DE1275955B - Verfahren zur Speicherung von Mineraloel - Google Patents

Description

BUNDESREPUBLIK DEUTSCHLAND

DEUTSCHES

PATENTAMT

AUSLEGESCHRIFT

Int. CL:

B65g

B65d

Deutsche KL: 81 e -140

Nummer: 1 275 955

Aktenzeichen: P 12 75 955.6-22 (B 88411)

Anmeldetag: 10. August 1966

Auslegetag: 22. August 1968

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Speicherung von Mineralöl in einem unter Wasser angeordneten, mit einem Bauteil aus dem Wasser ragenden Behälter, aus dem das Mineralöl bzw. das Wasser durch den statischen Druck der jeweils anderen Flüssigkeit im Wechsel verdrängt wird.

Die Lagerung von Mineralöl in Speicherbehälter unter Wasser ist allgemein bekannt und wird z. B. in den USA.-Patentschriften 3 145 539 und 3 146 458 beschrieben. In gewissen bekannten Mineralöl-Speicherbehältern, die veränderliche Mengen an Mineralöl und Verdrängungswasser enthalten, befinden sich das Mineralöl und das Verdrängungwasser an einer Zwischenfläche in physischer Berührung miteinander. Diese Zwischenfläche senkt sich, wenn Mineralöl zur Speicherung in den Behälter eingeführt wird, und die Zwischenfläche steigt hoch, wenn das Mineralöl aus dem Speicherbehälter entfernt wird. Durch diese physische Berührung zwischen dem Mineralöl und dem Wasser an der Zwischenfläche entstehen jedoch zahlreiche Probleme.

Unter dem im folgenden verwendeten Ausdruck »Mineralöl« sollen sowohl Rohöl als auch raffinierte Mineralölerzeugnisse, wie beispielsweise Düsentreibstoffe, verstanden werden, die alle ein geringeres spezifisches Gewicht als Wasser besitzen. Unter gewissen Umständen und bei bestimmten gespeicherten Mineralölen, insbesondere bei Düsentreibstoffen, ist es erwünscht, das Mineralöl vom Verdrängungswasser vollständig physikalisch zu trennen.

Zur vollständigen physikalischen Trennung von Mineralöl und Verdrängungswasser ist es bekannt, eine feste Trenn- oder Scheidewand mit einer Dichte zu verwenden, die zwischen derjenigen des gespeicherten Mineralöls und des Verdrängungswassers liegt, so daß die Wand zwischen diesen zwei Flüssigkeiten schwebt. Da jedoch zwischen dem Umfang der Trennwand und der Innenwandung des Speicherbehälters ein Spielraum vorhanden sein muß, um eine freie vertikale Bewegung der Trennwand in dem Speicherbehälter zu ermöglichen, wenn sich die relativen Mengen des Mineralöls und Verdrängungswassers ändern, kommt im Bereich dieses Spielraums das Mineralöl wieder mit dem Verdrängungswasser in direkte Berührung. Da ferner der horizontale Querschnitt des Speicherbehälters über dessen Höhe in der Regel unterschiedlich ist, ist der vertikale Bewegungsbereich der starren Trennwand relativ klein. Außerdem muß bei dieser Ausführung der Innenraum des Speicherbehälters frei von Versteifungen und anderen Bauteilen sein.

Es ist auch bekannt, zur Trennung des Mineralöls Verfahren zur Speicherung von Mineralöl

Anmelder:

Bethlehem Steel Corporation,

Bethlehem, Pa. (V. St. A.)

Vertreter:

Dr.-Ing. W. Reiche!, Patentanwalt,

6000 Frankfurt, Parkstr. 13

Als Erfinder benannt:

Ray S. Lacy, Beaumont, Tex. (V. St. A.)

Beanspruchte Priorität:

V. St. ν. Amerika vom 10. August 1965 (478 697)

vom Verdrängungswasser eine biegsame gummiähnliche Membrane in dem Speicherbehälter einzubauen. Da der Umfang der Membrane mit dem Inneren des Behälters fest verbunden ist, ist die vertikale Bewegung der Membrane bei Änderungen der relativen Mengen des Mineralöls und des Verdrängungswassers jedoch ziemlich beschränkt. Außerdem besteht hier die Gefahr, daß Luft- oder Gaseinschlüsse im Speicherbehälter die Form der Membrane verändern und beim Füllen und Leeren Schwierigkeiten sowie einen Verlust an Speichervolumen erzeugen. Der Einbau der Membrane bringt ferner konstruktive Probleme mit sich und außerdem ist die Membrane mechanischen Beschädigungen ausgesetzt, und ihre Wartung und Reparatur wird schwierig, wenn nicht unmöglich, wenn der Speicherbehälter unter Wasser versenkt ist.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die obigen Nachteile zu vermeiden und ein Verfahren anzugeben, durch das auf einfache Weise eine vollständige physikalische Trennung zwischen dem Mineralöl und dem Verdrängungswasser in einem unter Wasser angeordneten Speicherbehälter erreicht wird.

Gemäß der Erfindung wird diese Aufgabe dadurch gelöst, daß zum vollständigen physikalischen Trennen des Mineralöls vom Wasser nach dem ersten Füllen des Behälters mit Wasser auf dieses eine Trennflüssigkeit aufgebracht wird, die im Mineralöl und im Wasser unlöslich ist und deren spezifisches Gewicht in der Mitte zwischen dem des Mineralöls

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und dem des Wassers liegt, wobei dann diese Trennflüssigkeit, auf dem Wasser schwimmend, beim Wechsel der Behälterfüllungen immer im Behälter verbleibt. Dadurch wird einerseits eine einwandfreie physikalische Trennung des Mineralöls vom Wasser gewährleistet und andererseits kann das zur Verfügung stehende Speichervolumen optimal genutzt werden. Weitere durch die Erfindung erzielten Vorteile sind folgende:

1. Die Trennflüssigkeit ist im Gegensatz zu der erwähnten festen Trennwand oder der biegsamen Membrane, keiner mechanischen Beschädigung ausgesetzt.

2. Die Trennflüssigkeit kann leicht in den Speicherbehälter eingeführt werden, wenn sich letzterer auf dem Meeresgrund befindet. Für den unwahrscheinlichen Fall, daß Trennflüssigkeit verloren geht, und zwar auf Grund eines fehlerhaften Arbeitens der auf die Zwischenfläche anspre-

steht, und sie entleert Salzwasser über die Salzwasserspeiseleitung 9 in die Salzwasser-Aufnahmevorrichtung 3. Die Salzwasser-Aufnahmevorrichtung 3 weist einen Überlauf 10 auf.

Zwecks Vereinfachung ist die Salzwasser-Aufnahmevorrichtung 3 schematisch außerhalb des säulenförmigen oberen Teils 2 angedeutet. Es versteht sich jedoch, daß die Salzwasser-Aufnahmevorrichtung 3 in dem oberen Teil 2 befestigt sein kann.

Der obere Abschnitt des säulenförmigen Teils 2 ist mit einer Mineralöl-Zuführleitung 11, in der ein Ventil 12 eingebaut ist, versehen, die mit einer Mineralölquelle in Verbindung stehen kann. Der obere Abschnitt des säulenförmigen Teils 2 unterhalb der Mineralöl-Zuführleitung 11 ist mit einer Mineralöl-Entleerungsleitung 13 versehen, in der ein Ventil 14 eingebaut ist und die in Verbindung mit einem Tankerkessel steht.

Die vorliegende Erfindung schlägt die Einschaltung

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chenden Steuervorrichtung, oder bei deren Aus- ^{ao ei}"55 Trennflussigkeitsschicht 15 zwischen dem Minefall, kann sie leicht nachgefüllt werden, ohne ralol und dem Wasser m dem Unterwasser-Mineraloldaß ein Einlaß zum Innenraum des Speicher- Speicherbehälter vor wobei die Trennflussigkeit m behälters geschaffen und der Speicherbehälter Jm Mineralöl und Wasser unlöslich und gegenüber wieder gehoben werden muß. ^dl.^es _u ^en Stoffen neutral ist sowie em spezifisches Ge-

_ „, ° . ,„ , . , . j 25 wicht aufweist, das zwischen dem spezifischen Ge-

3. Wenn freies Wasser oder irgendeine andere _{wicM des gespeicherten} Mineralöls und Wasser liegt.

Die Leitung 16 mit dem eingebauten Ventil 17 stellt die Verbindung zwischen einer Trennflüssigkeitsquelle (die z. B. aus einem Behälter bestehen kann, der auf der nicht gezeigten Deckanordnung des Speicherbehälters befestigt ist) und dem oberen Abschnitt des säulenförmigen Teils 2 her, so daß die Trennflüssigkeit 15 in den Unterwasser-Mineralöl-Speicherbehälter eingeführt werden kann, wie dies

F i g. 1 schematisch einen vertikalen Schnitt eines 35 nachstehend beschrieben wird. Speicherbehälters, der gerade mit Wasser gefüllt Eine geeignete Trennflüssigkeit 15 besteht z. B.

wurde und abgesunken ist, um auf dem Meeresboden (jedoch ohne hierauf beschränkt zu sein) aus einem zu ruhen, Rizinusöl, insbesondere von der Qualität, die im

F i g. 2 schematisch einen vertikalen Schnitt des Handel als »geblasen« oder oxydiert bekannt ist. Wie Speicherbehälters gegen Ende der anfänglichen Ein- 40 in dem Katalog der »The Baker Castor Oil Comp.«, führung der Trennflüssigkeit, 1955 gezeigt ist, sind geblasene oder oxydierte Rizi-

F i g. 3 schematisch einen vertikalen Schnitt des nusöle mit spezifischen Gewichten von etwa 0,97 im Speicherbehälter wenn in diesen Mineralöl einge- Handel erhältlich. Das spezifische Gewicht von Seeführt wird, wasser beträgt etwa 1,02. Das spezifische Gewicht Fig. 4 schematisch einen vertikalen Schnitt des 45 von typischen Düsentreibstoffen beträgt etwa 0,80 Speicherbehälters, nachdem dieser mit Mineralöl ge- und kann bei typischen Rohölen etwa 0,83 bis 0,90 füllt ist,

F i g. 5 schematisch einen vertikalen Schnitt des Speicherbehälters, wenn aus diesem durch hydraulische Verdrängung das Mineralöl entleert wird,

F i g. 6 schematisch einen vertikalen Schnitt des Speicherbehälters am Ende des Mineralöl-Entleerungszyklus.

Der Unterwasser-Mineralölspeicher weist einen

Lagerbehälter 1 und einen oberen säulenförmigen 55 Platz transportiert werden kann. Hierauf wird der Teil 2 auf, der mit dem Lagerbehälter 1 in Verbin- Speicherbehälter über herkömmliche Ballastrohre dung steht. Obwohl in der Zeichnung nur ein säulen- (nicht gezeigt) oder über die Salzwasser-Aufnahmeförmiges Teil 2 gezeigt ist, können mehr als ein sol- vorrichtung 3 mit Wasser 18 beschwert und versenkt, ches oberes Teil vorgesehen sein. Der Lagerbehälter 1 so daß er auf dem Meeresboden 19 aufliegt. Falls kann eine wesentlich größere horizontale Abmessung 60 erwünscht, können in bekannter Weise Pfähle vorals der obere Teil 2 aufweisen, wie dies schematisch gesehen werden, um den Speicherbehälter amMeeresdurch den Bruch im Lagerbehälter 1 angedeutet ist. boden 19 zu verankern. Der Speicherbehälter kann Eine Salzwasser-Aufnahmevorrichtung 3 steht mit ferner in eine Lage zwischen der Meeresoberfläche 8 dem unteren Teil des Lagerbehälters 1 über eine und dem Meeresboden 19 versenkt und in dieser Salzwasserleitung 4 in Verbindung, die in einem um- 6g Stellung z. B. durch herkömmliche Pfähle oder Saugekehrten Trichter 5 ausläuft. Eine Pumpe 6 ist mit len stabil abgestützt werden, ihrem Einlaßende mit einem Tauchrohr 7 verbunden Der Speicherbehälter ist nunmehr zum Einfüllen

das mit dem umgebenden Wasser 8 in Verbindung der Trennflüssigkeit 15 fertig. Das Ventil 17 wird

schwere Verunreinigung zusammen mit dem Mineralöl in den Speicherbehälter eingeführt wird, dringen solche Bestandteile durch die Trennflüssigkeit in das Wasser. 4. Eine genaue Bemessung des Mineralöls ist gewährleistet.

Die Erfindung wird nun an Hand der Figuren ausführlich beschrieben. Es zeigt

streuen. Die Rizinusöle schwimmen daher auf Seewasser unter einem gespeicherten Mineralöl und können diese Flüssigkeiten wirksam trennen.

Nachstehend wird die Arbeitsweise des Unterwasser-Mineralöl-Speicherbehälters beschrieben:

Es wird bemerkt, daß die bevorzugte Ausführungsform seefest ist und infolge ihres eigenen Auftriebs oder ihrer Schwimmfähigkeit zu dem gewünschten

geöffnet, und die Trennflüssigkeit 15 strömt aus der Trennflüssigkeitsquelle in den unteren Abschnitt des säulenförmigen Teils 2 sowie auf die Oberfläche des Wassers 18. Wenn der Pegel der Trennflüssigkeit 15 in dem säulenförmigen Teil 2 ansteigt, wird das .-Wasser 18 in den Speicherbehälter durch den Überlauf 10 der Salzwasser-Aufnahmevorrichtung 3 entleert. Es wird eine ausreichende Menge Trennflüssigkeit 15 in den Speicherbehälter eingeführt, um eine Schicht von zweckmäßiger Dicke zu erzeugen, wenn die Trennflüssigkeit 15 anschließend in diejenigen Abschnitte des Speicherbehälters verdrängt wird, die einen größeren horizontalen Querschnitt als der Lagerbehälter 1 aufweisen.

Der Speicherbehälter ist nunmehr zur Einführung des Mineralöls 20 fertig. Das Ventil 20 wird geöffnet, und das Mineralöl 20 strömt aus der Mineralölquelle in den oberen Abschnitt des säulenförmigen Teils 2 und auf die Oberfläche der Trennflüssigkeit 15. Wenn der Pegel des Mineralöls 20 in dem säulenförmigen Teil 2 ansteigt, wird das Wasser 18 im Speicherbehälter durch den Überlauf 10 der Salzwasser-Aufnahmevorrichtung 3 entleert. Wenn der Speicherbehälter mit Mineralöl 20 gefüllt ist, erstreckt sich die Trennflüssigkeit 15 vollständig von der einen zur anderen Seite des Lagerbehälters, und sie wirkt als eine vollständige Trennwand zwischen dem Wasser 18 und dem Mineralöl 20.

Wenn es erwünscht ist, das Mineralöl aus dem Speicherbehälter zu entfernen, wird die Pumpe 6 eingeschaltet, um Wasser 18 von der umgebenden Wassermenge 8 in die Salzwasser-Aufnahmevorrichtung 3 einzuführen, und das Ventil 14 wird geöffnet. Das Wasser 18 läuft durch die Salzwasserleitung 4 in den Lagerbehälter 1, und das Mineralöl wird über die Entleerungsleitung 13 aus dem Speicherbehälter verdrängt. Jegliches überschüssige und nicht zur Verdrängung des Mineralöls 20 mit der gewünschten Geschwindigkeit erforderliche Wasser wird durch den Überlauf 10 aus der Salzwasser-Aufnahmevorrichtung 3 abgegeben.

Vorrichtungen, wie z. B. Schwimmersteuerungen, die auf die mineralöltrennende Flüssigkeitszwischenfläche 21 und der trennenden Flüssigkeit-Wasser-Zwischenfläche 22 ansprechen, können dazu vorgesehen sein, um die Pumpe 6 abzuschalten, wenn die das Mineralöl trennende Flüssigkeitsfläche 21 die Höhe der Entleerungsleitung 13 erreicht hat, und um ferner das Ventil 12 zu schließen, wenn die trennende Flüssigkeit-Wasser-Zwischenfläche 22 den Trichter 5 erreicht hat, um einen Verlust der Trennflüssigkeit 15 durch den Überlauf 10 oder die Entleerungsleitung 13 zu verhindern.

Der Unterwasser-Mineralölspeicher kann durch geeignete herkömmliche Vorrichtungen von Ballast befreit und schwimmend zu einem anderen Aufstellungsplatz gezogen werden.

Es kann erwünscht sein, den säulenförmigen Teil 2 wegzulassen und nur den Lagerbehälter 1 zur Speicherung des Mineralöls 20 zu verwenden. Eine solche Anordnung wird vollständig in das Wasser 8 versenkt, mit Ausnahme derjenigen Elemente, die von der Oberfläche des Wassers 8 aus betrieben werden.

Es können daher die Mineralöl-Zuführleitung 11 und die Entleerungsleitung 13 sowie die Trennflüssigkeitsleitung 16 direkt mit dem Lagerbehälter 1 in Verbindung stehen. Wenn eine Salzwasser-Aufnahmevorrichtung 3 vorzusehen ist, kann die Salzwasserleitung 4, wie bei der bevorzugten Ausführung, mit dem Lagerbehälter 1 verbunden sein. Die Salzwasser-Aufnahmevorrichtung 3 kann auch weggelassen werden, und der Lagerbehälter 1 kann ferner unmittelbar mit dem Wasser 8 in Verbindung gebracht werden.

Es wird bemerkt, daß die F i g. 1 bis 6 im wesentlichen schematische Darstellungen sind und daß die gezeigten Pegel der verschiedenen Flüssigkeiten im Speicherbehälter nur der Erläuterung dienen. Die vorliegende Erfindung ist ferner mit anderen Flüssigkeiten verwendbar, die nicht als »Mineralöl« bezeichnet werden, jedoch leichter als die Trennflüssigkeit und in dieser unlösbar sind.

Claims (4)

Patentansprüche:

1. Verfahren zur Speicherung von Mineralöl in einem unter Wasser angeordneten, mit einem Bauteil aus dem Wasser ragenden Behälter, aus dem das Mineralöl bzw. das Wasser durch den statischen Druck der jeweils anderen Flüssigkeit im Wechsel verdrängt wird, dadurch gekennzeichnet, daß zum vollständigen physikalischen Trennen des Mineralöls vom Wasser nach dem ersten Füllen des Behälters mit Wasser auf dieses eine Trennflüssigkeit aufgebracht wird, die im Mineralöl und im Wasser unlöslich ist und deren spezifisches Gewicht in der Mitte zwischen dem des Mineralöls und dem des Wassers liegt, wobei dann diese Trennflüssigkeit, auf dem Wasser schwimmend, beim Wechsel der Behälterfüllungen immer im Behälter verbleibt.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß als Trennflüssigkeit Rizinusöl, vorzugsweise geblasenes Rizinusöl, verwendet wird.

3. Verfahren nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß als Minrealöl ein Düsentreibstoff mit einem spezifischen Gewicht zwischen 0,80 und 0,90 verwendet wird und daß das Wasser Seewasser ist.

4. Mineralöl-Speicherbehälter zur Ausführung des Verfahrens nach den Ansprüchen 1, 2 und 3 mit einer Einrichtung zum Ein- und Herausleiten von Mineralöl und Wasser in bzw. aus dem Behälter, gekennzeichnet durch eine weitere Einrichtung (16, 17) zum Einbringen einer Trennflüssigkeitsschicht (15) in den Lagerbehälter (1) zwischen dem Mineralöl (20) und dem Wasser (18), wobei die weitere Einrichtung (17) eine Leitung (16) aufweist, die die Verbindung zwischen einer Trennflüssigkeitsquelle und dem Innenraum des Lagerbehälters (1) in dessen oberen Teil (2) herstellt.

In Betracht gezogene Druckschriften:
USA.-Patentschrift Nr. 3 145 539.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

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