JP2009061402A - 桟橋設備、及び炭化水素回収システム - Google Patents

桟橋設備、及び炭化水素回収システム Download PDF

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Abstract

【課題】タンカー排出ガスを流通可能とするローディングアームを備え、トラブル発生を低減し、信頼性の向上が図られた線橋設備を提供すること。
【解決手段】ローディングアーム３８の上流側の端部に開閉可能なバルブ４０を備える構成とし、タンカー３２の運搬用槽１０と接続していない状態において、バルブ４０を閉止状態とし、ローディングアーム３８内への外気流入を防止する。また、不活性ガス注入手段４０を備えているため、配管Ｌ３０内の酸素濃度を調整することができ、火災、爆発等のトラブルの発生の虞を防止する。また、運転開始前において、バルブ４０を閉止状態とし、不活性ガスを注入し酸素濃度を低下させることで、運転開始直後に、酸素濃度計４８が過敏に反応するトラブルを防止し、設備の信頼性向上を図る。また、デトネーションアレスター５２を設け、火災、爆発等のトラブルが拡大することを防止する。
【選択図】図１

Description

本発明は、桟橋設備、及び炭化水素回収システムに関する。
例えば原油、各種石油製品、及び半製品等（以下、炭化水素油という）を槽内に積み込んで運搬するタンカーやタンクローリーは、通常、安全上の対策のため、炭化水素油を荷揚げした後、窒素や二酸化炭素などを主成分とするガスを導入することによって、槽内の酸素濃度を爆発範囲外となる濃度に調整している。この槽に、再び炭化水素油を積み込むと、槽内のガスは槽外に排出される。
このような槽内のガスは、通常、直前に運搬した炭化水素油の残存物から発生する炭化水素ガスを通常数％〜数十％（体積基準）含有している。このような炭化水素含有ガスを大気中に放出すると、大気汚染などの環境問題を引き起こし、また、安全上の問題にもなりうる。また、これらの炭化水素含有ガスを燃焼させて大気中に排出することは、エネルギー資源の浪費につながるだけでなく、ＮＯｘなどの大気汚染物質等の排出を増大させることとなる。
そこで、炭化水素含有ガスと吸収用液との接触により炭化水素化合物を回収することが知られており、炭化水素含有ガスとタンク内に貯蔵された原油と接触させることによって、炭化水素化合物を原油中に回収するプロセスが提案されている（例えば、特許文献１参照）。
特開２００７−０９９８１７号公報
近年、更なる安全性の向上が求められ、タンカー排出ガスを安全に移送することが可能な桟橋設備が望まれている。本発明は、上記事情に鑑みてなされたものであり、タンカー排出ガスの流通を可能とするローディングアームを備え、トラブル発生の低減し、信頼性の向上が図られた桟橋設備を提供することを目的とする。
また、従来技術では、タンカーの槽内に接続可能とされた複数のローディングアームに対して、タンカー排出ガスを吸引する機器が各々設置されていたため、機器の削減が求められている。本発明は、上記事情に鑑みてなされたものであり、原油、炭化水素油積込み時に排出されるタンカー排出ガスを吸引する吸引手段の機器削減が図られた炭化水素回収システムを提供することを目的とする。
本発明による桟橋設備は、タンカーに設けられた運搬用槽に接続可能とされ、運搬用槽外に排出されたタンカー排出ガスを流通可能とするローディングアームを備えた桟橋設備であって、ローディングアームの上流側の端部に設けられ、開閉可能とされたバルブと、ローディングアームの下流側に接続された配管内に設けられ、炎の伝達を防止するデトネーションアレスターと、配管内に不活性ガスを注入可能とする不活性ガス注入手段と、配管内の酸素濃度を検出可能な酸素濃度計とを備えることを特徴としている。
このような桟橋設備によれば、ローディングアームの上流側の端部に開閉可能のバルブが設けられているため、タンカーの運搬用槽と接続していない状態において、バルブを閉止状態とすることで、外気のローディングアーム内への流入を防止することができる。また、不活性ガス注入手段を備えているため、配管内に不活性ガスの注入を行うことで、内部の酸素濃度を調整することができ、火災、爆発等のトラブルの発生の虞を低減することができる。また、運転開始前（タンカー排出ガス移送前）において、バルブを閉止状態として、不活性ガスを注入し酸素濃度を低下させることで、運転開始直後に、酸素濃度計が過敏に反応するトラブルを防止することができ、設備の信頼性向上を図ることができる。また、デトネーションアレスターが設けられているため、炎の伝達を防止することができ、火災、爆発等のトラブルが拡大することが防止される。
また、酸素濃度計によって検出された酸素濃度に基づいて、不活性ガスの注入量を増加させ、配管内の酸素濃度を制御する酸素濃度制御装置を備えることが好ましい。これにより、検出された酸素濃度に基づいて、不活性ガスの注入量を増加させることで、配管内の酸素濃度を調節して、酸素濃度を爆発下限以下にすることができ、火災、爆発等のトラブル発生を好適に防止することができる。また、本発明の桟橋設備は、配管の下流側に接続され、タンカー排出ガスを吸引する圧縮機をさらに備える構成としてもよい。
また、本発明による炭化水素回収システムは、複数の桟橋を備えた出荷設備に設置され、タンカーに設けられた運搬用槽内に原油を積み込む際に、運搬用槽外に排出されたタンカー排出ガスから炭化水素化合物を回収する炭化水素回収システムであって、複数の桟橋に設置され、運搬用槽に接続可能とされてタンカー排出ガスを流通可能とする複数のローディングアームと、複数のローディングアームの下流側に各々接続されタンカー排出ガスを流通可能とする複数の配管と、複数の配管内を流通したタンカー排出ガスを集合する集合管と、集合管の下流側に接続されタンカー排出ガスを吸引する吸引手段と、吸引手段によって吸引されたタンカー排出ガスが供給され、タンカー排出ガス中の炭化水素化合物を吸収する吸収液を用いてタンカー排出ガス中の炭化水素化合物を回収する炭化水素回収部とを備えることを特徴としている。
このような炭化水素回収システムによれば、複数の配管内を流通したタンカー排出ガスを集合する集合管を備え、この集合管の下流側に、タンカー排出ガスを吸引する吸引手段が設置されているため、タンカー排出ガスの排出源である複数の運搬用槽に対して、各々吸引手段を設置する必要がなく、吸引手段の設置個数を削減することができる。
また、配管内に不活性ガスを注入可能とする不活性ガス注入手段を更に備え、吸引手段は、タンカー排出ガスを圧縮する圧縮機であり、炭化水素回収部は、吸収液として原油を用いてタンカー排出ガス中の炭化水素化合物を回収することが好ましい。これにより、配管内に不活性ガスの注入を可能とする不活性ガス注入手段を備えているため、不活性ガスを注入して酸素濃度を調整することができる。従って、爆発下限以下に酸素濃度を低下させることができる。その結果、圧縮機を用いて安全にタンカー排出ガスを吸引することができる。
また、本発明による炭化水素回収システムは、複数の桟橋を備えた出荷設備に設置され、タンカーに設けられた運搬用槽内に炭化水素油を積み込む際に、運搬用槽外に排出されたタンカー排出ガスから炭化水素化合物を回収する炭化水素回収システムであって、複数の桟橋に設置され、運搬用槽に接続可能とされてタンカー排出ガスを流通可能とする複数のローディングアームと、複数のローディングアームの下流側に各々接続されタンカー排出ガスを流通可能とする複数の配管と、複数の配管内を流通したタンカー排出ガスを集合する集合管と、集合管の下流側に接続されタンカー排出ガスを吸引する吸引手段と、吸引手段によって吸引されたタンカー排出ガスが供給され、タンカー排出ガス中の炭化水素化合物を吸収する吸収液を用いてタンカー排出ガス中の炭化水素化合物を回収する炭化水素回収部とを備えることを特徴としている。
このような炭化水素回収システムによれば、複数の配管内を流通したタンカー排出ガスを集合する集合管を備え、この集合管の下流側に、タンカー排出ガスを吸引する吸引手段が設置されているため、タンカー排出ガスの排出源である複数の運搬用槽に対して、各々吸引手段を設置する必要がなく、吸引手段の設置個数を削減することができる。
本発明の桟橋設備によれば、タンカー排出ガスの流通を可能とするローディングアームを備え、トラブル発生を低減し、信頼性の向上を図ることができる。
また、本発明の炭化水素回収システムによれば、原油積込み時に排出されるタンカー排出ガスを吸引する吸引手段の機器削減を図ることができる。
また、本発明の炭化水素回収システムによれば、炭化水素油積込み時に排出されるタンカー排出ガスを吸引する吸引手段の機器削減を図ることができる。
以下、本発明による炭化水素回収システム、及び桟橋設備の好適な実施形態について図面を参照しながら説明する。なお、図面の説明において、同一または相当要素には同一の符号を付し、重複する説明は省略する。図１は、本発明の実施形態に係る桟橋設備を備えた炭化水素回収システムを示す概略構成図、図２は、本発明の実施形態に係る桟橋設備を示す概略構成図である。
図１に示す炭化水素回収システム１００は、原油、各種石油製品、及び半製品を出荷する海上出荷設備に設置され、タンカー３２の運搬用槽（タンク）１０から排出されたタンカー排出ガスから炭化水素化合物を回収するものである。各種石油製品としては、ＬＰＧ，ガソリン、灯油、軽油、重油、ナフサ、キシレンやベンゼンなどの化学品等を、半製品としてはこれらの製品のブレンド基材などを例示することができる。
上述の原油や各種石油製品、半製品を降ろした後、安全確保のため、運搬用槽１０には、窒素等の無機ガスが導入される。例えば酸素濃度を６体積％以下に調整することで、安全性が確保される。無機ガスとしては、窒素、二酸化炭素、低濃度の酸素を含有するボイラー排ガスなどを用いることができる。
このような無機ガスが封入された運搬用槽１０の内部は、運搬した原油や各種石油製品、半製品に由来する炭化水素ガスと、窒素、二酸化炭素、酸素などの無機ガスとを含有するガスによって満たされている。炭化水素ガスとしては、揮発性の炭化水素ガス、例えば炭素数１〜７のガス、より具体的には、メタン、エタン、エチレン、プロパン、プロピレン、ブタン、ブテン、ペンタン、ヘキサンなどを例示することができる。なお、運搬用槽１０の温度は常温、圧力は大気圧と同等とすることができる。そして、運搬用槽１０から排出されたガスが本発明のタンカー排出ガスである。
この炭化水素回収システム１００は、タンカー３２の運搬用槽１０に連通可能とされ、タンカー排出ガスを移送（収集）する複数の桟橋設備３４と、複数の桟橋設備３４によって移送されたタンカー排出ガスを集合する集合管Ｌ３２と、集合管Ｌ３２によって集合されたタンカー排出ガスを吸引する吸引手段としての圧縮機１２と、圧縮機１２によって圧縮されたタンカー排出ガスが供給されて、タンカー排出ガス中の炭化水素化合物を回収する炭化水素回収部３６とを備えている。
桟橋設備３４は、複数（本実施形態では４つ）の桟橋Ａ〜Ｄに対して、各々設置されている。桟橋設備３４は、図２に示すように、タンカー３２の運搬用槽１０と接続可能とされたローディングアーム３８、このローディングアーム３８の下流側に接続された配管Ｌ３０を備え、圧縮機１２を用いて酸素を含有する虞のあるタンカー排出ガスの効率的かつ安全な移送を可能とするものである。
ローディングアーム３８は、タンカー３２の運搬用槽１０の開口部に接続可能とされ、運搬用槽１０からのタンカー排出ガスを移送可能とするものである。ローディングアーム３８の上流側（運搬用槽１０側）の端部には、開閉可能とされたバルブ４０が設けられている。
バルブ４０としては、通常の開閉弁を用いることができる。ローディングアーム３８が運搬用槽１０に接続されていない運転休止時において、バルブ４０は、閉止状態とされる。これにより、ローディングアーム３８の端部を通じて流路内に外気（酸素）が流入することが防止される。
ローディングアーム３８の下流には、配管Ｌ３０が接続されている。この配管Ｌ３０としては、通常の配管を用いることができる。この配管Ｌ３０には、圧力調整弁４２、高速排気弁４４、不活性ガス注入手段４６、酸素濃度計４８、緊急遮断弁５０、デトネーションアレスター５２が設けられている。なお、以下の説明において、タンカー排出ガス移送中である運転時に、桟橋設備３４の配管Ｌ３０と連通する部分を、桟橋設備３４の配管系とよぶ。桟橋設備３４の配管系には、例えば、タンカー３２の運搬用槽１０、ローディングアーム３８、配管Ｌ３０、及び集合管Ｌ３２が含まれる。
圧力調整弁４２は、桟橋設備３４の配管系内に異常圧力が生じないように、圧力を制御するものである。配管Ｌ３０の圧力調整弁４２より上流側には、圧力計５４が設置されている。圧力調整弁４２は、圧力計５４によって検出された配管Ｌ３０内の圧力に基づいて、運搬用槽１０内の圧力が一定となるように制御される。例えば、タンカー３２が原油タンカーである場合には、運搬用槽１０の圧力が−７ｋＰａＧ〜１４ｋＰａＧとなるように制御することが好ましい。これにより、桟橋設備３４の配管系に許容範囲を超える加圧、減圧が生じることを防止することができる。
高速排気弁４４としては、例えば、ばね式安全弁を用いることができる。高速排気弁４４は、配管Ｌ３０の圧力調整弁４２より上流側に接続されている。高速排気弁４４は、タンカー排出ガスの排出源である運搬用槽１０の設計圧力よりも低い圧力で作動し、排出源からの排出される最大ガス量を安全に外部へ排出させるものである。これにより、上述した圧力調整弁４２が故障した場合であっても、異常圧力の発生を防止し、桟橋設備３４の配管系の破損を予防することができる。
不活性ガス注入手段４６は、不活性ガス発生部５６、不活性ガス注入配管Ｌ３４，Ｌ３４ａ，Ｌ３４ｂを有し、配管Ｌ３０内に不活性ガスを注入することで、桟橋設備３４の配管系内の酸素濃度を調節するものであり、本発明の酸素濃度制御装置として機能する。不活性ガスとしては、例えば窒素が挙げられる。不活性ガス発生部５６は、不活性ガスを供給可能であればよい。不活性ガス注入配管Ｌ３４は、不活性ガス発生部５６で発生した不活性ガスを移送するものであり、途中で分岐し、分岐した一方の配管Ｌ３４ａは、圧力調整弁４２の上流側に接続され、分岐した他方の配管Ｌ３４ｂは、圧力調整弁４２の下流側に接続されている。
不活性ガス注入配管Ｌ３４ａには、制御弁５８が設置されている。この制御弁５８のバルブ開度は、圧力計６０によって検出された配管Ｌ３０内の圧力に基づいて、制御される。圧力計６０は、例えば、配管Ｌ３０において、不活性ガス注入配管Ｌ３４ａの接続部より上流側に配置されている。圧力計６０は、タンカー排出ガスを移送していない運転休止時においても配管Ｌ３０の圧力を監視している。配管Ｌ３０内が負圧となった場合には、制御弁５６を開状態として不活性ガスが注入することで、桟橋設備３４の配管系内を正圧（例えば１ｋＰａＧ以上）に維持している。これにより、桟橋設備３４の配管系において、漏洩が生じた場合には、空気の進入を防止することができる。なお、桟橋設備３４の配管系において、大規模な漏洩が発生した場合には、圧力計６０によって圧力低下を検出することが可能である。
不活性ガス注入配管Ｌ３４ｂには、制御弁６２が設置されている。この制御弁６２のバルブ開度は、酸素濃度計４８によって検出された配管Ｌ３０内の酸素濃度に基づいて、制御される。酸素濃度計４８としては、レーザー式酸素濃度計を用いることができる。通常の酸素濃度計（磁気式、ガルバニ電池式）は、ガスのサンプリング装置が必要であり酸素濃度の検知時間に数十秒程度要するため、リアルタイムモニタリングを行う場合には、応答性の優れたレーザー式酸素濃度計を用いることが好ましい。酸素濃度計４８による配管Ｌ３０内の酸素濃度検出箇所としては、不活性ガス注入配管Ｌ３４ｂの接続部より下流側が好ましい。
酸素濃度計４８によって検出された配管Ｌ３０内の酸素濃度が第１管理基準値を超えた場合には、制御弁６２を開状態として、不活性ガスを配管Ｌ３０内に注入し、配管Ｌ３０内の酸素濃度が管理基準値以下となるように制御する。本実施形態では、酸素濃度の第１管理基準値は、タンカー排出ガスを移送している運転時において、例えば６体積％としている。
緊急遮断弁５０は、配管Ｌ３０内のタンカー排出ガスの移送を遮断して、緊急停止させるものである。緊急遮断弁５０は、酸素濃度計４８によって検出された配管Ｌ３０内の酸素濃度が上記第１管理基準値と異なる第２管理基準値を超えた場合に、作動して緊急停止させる。本実施形態では、酸素濃度の第２管理基準値は、タンカー排出ガスを移送している運転時において、例えば８体積％としている。これにより、上記不活性ガス注入手段による不活性ガス供給量を最大としても酸素濃度を管理範囲以内に制御できない場合に、緊急遮断弁５０を作動させて、タンカー排出ガスの移送を緊急停止することができる。
デトネーションアレスター５２は、例えば、不活性ガス注入配管Ｌ３４ｂの接続部と酸素濃度計４８による測定個所との間に設置されている。デトネーションアレスター５２は、配管Ｌ３０内の炎の伝達を防止するものであり、爆発による衝撃波も減衰させることができる。デトネーションアレスター５２は、火災や爆発の発生箇所の近くに配置されていると、特に有効である。
集合管Ｌ３２は、図１に示すように、複数の配管Ｌ３０を集合するものである。複数の配管Ｌ３０は、集合管Ｌ３２によって集合されて、圧縮機１２に接続されている。本実施形態では、集合管Ｌ３２の上流側には、４本の配管Ｌ３０が接続され、集合管Ｌ３２の下流側には、１本の配管Ｌ３８が接続されている。配管Ｌ３８は集合管Ｌ３２と圧縮機１２とを接続するものである。なお、集合管は、複数の配管を集合すれば良く、下流側に接続された配管の本数は、上流側に接続された配管の本数より少なければ良い。また、複数の集合管を連結して使用しても良い。
集合管Ｌ３２、及び圧縮機１２に通じる配管Ｌ３８には、ラプチャーディスク（破裂板）を有するエクスプロージョンベント６４が接続されている。ラプチャーディスクは、急激な圧力上昇が生じた場合に、破壊され、配管系の内圧を放出し、他の部分を保護するものである。これにより、桟橋設備３４の配管系内で爆発が生じた場合には、異常圧力を系外に放出することができる。
また、集合管Ｌ３２と圧縮機１２とを接続する配管Ｌ３８には、デトネーションアレスター６６、酸素濃度計６８及び緊急遮断弁７０が設置されている。これらのデトネーションアレスター６６、酸素濃度計６８及び緊急遮断弁７０は、配管Ｌ３０に設置されたデトネーションアレスター５２、酸素濃度計４８及び緊急遮断弁５０と同様の構造を有している。酸素濃度計６８は、緊急遮断弁７０より上流側に配置され、配管Ｌ３８内の酸素濃度を検出する。本実施形態では、２つの酸素濃度計６８が設置されている。緊急遮断弁７０は、酸素濃度計６８によって検出された配管Ｌ３８内の酸素濃度が管理基準値を超えた場合に作動して、タンカー排出ガスの移送を緊急停止させる。酸素濃度の管理基準値はとしては、例えば８体積％としている。
圧縮機１２としては、通常のガスコンプレッサーを用いることができる。圧縮機１２の直前には、ノックアウトドラム７２が接続されている。タンカー排出ガスは、ノックアウトドラム７２によって、ドレンが除去されて、圧縮機１２に導入される。
圧縮機１２は、運搬用槽１０内の排出ガスを吸引して、所定の圧力Ｐ１に加圧された圧縮物を排出する。圧力Ｐ１としては、１００〜１０００ｋＰａＧが好ましく、２００〜５００ｋＰａＧがより好ましい。圧力Ｐ１が１００ｋＰａＧ未満の場合、炭化水素化合物の十分な回収率が得られない傾向があり、１０００ｋＰａＧを超える場合、耐圧性を確保する観点から、炭化水素回収設備の建設コストが増大する傾向がある。また、圧縮物の温度は０〜５０℃とすることができる。この圧縮物は、排出ガスに含まれる炭化水素化合物及び無機ガスなどを含有することができる。なお、圧縮物はガス、液体又はこれらの混合物である。そして、圧縮機１２は、配管Ｌ１２により炭化水素回収部３６と接続されている。なお、配管Ｌ１２としては、通常の配管を用いることができる。
また、圧縮機１２によって圧縮されたタンカー排出ガス（圧縮物）を圧縮機１２の上流側へ返送するスピルバック配管Ｌ４０が、配管Ｌ１２から分岐している。スピルバック配管Ｌ４０によって返送された圧縮物は、ノックアウトドラム７０の直前に注入される。スピルバック配管Ｌ４０には、制御弁７４が設置されている。制御弁７４は、圧力計７６によって検出された圧縮機１２への吸気圧に基づいて、バルブ開度が調節され、圧縮機１２の流量が同一となるように、流量が制御される。
炭化水素回収部３６は、図３に示すように、吸収塔１４、脱気塔１６、回収タンク１８、燃焼装置２０、ボイラー２２を備えている。
吸収塔１４は、圧縮機１２から配管Ｌ１２を経由して導入される圧縮物と、回収タンク１８から配管Ｌ１８を経由して導入される吸収用炭化水素油とを気液接触させるものである。これによって、吸収塔１４は、吸収用炭化水素油に、圧縮物に含まれる炭化水素化合物の少なくとも一部を吸収させた吸収液と、圧縮物から少なくとも一部の炭化水素化合物が除去された未吸収ガスとを排出する。なお、配管Ｌ１８としては通常の配管を用いることができる。
圧縮物と吸収用炭化水素油との接触方法としては、吸収用炭化水素油による炭化水素化合物の吸収量を向上させる観点から、向流接触とすることが好ましい。なお、通常圧縮物には無機ガスが含まれており、大部分の無機ガスは未吸収ガスとして排出されるが、一部の無機ガスは飽和濃度で吸収液に含まれる場合がある。
吸収用炭化水素油としては、原油、各種石油製品、半製品等、炭化水素化合物を吸収する各種炭化水素油を用いることができるが、本実施形態では、原油を用いている。原油は、入手・調達の容易性、及びエネルギー効率に優れるため、好ましく用いることができる。つまり、原油の輸出基地、備蓄基地、中継基地などでは、石油製品、半製品を手配することが困難であるが、原油は容易に手配することが可能である。また、吸収用炭化水素油は炭化水素化合物を吸収した後、製品化又は半製品化するために精製処理が必要であるが、吸収用炭化水素油として精製された石油製品、半製品を用いると、再び精製処理が必要となるため、エネルギー効率上好ましくない。本実施形態では、吸収用炭化水素油として原油を用いて重複した精製処理を回避しているため、エネルギー効率に優れている。
吸収塔１４は、その内部に充填物１４ａを収容している。充填物１４ａとしては、例えばガラス製、セラミック製又はステンレス製のラシヒリング等を例示することができる。ガラス製又はセラミック製のラシヒリングは、耐腐食性に優れ、ステンレス製のラシヒリングは、破損し難く機械的強度に優れる。吸収塔１４の内部に、このような充填物１４ａを収容することにより、圧縮物と吸収用炭化水素油との接触を効率よく行い、未吸収ガスとして排出される炭化水素化合物を低減することができる。
吸収塔１４における吸収用炭化水素油と圧縮物との接触時間は、１０秒間〜１０分間であることが好ましい。接触時間が１０秒間未満であると、吸収用炭化水素油による炭化水素化合物の吸収量が低下する傾向がある。一方、接触時間が１０分間を越えると、吸収塔１４の建設費が上昇する傾向がある。
気液比（吸収用炭化水素油の１５℃での体積／圧縮物の標準状態（０℃、１ａｔｍ）での体積）は、１０〜２００Ｌ／Ｎｍ３であることが好ましく、１２〜１８０Ｌ／Ｎｍ３であることがより好ましく、１５〜１５０Ｌ／Ｎｍ３であることが特に好ましい。気液比が１０Ｌ／Ｎｍ３未満であると、吸収用炭化水素油による炭化水素化合物の吸収量が低下する傾向にある。一方、気液比が２００Ｌ／Ｎｍ３を超えると、吸収塔１４の建設費が上昇する傾向にある。
吸収塔１４内の温度は、４０℃以下であることが好ましく、３８℃以下であることがより好ましく、３５℃以下であることが特に好ましい。吸収塔１４内の温度が４０℃を超えると、吸収用炭化水素油の蒸発量が増加して吸収量が低下する傾向がある。
吸収塔１４内の圧力Ｐ２は、圧縮物の圧力Ｐ１と同等であることが好ましい。具体的には、圧力Ｐ２は１００〜１０００ｋＰａＧであることが好ましく、２００〜５００ｋＰａＧであることがより好ましい。吸収塔１４内の圧力２が１００ｋＰａＧ未満の場合、吸収用炭化水素油による炭化水素化合物の吸収量が低下する傾向があり、１０００ｋＰａＧを超える場合、耐圧性を確保する観点から、炭化水素回収設備の建設コストが増大する傾向がある。
吸収塔１４の下部は、配管Ｌ１５により脱気塔１６と接続されている。また、吸収塔１４の上部は、配管Ｌ１４により燃焼装置２０と接続されている。配管Ｌ１４，Ｌ１５としては通常の配管を用いることができる。
吸収塔１４の下部に接続された配管Ｌ１５により排出される吸収液は、吸収用炭化水素油及び炭化水素化合物の他に、少量の無機ガスを含有していてもよい。吸収塔１４の上部に接続された配管Ｌ１４により排出される未吸収ガスは、無機ガスの他に、メタンやエタンなどの軽質の炭化水素化合物を含有していてもよい。
燃焼装置２０は、通常の燃料ガス処理用の燃焼装置を用いることができる。これによって、吸収塔１４から配管Ｌ１４を経由して移送されてくる炭化水素化合物を含有する未吸収ガスを、燃焼して安全に大気中に放出することができる。なお、本実施形態では、未吸収ガスの処理装置として燃焼装置２０を用いたが、未吸収ガスは他の方法によって処理することも可能である。例えば、ボイラーや他の装置の加熱炉用の燃料として用いることも可能である。
脱気塔１６は、配管Ｌ１５により吸収装置１４と接続されている。吸収装置１４下部から排出される吸収液は、配管Ｌ１５を経由して脱気塔１６の導入部１６ａより導入される。
図４は、本発明の脱気塔の好適な実施形態を示す概略断面図である。脱気塔１６は、脱気塔１６本体の上部にトレイ１４０と、トレイ１４０から脱気塔１６本体内下方に伸びるダウンパイプ１４２とを有する。
脱気塔１６内の圧力Ｐ３は、吸収塔１４の圧力よりも低くされている。このため、導入部１６ａより吸収液を脱気塔１６内に導入すると、圧力の低下に伴って吸収液に含まれる軽質な炭化水素化合物や無機ガスなどの軽質留分を分離することができる。すなわち、吸収液は、脱気塔１６によって、軽質留分を含む分離ガスと回収液とに分離することができる。
脱気塔１６のトレイ１４０は、吸収液から軽質な炭化水素化合物及び無機ガス等を分離することにより得られる回収液を一旦滞留させる。これによって、回収液に残存する軽質炭化水素及び無機ガスの含有量を一層低減することができる。また、トレイ１４０に回収液を一旦滞留させることにより、滞留した回収液をダウンパイプ１４２によって脱気塔１６本体内の下方に移送することができる。
ダウンパイプ１４２によって、下方に移送される回収液は、脱気塔１６の下部に一旦滞留させることが好ましい。これによって、ダウンパイプ１４２の下端の開口部を脱気塔１６下部に溜められた回収液中（回収液液面１４６より下方）に配置することができ、回収液落下に伴う飛沫の発生等による静電気の発生を防止することができる。なお、脱気塔１６の下部における回収液の滞留量は、通常のレベルコントロールによって調整することができる。
脱気塔１６の塔頂部に接続された配管Ｌ１６には圧力調整弁１４４が設けられている。この圧力調整弁１４４により、脱気塔１６内の圧力Ｐ３を調整することができる。脱気塔１６内の圧力Ｐ３としては、−５００〜５００ｋＰａＧとすることが好ましく、０〜３００ｋＰａＧとすることがより好ましい。脱気塔１６内の圧力Ｐ３が、０ｋＰａＧ未満の場合、分離ガス中の炭化水素化合物の濃度が上昇する傾向がある。一方、脱気塔１６の圧力Ｐ３が５００ｋＰａＧ未満の場合を超える場合、回収液中の軽質な炭化水素化合物の濃度が上昇し、回収タンク１８の圧力が上昇する傾向がある。なお、脱気塔１６内の圧力Ｐ３を変更することによって、炭化水素化合物の回収率及び分離ガス中の炭化水素ガス濃度を任意に調整することができる。
脱気塔１６の塔頂部にある排出部１６ｂに接続された配管Ｌ１６は、配管Ｌ２０と配管Ｌ２２に分岐して、それぞれ燃焼装置２０とボイラー２２とに接続されている（図３）。これによって、軽質な炭化水素化合物や無機ガスなどの軽質留分を含有している分離ガスを処理することができる。燃焼装置２０に送られる分離ガスは、燃焼させて大気中に排出され、ボイラー２２に送られる分離ガスは、ボイラー２２の燃料に用いられる。なお、本実施形態では、分離ガスの処理装置として燃焼装置２０及びボイラー２２を用いたが、分離ガスは他の方法によって処理してもよい。例えば、他の装置の加熱炉用の燃料として用いることも可能である。
一方、脱気塔１６の底部にある排出部１６ｃに接続された配管Ｌ１７は、回収タンク１８に接続されている。配管Ｌ１６及びＬ１７としては通常の配管を用いることができる。回収タンク１８としては、地上に設置される通常の原油タンクを用いることができる。なお、原油タンク以外のタンクとしては、回収システム専用のタンク、石油製品タンク、又は半製品タンクを用いることができる。脱気塔１６の下部に溜められた回収液は、配管Ｌ１７を経由してポンプ等により回収タンク１８に送ることができる。本実施形態においては、吸収用炭化水素油の送り元のタンクと回収液の排出先のタンクを同一タンク（回収タンク１８）としたが、これらのタンクは別々のものを用いてもよい。
回収タンク１８として中東原油が保管されたタンクを用いる場合、その回収タンク１８の内圧は原油の蒸気圧により、通常４０〜８０ｋＰａＧである。このような回収タンク１８に蒸気圧の高い軽質な炭化水素化合物が多量混入すると、回収タンク１８の内圧が上昇し、ブリーザーバルブによって炭化水素ガスが回収タンク１８外に排出される場合がある。しかし、本実施形態の炭化水素回収システムによれば、回収液中の軽質な炭化水素化合物の含有量が十分に低減されているため、回収液を導入した後における回収タンク１８の内圧の上昇を防止することができる。また、このような回収液は、無機ガスの含有量が十分に低減されたものである。したがって、回収タンク１８から吸収塔１４に送られる吸収用炭化水素油の吸収性能の低下を十分に抑制することができる。
次に、このように構成された炭化水素回収システム１００の動作について説明する。運転開始前において、ローディングアーム３８の先端部に設けられたバルブ４０は、閉止状態とされ、流路内への外気の進入が防止される。これにより、運転開始直後において、外気を検出することによって酸素濃度が上昇することが防止される。また、運転開始前において、不活性ガスを注入して、ローディングアーム３８及び配管Ｌ３０をパージすることが好ましい。その結果、運転開始直後における不活性ガス注入手段４６の誤作動、緊急遮断弁５０，６８の誤作動が防止され、装置の信頼性の向上を図ることができる。
タンカー３２の運搬用槽１０への原油（炭化水素油）積込み時には、ローディングアーム３８は、タンカー３２の運搬用槽１０に接続され、バルブ４０は開状態とされている。そして、圧縮機１２を稼動させて、運搬用槽１０内のタンカー排出ガスが吸引される。タンカー排出ガスは、ローディングアーム３８、配管Ｌ３０、集合管Ｌ３２、配管Ｌ３８通じて、圧縮機１２に到達して圧縮される。
配管Ｌ３０を流通するタンカー排出ガスは、圧力計５４によって圧力が検知され、圧力調整弁４２によって圧力がコントロールされている。これにより、運搬用槽１０の圧力上昇が抑えられている。例えば圧力調整弁４２が故障して、配管Ｌ３０内の圧力制御が実行できず、異常圧力が生じた場合には、配管Ｌ３０に接続された高速排気弁４４が作動し、配管Ｌ３０内の異常圧力を外部に放出することができる。
また、配管Ｌ３０を流通するタンカー排出ガスは、酸素濃度計４８によって酸素濃度が計測されて、酸素濃度管理が行われている。例えば、酸素濃度計４８による測定値が第１管理基準値を超えた場合には、不活性ガス注入手段４６の制御弁６２が開状態となり、不活性ガス発生部５６で発生した不活性ガスは、不活性ガス注入配管Ｌ３４，Ｌ３４ｂを通じて、配管Ｌ３０内に注入される。従って、爆発下限以下に酸素濃度を低下させることができる。その結果、圧縮機１２を用いて安全にタンカー排出ガスを吸引することができる。
また、例えば、酸素濃度計４８による測定値が第２管理基準値を超えた場合には、緊急遮断弁５０が作動して、タンカー排出ガスの移送を緊急停止することができる。
また、配管Ｌ３０には、デトネーションアレスターが設けられているため、炎の伝達を防止することができ、火災、爆発等のトラブル拡大を防止することができる。
また、運転停止後において、ローディングアーム３８のバルブ４０を閉状態とする。例えば圧力計６０によって、配管Ｌ３０内の負圧が検出された場合には、不活性ガス注入手段４６の制御弁５８が開状態となり、不活性ガス発生部５６で発生した不活性ガスは、不活性ガス注入配管Ｌ３４，Ｌ３４ａを通じて、配管Ｌ３０内に注入される。これにより、配管Ｌ３０に、外気の進入を防止することができる。
また、このような炭化水素回収システムによれば、複数の配管Ｌ３０内を流通したタンカー排出ガスを集合する集合管Ｌ３２を備え、この集合管Ｌ３２の下流側に、タンカー排出ガスを吸引する圧縮機１２が設置されているため、複数のローディングアームに対して、各々吸引手段を設置する必要がなく、圧縮機１２の設置個数を削減することができる。その結果、省スペース化、建設コスト及び保全コストを削減することができる。また、圧縮機１２を炭化水素回収部３６（ガス処理設備）近傍に設置することが好ましく、これにより、集合管Ｌ３２によって集合された、複数の運搬用槽１０からのタンカー排出ガスに対応することができる。
以上、本発明をその実施形態に基づき具体的に説明したが、本発明は、上記実施形態に限定されるものではない。上記実施形態において、吸引手段を圧縮機としているが、吸引手段は、ファンやブロアなどの送風機でもよい。なお、吸引手段を圧縮機とすると、加圧状態のタンカー排出ガスを炭化水素回収部３６の吸収塔１６に供給することができ、炭化水素化合物の回収率を向上させることができる。また、圧縮機によってタンカー排出ガスを吸引することで、桟橋設備の配管系が従来に比して長い場合であっても、好適に吸引することができる。
また、本発明の桟橋設備、及び炭化水素回収システムは、例えば、原油備蓄基地、中継基地、輸出基地等の海上出荷設備に適用してもよい。また、例えば、石油精製プラント、石油化学プラント等において、石油製品、化学品等を出荷する海上出荷設備に本発明の桟橋設備及び炭化水素回収システムを適用してもよい。
なお、配管Ｌ３０内に不活性ガスを注入する不活性ガス手段に代えて、無機ガス（窒素、二酸化炭素、低濃度の酸素を含有するボイラー排ガス）を注入する無機ガス注入手段を備える構成としてもよい。
本発明の実施形態に係る桟橋設備を備えた炭化水素回収システムを示す概略構成図である。 本発明の実施形態に係る桟橋設備を示す概略構成図である。 本発明の実施形態に係る炭化水素回収部を示す概略構成図である。 本発明の脱気塔の好適な実施形態を示す概略断面図である。
符号の説明
１０…運搬用槽、１２…圧縮機、１４…吸収塔、１４ａ…充填物、１６…脱気塔、１６ａ…導入部、１６ｂ，１６ｃ…排出部、１８…回収タンク、２０…燃焼装置、２２…ボイラー、３２…タンカー、３４…桟橋設備、３６…炭化水素回収部、３８…ローディングアーム、４０…バルブ、４２…圧力調整弁、４４…高速排気弁、４６…不活性ガス注入手段、４８，６８…酸素濃度計、５０，７０…緊急遮断弁、５２，６６…デトネーションアレスター、５４，６０，７６…圧力計、５６…不活性ガス発生部、５８，６２…制御弁、６４…エクスプロージョンベント、７２…ノックアウトドラム、１００…炭化水素回収システム、１４０…トレイ、１４２…ダウンパイプ、１４４…圧力調整弁、１４６…回収液液面、Ｌ１２，Ｌ１４．Ｌ１５，Ｌ１６，Ｌ１７，Ｌ１８，Ｌ２０，Ｌ２２，Ｌ３０…配管、Ｌ３２…集合管、Ｌ３４，Ｌ３４ａ，Ｌ３４ｂ…不活性ガス注入配管、Ｌ４０…スピルバック配管。

Claims (7)

  1. タンカーに設けられた運搬用槽に接続可能とされ、前記運搬用槽外に排出されたタンカー排出ガスを流通可能とするローディングアームを備えた桟橋設備であって、
    前記ローディングアームの上流側の端部に設けられ、開閉可能とされたバルブと、
    前記ローディングアームの下流側に接続された配管内に設けられ、炎の伝達を防止するデトネーションアレスターと、
    前記配管内に不活性ガスを注入可能とする不活性ガス注入手段と、
    前記配管内の酸素濃度を検出可能な酸素濃度計とを備えることを特徴とする桟橋設備。
  2. 前記酸素濃度計によって検出された酸素濃度に基づいて、不活性ガスの注入量を増加させ、前記配管内の酸素濃度を制御する酸素濃度制御装置を備えることを特徴とする請求項１記載の桟橋設備。
  3. 前記酸素濃度計によって検出された酸素濃度に基づいて作動し、前記タンカー排出ガスの流通を遮断する緊急遮断弁を更に備えることを特徴とする請求項１又は２記載の桟橋設備。
  4. 前記配管の下流側に接続され、前記タンカー排出ガスを吸引する圧縮機をさらに備えることを特徴とする請求項１〜３の何れか１項に記載の桟橋設備。
  5. 複数の桟橋を備えた出荷設備に設置され、タンカーに設けられた運搬用槽内に原油を積み込む際に、前記運搬用槽外に排出されたタンカー排出ガスから炭化水素化合物を回収する炭化水素回収システムであって、
    複数の前記桟橋に設置され、前記運搬用槽に接続可能とされて前記タンカー排出ガスを流通可能とする複数のローディングアームと、
    複数の前記ローディングアームの下流側に各々接続され前記タンカー排出ガスを流通可能とする複数の配管と、
    前記複数の配管内を流通した前記タンカー排出ガスを集合する集合管と、
    前記集合管の下流側に接続され前記タンカー排出ガスを吸引する吸引手段と、
    前記吸引手段によって吸引された前記タンカー排出ガスが供給され、前記タンカー排出ガス中の炭化水素化合物を吸収する吸収液を用いて前記タンカー排出ガス中の炭化水素化合物を回収する炭化水素回収部とを備えることを特徴とする炭化水素回収システム。
  6. 前記配管内に不活性ガスを注入可能とする不活性ガス注入手段を更に備え、
    前記吸引手段は、前記タンカー排出ガスを圧縮する圧縮機であり、
    前記炭化水素回収部は、前記吸収液として原油を用いて前記タンカー排出ガス中の炭化水素化合物を回収することを特徴とする請求項５記載の炭化水素回収システム。
  7. 複数の桟橋を備えた出荷設備に設置され、タンカーに設けられた運搬用槽内に炭化水素油を積み込む際に、前記運搬用槽外に排出されたタンカー排出ガスから炭化水素化合物を回収する炭化水素回収システムであって、
    複数の前記桟橋に設置され、前記運搬用槽に接続可能とされて前記タンカー排出ガスを流通可能とする複数のローディングアームと、
    複数の前記ローディングアームの下流側に各々接続され前記タンカー排出ガスを流通可能とする複数の配管と、
    前記複数の配管内を流通した前記タンカー排出ガスを集合する集合管と、
    前記集合管の下流側に接続され前記タンカー排出ガスを吸引する吸引手段と、
    前記吸引手段によって吸引された前記タンカー排出ガスが供給され、前記タンカー排出ガス中の炭化水素化合物を吸収する吸収液を用いて前記タンカー排出ガス中の炭化水素化合物を回収する炭化水素回収部とを備えることを特徴とする炭化水素回収システム。
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