JPH0768134A

JPH0768134A - 油中の水分除去法

Info

Publication number: JPH0768134A
Application number: JP15924693A
Authority: JP
Inventors: Kohei Ninomiya; 康平二宮; Mikio Takayanagi; 幹雄高柳; Kenji Sugiyama; 健次杉山; Toshima Nishioka; 敏馬西岡
Original assignee: SEIBU OIL CO; SEIBU SEKIYU KK; Ube Industries Ltd
Current assignee: SEIBU OIL CO; SEIBU SEKIYU KK; Ube Corp
Priority date: 1993-06-29
Filing date: 1993-06-29
Publication date: 1995-03-14

Abstract

(57)【要約】【目的】本発明は、大きな装置や固体乾燥剤等を用いず
に極めて高い脱水度で効率よく、水分含有油から水分を
除去する方法に関する。【構成】本発明は、膜の一方の側を減圧に保持し、加熱
した水分含有油を膜の他方の側に供給して供給油中の水
分を減圧側に透過させることを特徴とする油中の水分除
去法に関する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、水分を含有する油中の
水分除去法に関する。更に詳しくは、本発明は、石油精
製等から得られる油に含まれる水分を分離膜を用いて除
去する方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】油中に水分が含まれていると、油の製品
価値が低下するだけでなく、長期保存による油水分離現
象、寒冷地での水分凍結によるトラブルの発生、装置の
腐食の原因等をひきおこすので、油中の水分はできるだ
け少ない方が望ましい。しかし、石油精製から得られる
油中には、原油から随伴された水分や、精製処理過程の
蒸留操作等で軽質分を除くために使用されたスチ−ム等
に由来する水分が、操作条件によっても多少異なるが、
一般に４００〜１５００ｐｐｍ程度混在している。

【０００３】従来、油中の水分を除去する方法として
は、例えば原料油中の微小水滴をフイルタで凝集して
大きな水滴にし、比重差を利用して沈降させ、デカンテ
−シヨンにより油水分離を行うコアレッサ−法、原料
油を減圧下又は常圧で蒸留して沸点差により油水分離を
行う蒸留法、活性白土、モラキュラシ−ブなどの固体
乾燥剤を用いる固体乾燥剤法等がある。

【０００４】しかしながら、のコアレッサ−法は、石
油精製プロセス内での装置構成は簡単であるが、装置が
大きくなるとともに溶解水分の分離ができなくなり、十
分な脱水度が得られない。例えば水分濃度５６０ｐｐｍ
の直接脱硫軽油をコアレッサ−法で脱水処理した場合、
なお３４０ｐｐｍ程度の水分が残存する。またの蒸留
法は、蒸留塔等の設備を必要とし、設備コストが大き
く、特に常圧で蒸留操作をする場合は多大の熱を必要と
し、の固体乾燥剤法は乾燥剤の再生・取替えに脱水塔
等の付帯設備が必要であり、さらには付着による油のロ
ス、使用済乾燥剤の処分法も問題である。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】本発明は、前記〜
の方法の難点を改善することを課題とする。さらには本
発明は、大きな装置や固体乾燥剤等を用いずに、極めて
高い脱水度で効率よく油中の水分を除去することがで
き、しかも油の飛散がなく、ロスも少ない経済的な水分
除去法を開発することを課題とする。

【０００６】

【課題を解決するための手段】本発明は、分離膜を利用
して油中の水分を極めて少ない量にまで除去することが
できる方法を提供する。本発明は、膜の一方の側を減圧
に保持し、加熱した水分含有油を膜の他方の側に供給し
て供給油中の水分を減圧側に透過させることを特徴とす
る油中の水分除去法、さらには中空糸膜の外側を減圧に
保持し、加熱した水分含有油を中空糸膜の一端の内側に
供給して中空糸中を流動させ、中空糸膜の外側に無機ガ
スを供給油の流動方向と向流状態になるように供給流動
させ、油中の水分を中空糸膜の外側に透過させて該膜の
他端の内側から水分の除去された油を回収することを特
徴とする油中の水分除去法に関する。

【０００７】本発明の油中の水分除去法について、図面
を参照にして詳細に説明する。図１は、本発明の油中の
水分除去法を実施するための工程の一例を示す概略図で
ある。

【０００８】原料の加熱された水分含有油は、ライン１
から分離膜装置２の膜の供給側３に入る。もう一方の側
（透過側）４は、真空発生装置６、例えばポンプ、エジ
ェクタ−等で吸引して減圧に保持されている。本発明に
使用される水分含有油の水分量は、特に制限されないが
一般には水分含有量が５０００ｐｐｍ以下、好ましくは
２０００ｐｐｍ以下のものが好適である。また、水分含
有油は、その粘度（ガラス製毛管式粘度計で測定）が、
１００センチポイズ以下、好ましくは０．５〜１０セン
チポイズであることが望ましい。粘度が高すぎると、例
えば膜として中空糸を使用し、中空糸の内側（中空）に
水分含有油を供給する場合、圧損が大きくなり、効率が
低下する。水分含有油としては、例えば原油を常圧蒸留
装置で処理したときに得られる直留灯油、直留軽質軽
油、直留重質軽油、直接脱硫軽油等や、接触分解軽油等
石油精製から得られる油を挙げることができるが、前記
水分含有量、粘度のものであれば、いずれも本発明にお
いて好適に使用できる。

【０００９】分離膜装置２に供給する水分含有油の温度
は、一般には温度が高くなるにつれて油中の水分を減少
させることができるが、過度に高くすると分離膜および
又は管板が劣化するので、普通には６０〜１５０°Ｃ、
好ましくは８０〜１４０°Ｃが効果的である。

【００１０】本発明において、分離膜装置２で使用され
る膜としては、耐熱性で水分を選択的に透過する性能を
有しているものが使用される。具体的には、例えば芳香
族ポリイミド系、ポリアミド系、ポリスルホン系等の高
分子系膜や、ガラス、炭素、セラミック等の無機系膜が
挙げられる。膜の形状は、フイルム状の平膜でもよい
が、中空繊維状の中空糸膜の方が膜面積を大きくとれる
ので装置の小型化の面で好適である。

【００１１】中空糸膜は、多孔質膜でも、また膜の表面
に緻密な層（スキン層）を有する非対称性膜でもよい
が、後者の非対称性膜の方が油中の水分の選択透過性が
よいので効果的である。スキン層は中空糸膜の内側表面
に有していても、また外側表面に有していてもよい。ま
た中空糸膜を使用する場合、膜の内側（中空側）を減圧
に保持し、水分含有油を中空糸膜の外側から供給して水
分を内側へ透過させても、また外側を減圧に保持し、水
分含有油を中空糸膜の内側から供給して水分を外側へ透
過させてもよいが、後者のほうが供給油の流れがプラグ
フロ−に近ずく利点があるので好適である。その際、水
分含有油の供給にあたっては圧損失を考慮して流速０．
５〜１０ｃｍ／ｓｅｃ．にするのが好適である。中空糸
膜の径は外径が２００〜１５００μｍ、好ましくは３５
０〜１０００μｍ、膜厚３０〜３００μｍ、好ましくは
５０〜２００μｍのものが好適に使用される。

【００１２】中空糸膜は、適当な長さに切断して多数
（１００〜１０００００本）束ねて膜束を形成させ、そ
の両端の中空（孔）が塞がらないように両端をエポキシ
樹脂、ウレタン樹脂の如き樹脂で一体的に固着して分離
膜モジュ−ルとし、これを少なくとも原料供給口、処理
油の排出口、透過水分の排出口を有し、さらには無機ガ
スの供給口を有する分離膜装置２に、収納して使用され
る。なお、第２図は、分離膜装置２の一例を示す概略断
面図である。第２図において、２０は原料供給口、２１
は処理油の排出口、２２は無機ガスの供給口、２３は透
過水分の排出口、２４は中空糸膜の中空、及び２５は中
空糸膜の外側である。

【００１３】本発明において、透過側４の減圧度は、目
的とする水分除去の程度、水分含有油の供給速度（量）
等によっても異なるが、膜面上で水分が凝縮しない減圧
度、一般には３００Ｔｏｒｒ以下、好ましくは１０〜１
００Ｔｏｒｒに保持するのがよい。減圧度は高いほうが
水分の透過速度は大きく、油中の水分を減少させること
ができるが、過度に高くするのは経済的でない。

【００１４】また、本発明において減圧側４に無機ガス
を供給すると、水分の透過速度が向上し、油中の水分を
より減少させることができる。特に膜として中空糸膜を
使用し、水分含有油を中空糸の一端の内側（供給側）に
供給して中空糸中２４を流動させ、中空糸の外側（透過
側）２５に、中空中を流動する供給油の流動方向と向流
状態になるように無機ガスを供給流動させると、即ち第
２図で説明すると、供給油は１から中空２４を通って９
へ流れ、無機ガスは８から中空糸の外側を通って５へ流
動させると、油の逆混合を抑え、水分の除去率をさらに
高めることができる。無機ガスは弁１０を経てライン８
から供給される。無機ガスとしては、例えば窒素、空
気、アルゴン、ヘリュウム等が挙げられるが、経済的に
は空気が使用される。無機ガスの供給量は、透過水分量
の２倍以上を供給するが適当である。

【００１５】分離膜装置２の膜の供給側３に供給された
水分含有油中の水分は、膜の減圧側（透過側）４に透過
してライン５を経て、ライン７から系外に排出される。
一方未透過の水分の除去された油は、ライン９から回収
される。次に実施例及び比較例を示し、本発明を説明す
る。

【００１６】

【実施例】

実施例１内径３００μｍ、外径５００μｍ及び長さ３０ｃｍの芳
香族ポリイミドの非対称性中空糸膜を円柱状に束ねた分
離膜モジュ−ル（有効膜面積０．３６ｍ²）を原料供給
口、処理油の排出口、透過水分の排出口、無機ガスの供
給口を有する第２図と同様の３４ｍｍΦ×３５０ｍｍＬ
のステンレス（分離膜装置２）に収納した。次いで１２
０°Ｃに加熱された直接脱硫軽油（初留２０９°Ｃ、終
点３６０°Ｃ，水分濃度４８０ｐｐｍ、粘度２．２セン
チポイズ）を２リットル／ｈで、原料供給口を通して分
離膜モジュ−ルの中空糸膜の内側（孔）に供給し、一方
中空糸膜の外側を透過水分の排出口を通して無機ガスの
供給口から空気を真空ポンプで吸引し、脱水処理された
直接脱硫軽油を処理油の排出口から回収した。空気の吸
引量を調節して透過側（中空糸の外側）の圧力が１０Ｔ
ｏｒｒになるように調節した。なお、真空ポンプは排気
量１００リットル／分、２５０Ｗを用いた。処理油の水
分濃度を第１表に示す。

【００１７】実施例２〜３実施例１の直接脱硫軽油に代えて、直留重質軽油（実施
例２）、接触分解軽油（実施例３）を用いたほかは、実
施例１と同様にして脱水処理した。その結果は第１表に
示す。

【００１８】

【表１】

【００１９】実施例４〜６実施例１の透過側の圧力１０Ｔｏｒｒを、３０Ｔｏｒｒ
に代えたほかは、実施例１と同様にして、直留重質軽
油、直接脱硫軽油、及び接触分解軽油を脱水処理した。
その結果は第２表に示す。

【００２０】実施例７〜９空気を吸引せず、また透過側の圧力を３０Ｔｏｒｒに代
えたほかは、実施例１と同様にして、直留重質軽油、直
接脱硫軽油、及び接触分解軽油を脱水処理した。その結
果は第２表に示す。

【００２１】

【表２】

【００２２】

【発明の効果】本発明によると、大きな装置や固体乾燥
剤等を用いずに、３０ｐｐｍ以下にまで達するほどの極
めて高い脱水度で効率よく油中の水分を除去することが
でき、しかも油の飛散がなく、ロスも少ない。また石油
精製で得られる留出油に適用する場合、石油精製工程に
本方法を組み込むと新たに熱を加えることなく脱水する
ことができる。

【００２３】

【図面の簡単な説明】

【図１】は、本発明を実施するための工程の一例を示す
概略図。

【図２】は、分離膜装置の一例を示す概略断面図。

【符号の説明】

２分離膜装置３供給側４透過側６真空発生装置２０原料供給口２１処理油の排出口２２無機ガスの供給口２３透過水分の排出口２４中空糸膜の中空

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者杉山健次山口県小野田市西沖５番地西部石油株式会社山口製油所内 (72)発明者西岡敏馬山口県小野田市西沖５番地西部石油株式会社山口製油所内

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】膜の一方の側を減圧に保持し、加熱した水
分含有油を膜の他方の側に供給して供給油中の水分を減
圧側に透過させることを特徴とする油中の水分除去法。
【請求項２】中空糸膜の外側を減圧に保持し、加熱した
水分含有油を中空糸膜の一端の内側に供給して中空糸中
を流動させ、中空糸膜の外側に無機ガスを供給油の流動
方向と向流状態になるように供給流動させ、油中の水分
を中空糸膜の外側に透過させて該膜の他端の内側から水
分の除去された油を回収することを特徴とする請求項１
記載の油中の水分除去法。