems in cleaning the tanks which are used to store and transport the products in question. The need for cleaning arises on various occasions, such as when the tank needs to be used for other materials or for materials of a different quality than before, or if the tank needs to be examined or repaired. A continued build-up of sludge over time may also lead to the need for cleaning.
The processes in use today are generally based on the combination of steam treatment and water rinsing followed by mechanical removal of impurities by shoveling, sweeping and scraping.
These methods can be combined with the use of emulsifying agents or liquid solvents. As a rule, a cleaning operation carried out in this way is very laborious and time consuming, which is especially a great disadvantage from an economic point of view as regards tank vessels but also as regards oil tanks. 'stationary storage, tank cars, etc ... The difficulty of separating: the contaminants removed and the water that accompanies them also leads to difficult problems to solve when it comes to disposing of waste products .
It has previously been proposed to clean oil tanks by blowing in the vapor of a solvent at the top of the tank. This known method, however, can lead to unsatisfactory cleaning and, as far as is known, it has not been used routinely. Thus, the amount of solvent vapor blown in per unit of time must not be too small naturally because other-,
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There is a risk that substantial condensation takes place on limited parts of the wall of the tank, while other parts would hardly be reached by the vapor of the solvent and would thus be insufficiently cleaned.
To vaporize the necessary amount of solvent, special volatilization equipment with large heating surfaces is required which increases the cost of the installation.
According to the present invention, it has been found that the solution of the problem of introducing in a simple manner large quantities of solvent vapor into a tank and of having certain guarantees as to an efficient cleaning. all surfaces are in this peculiarity that the solvent is vaporized by direct blowing of water vapor, in doing so, the vapor of the solvent must be heavier than air ', and the mixture will - fear thus formed is introduced at the top of the tank to be cleaned.
Because the vapor mixture is heavier than air, it settles to the bottom of the tank and forms with the air a fairly well defined separation surface. By blowing in the vapor mixture in greater quantities than condenses on the walls of the tank, the partition surface between the vapor mixture and the air will move upwards during simultaneous heating of the tank while air is forced out through an opening at the top of the tank until the entire tank is filled with the vapor mixture. In this way, good condensation is obtained at each point of the tank even if it is irregular in shape and thus effective cleaning is obtained.
The process is based on the use of low viscosity and relatively volatile solvents, preferably boiling in a temperature range of 60-130 C (140-265 F). atmospheric pressure and characterized by a vapor density greater than 1 with respect to air.
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When this method is employed, it is particularly suitable to use solvents immiscible with water, preferably chlorinated solvents such as trichlorethylene, perchlorethylene, ethylene chloride, monochlorobenzene, etc. .. but we can use. will also be solvents other than chlorinated solvents, for example benzene, toluene, extraction benzine, etc ...
The solvent condensate on the surfaces of the walls of the tank flows to the bottom and then dissolves the oils, greases, waxes, etc. which are on these surfaces. The solution of the contaminants in the solvent is continuously withdrawn from the bottom of the tank as it forms, after which it is passed to a device for separating the water and the solid contaminants.
Finally, dissolved contaminants can be separated from the solvent by distillation with or without water vapor.
When all the soluble contaminants have been.,. removed from the tank, the supply of steam mixture is interrupted. The solvent contained in the reservoir is then removed in a suitable manner, for example by one of the following two methods.
According to one of the methods, the solvent vapor together with any liquid solvent which may remain on the surfaces is withdrawn from the reservoir with the aid of steam and the solvent vapor is condensed at the ex- interior of the tank. Removal of the solvent from the sludge layer which normally occurs at the bottom of the tank is facilitated if the bottom, during this removal, is covered with a layer of water which is brought to the boil by a supply of steam. . When the tank is completely free of solvent, it is cooled by injecting water therein, preferably 'in the state of water mist, or by ventilation.
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tion, or by combining water injection and ventilation.
The other method or method of removing the solvent vapor from the tank is carried out such that the tank is cooled by water injection as mentioned before. The condensed solvent is withdrawn from the tank together with the cooling water and separated therefrom by a suitable device. The bottom is covered with a layer of water which is brought to a boil by injecting water vapor at the same time as the tank is ventilated. When the tank is free of the solvent, the supply of steam is stopped and the water is removed.
The method to be chosen for removing the solvent vapor from the reservoir will depend on local circumstances and is often determined by the price attached to a short cleaning time compared to low solvent losses.
The present invention is of special importance when cleaning very large tanks requiring large amounts of solvent for cleaning.
Due to the fact that water vapor is used to vaporize the solvent, this vapor being usually available in installations of this kind without having to construct special installations for this purpose, the large quantities of solvent necessary can be vaporized easily and quickly. The heat of evaporation of the water vapor and the solvent vapor mixture will be greater than that of the solvent vapor, which alone means that a smaller volume of vapor is required to heat the tank than if one were to use pure solvent vapor.
The heat capacity together with the heat emission is normally sufficient to ensure the condensation of a quantity of solvent large enough to allow the complete removal of soluble contaminants in one.
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single operation. In particularly difficult cleaning cases, it may become necessary to repeat the process after cooling the tank to obtain a flein effect.
The invention will be described in more detail in the following with reference to the accompanying drawing showing a complete cleaning installation for carrying out the process according to the invention.
In the drawing, 1 shows a vaporization tank containing a suitable solvent such as trichlorethylene. The water vapor is blown into the vaporization chamber through a pipe 2. From the outlet, the solvent is vaporized and the azeotropic mixture of trichlorethylene vapor and water vapor is introduced through line 3 into the oil tank to be cleaned.
As line 3 terminates near the bottom of tank 4, the blown-in vapor mixture settles to the bottom of the tank and the surface of separation between the vapor mixture and the stagnant air above it gradually moves towards the bottom of the tank. up as more vapor mixture is introduced into the tank than corresponds to the amount of vapor condensing on the bottom and walls of the tank. The air is shod to the outside by a pipe 5 connected to the top of the tank, said pipe being fitted with a condenser 6 to separate any trichlorethylene vapor which could accompany the air.
The mixture of trichlorethylene vapor and water vapor condenses on the cold walls of the tank 4 and the condensed trichlorethylene dissolves the oil on the said walls and flows down to the bottom of the tank.
The mixture of oily trichlorethylene and water is pumped by means of a pump 7 to a water separator 8 where the water is removed through a discharge pipe 9 while the solvent with the dissolved oil is led through the leads 10 to
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the vaporization chamber 1 and that the resulting mixture of oil and contaminants is extracted by the bottom purge device 11.
The loss of solvent in the apparatus described does not theoretically exceed what escapes in the vapor state at the same time as the expelled air, and this loss, as has been said, can be lowered by forcing the air to pass through a condenser. The loss can be further reduced by the fact that the air in the system is expelled more or less completely with the aid of water vapor before starting the cleaning operation. By blowing in with trichlorethylene vapor and water vapor, the gas passing through pipe 5 and condenser 6 will then consist of water vapor containing rather small amounts of trichlorethylene vapor and possibly air. this depends on the extent to which the preparatory expulsion of the air has been carried out.
The water vapor as well as the trichlorethylene vapor then condenses in the condenser and returns by flowing into the tank almost completely so that the small quantity of air which escapes to the atmosphere results in an almost negligible amount of trichlorethylene.
The preparatory forced expulsion of the air from the tank with the aid of water vapor also has the effect of heating the walls of the tank, which is often an advantage because then one does not does not need such a large quantity of mixture of trichlorethylene vapor and water vapor for the actual heating, which is important if the heat capacity and heat output of the tank are so important that the condensation of the mixture of solvent vapor and water vapor takes place, when the tank is cold, to a greater extent than what corresponds to the cleaning requirements on this occasion.
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EXAMPLE.-
A cylindrical fixed tank, erected for fuel oil No. 5, having a diameter of 12 meters (39 feet), a height of 10 meters (33 feet) and a volume of 1,100 m3 (39,000 cubic feet) was emptied of oil as completely as possible by pumping. At the bottom of the tank, a layer of about 5 cm (2 inches) of a viscous compound remained, containing oil, lime, water, rust, etc. a similar layer having a thickness varying with the level, also adhered to the walls.
An azeotropic mixture of trihlorethylene vapor and water vapor was introduced into the tank using a. pipe connected to a manhole cover near the bottom of the tank. A well-defined separation surface was formed between the vapor layer at the bottom of the tank and the air placed above.
The steam was produced in a 2 m3 (70 cubic feet) vessel, which was half-filled with trichlorethylene and provided with pipes for direct steam blowing and this steam was supplied to the tank at such a speed that the surface intermediate rose 1-2 meters (3-6 feet) per hour. Condensate formed was returned along with dissolved and dispersed contaminants through a dirt filter and water separator to the steam generator where the contaminants were concentrated. The materials in the steam generator were diluted with fluid fuel oil and transferred to a storage tank along with the oil accumulating in the generator.
When the steam reached the top of the tank, the condensate leaving the tank was free of oil.
The tank was cooled by the injection of water and ventilated as previously described. The newly condensed, oil-free chlorethylene was returned to the reserve of pure solvent. The mixture of oil and trichlor
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The ethylene obtained was then distilled with water vapor in the 2 m3 (70 cubic feet) vessel previously used as a generator, and which for this purpose was provided with a condenser. The trichlorethylene driven off was carried to the reserve of pure solvent and the oil, which after distillation contained only traces of trichlorethylene, was collected after the water in dispersion had been brought to settle at the bottom and was withdrawn.
The example illustrated here is only one of many possible examples and suitable embodiments of the invention. Thus, the solvent can be replaced by another. of the aforementioned solvents, the arrangement with regard to the apparatus for the generation and introduction of solvent vapor and water vapor as well as for the separation of dirt, the recovery of solvent, etc. can be changed. in a number of different ways without departing from the conception of the invention.
CLAIMS.-
1.- Process for cleaning the interior of an oil tank, characterized in that water vapor is blown into a solvent whose vapor is heavier than air, in that the mixture is introduced. formed of water vapor and solvent vapor in the tank near its bottom in an amount that is greater, per unit time, than the amount that condenses on the walls of the tank, and in what is removed the condensate formed, out of the tank and in that the non-condensable gases contained in the latter are discharged from the top of the tank.