JP5997587B2 - オイルタンクの洗浄方法及びスラッジ処理方法 - Google Patents
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Description
洗浄に際しては、オイルタンクの底部に堆積されたスラッジを除去する必要があるが、スラッジは、オイルタンクの底面や側壁に固着しているため、その除去作業は容易ではない。
さらに、引火点が40〜200℃の軽油、重油、原油等のからなるスラッジ除去剤をオイルタンク内のスラッジに接触させ、スラッジ含有スラッジ除去剤をオイルタンク外へ取り出し、これにより得られるスラッジ含有スラッジ除去剤を40℃以上に加熱し、加熱後のスラッジ含有スラッジ除去剤をオイルタンクに戻し、加熱後のスラッジ含有スラッジ除去剤の一部を抜き出し、抜き出したスラッジ含有スラッジ除去剤を固形分と再生スラッジ除去剤に分離し、再生スラッジ除去剤をスラッジ除去剤循環ラインに戻し、再生スラッジ除去剤の一部を抜き出し、抜き出した再生スラッジ除去剤を、油分、水分及び固形分の三成分に分離する従来例がある(特許文献2)。
さらに、一般的に、タンク洗浄液は新たに作製されたものを使用しているものと考えられるため、オイルタンクの洗浄のための洗浄液を作製するための費用が必要となり、コストダウンを図ることができない。
しかも、本発明では、石油精製プラントの洗浄に用いられた廃液を処理液として用いることで、新しく洗浄剤を作製する必要がなく、オイルタンクの洗浄のためのコストダウンを図ることができる。つまり、廃液を再利用することで、コストダウンを図ることができる。
この構成の本発明では、石油精製プラントからオイルタンクに直接タンク洗浄液を投入することで、効率的にオイルタンクの洗浄を実施することができる。
この構成の発明では、タンク洗浄液の温度が60℃以上80℃以下という常温より高い温度であるため、タンク洗浄液によるスラッジの溶解作用が促進され、洗浄効果が高いものとなる。
この構成の本発明では、オイルタンク自体に処理液を供給するための設備を設けることを要せず、スラッジの溶解処理に適した大きさの処理槽を設ければよいので、スラッジ処理のためのコストが低減される。
この構成の本発明では、廃液を再利用することで、コストダウンを徹底することができる。
[第1実施形態]
図1には本発明の第1実施形態の概略が示されている。
図1はオイルタンクが組み込まれた石油精製プラント1の概略構成図である。本実施形態の石油精製プラント1は常圧蒸留装置である。
図1において、石油精製プラント1は、原油供給装置11と、この原油供給装置11から供給された原油を脱塩する脱塩装置12と、この脱塩装置12で脱塩された原油を貯蔵する前留塔13と、この前留塔13から送られた原油を加熱する加熱炉14と、この加熱炉14で加熱された原油を精製する精留塔15と、この精留塔15で精製された製品を蓄える製品貯蔵タンク16と、精留塔15で生じた廃液を回収するスロップタンク17とを備えている。石油精製プラント1のスロップタンク17から生じた廃液はオイルタンク2に送られる。
ライン21には外部のラインとの間で熱交換する熱交換器31が配置され、この熱交換器31の下流側にはライン21とライン25との間で熱交換をする熱交換器32が配置される。
ライン22には外部のラインとの間で熱交換する熱交換器31が配置され、この熱交換器31の下流側にはライン22とライン25との間で熱交換をする熱交換器32が配置される。
ライン25には精留塔15で精製された製品(含む半製品)を製品貯蔵タンク16に送るポンプ33が配置されている。このポンプ33の下流側には外部のラインとの間で熱交換する熱交換器31が配置され、この熱交換器31の下流側には前述の熱交換器32が配置されている。なお、ライン25は、熱交換器31及び冷却器34を有するライン26Aを備える。
ライン25の精留塔15の下部とポンプ33との間の部分にテンポラリー注入ユニット40が接続されている。
このテンポラリー注入ユニット40は、石油精製プラント1を循環する石油留分に添加されて洗浄液を構成する化学剤を石油精製プラント1に注入する。
テンポラリー注入ユニット40は、化学剤の一部を構成する界面活性剤を貯蔵するタンク41と、化学剤の一部を構成するリモネン等の助剤を貯蔵するタンク42と、これらのタンク41,42の液体を供給するポンプからなる供給装置44と、この供給装置44で供給される混合液体を貯蔵する貯蔵タンク45と、この貯蔵タンク45で貯蔵された混合液体を石油精製プラント1のライン25に送るポンプ等の供給装置46とを備えている。この供給装置46とライン25の精留塔15とポンプ33との間には切換弁47が設けられている。
タンク41,42と供給装置44との間には切換弁41A,42Aが設けられ、これらの切換弁41A,42Aは、石油とともに洗浄液を構成する化学剤を製造するために、それぞれ図示しない制御手段からの指令を受けて開閉操作される。
灯油留分は、ガソリンより重く、軽油より軽い留分である。軽油留分は、灯油についで留出する留分である。減圧軽油留分は、減圧蒸留装置から得られる留出油である。
タンク41に貯蔵される界面活性剤は、陰イオン系界面活性剤、陽イオン系界面活性剤、両イオン界面活性剤及び非イオン系界面活性剤より選ばれた1種である。
陰イオン系界面活性剤には、カルボン酸塩、スルフォン酸塩、硫酸エステル塩、リン酸エステル塩、等が含まれる。
カルボン酸塩は、エタノールアミン石鹸、N−アシルアミノ酸、アルキルエーテルカルボン酸、等である。スルフォン酸塩は、アルキルベンゼンスルフォン酸、アルキルナフタレンスルフォン酸、メラミンスルフォン酸、ジアルキルスルフォコハク酸、アルキルスルフォ酢酸、α−オレフィンスルフォン酸、等である。硫酸エステル塩は、硫酸化油、高級アルコール硫酸エステル、アルキルエーテル硫酸、第2級高級アルコールエトキシ硫酸、ポリオキシエチレンアルキルフェニルエーテル硫酸、脂肪酸アルキロールアマイドの硫酸エステル、等である。リン酸エステル塩は、アルキルエーテルリン酸エステル、アルキルリン酸エステル等のリン酸エステル類、等である。
両イオン界面活性剤は、カルボキシベタイン、スルホベタイン、アミノカルボン酸塩、イミダゾリン誘導体、等である。
非イオン系界面活性剤には、エーテル型界面活性剤、エーテルエステル型界面活性剤、エステル型界面活性剤、含窒素型界面活性剤、等が含まれる。
エーテル型界面活性剤は、ポリオキシエチレンアルキルエーテル、ポリオキシエチレンアルコールエーテル、ポリオキシエチレンアルキルフェニルエーテル、等である。エーテルエステル型界面活性剤は、ポリオキシエチレンソルビトール脂肪酸エステル、等である。エステル型界面活性剤は、ポリエチレングリコール脂肪酸エステル、等である。
含窒素型非イオン界面活性剤は、脂肪酸アルカノールアミド、ポリオキシエチレン脂肪酸アミド、等である。
タンク42に貯蔵されるリモネンは、光学異性体d,lを含む。d−リモネンは、その誘導体を含むものであり、d−リモネンの誘導体は、シトラールA、等である。
化学剤は、界面活性剤とリモネン以外の物質、例えば、β−ビレン、モノテルパンも含まれる。
また、化学剤の全体に対するリモネンの比率は、20質量%以上40質量%以下である。リモネンの比率が20質量%未満であると、溶解力が不足し、40質量%を超えると、分散力が弱くなる。
ライン25と製品貯蔵タンク16とは切換弁56で接続されており、ライン25とスロップタンク17とは切換弁57で接続されている。
タンク本体3にはスラッジOが堆積されることになり、このスラッジOを含む液状の残存物がポンプ5により外部に排出される。また、タンク本体3にはタンク内を撹拌する撹拌機構6が設けられている。
屋根部4にはスロップタンク17から送られるタンク洗浄液を供給するノズル7が複数設けられており、これらのノズル7とスロップタンク17とはタンク洗浄液供給ライン70で接続されている。このタンク洗浄液供給ライン70にはノズル7にタンク洗浄液を供給するためのポンプ71が設けられている。ここで、本実施形態では、タンク洗浄液はオイルタンク2の内部に堆積されたスラッジを溶解減量するための処理液として用いられる。
[石油精製プラントの洗浄工程]
石油精製プラント1を停止して精製工程を中止する。この精製工程の中止に伴って、切換弁57を閉塞操作して精留塔15で精製された製品の製品貯蔵タンク16への供給を中止し、テンポラリー注入ユニット40をライン25に接続する。精製工程によって、プラントを構成するライン21〜26、熱交換器31,32、脱塩装置12、加熱炉14及び精留塔15には有機汚れや無機汚れからなる汚れが付着されることになる。この汚れは、アスファルテン等の重質油分と硫化鉄、塩析等の無機系スラッジとが互いに混じり合って1つの塊を構成している。
その後、開閉弁5Aを閉塞状態で切換弁41A,42Aを開放操作してプラント内を循環している石油に界面活性剤及びリモネン等の助剤からなる化学剤を送る。洗浄液の全体に対する化学剤の比率を前述の値とするために切換弁41A,42Aの開度を調整する。
石油に化学剤を添加した洗浄液は、熱交換器31,32を経て脱塩装置12に送られ、ライン22の熱交換器31,32を通って前留塔13に送られる。前留塔13から排出された洗浄液はポンプ33で熱交換器32を介して加熱炉14に送られる。
以上の通り、洗浄液は、熱交換器31,32、加熱炉14及び精留塔15等からなるプラント内部を循環する。これにより、例えば、熱交換器31,32の管内部に付着された汚れは、洗浄液の化学剤が汚れの中に浸透し、重質油分を軟化させる。この化学剤によって重質油分が軟化して油分となる。
このような洗浄工程を実施して所定時間が経過したら、加熱炉14の加熱温度を調整するとともに、洗浄液をライン26Aに通し冷却器34を利用して石油精製プラント1全体を80℃まで降温させておく。なお、洗浄液の流速、洗浄時間は適宜設定されるが、例えば、通常運転流速が好ましく、洗浄時間は12時間である。
洗浄液で石油精製プラント1を循環洗浄したら、プラント内部の洗浄廃液をスロップタンク17で回収する。
スロップタンク17で回収される廃液は、精製工程で精製された油が混在しており、そのままオイルタンク2に送られる。
タンク洗浄液供給ライン70に設けられたポンプ71が作動すると、スロップタンク17に回収された廃液は複数のノズル7からタンク本体3の内部にタンク洗浄液として供給される。
タンク本体3にタンク洗浄液がおくられると、タンク本体3の内部に堆積されたスラッジは溶解され、スラッジ自体が減量されることになる。
ここで、ノズル7から供給されるタンク洗浄液の温度は60℃以上80℃以下である。タンク洗浄液の温度が60℃未満であると、洗浄効果が十分ではなく、タンク洗浄液の温度が80℃を超えると、タンク洗浄液に含まれる水が高温の水蒸気となって不具合を生じる。本実施形態では、スロップタンク17で回収された廃液をそのままノズル7でタンク本体3にタンク洗浄液として供給するので、ノズル7から供給されるタンク洗浄液の温度を60℃以上とすることができる。なお、タンク洗浄液の温度が60℃に満たない場合、例えば、常温であっても、オイルタンクの洗浄上不都合がないが、洗浄時間を早めるにはタンク洗浄液供給ライン70に加熱装置を設けるものであってもよく、逆に、80℃を超える場合には冷却装置を設けるものであってもよい。冷却装置は、冷却ガスをラインに吹き付けるものでもよく、あるいは、ラインに冷却フィンを設けるものであってもよい。
なお、石油精製プラントの洗浄液の全体に対する化学剤の比率は、石油精製プラント1の洗浄液として使用される場合もオイルタンク2のタンク洗浄液として使用される場合も同じである。
タンク本体3からスラッジが除去されたら、ポンプ5を作動してスラッジを含む液体を外部に排出する。
(1)石油に界面活性剤及びリモネンを含む化学剤を混合した洗浄液で石油精製プラント1を洗浄した後に生じた廃液を、スラッジを溶解減量するための処理液として用いたので、石油精製プラントと同様に、スラッジを除去してオイルタンク2の洗浄を十分に行うことができる。しかも、石油精製プラント1の洗浄に用いられた廃液をタンク洗浄剤として再利用することで、コストダウンを図ることができる。
[実施例1]
スラッジ:オイルタンク2に付着したスラッジを用意した。このスラッジを分析したところ、40質量%のワックス、10質量%のアスファルテン、40質量%のライドハイドローカーボン、及び10質量%の無機物からなる。
試液(廃液):20質量%のカルボキシベタインと、20質量%のスルホベタインと、60質量%のリモネンとから化学剤を構成し、この化学剤を2.0質量%、軽油を97.5質量%、及び、石油精製プラント1で排出される汚れ成分としてのスラッジを0.5質量%として試液を構成した。試液は石油精製プラント1で排出される廃液を想定したものである。以下の実施例及び比較例においても同じである。
試液とスラッジとを同じ量(20g)用意し、スラッジをビーカーに投入した後、試液をビーカーに投入し、ビーカーの温度を60℃に維持してスラッジの溶解状態を目視した。
実施例2は実施例1とは試液及びスラッジの成分が同じであり、スラッジに対して2倍(40g)の試液を用意し、実施例1と同様の実験を行った。
実施例2は実施例1とは試液及びスラッジの成分が同じであり、スラッジに対して3倍(60g)の試液を用意し、実施例1と同様の実験を行った。
実施例4は実施例1とはビーカーの加熱温度が70℃であり、実施例1と同様の実験を行った。
実施例5は実施例1とはビーカーの加熱温度が80℃であり、実施例1と同様の実験を行った。
実施例6は実施例1とはビーカーの加熱温度が常温の20℃であり、実施例1と同様の実験を行った。
実施例7は実施例1とはビーカーの加熱温度が90℃であり、実施例1と同様の実験を行った。
実施例8は実施例1とは試液の成分比を変えたことが異なり、他は同じ条件で実験を行った。
試液:実施例1と同じ化学剤を用い、この化学剤を2.0質量%、軽油を97.5質量%及び、汚れ成分としてのスラッジを0.5質量%として試液を構成した。
実施例9は実施例1とは試液の成分比を変えたことが異なり、他は同じ条件で実験を行った。
試液:実施例1と同じ化学剤を用い、この化学剤を4.0質量%、軽油を95.5質量%、及び汚れ成分としてのスラッジを0.5質量%として試液を構成した。
実施例10は実施例1と試液を相違させたものであり、他の条件は実施例1と同じである。
試液:20質量%の大豆レシチンと、20質量%の石油スルホネートと、60質量%のリモネンとから化学剤を構成し、この化学剤を2.0質量%、軽油を97.5質量%及び汚れ成分としてのスラッジを0.5質量%として試液を構成した。
実施例11は実施例1と試液を相違させたものであり、他の条件は実施例1と同じである。
試液:10質量%のカルボキシベタインと、30質量%のスルホベタインと、60質量%のリモネンとから化学剤を構成し、この化学剤を2.0質量%、軽油を97.5質量%及び汚れとしてのスラッジを0.5質量%として試液を構成した。
実施例12は実施例1と試液を相違させたものであり、他の条件は実施例1と同じである。
試液:10質量%のカルボキシベタインと、10質量%のスルホベタインと、80質量%のリモネンとから化学剤を構成し、この化学剤を2.0質量%、軽油を97.5質量%及び汚れ成分としてのスラッジを0.5質量%として試液を構成した。
比較例1は実施例1と試液を相違させたものであり、他の条件は実施例1と同じである。
試液:軽油を99.5質量%とし、汚れ成分としてのスラッジを0.5質量%として試液を構成した。
比較例2は実施例1と試液を相違させたものであり、他の条件は実施例1と同じである。
試液:カルボキシベタインを20質量%とし、軽油を79.5質量%とし、汚れ成分としてのスラッジを0.5質量%として試液を構成した。
参考例はタンク洗浄剤として、プラント洗浄後の廃液を用いるのではなく、新しく作製した洗浄液を使用したものである。つまり、タンク洗浄液には汚れ成分としてのスラッジが含まれていない。
試液(新液):20質量%のカルボキシベタインと、20質量%のスルホベタインと、60質量%のリモネンとから化学剤を構成し、この化学剤を2.0質量%、及び軽油を98.0質量%として試液を構成した。
実施例4での溶解時間は3時間であり、実施例5,7での溶解時間は2時間であり、実施例6での溶解時間は6時間であった。つまり、温度を上げるに従って溶融時間が短くなる。
これに対して、比較例1,2では6時間を超える時間をかえても、スラッジが溶解することがなかった。
なお、参考例は、実施例1と同様に、溶解時間が4時間であった。つまり、汚れ成分のスラッジを含む廃液をタンク洗浄液として用いた場合、新液としてタンク洗浄液を用いた場合と変わらない。
本発明の第2実施形態を図2及び図3に基づいて説明する。図2には第2実施形態の概略が示されている。図3には第2実施形態の要部が示されている。ここで、第2実施形態の説明において第1実施形態と同一の構成要素は同一符号を付して説明を省略する。
第2実施形態では、オイルタンク2に堆積されたスラッジOを取り出し、このスラッジOとスラッジ減量用処理液とを処理槽8に投入してスラッジOを溶解減量するものである。
図2において、処理槽8はタンク洗浄液供給ライン70の端部が接続され、オイルタンク2の内部に堆積されたスラッジOが投入可能とされる。処理槽8で処理されたスラッジOを含む液状の残存物がポンプ5により所定の場所、例えば、スロップタンク17に戻し、製品として利用する。
図3において、処理槽8は、上部にスラッジOを投入する投入口80Aが形成されたタンク本体80と、このタンク本体80に設けられたミキサー81と、タンク本体80の内部を加熱するスチームヒータ82とを備えている。タンク本体80は、その底部にドレンポット水を排出するためのボトム部80Bを備えている。
タンク本体80には温度計83及びレベルゲージ84が設けられている。なお、スラッジは石油のみを用いた場合には60℃で溶解するが、処理液として用いられる廃液(石油及び界面活性剤に加えて化学剤を含む処理液の溶解温度は40℃以下である。
その後、外気温の状況を確認してスチームヒータ82で処理液の液体温度を50℃になるまで加熱する。さらに、ミキサー81を運転する。
オイルタンク2から適宜な手段でスラッジOを取り出し、これを手押し車9で作業員が処理槽8の内部に投入口80Aから投入する。この際、スラッジOを処理液の50%レベルアップまで投入する。
槽内温度が最高50℃以下のできるだけ低温で処理し十分に撹拌されていることを確認してスロップタンク17や重油タンクへ移送する。タンク本体80のボトム部80Bに溜まったドレンポット水が所定のレベルに達したことをレベルゲージ84が検出したら、逐次、排出する。
以上の運転をバッチ運転から始め、このバッジ運転が慣れたら次に連続運転を行う。
(3)石油に界面活性剤及びリモネンを含む化学剤を混合した洗浄液と、オイルタンクから取り出されたスラッジとを処理槽8に投入してスラッジを溶解減量するから、スラッジ処理をコストをかけることなく実施することができる。特に、本実施形態では、オイルタンク2自体に処理液を供給するための設備を設けることを要せず、スラッジの溶解処理に適した大きさの処理槽8を設ければよいので、スラッジ処理のためのコストが低減される。
試液(廃液):20質量%のカルボキシベタインと、20質量%のスルホベタインと、60質量%のリモネンとから処理液(実施例1と同じ:製品番号HKS−101A)を構成し、この処理液を30g、石油精製プラント1で排出される汚れ成分としてのスラッジを30g用意する(試料1)。さらに、処理液を30g、スラッジを90g用意する(試料2)。試料1と試料2とにおいて、それぞれ材料を加熱していない(常温の)ビーカーに投入し撹拌する。すると。投入した瞬間からスランジの溶解が始まった。試料2では油分が多すぎてスラッジが塊のまま浮いてしまう等、撹拌しにくいこともあったが、溶解に関しては試料1と試料2とでは目視観察による差は見られない。撹拌した後、別のビーカーに70℃の湯を注ぎ、湯煎により材料が投入されたビーカーを加熱した。試料1と試料2とでは、それぞれ40℃まで上昇したが、粘度に関しては試料1が試料2に比べて高いものとなった。
このように、第2実施形態の処理液は溶解温度が40℃以下である。この処理液を重油のブレインディングコンポーネントやスロップタンクに入れ再処理することが可能である。
例えば、前記実施形態では、石油精製プラント1を常圧蒸留装置として説明したが、本発明では減圧蒸留装置等の他の石油精製プラントにも適用することができる。
また、オイルタンク2にタンク洗浄剤を供給する手段は複数のノズルに限定されるものではない。また、撹拌機構6を省略することもできる。
Claims (5)
- 石油に界面活性剤及びリモネンを含む化学剤を混合した洗浄液により石油精製プラントの洗浄を行って生じた廃液を、オイルタンクの内部に堆積されたスラッジを溶解減量する処理液として用いることを特徴とするオイルタンクの洗浄方法。
- 請求項1に記載されたオイルタンクの洗浄方法において、
前記石油精製プラントから前記オイルタンクにタンク洗浄液供給ラインを通じて前記処理液をタンク洗浄液として供給することを特徴とするオイルタンクの洗浄方法。 - 請求項2に記載されたオイルタンクの洗浄方法において、
前記オイルタンクに供給する際の前記タンク洗浄液の温度は60℃以上80℃以下であることを特徴とするオイルタンクの洗浄方法。 - 石油に界面活性剤及びリモネンを含む化学剤を混合した洗浄液と、オイルタンクから取り出されたスラッジとを処理槽に投入して前記スラッジを溶解減量することを特徴とするオイルタンクのスラッジ処理方法。
- 請求項4に記載されたオイルタンクのスラッジ処理方法において、
前記洗浄液を石油精製プラントに投入して洗浄を行い、この洗浄後に生じた廃液を前記処理槽に投入することを特徴とするオイルタンクのスラッジ処理方法。
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