JPH10165707A - 含油スラッジの処理方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 オイルタンクの清掃時に、含油スラッジの人
手による排出作業を廃止し、かつ原油の利用効率を高め
ることができる含油スラッジの処理方法を得る。 【解決手段】 オイルタンク内の原油に乳化破壊剤を添
加して堆積している含油スラッジの堆積量を減少させ油
相を排出する第一工程と、タンク内に残留した含油スラ
ッジに界面活性剤を添加して流動化させ、流動化した含
油スラッジをタンク外に排出する第二工程とを含む含油
スラッジの処理方法。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、原油タンクなどに
堆積した含油スラッジを排出し処理するための省力化方
法に関する。

【０００２】

【従来の技術】製油所のオイルタンクは、消防法の定め
るところにより１０年に１度の解放点検が行われる。こ
の際には、タンク内のオイルを抜き取って内部を清掃す
るが、原油タンクなどの底部には大量の含油スラッジが
堆積しているので、これをタンク外に排出して処理しな
ければならない。

【０００３】原油タンクなどに堆積した含油スラッジ
（以下、単に「スラッジ」という）は、長年にわたって
タンク底部に堆積して形成されるものであるので、堆積
する位置や深さによって性状や成分がばらついている。
このスラッジの組成の一例を示せば、例えば原油タンク
底の友油洗浄後のスラッジにおいて、油分が４６重量％
〜６２重量％（一般的には４０重量％〜６０重量％）、
水分が２５重量％〜３０重量％、灰分が２８重量％〜３
３重量％であり、発熱量は、４２００ｋｃａｌ／ｋｇ〜
６０００ｋｃａｌ／ｋｇ（平均的には４０００ｋｃａｌ
／ｋｇ〜８０００ｋｃａｌ／ｋｇ）となっている。

【０００４】このスラッジは、油分としてアスファルテ
ンやワックスなどの高融点物質を多く含む上に、金属酸
化物や硫酸塩などを主成分とする灰分も多く含まれてい
るので、一測定例では粘度（ＪＩＳ−Ｋ２２８３）が２
２．５ｍｍ² ／ｓ、流動点（ＪＩＳ−Ｋ２２５０準拠）
が７７．５℃であることからもわかるように、粘着性が
強く、タンク底に厚く堆積・固着して排出がきわめて困
難である。

【０００５】またスラッジに含まれる灰分は、一般的に
はＦｅ、Ｃａ、Ｓｉ、Ｚｎ、Ａｌ、などの酸化物、硫酸
塩からなるが、場合によってはＣｕやＰｂなどの有害金
属を含むこともあり、この場合には処理作業や廃棄に特
に注意が必要になる。

【０００６】従来、前記のような性状を有するスラッジ
の排出は、作業員がタンク内に入って手作業で掻き取り
と搬出を行っていた。しかしこの作業は、粘着性の高い
スラッジを、換気の悪いタンク内で、ＬＧＯなどの溶剤
に溶かしながら掻き出すものであるので、作業環境が悪
く、汚く、きつい、きわめて困難な作業であった。ま
た、このように困難でかつ効率の悪い作業であるため
に、処理費用も、例えば６５，０００ｋＬの標準的なタ
ンクで、処理費用が１基当たり４千万円程度と言われる
ように、きわめて高額を要していた。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】上記の問題を解決する
ために、各種の方法が検討された。その例を以下に示
す。 ＣＯＷ（Crude Oil Washing）・温水洗浄法：原油タ
ンクに仮設配管を行って原油を他に移送し、タンク内を
原油で洗浄し、次に温水で洗浄し、窒素ガスを導入して
可燃性ガスの排気を行う。次いでマンホールを開放した
後に、作業員がタンク内に入って手作業によってスラッ
ジを排出する。この方法は、日本の精油所で多く採用さ
れているが、仮設配管から始まって４０日間程度の長い
工事期間を要する上に、スラッジの含油率が高いので、
排出量が比較的多く、例えば６５，０００ｋＬの標準的
なタンクで最低５００ｋＬ程度のスラッジが発生し、人
手による排出には多くの労力が必要である。

【０００８】ＬＧＯ混入（加熱）・攪拌法：タンク内
の原油を他に移送後に、残留するスラッジにＬＧＯを添
加して攪拌・混合する。攪拌は、タンクミキサーと共
に、タンク天部の支柱孔からエア・プロペラを挿入して
行う。この際、タンクによっては加熱を行う。次いで開
放して可燃性ガスの排気を行った後、３００ｋＬ〜６０
０ｋＬのタンク内スラッジを人手によってＬＧＯに溶解
し、別のタンクに管送する。管送後になお、タンク壁に
付着して残留したスラッジは、人手により除去する。こ
の方法は「東燃法」とも呼ばれている。この方法によれ
ば、人手によって排出しなければならないスラッジの量
は減少するが、作業期間が長く、工数が嵩む。

【０００９】乳化破壊剤による方法：タンク内の原油
に乳化破壊剤を混入・攪拌し、スラッジの油分と灰分と
の分離を図る方法である。乳化破壊剤の投入量は原油量
の５ｐｐｍ〜２０ｐｐｍとされ、これを原油の輸送パイ
プラインから投入し、よく攪拌する。この方法は、米国
CHEMLINK社において行われている。この方法によれば、
１ｍ近く堆積したスラッジが乳化破壊剤投入後の４カ月
で数ｃｍにまで減少した例があるとされる。ただし、最
後に残留するスラッジの排出は人手に頼ることになる。

【００１０】界面活性剤による方法：タンク底に残っ
たスラッジに対して１％〜５％の界面活性剤を添加し、
加熱しながら攪拌・溶解させる方法である。この際、＃
２燃料油をスラッジに対して２倍〜４倍投入して攪拌す
ることが好ましいとされる。２４時間攪拌後に、タンク
一杯に＃６オイルを投入し、更に２４時間攪拌した後、
ポンプで排出する。この方法は、米国DREW社において行
われている。この方法によれば、タンク内の作業は少な
いが、界面活性剤の投入量が多いので経費が嵩む。

【００１１】バイオサーファクタント法：微生物反応
塔にバクテリアと栄養剤とを入れて好気発酵させ、バイ
オサーファクタントを大量に生産しながらこれをスラッ
ジに添加し、スラッジを分散させて微生物反応塔に循環
する。この方法によれば、運転経費はスラッジ１ｋＬ当
たり１８０００円程度とされ比較的安価であるが、大規
模な微生物反応塔とその付帯設備を設置する必要がある
ので、設備費が嵩む。

【００１２】本発明は、上記の課題を解決するためにな
されたものであって、従ってその目的は、多大な設備投
資を要せずに、タンク中のスラッジを人手によって排出
する作業を廃止して省力化し、排出されたスラッジ中の
油分を有効利用し、しかもスラッジの排出・廃棄経費を
低減することができるスラッジ処理方法を提供すること
にある。

【００１３】

【課題を解決するための手段】上記の課題を解決するた
めに本発明は、オイルタンク内の原油に乳化破壊剤を添
加して攪拌し、タンク内に堆積しているスラッジの堆積
量を減少させた後に油相を排出する第一工程と、タンク
内に残留したスラッジに界面活性剤を添加して流動化さ
せ、流動化したスラッジをタンク外に排出する第二工程
とを含むスラッジの処理方法を提供する。

【００１４】前記において、第一工程で用いる乳化破壊
剤は、水溶性アルカリ金属塩、多価金属電解質、および
水溶性無機酸からなる群から選ばれた１種以上であるこ
とが好ましい。この乳化破壊剤の添加量は、タンク内の
原油に対して５ｐｐｍ〜２０ｐｐｍの範囲内とすること
が好ましい。

【００１５】前記において、界面活性剤の添加量は、タ
ンク内に残留したスラッジに対して１重量％〜１０重量
％の範囲内であることが好ましい。

【００１６】本発明は更に、第二工程において排出され
たスラッジを、固相と液相とに分離し、得られた液相を
油相と水相とに分離する第三工程を含むスラッジの処理
方法を提供する。前記において、固相と液相との分離
は、遠心濾過によることが好ましい。また前記におい
て、油相と水相との分離は、加圧浮上法によることが好
ましい。

【００１７】スラッジに有害金属が含まれる場合は、第
三工程によって分離された固相に、不溶化剤を添加して
この有害金属を不溶化する第四工程を含むことが好まし
い。前記において、不溶化剤は、水溶性硫化物および金
属キレート剤からなる群から選ばれた１種以上であるこ
とが好ましい。

【００１８】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態につい
て、実施例により詳しく説明する。 （実施例） 第一工程：原油６５０００ｋＬを充填貯蔵して底部にス
ラッジ（堆積スラッジ）が堆積したオイルタンクに、乳
化破壊剤として、硫酸アルミニウムを１０重量％含む溶
液を１．３ｋＬ添加し、タンクミキサーを用いて、常温
にて２時間攪拌した。その後に、原油相を抜き取り、他
のタンクに移送した。乳化破壊剤の添加量は、貯蔵され
た原油量に対して２０ｐｐｍであった。

【００１９】第二工程：原油相を抜き取った後のタンク
底には、泥状のスラッジが残留していた。この残留した
スラッジ（残留スラッジ）の残留量は１５０ｋＬであっ
たが、この量は、第一工程で乳化破壊剤を添加する以前
の堆積スラッジの量の約１／２０であった。この残留ス
ラッジに界面活性剤としてドデシルベンゼンスルホン酸
ナトリウムの１重量％溶液を７．５ｋＬ（残留スラッジ
量の５容量％）添加し、７０℃に加熱して１時間攪拌し
た。これによって、残留スラッジは流動化され、パイプ
輸送が可能な状態になった。この状態でタンク内にパイ
プを仮設し、このパイプを通して、流動化された残留ス
ラッジ（流動化スラッジ）をポンプでタンク外に排出し
た。

【００２０】第三工程：排出された流動化スラッジを遠
心分離機に導入し、固相と液相とを分離した。この遠心
分離によって５０ｋＬの固相が回収された。次いで、遠
心分離によって得られた液相（１００ｋＬ）を加圧浮上
槽に圧入し、加圧下に油相と水相とを分離した。この液
／液分離によって４０ｋＬの油相が回収された。得られ
た油相は石油精製ラインに供給して利用し、水相は系外
に排出した。

【００２１】第四工程：本実施例におけるスラッジは、
７７．５℃で１時間乾燥後の乾物試料についての蛍光Ｘ
線分析の結果、対乾物でＣｕＯを０．７重量％、ＰｂＯ
を０．１重量％含んでいることがわかった。そこで、遠
心分離した固相について、不溶化処理を行った。前記の
固相１５０ｋＬに、不溶化剤として硫化ナトリウムの１
重量％溶液を２Ｌ添加し、よく混和した後、廃棄スラッ
ジとして排出した。

【００２２】上記実施例の方法によって、タンク内に作
業員が入ることなく、スラッジをタンク内に挿入された
パイプを通して排出することができた。従って、タンク
内の劣悪な作業環境における、人手による汚く、きつい
スラッジの排出作業を省くことができる。

【００２３】また、排出されたスラッジは、人手による
運搬なしに、遠心分離によって固相を、また加圧浮上法
によって油相をそれぞれ分離回収することができた。回
収された固相は、従来の例えばＣＯＷ・温水洗浄法に比
べ、廃棄量が約１／１０となり、従って産業廃棄物処理
費が大幅に削減された。このスラッジの固相は、不溶化
処理が施されているので、例えば埋立用土壌として使用
することもできる。一方、回収された油相は、石油精製
ラインなどに戻すことができるので、原油の利用効率も
向上する。

【００２４】前記の第一工程において、タンクに乳化破
壊剤を添加して攪拌すると、タンク底に堆積していたス
ラッジ（堆積スラッジ）の大部分が油相に分散し、残留
スラッジは乳化破壊剤を使用する以前の約１／２０にま
で減少する。これは、タンク底に堆積した堆積スラッジ
が、油中水形の分散相を形成しており、このスラッジの
分散相が乳化破壊剤の添加によって破壊される結果、ス
ラッジの大量部を形成する軽質油分や水分が油相に移行
し、アスファルテンやワックスなど難溶性の重質油分と
灰分とからなる小量部の混合物のみが残留するためと考
えられる。

【００２５】タンク内の原油相を移送した後、第二工程
において、残留スラッジに界面活性剤を添加すると、残
留スラッジの界面自由エネルギーが低下し、粒子状に分
離してスラッジ相の全体が流動化されるようになる。従
ってこの流動化されたスラッジ（流動化スラッジ）は、
パイプ輸送によって排出が可能となる。排出された流動
化スラッジは、基本的に粒状の固体と油相とからなるの
で、第三工程において、遠心分離機などによって固／液
分離が可能となる。分離した固相に有害金属が含まれて
いる場合には、第四工程において、不溶化剤を添加する
ことによって金属を不溶化し、流出を防止することがで
きるので廃棄が可能となる。

【００２６】本発明に用いることのできる乳化破壊剤
は、タンク内に堆積したスラッジの乳化分散を破壊する
ことができて、後続の蒸留工程や所内排水処理工程の負
荷を増大させないものであれば、品種は特に限定されな
い。好ましい乳化破壊剤の例としては、例えば塩化ナト
リウム、塩化カリウムなどの水溶性アルカリ金属塩、硫
酸アルミニウム、塩化第二鉄などの多価金属電解質、お
よび塩酸、硫酸などの水溶性無機酸などを挙げることが
できる。これらは単独で用いても、または２種以上を混
合して用いてもよい。

【００２７】原油に対する乳化破壊剤の配合量は、５ｐ
ｐｍ〜２０ｐｐｍの範囲内とすることが好ましい。５ｐ
ｐｍ未満では、堆積スラッジの乳化分散を破壊するのに
不十分であり、２０ｐｐｍを越えると、効果は向上せ
ず、余分な経費が嵩むようになる。

【００２８】本発明に用いることのできる界面活性剤
は、残留スラッジの界面自由エネルギーを低下させ得る
ものであれば、品種は特に限定されるものではなく、ア
ニオン系、ノニオン系、カチオン系または両性系の任意
の界面活性剤を用いることができる。しかし、効力、経
費、入手の容易さの観点からドデシルベンゼンスルホン
酸ナトリウムやドデシル硫酸ナトリウムなどのアニオン
系界面活性剤が好適である。

【００２９】残留スラッジに対する界面活性剤の添加量
は、０．１重量％〜１０重量％の範囲内とすることが好
ましい。０．１重量％未満では、残留スラッジの流動性
が不十分であり、１０重量％を越えると、効果は向上せ
ず、余分な経費が嵩むようになる。この観点から、通常
は１重量％〜６重量％の範囲内とすることが好ましい。

【００３０】本発明に用いることのできる不溶化剤は、
堆積スラッジに含まれる有害金属を不溶性化合物に転化
することができ、好ましくは水溶液として分離固相と混
合できるものであれば、品種は特に限定されない。好ま
しい不溶化剤の例としては、例えば、硫化ナトリウムな
どを挙げることができる。これらは単独で用いても、ま
たは２種以上を混合して用いてもよい。硫化ナトリウム
を不溶化剤として用いる場合は、例えば５％水溶液と
し、ｐＨは４以上に調整して用いることが好ましい。

【００３１】第四工程における不溶化剤の使用量は、固
／液分離された固相の乾物に含まれる不溶化したい有害
金属の含量に依存する。ただし、不溶化したい有害金属
以外の金属も同じ不溶化剤によって不溶化される可能性
があるので、実際の使用量は実験によって決定すること
が好ましい。

【００３２】

【発明の効果】本発明のスラッジの処理方法は、第一工
程において原油に乳化破壊剤を添加して堆積スラッジの
量を減少させた後に油相を排出し、第二工程において、
残留するスラッジ相に界面活性剤を添加して流動化さ
せ、この流動化スラッジをタンク外に管送排出するもの
であるので、特別な付加設備を要せずに効率よくスラッ
ジを排出してタンクを清掃できるばかりでなく、作業員
がタンク内に入って行うスラッジの排出作業が廃止でき
るので省力化され、スラッジ排出経費が削減でき、労働
環境が大幅に改善される。

【００３３】第三工程において、排出された流動化スラ
ッジを固相と液相とに分離し、分離された液相を油相と
水相とに分離すれば、廃棄物として排出する固体分が小
量となり、廃棄経費が削減できるばかりでなく、分離さ
れた油相は石油精製ラインなどに戻すことができるので
原油の利用効率が高くなる。

【００３４】第四工程において、分離された固相に不溶
化剤を添加すれば、有害金属が不溶化されるので、排出
されたスラッジの廃棄または再利用に関する自由度が増
す。

Claims (9)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 オイルタンク内の原油に乳化破壊剤を添
   加して攪拌し、タンク内に堆積している含油スラッジの
   堆積量を減少させた後に油相を排出する第一工程と、 タンク内に残留した含油スラッジに界面活性剤を添加し
   て流動化させ、流動化した含油スラッジをタンク外に排
   出する第二工程とを含むことを特徴とする含油スラッジ
   の処理方法。
2. 【請求項２】 第一工程で用いる乳化破壊剤が、水溶性
   アルカリ金属塩、多価金属電解質、および水溶性無機酸
   からなる群から選ばれた１種以上である請求項１に記載
   の含油スラッジの処理方法。
3. 【請求項３】 乳化破壊剤の添加量が、タンク内の原油
   に対して５ｐｐｍ〜２０ｐｐｍの範囲内であることを特
   徴とする請求項１に記載の含油スラッジの処理方法。
4. 【請求項４】 界面活性剤の添加量が、タンク内に残留
   した含油スラッジに対して１重量％〜１０重量％の範囲
   内であることを特徴とする請求項１に記載の含油スラッ
   ジの処理方法。
5. 【請求項５】 第二工程において排出された含油スラッ
   ジを、固相と液相とに分離し、得られた液相を油相と水
   相とに分離する第三工程を含むことを特徴とする請求項
   １に記載の含油スラッジの処理方法。
6. 【請求項６】 固相と液相との分離を、遠心濾過によっ
   て行うことを特徴とする請求項５に記載の含油スラッジ
   の処理方法。
7. 【請求項７】 油相と水相との分離を、加圧浮上法によ
   って行うことを特徴とする請求項５に記載の含油スラッ
   ジの処理方法。
8. 【請求項８】 含油スラッジに有害金属が含まれる場合
   は、第三工程によって分離された固相に不溶化剤を添加
   して有害金属を不溶化する第四工程を含むことを特徴と
   する請求項５に記載の含油スラッジの処理方法。
9. 【請求項９】 不溶化剤が、水溶性硫化物および金属キ
   レート剤からなる群から選ばれた１種以上であることを
   特徴とする請求項８に記載の含油スラッジの処理方法。