JP2012503724A - 海底石油掘削用の圧入水を生産することを目的として海水を処理する方法、及び対応する装置 - Google Patents
海底石油掘削用の圧入水を生産することを目的として海水を処理する方法、及び対応する装置 Download PDFInfo
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Abstract
【選択図】図1
Description
真空脱ガス塔を用いた方法、
特に石油ガスによるストリッピング塔を用いた方法、
MINOX(商標)触媒法
の3つの主要なタイプの脱酸素化方法が開発されており、海洋石油プラットフォームにおいて頻用されている。
もし、気体流量が水流量に対して過度に高くなると、水流が影響されるか、又は中断される可能性があり、これはフラッディングとして知られている。
もし、水流量が気体流量に対して過度に高くなると、気体流において生じるその逆混合によって気体流が影響される可能性がある。
上記海水を、各々が少なくとも一つの疎水性多孔質膜を収容する、直列に組み立てられた複数の膜モジュールを内蔵する少なくとも一つの一連の装置(battery)を介して循環させる工程と、
溶存酸素濃度が5モル%以下の化学的に不活性な掃気ガスを、上記海水の流れに逆って、又は流れに沿って、独立して上記膜モジュールの各々を介して循環させる工程と、
酸素濃度の高い海水から掃気ガスへと酸素を拡散させる工程であって、該酸素が該海水と該掃気ガスとを隔てる膜を通って流れる、拡散させる工程を含み、
上記海水及び上記掃気ガスが各々、上記膜の異なる側で循環する、海水を脱酸素化する工程を含む。
必ずしも酸素還元化学物質を使用することなく、酸素含量を20ppb未満、又はさらには10ppb未満という値まで大幅に低下させる、ここで、従来技術による技法では、酸素含量を50ppb〜100ppbという値まで低下させることが可能であるが、これは操作者の期待に応えてはいない、
重量/表面積比が従来技術による技法と比べ相対的に低い設備において実行すること、及び
化学製品を使用することなく水を脱酸素化し、それにより泡沫形成を防止し、運搬上の拘束を制限すること。
本発明の一般的原理は、溶存酸素含量が30ppb未満、優先的には10ppb未満の海底石油掘削圧入水を生産するために、海水及び酸素含量が5モル%以下の掃気ガスを独立して向流的に循環させる、海洋プラットフォーム又は建造物上に搭載される海水処理設備における、直列に組み立てられた疎水性膜コンタクターの少なくとも一つのバッテリーの使用に基づく。
図1を参照すると、本発明による処理方法に従って海底掘削圧入水を生産するために、海洋プラットフォーム上で使用されることが意図される海水処理設備の一実施形態が示される。
本発明による海水処理方法は、処理する海水を上記のような設備に通過させることであり得る。
真空を作り出すことによる気相の全圧の低下、
酸素が減少した気体(この場合は純度が少なくとも95モル%、優先的には99.9モル%超の窒素)で置き換えることによって気相の酸素含量を減少させることによる酸素分圧の低下、
の二つの駆動力の組み合わせである駆動力を用いて、海水中に溶解した酸素を除去することが可能となる
上記のタイプであるが、直列に組み立てられた3.5インチのLiqui−Cel(登録商標)膜モジュールからなる単一のバッテリーを含む設備を試験した。
本発明による海水処理方法の使用によって、海洋プラットフォームに従来使用されてきた従来技術による技法と比較して多数の利点が提供される。
真空塔(又はストリッピング塔)については150トン、
MINOX(商標)法を使用するための設備については50トン〜80トン、
本発明による方法を使用するための設備については30トン
である。
Claims (19)
- 海水中に最初に溶解している酸素が減少した海底石油掘削水を生産する、海洋プラットフォーム又は建造物に搭載されることが意図される設備における海水処理方法であって、
前記海水を脱酸素化する工程を含み、該脱酸素化する工程が、
前記海水を、各々が少なくとも一つの疎水性多孔質膜を収容する、直列に組み立てられた複数の膜モジュールを内蔵する少なくとも一つのバッテリーを介して循環させる工程と
溶存酸素濃度が5モル%以下の化学的に不活性な掃気ガスを、前記海水の流れに逆って、又は流れに沿って、独立して前記膜モジュールの各々を介して循環させる工程と
を含み、
前記海水及び前記掃気ガスが各々、前記膜の異なる側で循環する、方法。 - 少なくとも一つの還元剤を、二つの連続した膜モジュール間に注入する工程を少なくとも1回含むことを特徴とする、請求項1に記載の海水処理方法。
- 前記掃気ガスが、純度が95%以上の窒素であることを特徴とする、請求項1又は2に記載の海水処理方法。
- 前記掃気ガスが、純度が99.9%以上の窒素であることを特徴とする、請求項1又は2に記載の海水処理方法。
- 前記海洋プラットフォーム又は建造物上で行われる、周囲空気要素分離方法を用いて前記窒素を生産する工程を含むことを特徴とする、請求項3又は4に記載の海水処理方法。
- 前記掃気ガスが、少なくとも50モル%のメタンを含有する石油ガスであることを特徴とする、請求項1又は2に記載の海水処理方法。
- 前記掃気ガスが、5モル%〜30モル%のCO2を含有する石油ガスであることを特徴とする、請求項1又は2に記載の海水処理方法。
- 前記掃気ガスの圧力が、20mmHg〜250mmHg(2666Pa〜33320Pa)であることを特徴とする、請求項1〜7のいずれか一項に記載の海水処理方法。
- 前記膜モジュールの各々における前記海水の接触時間が、1秒間〜5秒間であることを特徴とする、請求項1〜8のいずれか一項に記載の海水処理方法。
- 前記循環させる工程の前に、媒体濾過工程及び/又は精密濾過工程及び/又は限外濾過工程を行うことを特徴とする、請求項1〜9のいずれか一項に記載の海水処理方法。
- 前記循環させる工程の前又は後に、脱塩工程及び/又は脱イオン化工程を行うことを特徴とする、請求項1〜10のいずれか一項に記載の海水処理方法。
- 海水中に最初に溶解している酸素が減少した海底石油掘削圧入水を生産する、請求項1〜11のいずれか一項に記載の海水処理方法を実行するための、海洋プラットフォーム又は建造物に搭載されることが意図される海水処理設備であって、
直列に組み立てられた複数の膜モジュール(11)を内蔵する少なくとも一つのバッテリー(B1、B2、B3)を備え、該バッテリー(B1、B2、B3)が、処理する水の供給管(12)に連結した入口(111)及び処理済水排出管(13)に連結した出口(112)を有し、前記膜モジュール(11)の各々が、少なくとも一つの疎水性多孔質膜(20)を収容し、掃気ガス入口接続部(113)及び前記最初に溶解している酸素が濃縮された前記掃気ガスの排出接続部(114)を有することを特徴とする、海水処理設備。 - 少なくとも一対の連続したモジュール(11)のうち、二つのモジュール(11)の間に、少なくとも一つの還元剤の注入手段(17)を備えることを特徴とする、請求項12に記載の海水処理設備。
- 前記バッテリー(B1、B2、B3)が、直列に組み立てられた3つ〜5つの膜モジュール(11)を内蔵することを特徴とする、請求項12又は13に記載の海水処理設備。
- 前記バッテリー(B1、B2、B3)が、直列に組み立てられた4つの膜モジュール(11)を内蔵することを特徴とする、請求項14に記載の海水処理設備。
- 前記注入手段(17)が、前記バッテリー(B1、B2、B2)の第2及び第3の膜モジュール(11)の間、又は第3及び第4の膜モジュール(11)の間に位置することを特徴とする、請求項13または14に記載の海水処理設備。
- 前記膜(20)が中空繊維膜であることを特徴とする、請求項12〜16のいずれか一項に記載の海水処理設備。
- 前記モジュール(11)が、本質的に前記膜(20)の軸と垂直に伸びる少なくとも一つの分流要素を収容することを特徴とする、請求項12〜17のいずれか一項に記載の海水処理設備。
- 並列に組み立てられた複数のバッテリー(B1、B2、B3)と、
処理済水排出マニホールド(131)と、
処理する水の供給マニホールド(121)とを備え、
前記バッテリー(B1、B2、B3)の各々の前記入口(111)が前記供給マニホールド(121)に連結し、前記バッテリー(B1、B2、B3)の各々の前記出口(112)が前記排出マニホールド(131)に連結することを特徴とする、請求項12〜18のいずれか一項に記載の海水処理設備。
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