JPH0237202B2 - - Google Patents

Description

請求の範囲 １ 微細な、無機質に富む鉱質固形物から有機汚
染物質を除去する方法において、それが (a) 微細な、無機質に富む鉱質固形物を圧力容器
中でガスである抽出剤と接触させある圧力とあ
る温度下で前記のガスを流動性有機汚染物質−
溶剤状態に転化しそれによつて前記の有機汚染
物質を前記の抽出剤中に溶解しそして抽出剤−
有機汚染物質溶液を含む流出液を形成し； (b) 生じた本質的に有機汚染物質を含まない鉱質
固形物から前記の流出液を分離し； (c) 前記の流出液を充分な減圧にさらして前記の
抽出剤を前記の有機汚染物質に対する非溶剤に
なしそして２相の減圧生成物を再循環のために
有機汚染物質と抽出剤に作る段階を含む方法。

２ 前記の鉱質固形物が油井掘削切粉を含む特許
請求の範囲第１項に記載の方法。

３ 前記の掘削切粉が水−ベース泥中に在りそし
て前記の汚染物質が泥添加物を含む特許請求の範
囲第２項に記載の方法。

４ 前記の汚染物質が油を含む特許請求の範囲第
３項に記載の方法。

５ 前記の掘削切粉が油−ベース泥中に在る特許
請求の範囲第２項に記載の方法。

６ 前記の汚染物質が油を含みそして前記の鉱質
固形物が砂を含む特許請求の範囲第１項記載の方
法。

７ 前記の接触段階の前に前記の泥から前記の切
粉を分離する段階を含む特許請求の範囲第５項に
記載の方法。

８ 前記の分離段階に引続きそして前記の接触段
階の前に前記の切粉を破砕する段階を含む特許請
求の範囲第７項に記載の方法。

９ 生じた本質的に油を含まない切粉を処分する
段階を含む特許請求の範囲第８項に記載の方法。

１０ 前記の方法を沖合の掘削装置上で実施しそ
して前記の処分が前記の油を含まない切粉の船外
への投棄を含む特許請求の範囲第９項に記載の方
法。

１１ 前記の投棄の前に前記の油を含まない切粉
の圧縮の段階を含む特許請求の範囲第１０項に記
載の方法。

１２ 前記のガスが約50と約220気圧の間の圧力
および約15℃と約150℃の間の温度における二酸
化炭素である特許請求の範囲第１項に記載の方
法。

１３ 前記のガスが約８と約220気圧の間の圧力
および約15℃と約150℃の間の温度におけるプロ
パンである特許請求の範囲第１項に記載の方法。

１４ 前記のガスが約4.8と約220気圧の間の圧力
および約15℃と約150℃の間の温度におけるジク
ロロジフルオロメタンである特許請求の範囲第１
項に記載の方法。

１５ 前記の鉱質固形物と前記の抽出剤との前記
の接触が前記の鉱質固形物が本質的に汚染物質を
含まなくなるまで前記の圧力容器を通して前記の
抽出剤を循環させることを含み；そして前記の残
留流出液を前記の本質的に油を含まない鉱質固形
物から分離する前記の段階が残留抽出剤を前記の
容器から水ピストンによつて押し出すことを含む
特許請求の範囲第１項に記載の方法。

１６ スラリー化液体と前記の汚染物質を含む前
記の鉱質固形物とのポンプで扱いうるスラリーを
作り；そして前記のスラリーを前記の圧力容器に
ポンプで送る段階を含む特許請求の範囲第１項に
記載の方法。

１７ 前記の抽出剤を前記の接触段階において使
用する温度に近い温度まで前記のスラリーを加熱
する段階を含む特許請求の範囲第１６項に記載の
方法。

１８ 汚染物質を含む前記の固形物が前記の圧力
容器に到達した後でそして前記の接触段階の前に
前記の固形物から前記のスラリー化液体の少なく
とも一部分を除去する段階を含む特許請求の範囲
第１６項に記載の方法。

１９ 前記の鉱質固形物が油−ベース泥中の掘削
切粉でありそして前記の方法が前記のポンプで扱
いうるスラリーを作る前に前記の泥から前記の切
粉を分離する段階を含む特許請求の範囲第１６項
に記載の方法。

２０ 前記のスラリー化液体が油である特許請求
の範囲第１９項に記載の方法。

２１ 前記の汚染物質が油でありそして前記の合
体した流出液を減圧にさらす前記の段階を複数の
段階において達成する特許請求の範囲第１項に記
載の方法。

２２ 第一減圧段階が前記の合体した流出体の圧
力を二相の第一段階減圧生成物を作るのに丁度充
分な圧力まで減じることを含み；そしてそこでは
前記の二相の第一段階減圧生成物を分離する前記
の段階が (a) 前記の二相生成物を蒸留して前記の抽出剤を
蒸気として除去しそして前記の油を含む底留分
をつくり； (b) 前記の抽出剤蒸気を本質的にこれを流動性油
−溶剤状態に再転化するのに必要なその圧力に
まで圧縮し； (c) 前記の再圧縮した抽出剤と前記の底留分の間
の間接熱交換を達成して前記の蒸留段階に対す
る熱エネルギーを与え；そして (d) 油−含有底残液を引き出す ことを含む特許請求の範囲第２１項に記載の方
法。

２３ 前記の抽出剤の一部を前記の圧縮前に凝縮
させそしてその結果生じた凝縮液を前記の蒸留に
おける還流液として使用する段階を含む特許請求
の範囲第２２項に記載の方法。

２４ 微細な、無機質に富む鉱質固形物から油を
含む有機汚染物質を除去する装置において、その
装置が (a) 有機汚染物質を含む微細な、無機質に富む鉱
質固形物と前記の汚染物質に対する抽出剤との
間の接触を達成するように整えた圧力容器手
段、その抽出剤は環境条件下ではガスでありそ
してそれは前記の接触の間中それを前記の汚染
物質に対する流動性溶剤状態に転化する圧力と
温度の条件下に保たれる； (b) 前記の抽出剤を前記の流動性溶剤状態で与え
る抽出剤供給手段； (c) 前記の抽出剤を前記の流動性溶剤状態におい
て前記の圧力容器手段を通しそして前記の固形
物と接触して循環させそれによつて前記の汚染
物質を含む本質的に単一相流出液をつくる手
段； (d) 残留流出液を前記の圧力容器手段から本質的
に単一相残留流出液として除去しそして前記の
残留流出液を前記の主流出液と合体させるため
の手段； (e) その結果生じた合体させた本質的に単一相の
流出液を減圧して前記の抽出剤を含む蒸気相と
前記の汚染物質を含む液体相とを含む二つの分
離しうる相をつくる減圧手段； (f) 前記の蒸気および液体相を分離するための分
離手段；および (g) 本質的に汚染物質を含まない固形物を処分す
るために前記の圧力容器手段から引き抜くため
の手段 を組み合わせて含む装置。

２５ 前記の残留流出液を前記の圧力容器手段か
ら除去する手段が前記の圧力容器手段を通して上
方に水−ピストンを押し上げ、それによつて本質
的に汚染物質を含まない固形物を与える手段を含
む特許請求の範囲第２４項に記載の装置。

２６ 前記の本質的に汚染物質を含まない固形物
を前記の圧力容器手段から引き抜くための前記の
手段が前記の固形物を前記の容器から運ぶために
充分な力をもつて前記の圧力容器手段を通して水
の流れを導く手段を含む特許請求の範囲第２４項
に記載の装置。

２７ 前記の本質的に汚染物質を含まない固形物
をれんがまたはこれに類するものに圧縮するため
の手段を含む特許請求の範囲第２６項に記載の装
置。

２８ 前記の減圧手段が段階になつていて、その
第一段階は前記の二つの分離しうる相が形成され
る圧力のすぐ下の水準にまで圧力を減じ； (a) 蒸留帯域およびボイラー帯域を有する蒸発器
手段； (b) 前記の蒸留帯域から引き抜いた前記の抽出剤
蒸気を圧縮しそして圧縮した蒸気を間接熱交換
手段中に前記のリボイラー帯域中の前記の液体
相と共に循環させる手段； (c) 前記の抽出剤供給手段を含む前記の熱交換手
段と流体で連絡する移送ライン手段；および (d) 汚染物質含有底残液を前記のリボイラー帯域
から引き抜くための手段 を配置してある特許請求の範囲第２４項に記載の
装置。

２９ 前記の抽出剤の循環前に前記の圧力容器手
段から過剰なスラリー化液体を除去するための手
段を含む特許請求の範囲第２４項に記載の装置。

３０ 前記の鉱質固形物が油−ベース泥中の掘削
切粉でありそして前記のスラリー化液体が油であ
り；そしてそこでは前記の減圧手段が段階になつ
ていて、その第一段階は圧力を前記の二つの分離
しうる相が形成されるすぐ下の水準にまで減じる
ように整えてあり；そしてそこでは前記の分離手
段が (a) 蒸留帯域とリボイラー帯域を有する蒸発器手
段； (b) 前記の蒸留帯域から引き抜いた前記の抽出剤
蒸気を圧縮しそして圧縮した蒸気を間接熱交換
手段中に前記のリボイラー帯域中の前記の液体
相と共に循環させる手段； (c) 前記の抽出剤供給手段を含む前記の熱交換手
段と流体で連絡する移送ライン手段；および (d) 油−含有底残液を前記のリボイラー帯域から
引き抜くための手段 たを含む特許請求の範囲第２４項に記載の装置。

明細書 本発明は微小な、無機質に富む鉱質固形物から
一つまたは一つ以上の有機汚染物の除去に関しそ
してさらに特に油井掘削から生じる油汚染切粉か
ら油を除去する方法および装置に関する。

いわゆる「掘削泥（mud）」は成形圧力を調節
し、ビツトを潤滑および冷却し、掘孔からの掘削
切粉を流し、そしてケーシング前に孔の側面に強
化壁を形成するために使用する流体である。これ
らの泥は極めて粘性で複雑な処方物でありそして
摩砕したイルメナイト、ベントナイト、種々のク
レー、重晶石、鉛鉱、繊維、殻、等のような微細
物質を水性（例えば、水または塩水）または油
（例えば、デイーゼル油）のような液体媒質中に
含む。後者はいわゆる油泥（oil mud）と称され
るもので、ある種の掘削問題、特に頁岩掘削およ
び沖合操業で遭遇する問題を解決するのに特に有
利であることが判明した。従つて油泥は削孔不安
定性、頁岩の脱落（sloughing）、塩水の流れおよ
び過度の侵食のような沖合掘削問題を解決するこ
とが判つた。油泥はさらに、特に高温度条件に適
しそしてこれは孔下掘削モーターの摩損を減じる
のに役立つ。

しかし掘削泥、特に沖合掘削における油泥の使
用には固有の重大な問題がある。これは掘削切粉
の処分の問題で、切粉は油井から汲み上げた泥か
ら分離した後、その表面にそしてしばしばその多
孔質組織内に油を保有する。多くの場合油−汚染
切粉はまた界面活性剤およびその他の泥の付加物
も有する。

環境法令は油−汚染切粉を沖合掘削装置から水
中に投棄することを禁じているので、それらを清
浄になしまたはそれらを処分する何等かの方法を
用意する必要がある。

「切粉は沖合環境規格を満たすことができる」”
オイル アンド ガス ジヤーナル（Oil and
Gas Journal）”８月14日、1972年、73−76頁の
論文中で指摘されたように切粉の処分を達成する
ための二つの一般的選択は掘削装置上での切粉の
清浄化または陸上の処理場所への切粉の比較的高
くつく輸送の何れかである。清浄化は適当な洗剤
を使用する洗浄によつて；切粉を約2200℃に暴露
させるための強力ランプを使用する油の焼却によ
つてまたは真空蒸留によつて行なわれた。溶剤抽
出も示嗟された。切粉の洗浄は大容積の洗浄溶液
の取扱いが必要である；油の焼却は火事の危険な
らびに総ての切粉をランプに等しくさらす失敗を
生じさせる；そして真空蒸留は多大な資本の支出
を要する。米国特許第4242146号はこれらの一般
に使われる油除去の別法として油汚染切粉の圧縮
および油を結合するための油−吸収材との特殊界
面活性剤に続いて圧縮物質の水中への投棄を紹介
する。圧縮された物質は外見上はその比重に応じ
てある水準までは沈むであろうが、圧縮された物
質は崩壊し、表面に浮き上りそしてそれに油が伴
なうという長期に亘る可能性が存在すると思われ
る。その上、この技法は消耗する界面活性剤と吸
収剤を沖合の掘削装置に絶えず供給する必要があ
り、その要件は掘削の原価に付加される。

汚染問題を何等導入することなく処理できるよ
うな掘削切粉清浄化のための改良法および装置に
対する現実の要求があることは明らかである。切
粉を掘削装置から水中に投棄することができるこ
とが極めて望ましい沖合作業においてこの要求は
現在特に緊急であるけれども、油−汚染掘削物に
対する処分場所を備えることをもしも法令がも早
や不可能にする場合には、この事はいつかは陸上
掘削作業においても同様に重要になるであろう。

掘削泥が乳化剤および界面活性剤のような添加
物を含有する限り循環泥中にそのような物質の過
剰な増加を定期的に除去することは望ましくまた
は必要であろう。油を回収しそして固形物質を処
理するには劣化してきた油−ベース泥を加工する
ことが望ましくまたは必要であろう。

掘削切粉またはその他の微細な、無機質に富む
鉱質固形物はそれらを油から分けることが必要で
あろう。例えば、油は物理的に鉱質固形物、例え
ば、砂と、地質学的方法によつてまたは油流出の
ような何等か偶然の出来事によつて混ざるであろ
う。このような油と微細な無機質に富む鉱質固形
物は二成分に分離するために本発明の方法に供す
ることができる。

本発明の方法および装置は便宜上掘削切粉から
油を除去する事柄について記述するけれども、そ
れらは上に詳記したような鉱質固形物から有機成
分を除去するために同様に有用であることが理解
されるであろう。

従つて有機物質が化学的に鉱物に結合していな
いところの微細な無機質に富む鉱質固形物から一
つまたは一つ以上の有機成分を除去するための新
規方法を提供することが本発明の主目的である。

掘削切粉を処理してそれから油およびその他の
添加物を除去するための改良方法を提供すること
が本発明の今一つ主目的である。処理した切粉を
水を汚染することなく沖合の掘削装置から水中に
放棄することによつて処理を可能にする記載する
ような特徴を有する方法を提供することが本発明
の今一つの目的である。それ以上の目的は再循環
抽出剤の使用に基ずきそして補充抽出剤の供給の
みを必要とするそのような方法の提供である。使
用される泥の型、もたらされる切粉の性質、およ
び泥成分を回収できおよび／または再循還される
程度のような因子に関して弾力性を与える記載す
るような特色の方法を提供することがさらに別の
目的である。

掘削切粉またはその他の微細な無機質に富む鉱
質固形物を処理して油またはその他の有機汚染物
をそれらから除去するための陸上または沖合の装
置に好適な改良装置およびそれを具体化する系を
提供することが本発明のそれ以上の主目的であ
る。汚染問題を生じることなく切粉の処分を可能
にする程度まで切粉から油の除去を達成する記載
した特徴を有する装置を提供することが今一つの
目的である。さらに別の目的は抽出剤の再循環、
泥成分の回収および系に供給されるエネルギーの
能率的使用を可能にするような装置を提供するこ
とである。

本発明のその他の目的はある程度は明白であり
そしてある程度は下文に明らかになるであろう。

従つて本発明は数個の段階および一つまたは一
つ以上のそれらの段階とそれぞれその他について
の関連、および構造の特徴を具体化する装置、そ
のような段階を達成するように適合させた要素と
部分の配置の組み合わせを総て以下の詳細な開示
中に例証されるように含み、そして本発明の範囲
は請求の範囲中に示されるであろう。

本発明の一つの特徴に従えば油を含む汚染物を
微細な無機質に富む鉱質固形物から除去する方法
において、圧力および温度の条件下で抽出剤を液
体状態で与えそしてこれを有機汚染物質に対する
溶剤ならしめるよに保つたガスを含む抽出剤とそ
のような鉱質固形物を接触させ；そしてその中に
含む汚染物を有する抽出剤を鉱質固形物から分離
する段階を含む方法が提供される。

本発明の今一つの特徴に従えば、鉱質固形物を
圧力容器中でガスである抽出剤と接触させ圧力お
よび温度の下でガスを液体状油−溶剤状態に変化
させそれによつて油を抽出剤中に溶解しそして抽
出剤−油溶液を含む溶出液を形成し；生じた本質
的に油を含まない鉱質固形物から溶出液を分離
し；溶出液を充分な減圧下において抽出剤を油に
対する非溶剤ならしめそして２相の減圧生成物を
形成し；そして２相の減圧生成物を油と再循環す
るための抽出剤に分離するの諸段階を含む油を微
小な無機質に富む鉱質固形物から除去する方法が
与えられる。

本発明のなお別の特徴に従えば、有機汚染物質
を含む微小な、無機質に富む鉱質固形物と、圧力
と温度の条件下で汚染物質に対する液体溶剤状態
に維持したガスである汚染物質に対する抽出剤と
の間に接触を達成するように配置した圧力容器手
段と組合わせて；抽出剤を液体溶剤状態で圧力容
器手段を通して循環させて汚染物質を含む流出液
を形成させる手段；流出液を減圧して油出剤を含
む蒸気相と汚染物質を含む液相を含む２相を形成
するための減圧手段；蒸気および液体の相を分離
するための手段；および本質的に汚染物質を含ま
ない固形物を処分のために圧力容器手段から抜き
出すための手段を含む微小な、無機質に富む鉱質
固形物から油を含む有機汚染物質を除去するため
の系が与えられる。

本発明の性質および目的のより完全な理解のた
めに、添付図面と関連させて以下に詳細な記述を
参照するがそこでは 第１図は本発明の方法の基本的段階を示す図で
あり； 第２図は本発明の系に対する抽出剤と油をそれ
らの回収のために分離する点までの典型的装置を
例解する詳細に示した流れ図であり； 第３図は第２図の続きであつて抽出剤と油を分
離するための手段および一方または両方を再循環
するための手段を形成する装置の一実施態様を例
解し；そして 第４図は掘削切粉から油を除去するために種々
の抽出剤を蒸発させるために使用する装置の略図
である。

以下の詳細な記述において油ベース泥中で行う
掘削切粉からの油の除去を本発明の方法と装置の
典型として扱う。

第１図中に概略示されるように、試錐孔からも
たらされる掘削泥は油を除去しなければならない
切粉を含む。もしも使用する泥が油ベースのもの
であればそのときは切粉上の油は泥中の油または
泥中の油と井戸からの油との混合物である；もし
も使用する泥が水ベースのものであれば、切粉上
の汚染物質は泥に加えられた種々の有機添加物お
よび／または井戸からのいくらかの油であろう。
処理前に可及的多くの泥を切粉から除くことが一
般に望ましいのであるが、切粉を泥から分離せず
に処理することが可能でありこの場合には泥中の
油もまた抽出される。泥からの切粉分離は典型的
には篩機械または「シエール シエーカ（shale
shaker）」によつて行なわれ、これは泥が通過し
て落ちそして切粉をさらに処理するために保持す
ることを確実にするのに適した篩寸法の網を含
む。油ベースの泥の場合には篩い分けた切粉は切
粉重量の約50％までの油を表面ならびにもしも切
粉が多孔質物質でできている場合には孔の中に有
する。その上、切粉はまたそれに付着して界面活
性剤、疎水剤、乳化剤、キレート剤およびこれに
類するもののような泥添加物を有するであろう。
現在のところ沖合の掘削プラツトフオームから船
外に投棄される何れの切粉も最大油含量の制限が
ありそして総ての微候はそのような制限は一層厳
しくなることである。

油に汚染された掘削切粉が泥から分離されると
処理系を構成する残余の装置および使用する加工
流体の作業特性に相応するこれら切粉の最適寸法
範囲を与えるように分離した切粉を破砕すること
が望ましいかまたは必要であろう。そのような最
適寸法範囲は誰でも全体の系について容易に決め
られ；そしてそれは許容できる残留油水準、掘削
切粉の多孔度、およびこれに類するもののような
因子によつて決まるであろう。それらの寸法は10
タイラー篩よりも大きくないことが望ましい。

予め定めた寸法範囲以内の油−汚染切粉は次に
加圧抽出塔に運ぶ。この運搬は好ましくはスラリ
ーをつくるための油または水性液体を使用して切
粉をポンプで汲み上げうるスラリーをつくり、そ
してこれを塔の中に汲み入れることによつて達成
する。スラリー作成油の典型はデイーゼル油を、
そして水性液体の典型としては海水または塩水を
採用することができる。その他の油および水性液
体は、新鮮な水を含めて使用できることは理解で
きるであろう；しかし、以下の詳細な記述におい
ては便宜上デイーゼル油または海水の何れかが使
われると仮定されるであろう。もちろん、使用す
るポンプで扱いうる限り高固形物を有するポンプ
扱いが可能な切粉スラリーをつくることが好まし
い。通常、スラリー重量の約50％までの固形物含
量がそのような最大値である。

前に記したように、掘削には水ベース泥または
油ベース泥の何れかを使うことができる。これら
二つの異なる泥の使用は切粉を泥から分離する段
階および／または切粉を破砕する段階を省くこと
ができるという事実に加えてスラリー化する前お
よび作つたスラリーをさらに加工するために行な
う段階に関して多数の可能性を生み出す。従つて
もしも切粉が井戸から水ベース泥でもたらされる
場合にはそれらは油および／またはその他の有機
汚染物質、例えば界面活性剤およびこれに類する
もののような泥添加物を含むであろう。そのよう
な水ベース泥は直接スラリーにつくることができ
る；または、別法として、切粉をそれから分離し
て、要すれば破砕し、そして次に水性または油性
スラリーをつくる。しかし、もしも切粉が油ベー
ス泥でもたらされる場合には、それらは主に油で
汚染されるであろう。この切粉を含む泥は直接油
スラリーにつくることができる；または切粉をそ
れから分離してよく、要すれば破砕し、そして次
に水性または好ましくは油スラリーをつくる。

切粉は抽出剤と接触させるために抽出容器に運
ぶ。もしもそれがスラリー中で運ばれるときは過
剰のスラリー化油または水は好ましくは除去しま
たは抽出段階の直前に強いて取除く。

使用する抽出剤は常圧常温ではガスの状態であ
りそして、これをその物理的状態を変える圧力と
温度にさらすことによつて溶剤の液体状態、例え
ば、液体または臨界超過液体に転化できる物質で
ある。抽出剤ガスとしては約200よりも多くない
分子量を有するガスを使うことが通常望ましい。
そのような抽出剤中本発明に好適なのは二酸化炭
素、エタン、エチレン、プロパン、プロピレン、
およびその他の炭化水素、およびジクロロジフル
オロメタンのようなガス状ハロゲン化炭化水素で
ある。

本発明の方法に好ましい抽出剤はジクロロジフ
ルオロメタン（Tc、120.0℃；Pc、40.6気圧）；
プロパン（Tc、96.6℃；Pc、43気圧）；および二
酸化炭素（Tc、31.1℃；Pc、73気圧）である。
二酸化炭素は、プロパンよりも高い圧力を要すれ
けれども、廉価であるため、それ自身が非汚染性
であるためおよび使用する装置の機械的強度に不
当な要求を出さない圧力と温度範囲に亘つて比較
的良好な溶剤であるので好ましいであろう。二酸
化炭素は約50と200気圧の間の圧力および約15℃
と約150℃の間の温度において希望する液体状態
に保つことができる。プロパンおよびジクロロジ
フルオロメタンは同一温度範囲に亘りそしてそれ
ぞれ８から220気圧および4.8から220気圧までの
圧力範囲に亘つて使うことができる。

その臨界に近い状態において液体としてそして
その超臨界状態において流体として抽出溶剤とし
て役立つ二酸化炭素の能力は多年の間知られてい
る。〔例えばフランシス．エイ．ダブリユ．“ジヤ
ーナル オブ フイジカル ケミストリー
（Francis、A.W.、Ｊ Phys.Chem.）58、1099
（1954）およびインダストリアル エンジニアリ
ング ケミストリー（Ind.Eng.Chem.〕47、230
（1955）を参照〕。近臨界および超臨界流体は、二
酸化炭素を含めて、種々の油を含む広い範囲の物
質に対する溶剤として示唆された（米国特許第
1805751；2130147；2281865各号）；香味成分に対
し（米国特許第3477856号）；コヒー中のカフエイ
ンに対し（米国特許第3842847号）；ココア塊から
のココアバターに対し（米国特許第3923847号）；
種子およびこれに類するものからの脂肪に対し
（米国特許第3939281号）；脱脂種子からの残留ヘ
キサンに対し（米国特許3966981号）；および種々
の組成物からのパラフイン、グリセロール、油お
よび脂肪のような種々の物質に対し（米国特許第
3969196号）。超臨界的ガスによる油出の一般的分
野の極めて詳細な評論はアンゲバンデ ヘミー
（Angewandte Chemie…）英語による国際出版、
17：10、701−784頁（1978年10月）中に見出すこ
とができる。

抽出段階は抽出剤を切粉に付着する油およびス
ラリー中に存在する何等かの油に対する溶剤なら
しめる温度／圧力条件の選択によつて決めた温度
において実施する。油が切粉から抽出剤に溶解に
よつて移されてしまうと、清浄になつた、油を含
まない切粉は油−抽出剤溶液から分離しそして沖
合の掘削装置から水中に投棄しまたは陸上の掘削
作業所から適当な廃棄場所に移す。

抽出剤は抽出段階からの流出液を物理的条件の
変化にさらしこれを油に対する非溶剤に変えて回
収する。通常、これは流出剤に対する圧力の低減
によつて達成され、抽出剤を油に対する非溶剤に
転化するために低減する圧力の程度は使用する抽
出剤および溶液の温度によつて決まる。抽出剤を
油に対する非溶剤に変化させるとその結果２相系
が形成されそこでこれを油に富む相と非溶剤抽出
相に分ける。圧力およびもしも必要ならば温度を
調節して抽出剤を油に対する溶剤状態に再転化さ
せそしてこれを再循環状態に置く。流出剤中の油
と抽出剤との本質的に完全な分離は掘削泥に添加
することができ、再使用してポンプで扱えるスラ
リーをつくりまたは希望する何等かその他の方法
で使うことができるような品質の油を生じる。

第２図は本発明の方法を実施するために好適な
系の詳細な流れ略図を示す。掘削切粉を伴なう泥
は地域、油井の深さ、等によつて決まる温度にお
いて油井からポンプで汲み出される。切粉の処理
前に油井からの泥を泥貯蔵手段に移すことは可能
ではあるが、貯蔵容量を省く必要があるため切粉
を直接処理することが望ましい。従つて、第２図
中に示されるように、泥は好ましくは油井から直
接切粉分離器１０、例えば予め定めた寸法、例え
ば、約50ｍよりも大きい切粉の本質的に総てを保
留するのに適した篩寸法の網１１を有するシエー
ル シエーカーに送りそこから切粉は分離され、
泥は次いでライン１２を通つて泥ピツト（示され
ていない）に再使用のために入れる。

切粉を抽出容器にスラリーとして運ぶべき場合
には、網１１上に保留された切粉はライン１５に
よつてスラリー槽１６に運ぶ。もしも切粉の寸法
を破砕のような方法で小さくするときには、ライ
ン１５中の破砕機１７、例えば平滑ロール破砕機
を通して送る。点線１８および１９によつて示さ
れるように分離器１０からの泥の一部または油井
からの泥の総てはスラリー化槽に送ることが可能
である。微細粉鉱、例えば網１１を通過する切粉
の量を減らすために油井からの総ての泥を定期的
に加工することが望ましいであろう。過剰量のそ
のような粉鉱は泥を油井の中へまたは外へポンプ
で汲むのに適した水準以上に泥の粘度を増加させ
る。

前に記したように、スラリー形成液体は油、例
えば約175℃と約350℃の間の沸点範囲を有するも
のまたは水性液体でよい。デイーゼル油はスラリ
ー化液体として特に好適である。スラリーをつく
る液体はポンプ２０によつて弁−調節ライン２１
を通つてスラリー液体構成槽２２からスラリー化
槽１６に送る。スラリー化槽１６には好適な撹拌
手段２３および加熱器２４を取付けてありスラリ
ーの温度を好ましくは断熱を施してある抽出塔３
０および３１を操作するために要求される温度に
調節する。第２図中に図示する系においては２本
の抽出塔が平行に示され、配置は１本を抽出段階
の実施に使用する間に別の塔を減圧、取出し、再
充填および再加圧することによつて本質的に連続
運転を可能にする。もちろん１本または１本以上
のそのような抽出塔が使用できることはいうまで
もない。

スラリーは希望する温度においてスラリー化槽
１６からライン３５および流量調節弁３６を通つ
て引き出し、次いでスラリー ポンプ３７によつ
てライン３８を通り枝ライン４０を有する入口ラ
イン３９に、弁４１によつて調節して抽出塔３０
中にそして枝ライン４２から弁４３で調節して抽
出塔３１中に送る。

第２図はスラリーをつくりそしてスラリーをポ
ンプ送りすることによりいくらかの泥と共に掘削
切粉の輪送を例解するけれども、切粉および泥は
スクリユー コンベヤーのような機械的手段によ
つて抽出塔に輸送することが可能であつて、この
ようにしてスラリー槽１６、スラリー構成液体槽
２２、ポンプ２０および３７および附随する輸送
ラインの必要をなくすことができる。

切粉を抽出塔３０および３１に運ぶためにスラ
リーを使う場合には汚染された小片を抽出剤と接
触させる前に先ずスラリー液体を可及的に除くこ
とが望ましい。この終におい塔３０および３１に
は底端部に切粉を止めるために希望するメツシユ
の網を備える。網を通過するスラリー液体は次い
で水分を切りまたは塔からスラリー引抜きライ
ン、即ち塔３０に対しては弁４５によつて調節さ
れるライン４４および塔３１に対しては弁４７に
よつて調節されるライン４６を通つて強制引抜き
をする。これらのラインをライン４８に集めこれ
はスラリー液体構成槽２２に導いて戻し、このよ
うにしてスラリー形成液体の再循環を可能ならし
める。ポンプ４９はライン４８中の液体を送るた
めに備えることができる。

抽出塔が処理すべき掘削切粉によつて予め定め
た水準まで充たされると、希望する温度と圧力に
おいて抽出剤を抽出塔を通して掘削切粉上およ
び／または孔の内部の油が除去されて希望する汚
染水準を達成するまで循環させる。抽出剤の循環
においては抽出剤供給ライン５０を通り弁５２で
調節する枝ライン５１を通つて塔３０に；そして
弁５４で調節する枝ライン５３を通つて塔３１に
持ち込む。塔を通る循環においては、油を含む抽
出剤、即ち塔流出液は弁５６によつて調節する枝
ライン５５を通して塔３０からそして弁５８によ
つて調節する枝ライン５７を通して塔３１から引
き出し、枝ライン５５および５７は主流出液排出
ライン５９に供給する。抽出剤および抽出剤循環
の完了後塔中に残存しその中に溶解しているいく
らかの油を除去するために、水ピストンを使用し
て残留混合物を抽出塔から強いて出して清浄切粉
を残す。従つて塔３０から弁６６によつて調節す
る枝ライン６５および塔３１から弁６８によつて
調節する枝ライン６７が与えられこれらは第二排
出ライン６９に導く。第一および第二排出ライン
５９および６９は集まつて主要流出ライン７０を
形成しこれは第３図中に図示する実施態様中に詳
記するような系の分離および回収部分に導く。

水ピストンを与えるために必要となる水は何れ
か好適な源、例えば沖合の掘削作業に対しては海
から主水ライン７５を通つて供給し；そして高−
排水−圧力水ポンプ７６によつて弁７８によつて
調節するライン７７を通つて弁８０によつて調節
する枝ライン７９を経て塔３０中にまたは弁８２
によつて調節する枝ライン８１を経て塔３１中に
ポンプで送る。

残留流出液が抽出塔から強制除去された後、清
浄になつた本質的に油を含まない切粉を運び出す
のに充分な割合で清水をポンプで送る。この水は
好ましくは主水ライン７５からポンプ８４によつ
て弁８６で調節するライン８５を経て弁８８によ
つて調節する枝ライン８７に接続して塔３０中に
導きそして弁９０によつて調節する枝ライン８９
に接続して塔３１に導く。清浄切粉を伴なう水は
塔３０から弁９６によつて調節する枝ライン９５
を通り、そして塔３１から弁９８によつて調節す
る枝ライン９７を通つて引き出し、ライン９５お
よび９７は主切粉排出ライン９９に導く。ライン
９９からスラリーは弁１０１によつて調節するラ
イン１００を経て水中に排出させることができ
る。別法として、もしもいくらかの量の泥を系を
通して加工した場合には、清浄切粉／水スラリー
を弁１０４によつて調節するライン１０３を経て
貯槽１０５に流して泥の固形含有物を回収するこ
とが望ましく、その貯槽からより重い固形物は周
期的に底から弁１０７によつて調節するライン１
０６を経て排出することができ、そして懸濁クレ
ーを含む残留液体は撹拌機１０８で撹拌した後ラ
イン１０９およびポンプ１１０の方法によつて適
当な分離手段（示されていない）にポンプで送る
ことができる。別法として切粉を直接大洋中に廃
棄するためには、それらを圧縮機中で圧縮してれ
んがまたはペレツトをつくることが望ましくそれ
らは海面下に容易に沈むであろう。スラリー引き
抜きライン４４，４６および４８はまた抽出完了
後に残留油／抽出剤流出液の強制押し出しに使つ
た水ピストンを形成する水の排出にも使うことが
できる。スラリーに対する何れの補充水もライン
１２０、ポンプ１２１および弁１２２によつて主
水ライン７５から引くことができる。スラリーを
つくるのに水を用いない場合には、ライン４８を
経て排出する水は弁１２４を有するライン１２３
を経て水中にポンプで出すことができ；そしてラ
イン１２０、ポンプ１２１および弁１２２は省く
ことができる。もしもスラリーを油によつてつく
るときは、抽出剤から回収する油の全部または一
部はライン１２５によつて第３図に図解した系の
油回収部分から油返送ライン１２６へそして槽２
２中に運ぶことができる。何れの補充油もライン
１２７を経て加えることができる。第３図は抽出
剤と油を分離しそして回収する系のその部分の好
ましい実施態様の流れ略図である。上に記したよ
うに第２図の記述に関連して、抽出塔を通る抽出
剤の循環の結果生じた油および油と共に何等かの
泥添加物をその中に溶かして含む抽出剤との混合
物を含む流出液は塔３０と３１から引き出してラ
イン５９を経てライン７０にもたらす。水ピスト
ンの作用によつて押し出された抽出剤を油および
添加物と共に含む流出液はライン６９を経て引き
出しそしてライン７０中の全溶出液の一部にな
る。この流出液は次に減圧して抽出剤を油に対し
て、および好ましくは溶解しそして抽出されたで
あろうその他の泥添加物に対して本質的に非溶剤
としてしまう。最初に圧力は分離できる２相系、
即ち、抽出剤相および油を多く含む相が形成され
るまでの程度に低めることが望ましい。第３図中
に図解した装置においてこの最初の減圧はライン
７０と１３１の間の好適な減圧弁１３０において
達成され；そしてライン１３１中で生じた圧力は
圧力計１３２によつて観察する。

ライン１３１中の２相流体は上部蒸留帯域１３
４と下部リボイラー帯域１３５を有する蒸発器１
３３として示される分離器中に運ぶ。蒸留帯域１
３４からの抽出剤蒸気はライン１４０中に引き抜
きそして圧縮機１４１中で抽出剤が抽出塔を経て
循環する圧力まで圧縮する。その結果加熱された
圧縮抽出剤は次にライン１４２に運びリボイラー
帯域１３５内の熱交換器１４３を通つて蒸留塔１
３３中で抽出剤蒸気を蒸発させるために要する熱
を与える。このようにして回収した抽出剤は次に
抽出剤循環回路中の抽出剤供給ライン５０中に導
く。もしも抽出塔３０または３１の一つに導入す
る前に抽出剤の温度を何等か調整する必要があれ
ば、これは供給ライン５０中に配置する好適な間
接熱交換器１４５中で達成できる。これはコイル
１４６を通る適当な熱移送流体を循環させること
によつて実施できる。

ライン１４０を経て蒸発器１３３を出て行く抽
出剤蒸気の若干の環流を達成することが望ましい
であろう。このために冷水または何等かその他の
好適な冷却液体がそれを通して循環する凝縮器１
４８と一体となつて環流返送ライン１４７を備え
ることができる。抽出剤蒸気の一部分だけをこの
環流ラインを通して送り、そして凝縮器１４９に
は圧力始動の通気孔１４９を取り付けこれは系か
ら非凝縮物の脱出を可能にする。

蒸発器１３３内では油含有残液がリボイラー帯
域１３５中で循環しそしてこれらはそこから残液
排出ライン１５０を経て排出しこれはライン１５
２を伴なうライン１５０に接続する減圧弁１５１
に導きそして中間−圧力フラツシユ タンク１５
３に供給しそしてその中の圧力を圧力計１５４に
よつて観察する。抽出剤蒸気をフラシユ タンク
１５３からライン１５５を通つて排出しそしてさ
らに油を多く含んだ液はライン１５６を通つて引
き抜き、そこにはライン１５６とフラツシユ タ
ンク１５３の間に一般に参照番号１５７によつて
示す液体水準調節系がライン１５６中の圧力弁１
５８と一体となつて存在する。

フラツシユ タンク１５３からの中間−圧力流
体は次にライン１５６によつて別の減圧弁１５９
および圧力計１６１を有するライン１６０を通つ
て低圧フラツシユ タンク１６２に運び、これは
好ましくは大気圧より少し上に保つ。低−圧力フ
ラツシユ タンク１６２はいくらか残留抽出剤蒸
気があればライン１７０を通つて確実に沸騰除去
するために底部加熱器１６３を取りつけることが
できる。最終的に回収される本質的に抽出剤を含
まない油は圧力−作動弁１７２を有するライン１
７１を通つて押し出す。循環すべく決めらた回収
油の部分は油循環ライン１２５を経てスラリー液
体槽２２（第２図）に導く。残りの回収油はライ
ン１７３を通り活性泥系への補充のような何等か
必要な用途のために運ぶ。

ライン１７０中の抽出剤蒸気は圧縮機１７４中
で中間−圧力フラツシユ タンク１５３中に得ら
れる本質的にその圧力まで圧縮しそしてライン１
７５によつてライン１５２に運ぶ。フラツシユ
タンク１５３からの抽出剤蒸気は補充抽出剤貯槽
１８２から圧縮機１８３に導かれるライン１８１
中へライン１８０を経て排出し、圧縮機によつて
蒸発器１３３中に得られる本来の圧力に圧縮した
抽出剤を蒸発器１３３に装入するためにライン１
３１に運ぶ。

本発明の方法および装置は第２および３図の系
の運転の実施例の項においておよび掘削切粉から
油を除去するために種々の抽出剤を使用する実験
室運転の項においてさらに記述することができ
る。

系の運転を記述するに際して、スラリーをつく
るためにはデイーゼル油を使用し、掘削切粉は清
浄する前に泥から分離し、切粉を洗浄するのには
海水を使用しそして抽出剤としては二酸化炭素を
使用するものと仮定する。さらに、説明のため
に、二酸化炭素抽出剤の溶剤状態は150気圧およ
び約50℃と定義する。最後に、２本の抽出塔３０
および３１を使用しそして塔３０は油／掘削スラ
リーの装入を受け取る状態にあるものと仮定する
であろう。

泥は油井からもたらされるときは、例えば約35
℃と50℃の間のように熱く、そして掘削切粉は都
合よくそれらの熱の多くの部分を保持するので、
スラリー温度を希望する抽出温度範囲にもたらす
ために僅かに充分な熱の投入をスラリータンク１
６中に入れる必要があるだけである。スラリーを
ライン３８および４０を経て抽出器塔３０に移送
するには、弁３６，４１および４５は開いたまま
になしそして弁５２，６６，９６，８８，１１
６，８０および５６は塔３０に希望する量の切粉
が装入されるまで閉じておく。装入中はスラリー
形成油はライン４４を経て排出する。塔３０に装
入すると、弁４１および４５を閉じそして弁５２
を開いて塔に二酸化炭素を送り込みそして150気
圧に加圧しそして温度を約50℃に上げる。これら
の条件下で液体状態の二酸化炭素は油に対しては
溶剤なので油を切粉の表面および孔から抽出して
二酸化炭素／油溶液を形成しこれは塔３０から引
き抜く流出液の一部である。弁５６を開いて流出
液をライン５５，５９および７０を通つて減圧弁
１３０中に送りその中で圧力を約60気圧に減じる
とほとんどの二酸化炭素は油に対して非溶剤状態
に変化する。

二酸化炭素と油の流出液混合物の塔３０からラ
イン５５および５９を経る除去が完了すると、弁
５６を閉じ、弁６６を開きそして海水をライン７
５を経て導入しそして高−排出−圧力水ポンプ７
６によつてライン７７および７９を通つて（弁７
８および８０は開いて）塔３０の底に汲み入れ
る。蒸発器３０はこのときは約60気圧に維持され
るので導入された水はピストンのように作用して
二酸化炭素と油で構成される残留流出液をライン
６５および６９を経てライン６９を通つてライン
７０に押し出す。

抽出サイクルの後ライン１３１内の最初の減圧
した流出液は蒸発器１３４中に導入しそこから二
酸化炭素蒸気をライン１４０を通して引き出す。
この蒸気の少量は凝縮器１４８中で凝縮させそし
て蒸留帯域１３４に環流液体として返送し一方ほ
とんどのものは圧縮機１４１中で圧縮して150気
圧に戻す。圧縮熱は従つてリボイラー帯域１３５
中で二酸化炭素を沸騰させるための液体の間接加
熱を達成するのに利用できる。リボイラー１３５
からの油含有残液は弁１５１中で約20気圧にまで
減圧して追加の抽出剤蒸気を急激蒸させこれは蒸
発器１３３に戻す前に約60気圧に圧縮機中で圧縮
する。フラツシユ タンク１５３からライン１５
６を通つて引き出した20−気圧の油に富む残液は
弁１５９中で約1.3気圧に落としそしてフラツシ
ユタンク１６２に送りそこから抽出剤蒸気をライ
ン１７０を通して引き出し、圧縮機１７４中で再
圧縮しそしてライン１７５を通してフラツシユ
タンク１５３に返す。本質的に抽出剤を含まない
デイーゼル油であるフラツシユ タンク１６２か
らの液体は次いでライン１７１を通して引き抜
き、予め決めた量はスラリー油としてライン１２
５を通してスラリー液体タンク２２へ返しそして
残りはその他の用途に送る。

熱交換器１４３からの抽出剤はライン５０を通
つて再循環すべき状態である。しかし、その温度
を多少変える必要があればそれは熱交換器１４５
中で行なうことができる。溜め１８２からの補充
抽出剤は60気圧に圧縮して蒸発器１３３を通して
循環させる。

塔３０の頂部から水ピストンの使用を通して残
留流出液を排出したのに続いて弁６６を閉じ、そ
して弁１１６を開いてライン１１５および１１９
を経て水を海洋に排出させる。次いで海水を塔３
０を通してポンプ８４により主水ライン７５から
ライン８５、弁８６、ライン８７および弁８８を
通してポンプで送り塔３０から清浄な切粉を運ぶ
ためライン９５および９９を通してライン１００
により直接排出のためまたは貯槽１０５に運ぶ。
塔３０からライン４４および４８を経て残留水の
排水によりそれはサイクルを始める状態になる。

抽出器塔３１を使用して同一サイクルが行なわ
れることが理解されるであろう、サイクルを調整
して塔３１において抽出を行なう間に、減圧、排
出、再充填および再加圧を塔３１において実施す
る。

油がこぼれた結果生じる物質を擬するためまた
は油を含んだ砂またはその他の無機質に富む鉱質
固形物を擬するために、泥から、泥から分離した
切粉から、および油と混つた砂から油を除去する
ために多数の抽出実験を行つた。一般に、沖合の
油井から上つてきたときの泥は約50重量％の切粉
であつた。ある場合には泥から分離した後の切粉
は手で砕いた。これらの抽出実験は第４図に図解
した装置で行なつた。二酸化炭素は約57気圧でボ
ンベ１８５から、プロパンは約8.5気圧でボンベ
１８６からそしてジクロロジフルオロメタン（フ
レオン１２）は約６気圧でボンベ１８７から供給
した。ボンベ１８５，１８６および１８７から弁
で調節したライン１８８，１８９および１９０は
それぞれ圧縮機１９１に導きこれは順にライン１
９３を経て高圧抽出器１９２に接続した。熱交換
器１９４をライン１９３中に介在させそして抽出
剤が抽出器１９２に入る前に高圧抽出剤の温度を
希望する水準に調節するために熱媒液を循環させ
るコイル１９５を備えた。抽出器１９２は縦の高
圧不錆鋼管でこれを封じるための流体−密の断ぎ
手１９６および１９７を有していた。油をそれら
から抽出すべき泥、切粉または砂は抽出器１９２
中に入れた。抽出器１９２からの流出液は高圧流
体排出ライン１９９を経て集油器１９８中に排出
させたがライン中には圧力を１気圧まで減じるよ
うに設計した減圧弁を有していた。流出液は次い
で容積計２０１および排出口２０２を通つて排出
しそして切粉の特徴を記録しそして油の量を計つ
た。

９回のそのような実験の結果は第１表中に一覧
表にする。実施例２、３、４、５および７におい
ては切粉は油ベース泥から分離しそして20メツシ
ユ タイラー篩を通るように砕いた。プロパンお
よびフレオン１２を使うときは、使用した温度に
おいては抽出剤は比較的圧縮できない状態であつ
たのでそれらの圧力は与えられた範囲に亘つて圧
縮機の断続サイクルと共に変えた。実施例２およ
び５においては、切粉上に残留する炭化水素の
ppmが与えられるが、その測定は次のようにして
行なつた。抽出後高圧抽出器１９２から除去した
切粉を次に塩化メチレンで抽出し、塩化メチレン
抽出液は四塩化炭素に溶かしそしてその結果生じ
た混合物の赤外線吸収をもう一つの四塩化炭素中
に集めた油の測定した濃度につくつた標準液体の
赤外線吸収と比較した。

第１表のデータから使用した三つの抽出剤は掘
削切粉から油を抽出できることが判るであろう。
現実に汚染または環境問題のない二酸化炭素はこ
の役目に特に有効であつた。

本発明の方法と装置は何等汚染問題を起こすこ
となく切粉の処分を許容できる水準にまで掘削切
粉から油の除去を可能にする。油ベース掘削泥の
使用が極めて望ましい沖合の掘削において、この
事はこの装置を掘削装置上に設置しそして清浄に
なつた掘削切粉を水中に投棄できることを意味す
る。本発明の方法および装置はまた微細な、無機
質に富む鉱質固形物から油およびその他の有機汚
染物質の除去に、例えばそれが偶発的にかまたは
地質学的意図によつて混つたか何れの場合におい
ても砂からの油の除去に適用することができる。
この方法は抽出剤、操業条件および処理すべき固
型物および抽出生成物の取扱いの選択を提供す
る。

上に述べた目的は前述の記載から明らかにされ
たものの中から効果的に達成されたことが判るで
あろう。そして上記方法の実施および示された構
造において本発明の範囲から逸脱することなくあ
る種の変更ができるので、上の記述に含まれまた
は添付図面中に示される総ての内容は説明として
でありそして制限する意図ではないものと解すべ
きである。

【表】 油 抽出された粒子