JPH11508934A - Pretreatment methods to prevent hydrocarbon leakage - Google Patents

Pretreatment methods to prevent hydrocarbon leakage

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JPH11508934A
JPH11508934A JP9505374A JP50537497A JPH11508934A JP H11508934 A JPH11508934 A JP H11508934A JP 9505374 A JP9505374 A JP 9505374A JP 50537497 A JP50537497 A JP 50537497A JP H11508934 A JPH11508934 A JP H11508934A
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hydrocarbon
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crude oil
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Abstract

(57)【要約】 輸送または保存のために炭化水素を可逆的に凝固させ、炭化水素の漏出を防止する方法が提供される。この方法には、炭化水素と十分な量の炭化水素蝋(例えば、パラフィン)とを混合する工程が含まれる。得られた混合物を冷却すると凝固が起こり、浮揚性接合塊が得られる。油を凝固させるのに必要な炭化水素蝋の最小量は、原油のタイプ、使用される蝋のタイプ、および輸送中に保持される凝固塊の温度に依存する。航洋油送船により原油を輸送する場合、貯蔵タンク室中で炭化水素蝋を用いて原油を前処理し、混合物を固体状態で輸送することができる。凝固した接合混合物は、船体が破損した場合、原油の漏出を効果的に防止し、しかも海水で置換されることもない。この浮揚性凝固混合物は、船体に穴があいた場合、船が沈むのを防止する。汚染されたPCBなどの炭化水素廃棄物は、より高レベルの蝋を使用して凝固させれば、確実に油をカプセル化することができる。原油を輸送する場合、混合物を加熱して液化させることにより原油から蝋を回収することができ、更に、その成分を分別蒸留により分離することができる。 (57) Abstract: A method is provided for reversibly coagulating a hydrocarbon for transport or storage and preventing leakage of the hydrocarbon. The method includes mixing a hydrocarbon with a sufficient amount of a hydrocarbon wax (eg, paraffin). When the obtained mixture is cooled, solidification occurs and a buoyant bonded mass is obtained. The minimum amount of hydrocarbon wax required to coagulate the oil depends on the type of crude oil, the type of wax used, and the temperature of the coagulum retained during transport. When transporting crude oil by ocean shipping, the crude oil can be pretreated with hydrocarbon wax in a storage tank room and the mixture can be transported in the solid state. The solidified joint mixture effectively prevents the leakage of crude oil in the event of a hull failure, and is not replaced by seawater. This buoyant solidified mixture prevents the ship from sinking if the hull is punctured. Hydrocarbon waste, such as contaminated PCBs, can be reliably solidified using higher levels of wax to solidify the oil. When transporting crude oil, wax can be recovered from the crude oil by heating and liquefying the mixture, and its components can be separated by fractional distillation.

Description

【発明の詳細な説明】 炭化水素の漏出を防止するための前処理法 発明の分野 本発明は、輸送または保存のために液体炭化水素を可逆的に凝固させ、炭化水 素の漏出を防止する方法に関する。 発明の背景 炭化水素の輸送および保存により災害を引き起こす恐れがあることは周知の通 りである。原油は油槽船または油槽トラックを介して輸送されることが多く、油 を輸送する乗物が災難にあって貨物油の漏出がしばしば起こった。年間30隻〜40 隻の油槽船がかなりの量の原油を外界に放出するものと推定される。海洋におい ては、漏出油が浮遊油膜を形成する傾向があり、これにより魚類も鳥類も同じよ うに死に追いやられることになる。陸上においては、漏出油が土壌にしみ込んで 地下水を汚染する傾向がある。いずれの場合においても、事故現場から液体の油 を除去することは困難であり費用もかかる。 物理的方法および化学的方法のいずれに対しても種々の方法が利用され、漏出 油の閉じ込めや水面からの油除去の促進が行われてきた。普通に使用される物理 的な閉じ込め法は、浮遊防材を用いて油膜を取り囲んでから油を汲み上げるもの である。この方法の欠点は、油膜が迅速に拡がる傾向を示すために、油膜をいく つかの部分に分けて汲み上げなければならず、かなりの人手と装置が必要となる 点である。激しい風や荒れた海で遭遇する困難は、当業者には自明であろう。ま た、この方法では海岸から離れた場所で技術を駆使することが難しい。 大きな表面積を占める漏出油を浄化するための種々の化学的手法が提案されて きた。Sohnius(米国特許第3,607,741号)は、前処理により疎水性が付与された、 油に対して親和性を呈するセルロース系材料を使用することによって、水から油 を回収する方法を開示している。一実施態様において、セルロース系材料は、油 の表面に配置されるメッシュ状ネット中に包含されている。もう一つの実施態様 において、セルロース系材料は、柱体の表面を被覆し、この柱体が風力を受けて 防材で閉じ込められた油膜を横切って回転すると、油が収集される。この方法の 欠点は、大きな油膜を浄化するためには多数の防材や柱体が必要となる点である 。セルロース系材料から油を回収するには、時間も費用もかかる。 Alquist(米国特許第3,785,972号)は、油膜表面上へ蝋の散布を行って油の液化 温度を水温よりも高くし、すくい上げ可能な固体塊を形成することにより油膜を 浄化する方法を教示している。また、蝋/炭化水素混合物を油膜上に散布して点 火し、原油中から軽質炭化水素を燃焼除去することによって、すくい上げ可能な 硬質のアスファルト様物質を形成する方法をも教示している。Bartha(米国特許 第5,112,495号)は、溶融炭化水素蝋を油膜表面上に散布する方法を開示している が、この場合、蝋で被覆された油膜が冷却されると、物理的にすくい上げ可能な 固体塊が形成される。 Weinberg(米国特許第3,756,948号)は、回収および輸送のために、ポリスチレ ン小塊を使用して原油を吸収する方法および手段を開示している。この特許は物 理的に油を吸収する方法に関するもので、油をゲル化または凝固させる方法とは かなり異なるものである。Weinbergは、化学溶剤または熱のいずれかを用いてポ リスチレンを溶解させることにより、ポリスチレンから油を回収している。 こうした種々の手法の欠点は、閉じ込め剤を漏出油に適用するとコストと時間 がかかる恐れがあるうえに、遠隔地で漏出が起こることが多いために短時間に到 達することが難しいという点である。大量の蝋を漏出現場へ輸送し、加熱して液 状にし、続いて油膜の全表面に散布しなければならないために、特殊な船および 装置が必要となる。更に、漏出現場から大量の固体混合物を輸送するためには、 固体塊のすくい上げおよび陸揚げに必要な荷役設備の整った特別な大型油槽船が 必要である。 油が漏出する可能性を最小限に抑えるために、より安全でより強靭な輸送船の 製作に重点が置かれてきた。二重船こく型油送船の開発は、こうした輸送船製作 の一例である。これらの輸送船では、油を保存するタンク室または容器が破損す る可能性を低下させることにより、油が漏出する可能性を低下させているが、非 常に高価なものとなる傾向がある。更に、どの輸送船も災害に対して完全に安全 であるわけではなく、極めて苛酷な災害に見舞われれば、たとえ最強の輸送船で あっても破損する恐れがある。 最近、原油の大量輸送にかかる経費が、海難事故発生件数の増加に伴って確実 に増大している。原油の海上輸送の保険契約にかかる保険料だけでも、少なくと も数千万ドルである。従って、輸送前に炭化水素を前処理し、災害時に油膜が形 成される可能性を顕著に低下させる方法が望まれる。 これに関連して、廃油ならびにPCB(ポリ塩化ビフェニル)などの有害炭化水素 化合物の保存にもまた、問題がある。通常、炭化水素は、鋼製ドラムまたはバレ ルに入れて廃棄物保存施設または埋没地下室中で保存される。炭化水素の保存に 使用されるドラムは、腐蝕や衝撃に起因して破損することがある。こうした破損 が起こると、有害化合物が放出されて土壌や地下水が汚染される可能性がある。 漏出した炭化水素を浄化することは困難であり、しばしば、土壌を掘り起こして 除去する必要を生じる。漏出の可能性を低下させるために、保存用ドラムを強化 する努力がなされてきた。こうした高品質ドラムは、高価なものとなりやすい。 廃油および有害炭化水素化合物を保存するもう一つの方法は、物質を凝固させ るものである。固体状態では、漏出が起こってもそれほど問題にはならない。漏 出した炭化水素の回収も、固体状態であれば、より簡単に行えるうえに、炭化水 素を凝固させると、土壌にしみ込んだり、地下水を汚染する可能性が低くなる。 炭化水素を凝固させるために、十分な濃度の凝固剤を添加して、混合物を固体塊 または半固体塊にする。凝固剤は、通常、高価なものとなりやすく、更に、凝固 処理を行うと、元に戻すことが困難であるかまたは経費がかかることが多い。 Weitzen(米国特許第4,341,078号)は、液体窒素などの極低温の液体中に懸濁さ せた低温粉砕ポリマー粒子のスラリーを添加してPCBを凝固させる方法を開示し ている。Weitzenの方法で使用される凝固剤は高価であり、更に、特別な処理装 置が必要であると考えられる。Weitzenの方法によって得られる固体は、液化が 困難であり、液化するには電離放射線または高剪断力が必要である。Derby(米国 特許第3,881,295号)は、膨潤性ポリマー粒子を添加してPCBを凝固させる方法を 開示している。ポリマー粒子はPCBを吸収して膨潤し、濃厚なゲルを形成する。D erbyは、凝固させたPCB混合物を元に戻す方法を開示していない。有害物質の焼 却処分を容易に行えるようにするために、凝固処理に可逆性をもたせることが望 ましい。Conner(米国特許第4,518,507号)は、有害廃棄物を化学的に凝固させて カプセル化する方法を開示しているが、この方法では、廃棄物を凝固させてポリ エチレンなどの膜中にカプセル化する。 発明の概要 本発明は、輸送または保存のために炭化水素を前処理する方法を提供する。こ の方法には、密閉空間中で炭化水素と炭化水素蝋とを混合して、混合物を形成す る工程が含まれるが、この際、この混合物を混合物が凝固する凝固温度範囲より も高い温度に保持する。炭化水素蝋は、混合物の温度が凝固温度範囲以下に低下 したときに、混合物を実質的に凝固させるのに有効な量で存在させる。これによ り、混合物は実質的に凝固して硬質塊を形成するようになる。凝固させた混合物 は、凝固温度範囲よりも高い温度まで加熱すると液化する。 本発明のもう一つの態様において、船舶で輸送するために炭化水素を前処理す る方法が提供される。この方法には、船舶の密閉空間中で、炭化水素と炭化水素 蝋とを混合して混合物を形成させ、この混合物を保存する工程(ただし、この混 合物を、混合物が凝固する凝固温度範囲よりも高い温度に保持する)が含まれる 。炭化水素蝋は、混合物の温度が凝固温度範囲以下に低下したときに、混合物を 実質的に凝固させるのに有効な量で存在させる。これにより、混合物は実質的に 凝固するとともに、凝固温度範囲よりも高い温度まで混合物を加熱すると混合物 が液化する。凝固させた塊を船舶で目的地まで輸送し、油から炭化水素蝋を回収 する。 本発明はまた、保存のために液体炭化水素をカプセル化する方法を提供するが 、この方法には、液体炭化水素とパラフィン蝋とを混合して混合物を形成する工 程が含まれる。パラフィン蝋は、混合物の温度が凝固温度範囲以下に低下したと きに、混合物を実質的に凝固させるのに有効な量で存在させる。こうすると、凝 固させた混合物は実質的に固体塊を形成するようになる。 図面の簡単な説明 次に、図面を参照して本発明の方法を説明するが、これは単に実施例であるに すぎない。 図1は、25℃における種々の油/パラフィン混合物および油/パラフィン/水 混合物に対する凝固%対パラフィン蝋%のプロットである。 図2は、20℃における種々の油/パラフィン混合物および油/パラフィン/水 混合物に対する凝固%対パラフィン蝋%のプロットである。 図3は、15℃における種々の油/パラフィン混合物および油/パラフィン/水 混合物に対する凝固%対パラフィン蝋%のプロットである。 図4は、10℃における種々の油/パラフィン混合物および油/パラフィン/水 混合物に対する凝固%対パラフィン蝋%のプロットである。 図5は、4℃における種々の油/パラフィン混合物および油/パラフィン/水混 合物に対する凝固%対パラフィン蝋%のプロットである。 図6は、0℃における種々の油/パラフィン混合物および油/パラフィン/水混 合物に対する凝固%対パラフィン蝋%のプロットである。 図7は、パラフィン蝋9%を含有する油/パラフィン蝋混合物および油/パラフ ィン蝋/水混合物の凝固に及ぼす温度の影響を表すプロットである。 図8は、20℃における原油とパラフィン蝋9%との混合物に対する凝固%対時間の プロットである。 図9は、20℃における原油/パラフィン蝋の異なる混合物に対する粘度対パラ フィン蝋のプロットである。 図10は、ガソリンおよびディーゼル燃料に対する凝固%対パラフィン蝋%のプロ ットである。 図11は、本発明に従って炭化水素/炭化水素蝋混合物を凝固・カプセル化した ものを斜視図で示している。 図12(a)は、図11に示されたようにカプセル化された混合物の赤外分析の結果 を示している。 図12(b)は、PCBが混入した油の赤外分析である。 発明の詳細な説明 A)輸送のための炭化水素の前処理 本発明によれば、輸送のために原油などの炭化水素を可逆的に凝固させるには 、まず最初に、油を凝固剤と混合する。凝固剤は、好ましくは炭化水素蝋である 。この方法の1実施態様において、蝋を溶融して油と混合する。均一な混合物を 得るために、油と蝋の多少の攪拌が必要なこともある。混合は、輸送船自体で行 ってもよいし、輸送船に油を供給する前に行ってもよいが、この場合、溶体を凝 固温度より高い温度に保つ必要がある。 本明細書中において、混合物という語は、最も広義に解釈され、2つ以上の成 分を含有する物質(Webster's New World Dictionary,second college edition )を意味する。すなわち、炭化水素を凝固させるとともに、炭化水素蝋を凝固剤 として使用する。こうして得られる炭化水素と蝋との混合物の正体は不明である 。なぜなら、数種のタイプの混合物(例えば、すべての蝋が溶解した均一溶液、 沈殿した蝋を含有する飽和溶液、伸長ゲル、コロイド懸濁液、またはこれらの組 合せ)として存在する可能性があるからである。従って、混合物という語には、 こうした可能性がすべて含まれるものと解釈される。同様に、凝固するとは、「 固体になる、強固になる、硬くなる、または接合する」ことを意味するものと定 義付けされる。この結果、凝固という語を使用すれば、有効量の炭化水素蝋を炭 化水素に添加したときに強固に接合された混合物が形成されることを記述できる 。有効量の炭化水素蝋と液体炭化水素とを混合することによって形成される本明 細書に記載の凝固混合物は、該混合物が液体炭化水素よりも著しく高い粘度を示 すために混合物の自由流れが抑制されることを特徴とする。 油と凝固剤との混合物が船に積み込まれた後、原油を凝固状態で輸送すること が望まれる場合は、この混合物を混合物の凝固温度以下の温度まで冷却させても よい。この場合、炭化水素蝋の量や原油の性質にもよるが、凝固温度が外界温度 に接近しているので、どのような精巧な冷却機構も必要でないかもしれない。こ れについては、以下でより詳細な説明を行う。船が航海中の場合、船を取り囲む 水の温度で混合物がその凝固温度まで十分に冷却されるように、蝋およびその量 を選択することが好ましい。こうして、凝固させた油/蝋混合物を安全に輸送す ることが可能となる。この他、輸送中、混合物を液化した状態に保つことも可能 であるが、この場合には、船体の亀裂により水が混合物と接触した際、混合物が 凝固して混合物の漏出が防止できるように、混合物を選択する。 使用される蝋のタイプにより、所望の凝固温度範囲を得るのに必要な蝋の濃度 が変わる可能性がある。炭化水素蝋が油に対してある程度の溶解性を呈するもの と仮定すると、油は溶質として働いて蝋の融点を低下させる。この結果、蝋の融 点が高くなる程、溶液形成が重要な機構である場合、所定の凝固温度範囲を得る のに必要な蝋の濃度は低くなると推定される。 本発明の一実施態様において、炭化水素蝋は、高価でないうえにあらゆる実用 上の目的に対して生物学的にも化学的にも不活性であるパラフィン蝋である。溶 体中で使用される蝋の濃度は、一般的には1.0体積%〜15体積%である。蝋の濃度 は、輸送される原油のタイプや溶体の所望の凝固温度に応じて調節される。粘稠 な原油は、一般的には、軽質の原油と比べて、必要となるパラフィン蝋の濃度が 低い。より高い凝固温度が必要な場合は、パラフィン蝋の濃度を増加させる。パ ラフィンの体積%が15%を超えると、使用される原油の等級に関係なく、凝固温度 の大きな増加は見られなくなる。1ガロンを基準にした場合、原油のタイプにも よるが、混合物中のパラフィン蝋の濃度が1ガロンあたり約2オンス〜約8オンス のときに効果的に原油が凝固することを本発明者は見出した。 原油のタイプやパラフィン蝋の品質にもよるが、溶体が所定の凝固温度をもた ない場合がある。凝固温度は、混合物が液体相から固体相へ転移する範囲とみな される。この範囲を超えると、混合物はすべて液体相となり、この範囲以下にな ると、混合物はすべて固体相となる。混合工程中、パラフィン蝋および油の両方 の温度を、混合物の凝固温度範囲よりも高くする必要がある。パラフィン蝋は約 55℃の融点を有するが、これは混合物の凝固温度よりも高い。従って、油の温度 が凝固温度よりもわずかに高ければ、パラフィン蝋と油とを混合することができ る。油温が低すぎると、パラフィン蝋が油との接触により直ちに凝固し、油とパ ラフィン蝋との混合が不完全となる。油と蝋との混合が不完全であると、輸送船 中で液体の油のポケットを生じる恐れがある。 図1〜図10に示されているデータは、パラフィン蝋を用いて原油および他の炭 化水素の可逆的凝固を研究するための一連の実験から得られたものである。これ らの研究のために選ばれた原油は、ペンシルヴェニア産軽質スイート原油として 知られているものである。これらの実験を行って、種々の温度において原油の凝 固に必要な溶融または液化パラフィン蝋の濃度を決定した。 原油を種々の濃度の溶融または液化パラフィン蝋と混合し、60℃の水浴中に3 分間〜5分間入れてパラフィンを完全に溶融し、均一な混合物を得た。次に、混 合物を水浴中で所望の温度に設定して48時間保温し、図1〜図6にまとめた実験結 果を得た。凝固%は、時間に対する冷却曲線の傾きの変化をモニターして混合物 の凝固点を測定することにより決定した。水の存在下で液化パラフィンを含む油 の凝固挙動を調べるために、予め所望の温度まで加熱された水の中に、均一な混 合物を懸濁させた。 図1〜図6に示されたデータは、パラフィン蝋により油が凝固すること、ならび に凝固に必要なパラフィンの濃度が油温に依存することを示している。更に、こ れらの実験を水の存在下で行うと、油の凝固に必要なパラフィン蝋%がかなり低 下するが、このことは、図1〜図6において曲線が左側にシフトすることにより示 される。 図1〜図6にプロットされた結果は、パラフィンを含有する油の凝固が温度に依 存する現象であることを示している。すなわち、温度が高くなるにつれて混合物 の凝固を起こすのに必要なパラフィンの濃度が高くなる。パラフィンによる油の 凝固は4℃が最適であるが、水が凝固過程に混入すると20℃程度になる(図7およ び表1を参照されたい)。言い換えると、パラフィンを含有する油を水の存在下 で凝固させる方が、水の不存在下で凝固させるよりも有益である。 パラフィン中での油の凝固は時間に依存する現象であるとともに、所定の温度 においてパラフィンの濃度に依存する。図8は、20℃におけるパラフィン9%での 油の凝固の時間的経過を表しており、30時間〜40時間で最適な凝固が起こるが、 パラフィンの不存在下では油の凝固は起こらない。 粘度は、剪断応力下で流体が生成する流動に対する抵抗力の尺度である。パラ フィン蝋を用いた凝固過程を特性づけるために、異なる原油/パラフィン蝋混合 物の粘度を測定した。様々なパラフィン濃度を有する油の均一混合物を、先に記 載したように調製し、Ostwald粘度計を用いて、これらの混合物の粘度を200℃で 測定した。図9は、油の粘度がパラフィン濃度と共に増大することを示している 。パラフィン蝋の濃度が7%を超えると、粘度が急速に増加し、15%付近で油の流 動性がなくなる。これらの結果は、図1〜図6に示された凝固の挙動に対する先の 知見と一致する。 パラフィン蝋を用いて原油以外の石油系炭化水素の凝固を調べるために、ガソ リンおよびディーゼル燃料を選んだ。これらの炭化水素の両方を、種々の濃度の 溶融または液化パラフィンと混合して均一混合物を調製し、20℃において凝固挙 動を測定した。図10は、適切な濃度のパラフィン蝋を用いれば、ガソリンおよび ディーゼル燃料がいずれも凝固することを示している。ガソリンおよびディーゼ ル燃料を凝固させるのに必要なパラフィン蝋の最適濃度は、それぞれ約15%およ び20%である。 凝固速度は、冷却速度および混合物の初期温度に依存する。大量の混合物を完 全に凝固させるためには長い時間が必要であると考えられる。航海中の油槽船の 場合、周りの海水の温度が十分に低いので、短時間に混合物が冷却されて固体塊 になるものと推定される。たとえ貨物油が十分に凝固しない場合でも、混合物は 、混合物が船体の低温壁と接触する所で、凝固した「スキン」を形成し、このス キンが液体混合物を内部に取り込むことが期待される。凝固したスキンは、破損 時に混合物が貨物倉から流出するのを抑制するはずである。こうした破損により 漏出する液体はいずれも、海水と直接に接触することになる。航洋油送船が航海 するほとんどの緯度において、海水の温度は十分に低く、流出した混合物は凝固 するであろう。 また、混合物を凝固させることにより、油槽船が乗組員にとってより安全なも のになるという恩恵が得られる。船の貨物倉中の強固な浮揚性混合物は、破損時 に水で置換されることはなく、たとえ船体に穴があいて喫水線よりも船体が低く なったとしても、船は浮揚した状態が保たれる。 船の貨物倉から混合物を取り出し易くするために、混合物を加熱してもよい。 液化させれば、混合物は船からポンプで汲み上げられ、保存タンクに入れるかま たは精油所までパイプ輸送することができる。パラフィン蝋は、当業者に周知の 分別蒸留などの回収技術を用いて、炭化水素から回収することができる。混合物 から回収されたパラフィン蝋は、油を輸送するための凝固剤として何度でも再利 用することができる。パラフィンをリサイクルすれば、パラフィンの追加分を購 入する必要性が減少するので、本発明の油輸送方法にかかる全体的なコストを低 下させることができる。 タンカー1隻あたりの油輸送量は、溶体中の蝋の濃度に依存して減少する。溶 体が4体積%の蝋を含有する場合、1航海あたりのタンカーの輸送量は4%低下する 結果となる。タンカーに追加される液化蝋の容量を考慮する必要がある。液化蝋 が油と共にタンカー中へポンプ輸送される場合、タンカー中への油のポンプ輸送 速度を調節して容量を補正することができる。パラフィン濃度が高くなる程、パ ラフィンの添加による凝固過程は迅速に行われ、得られる凝固塊は硬くなる。 先に説明したように、パラフィン蝋を溶融または液化状態で原油に導入して混 合してもよい。この他、原油がパラフィンを溶融または液化するのに好適な温度 であるならば、パラフィンを固体または粉体状態で原油に導入することも可能で あると考えられる。パラフィン蝋の導入および炭化水素との混合を行う特定の方 法は、輸送用乗物へ荷積みされるときの処理状態に依存することもある。 パラフィン蝋のほかに他の蝋を使用してもよいことは、当業者には分かるであ ろう。例えば、好適な凝固剤としては、より広範な低融点パラフィン蝋;カルナ ウバ蝋;パルミチン酸(m.p.63℃)やステアリン酸(m.p.70℃)などの飽和脂肪酸 ;ならびに固体炭化水素の混合物を含む天然産の鉱蝋であるオゾケライトが挙げ られる。特定の蝋の好ましい濃度は、部分的には、特定の等級の原油に対する蝋 の溶解度、蝋の融点、および輸送中に保持される混合物の温度によって決まる。 図10にまとめられた研究に基づき、本明細書中に開示された炭化水素蝋を用い て、原油のほかに他の炭化水素の液体を同じように凝固させることができること は、当業者には極めて自明なことであろう。 本発明のもう一つの実施態様において、凝固剤と油との混合は、災害が起こる 直前まで行わない。凝固剤を別のタンク室中に液体状態で保存し、油を輸送する 船が破損の危険にさらされたときに、直ちに凝固剤と油とを混合して混合物を形 成する。低温の海水に触れると、迅速に凝固が起こって浮揚性塊が形成され、こ れによって原油の過剰の損失が防止される。災害が発生する恐れがあるときだけ 原油に凝固剤を添加すれば、災害が発生しないときに凝固剤を回収するコストが 削減される。 本発明に係る原油または他の炭化水素の前処理方法が、従来技術による漏出物 の浄化方法よりも極めて有利である理由は、該前処理方法では、船の閉じ込め防 材や漏出現場で使用される他の浄化装置が必要ないことである。炭化水素蝋/原 油混合物は容易に分離することができる。なぜなら、蝋は原油中に含まれる天然 の成分であるために、既存の精製設備を使用して分離を行うことができるからで ある。更に、炭化水素蝋は再利用することができる。同様に、溶融炭化水素蝋を 用いて原油を凝固することは、化学反応を利用した他のゲル化剤を用いるよりも かなり有利である。その理由は上述した通りである。 B)汚染された油の処理 保存のために廃油またはPCBなどの有害炭化水素をカプセル化するには、まず 最初に、炭化水素と溶融炭化水素蝋とを混合し、混合物を形成する。蝋および混 合物の温度は、凝固温度よりも高い温度に保つ。混合物がドラムなどの格納容器 中にある間は、凝固温度以下の温度まで混合物を冷却する。こうして得られる凝 固した固体は、いつまでも保存することができる。 パラフィン蝋または類似の融点を有する他の蝋を使用することができる。混合 物中の蝋の濃度は、カプセル化される炭化水素のタイプなどの数種の要因に依存 する。存在する蝋の重量%が高くなる程、凝固混合物の凝固温度が高くなる。 混合段階では、炭化水素の温度を凝固温度範囲よりも高い温度に保つ。続いて 、濃厚溶液を炭化水素に添加することができる。濃厚な蝋の溶液と炭化水素とを 完全に混合するために攪拌が必要なこともある。 浸出液を調べて、カプセル化方法の効力を評価した。この際、廃油(PCB)をパ ラフィン蝋でカプセル化した。表Iには、数種のサンプルB〜H(ただし、サンプ ルAはパラフィン蝋である)に対する結果がまとめられている。手順について以 下で説明する。浸出液試験手順 全PCB量:ソックスレー抽出手順を用いて、ジクロロメタン100mLでサンプル(9 .938g)を抽出した。ジクロロメタンをイソ-オクタン245mLと置き換えた。抽出物 を更に1000倍に希釈し、電子捕獲検出器を備えたガスクロマトグラフ(GC/ECD)He wlett Packard GC/ECD 5890 Series IIを用いて分析した。カラムは30メートル のDB 5(フェニル5%)であった。 浸出液試験手順として、規則347(1990年オンタリオ州改訂規則;環境保護法に よりオンタリオ州規則183、240、501、555/92に修正された)を利用した。(Gener al-Waste Management)1982年11月,p.113-118。 水中PCB量:ジクロロメタンを用いて水のサンプルを抽出し、イソ-オクタン中 に濃縮させた。次に、GC/ECDを用いてサンプルを分析した。 較正係数(cf)を用いて、化合物に対して測定された面積を存在量に変換した。 較正係数は、較正実験中に次式を用いて計算される: 成分(X)のcf =標準の量(X)/標準の面積(X) 次に、保存された較正係数を、後続の分析実験中で使用して、次式を用いて最終 結果を計算する: サンプル中の量(X)= サンプル中の面積(X)*成分(X)のcf 典型的な計算(サンプル:H): パラフィン蝋+PCB油のサンプル(0.500g)を、12分超音波処理によりヘキサン: アセトン(1:1)混合液210mLで抽出し、PCBの全量を決める。抽出物は、GC/ECDを 用いて分析する。 標準 2.00ng/μL 標準の面積 2000321 サンプル(H)の面積 1120202 成分(X)のcf 9.9982×10-7 希釈サンプル中の量 1.12ng/Lすなわち 1.12μg/μL 希釈因子 10mL サンプル0.50g中の全PCB量 = 1.120×10 = 11.20μg サンプル中の全PCB量 = 11.20μg/0.50g = 22.4ppm 混合物の凝固温度は、カプセル化される炭化水素のタイプ、パラフィン蝋の品 質および純度、ならびにパラフィン蝋の濃度に依存する。油をカプセル化する場 合、凝固温度は特定できない場合があり、数℃の範囲に渡ることもある。蝋のタ イプおよび炭化水素の純度はすべて、この範囲の大きさに影響を及ぼす。 原油を凝固させる場合、凝固速度は、混合物の初期温度および冷却速度に依存 する。この場合、凝固速度は決定的な要因にはならない。なぜなら、混合物は、 一般的には、輸送前にしばらくの間貯蔵容器中で保存されるからである。 格納容器が破損した場合、有害な炭化水素の流出は、混合物が凝固することに より抑制される。容器が埋められいるかまたは地下に置かれている場合、有害な 炭化水素の漏洩の可能性も、同様に低下する。 PCB廃棄物を凝固させる一実施例において(ただし、この実施例に限定される ものではない)、パラフィン蝋を54℃〜60℃まで加熱し、PCBを室温以上の温度 に保持する。2カップ(16オンス)の液体天然パラフィン蝋を、14カップ(112オン ス)のPCB廃油を含有する容器に添加し、得られた均一混合物を凝固させて約1ガ ロンの凝固したPCBを形成する。 スケールアップした実施例において、54℃〜60℃の液化パラフィン6.5ガロン 〜約7ガロンを、PCB廃油約48ガロンの入った標準的なドラムに添加し、得られた 混合物を攪拌して均一な塊を形成する。この塊は冷却すると凝固する。用途にも よるが、50体積%までのパラフィンを使用して、実質的に完全なる廃油の取込を 行うことができる。 図11を参照すると、本明細書中に開示されている方法に従ってカプセル化され たPCBと炭化水素蝋との混合物11が全体として10で示されている。パラフィンを 含有する中和された層12は凝固した混合物11をカプセル化し、ポルトランドセメ ントを含有する外側シール層14は硬質の支持性外側保護層を形成する。図12(a) に示される赤外分析は、図11の構造体10に対するものである。最初に、この構造 体を容器中にカプセル化し、次に構造体を取り出して分割し、層12および層14の それぞれに対して分析を行った。波長走査20は、中和層12の内側部分に対して測 定したものであり、走査22は、シール層14の内側部分に対して測定したものであ る。図12(a)上に図12(b)が重ねられる。図12(b)にはPCBが混入した油のサンプル に対する走査24が含まれ、特徴的なPCBのピークが現れている。図12(a)と図12(b )とを比較すると、この技法では、層12および層14の中にPCBが検出されなかった ことが分かる。これらの結果から、本明細書中に開示されているように、パラフ ィンを用いてPCB廃棄物をシールする凝固方法が有効であることが支持される。 有害な炭化水素を、焼却などにより永久的に廃棄する場合には、単に凝固温度 よりも高い温度まで溶体を加熱することにより、溶体を液化させることができる 。続いて、液化した溶体は、そのまま焼却炉中に供給することができる。この他 、油を他の容器に移すことが望まれる場合は、混合物は液化させてから移される 。 輸送する前に炭化水素を前処理する方法について、パラフィン蝋を使用した特 定の研究に関連して説明してきたが、本明細書中に開示されている本発明の範囲 から逸脱せずに、本発明の方法の種々の変法を容易に実施できることは、当業者 には分かるであろう。例えば、先に述べたように、他の炭化水素に基づく蝋を使 用してもパラフィン蝋と同じ効果が得られ、更に、炭化水素に対する蝋の最適体 積%は、使用される蝋のタイプに対して凝固させる炭化水素のタイプごとに決定 されるが、その最適値は、慣用的な方法を用いて当業者により容易に決定できる であろう。DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION                  Pretreatment methods to prevent hydrocarbon leakage                                Field of the invention   The present invention provides for the reversible solidification of liquid hydrocarbons for transport or storage, The present invention relates to a method for preventing element leakage.                                Background of the Invention   It is well known that the transport and storage of hydrocarbons can cause disasters. It is. Crude oil is often transported via tankers or tank trucks. Cargo oil was frequently spilled due to disasters in vehicles transporting the. 30 to 40 ships per year It is estimated that some tankers release significant amounts of crude oil to the outside world. Marine smell In some cases, spilled oil tends to form a floating oil slick, which makes fish and birds the same. Will be forced to die. On land, spilled oil seeps into the soil Tends to contaminate groundwater. In either case, the liquid oil Is difficult and expensive to remove.   Various methods are used for both physical and chemical methods, Oil containment and removal of oil from the water surface have been promoted. Commonly used physics A typical method of confinement is to use floating materials to surround the oil slick and then pump up the oil It is. The disadvantage of this method is that the oil slick has to be removed because it tends to spread quickly. It has to be pumped in several parts and requires a lot of manpower and equipment Is a point. The difficulties encountered in strong winds and rough seas will be obvious to those skilled in the art. Ma In addition, this method makes it difficult to use technology far from the coast.   Various chemical methods have been proposed to purify spilled oil occupying a large surface area Came. Sohnius (U.S. Pat.No. 3,607,741) was made hydrophobic by pretreatment, By using a cellulosic material that has an affinity for oil, A method for recovering the same is disclosed. In one embodiment, the cellulosic material is oil Are included in a mesh-like net arranged on the surface of. Another embodiment In, the cellulosic material covers the surface of the pillar, and the pillar receives wind Oil is collected as it rotates across the oil slick trapped by the boom. Of this method The disadvantage is that a large number of protective materials and columns are required to purify a large oil slick. . Recovering oil from cellulosic materials is time consuming and expensive.   Alquist (U.S. Pat.No. 3,785,972) liquefies oil by spraying wax onto the oil slick surface. Raises the oil slick by raising the temperature above the water temperature to form a solid mass that can be scooped. It teaches how to purify. Spray the wax / hydrocarbon mixture over the oil slick Can be scooped up by burning and burning off light hydrocarbons from crude oil A method of forming a hard asphalt-like material is also taught. Bartha (U.S. Patent No. 5,112,495) discloses a method of spraying molten hydrocarbon wax on an oil slick surface. However, in this case, when the wax-coated oil film is cooled, it can be physically scooped up A solid mass forms.   Weinberg (U.S. Pat.No. 3,756,948) claims polystyrene for recovery and transport. Disclosed are methods and means for using crude oil to absorb crude oil. This patent is It relates to the method of physically absorbing oil, and the method of gelling or coagulating oil is It is quite different. Weinberg uses either chemical solvents or heat to The oil is recovered from polystyrene by dissolving the polystyrene.   The disadvantage of these different approaches is that applying confinement to spilled oil can be costly and time consuming. Can occur in a short period of time, and leakage often occurs in remote areas. It is difficult to reach. Transport a large amount of wax to the spill site and heat to Special ships and Equipment is required. In addition, to transport large volumes of solid mixtures from spill sites, A special large tanker equipped with cargo handling equipment required for picking up and unloading solid mass is necessary.   To minimize the potential for oil spills, use safer and more robust transport vessels. Emphasis has been placed on production. The development of the double-hulled oil tanker is the development of such a transport ship. This is an example. In these transport vessels, the tank room or container storing the oil is damaged. To reduce the likelihood of oil leakage, Always tends to be expensive. In addition, all transport vessels are completely safe from disasters Not only is it the case, but if you have a very severe disaster Even if there is, there is a risk of damage.   Recently, the cost of mass transportation of crude oil has been increasing as the number of marine accidents has increased. Has increased. The premiums for insurance contracts for marine transportation of crude oil alone are at least Is tens of millions of dollars. Therefore, hydrocarbons are pre-treated before transportation, and oil slicks are formed during disasters. A method that significantly reduces the likelihood of being achieved is desired.   In this connection, waste oils and harmful hydrocarbons such as PCB (polychlorinated biphenyl) There are also problems with preserving compounds. Hydrocarbons are usually supplied on steel drums or barrels. And stored in a waste storage facility or buried cellar. For storage of hydrocarbons The drum used may be damaged due to corrosion and impact. Such damage When this happens, harmful compounds can be released and soil and groundwater can be contaminated. It is difficult to clean up spilled hydrocarbons, often by digging up the soil It needs to be removed. Hardened storage drums to reduce potential leaks Efforts have been made. Such high quality drums tend to be expensive.   Another method of storing waste oils and harmful hydrocarbon compounds is to solidify the material Things. In the solid state, leakage is not very problematic. Leak The recovery of the emitted hydrocarbons can be made easier if they are in the solid state. Coagulation reduces the likelihood of seepage into the soil and contamination of groundwater. Add a sufficient concentration of coagulant to coagulate the hydrocarbon and allow the mixture to solidify Or make a semi-solid mass. Coagulants usually tend to be expensive, Processing is often difficult or expensive to undo.   Weitzen (U.S. Pat.No. 4,341,078) is suspended in a cryogenic liquid such as liquid nitrogen. Discloses a method of coagulating a PCB by adding a slurry of crushed cryogenic polymer particles. ing. The coagulants used in Weitzen's method are expensive and, in addition, require special processing equipment. Is considered necessary. The solid obtained by the method of Weitzen is liquefied. Difficult and requires ionic radiation or high shear to liquefy. Derby (US (Patent No. 3,881,295) discloses a method of coagulating PCB by adding swellable polymer particles. Has been disclosed. The polymer particles swell by absorbing the PCB, forming a thick gel. D Erby does not disclose how to reconstitute the solidified PCB mixture. Burning of harmful substances It is desirable to make the coagulation process reversible to facilitate disposal. Good. Conner (U.S. Pat.No. 4,518,507) is a chemical coagulation of hazardous waste It discloses a method of encapsulation, in which the waste is coagulated and Encapsulate in a membrane such as ethylene.                                Summary of the Invention   The present invention provides a method for pretreating a hydrocarbon for transport or storage. This Involves mixing hydrocarbons and hydrocarbon waxes in an enclosed space to form a mixture. In this case, the mixture is set at a temperature within the solidification temperature range at which the mixture solidifies. Also keep at high temperature. For hydrocarbon waxes, the temperature of the mixture drops below the solidification temperature range When present, the mixture is present in an amount effective to substantially solidify. This The mixture substantially solidifies to form a hard mass. Solidified mixture Liquefies when heated to a temperature above the solidification temperature range.   In another embodiment of the present invention, the hydrocarbon is pretreated for transport by ship. A method is provided. This method involves the use of hydrocarbons and hydrocarbons in the enclosed space of a ship. Mixing with wax to form a mixture and storing the mixture (provided that the mixture is Keeping the mixture at a temperature above the solidification temperature range at which the mixture solidifies) . When the temperature of the mixture drops below the freezing temperature range, the hydrocarbon wax It is present in an amount effective to substantially solidify. This allows the mixture to be substantially When the mixture solidifies and is heated to a temperature above the solidification temperature range, the mixture Liquefies. The solidified mass is transported to the destination by ship, and hydrocarbon wax is recovered from oil. I do.   The present invention also provides a method for encapsulating a liquid hydrocarbon for storage. This method involves mixing a liquid hydrocarbon with paraffin wax to form a mixture. Process is included. Paraffin wax is said to have reduced the temperature of the mixture below the solidification temperature range. The mixture is present in an amount effective to substantially solidify. If you do this The solidified mixture substantially forms a solid mass.                             BRIEF DESCRIPTION OF THE FIGURES   Next, the method of the present invention will be described with reference to the drawings, but this is merely an example. Only.   FIG. 1 shows various oil / paraffin mixtures and oil / paraffin / water at 25 ° C. 5 is a plot of% solidification versus% paraffin wax for the mixture.   FIG. 2 shows various oil / paraffin mixtures and oil / paraffin / water at 20 ° C. 5 is a plot of% solidification versus% paraffin wax for the mixture.   FIG. 3 shows various oil / paraffin mixtures and oil / paraffin / water at 15 ° C. 5 is a plot of% solidification versus% paraffin wax for the mixture.   FIG. 4 shows various oil / paraffin mixtures and oil / paraffin / water at 10 ° C. 5 is a plot of% solidification versus% paraffin wax for the mixture.   FIG. 5 shows various oil / paraffin mixtures and oil / paraffin / water mixtures at 4 ° C. 5 is a plot of% coagulation versus% paraffin wax for the compound.   FIG. 6 shows various oil / paraffin mixtures and oil / paraffin / water mixtures at 0 ° C. 5 is a plot of% coagulation versus% paraffin wax for the compound.   FIG. 7 shows an oil / paraffin wax mixture containing 9% paraffin wax and an oil / paraffin wax. 3 is a plot showing the effect of temperature on the solidification of a wax / water mixture.   FIG. 8 shows% solidification versus time for a mixture of crude oil and 9% paraffin wax at 20 ° C. It is a plot.   FIG. 9 shows viscosities versus paraffins for different mixtures of crude oil / paraffin wax at 20 ° C. It is a plot of a fin wax.   Figure 10 shows the percentage of solidification versus paraffin wax percentage for gasoline and diesel fuel. It is.   FIG. 11 shows a solidified and encapsulated hydrocarbon / hydrocarbon wax mixture in accordance with the present invention. This is shown in a perspective view.   FIG. 12 (a) shows the results of infrared analysis of the mixture encapsulated as shown in FIG. Is shown.   FIG. 12 (b) is an infrared analysis of the oil contaminated with PCB.                             Detailed description of the invention A)Pretreatment of hydrocarbons for transport   According to the present invention, to reversibly solidify hydrocarbons such as crude oil for transportation First, the oil is mixed with the coagulant. The coagulant is preferably a hydrocarbon wax . In one embodiment of the method, the wax is melted and mixed with the oil. A homogeneous mixture Some agitation of oil and wax may be required to obtain. Mixing is carried out on the transport ship itself This may be done before the oil is supplied to the carrier, but in this case the solution It is necessary to keep the temperature higher than the solid temperature.   In this specification, the term mixture is to be interpreted in the broadest sense and is intended to mean two or more components. Substance (Webster's New World Dictionary, second college edition) ). That is, while coagulating the hydrocarbon, the hydrocarbon wax is coagulant Use as The identity of the resulting mixture of hydrocarbons and wax is unknown . Because a mixture of several types (for example, a homogeneous solution in which all the waxes are dissolved, Saturated solution containing precipitated wax, elongated gel, colloidal suspension, or a combination thereof This is because there is a possibility that it exists as a combination. Thus, the term mixture includes: It is to be understood that all of these possibilities are included. Similarly, solidification means " Solidify, firm, harden, or bond. '' It is justified. As a result, the use of the term solidification translates into an effective amount of hydrocarbon wax. Can describe the formation of a strongly bonded mixture when added to hydride . The present invention formed by mixing an effective amount of a hydrocarbon wax with a liquid hydrocarbon. The solidified mixture described in the text shows that the mixture has a significantly higher viscosity than liquid hydrocarbons. In this case, the free flow of the mixture is suppressed.   Transporting crude oil in a solidified state after the mixture of oil and coagulant has been loaded on board the ship If desired, the mixture can be cooled to a temperature below the solidification temperature of the mixture. Good. In this case, depending on the amount of hydrocarbon wax and the properties of the crude oil, the solidification temperature is the ambient temperature. May not require any elaborate cooling mechanisms. This This will be described in more detail below. Surround the ship if the ship is sailing The wax and its amount so that at water temperature the mixture is sufficiently cooled to its solidification temperature It is preferable to select Thus, the coagulated oil / wax mixture is safely transported. It becomes possible. In addition, the mixture can be kept liquefied during transport However, in this case, when water comes into contact with the mixture due to cracks in the hull, The mixture is selected such that it solidifies and prevents leakage of the mixture.   Depending on the type of wax used, the concentration of wax required to obtain the desired coagulation temperature range May change. Hydrocarbon waxes exhibit some solubility in oil The oil acts as a solute and lowers the melting point of the wax. As a result, the melting of the wax The higher the point, the more the solidification temperature range will be obtained if solution formation is an important mechanism It is estimated that the concentration of the wax required for this will be lower.   In one embodiment of the present invention, the hydrocarbon wax is not It is a paraffin wax that is biologically and chemically inert for the above purposes. Dissolution The concentration of wax used in the body is generally between 1.0% and 15% by volume. Wax concentration Is adjusted according to the type of crude oil being transported and the desired coagulation temperature of the solution. viscous Crude oil generally requires a higher concentration of paraffin wax than light crude oil. Low. If higher coagulation temperatures are required, increase the concentration of paraffin wax. Pa If the volume percentage of the raffins exceeds 15%, the solidification temperature will increase regardless of the grade of crude oil used. No significant increase is seen. Based on one gallon, the type of crude oil Depending on the concentration of paraffin wax in the mixture, from about 2 oz to about 8 oz per gallon The present inventor has found that crude oil coagulates effectively at the time.   Depending on the type of crude oil and the quality of the paraffin wax, the solution has a certain coagulation temperature. May not be. The solidification temperature is considered as the range in which the mixture transitions from the liquid phase to the solid phase. Is done. Beyond this range, the mixture will all be in the liquid phase, below this range. Then, the entire mixture becomes a solid phase. During the mixing process, both paraffin wax and oil Must be above the solidification temperature range of the mixture. About paraffin wax It has a melting point of 55 ° C., which is above the solidification temperature of the mixture. Therefore, the oil temperature If the temperature is slightly higher than the solidification temperature, paraffin wax and oil can be mixed. You. If the oil temperature is too low, the paraffin wax will solidify immediately upon contact with the oil, Incomplete mixing with raffin wax. Incomplete mixing of oil and wax can lead to transport vessels May create pockets of liquid oil inside.   The data shown in FIGS. 1-10 show that crude oil and other coal It was obtained from a series of experiments to study the reversible coagulation of hydrogen hydride. this The crude oil selected for their research was light sweet crude from Pennsylvania. What is known. These experiments were performed to determine the crude oil settling at various temperatures. The required concentration of molten or liquefied paraffin wax was determined.   Crude oil is mixed with various concentrations of molten or liquefied paraffin wax and placed in a 60 ° C water bath. The paraffin was completely melted for 入 れ minutes to 5 minutes to obtain a homogeneous mixture. Next, The mixture was set at the desired temperature in a water bath and kept warm for 48 hours, and the experimental results summarized in FIGS. I got a fruit. The% solidification is determined by monitoring the change in the slope of the cooling curve over time. Was determined by measuring the freezing point. Oil containing liquefied paraffin in the presence of water In order to examine the solidification behavior of The mixture was suspended.   The data shown in Figures 1 to 6 show that paraffin wax solidifies oil and This shows that the paraffin concentration required for coagulation depends on the oil temperature. In addition, When these experiments were performed in the presence of water, the paraffin wax% required for coagulating the oil was significantly lower. This is indicated by the shift of the curves to the left in FIGS. Is done.   The results plotted in FIGS. 1-6 show that the solidification of paraffin-containing oils is dependent on temperature. It is a phenomenon that exists. That is, as the temperature increases, the mixture Increases the concentration of paraffin required to cause coagulation of the paraffin. Of oil by paraffin 4 ° C is optimal for coagulation, but it will be around 20 ° C if water is mixed in the coagulation process (Fig. 7 and And Table 1). In other words, paraffin-containing oils are Coagulation is more beneficial than coagulation in the absence of water.   The coagulation of oil in paraffin is a time-dependent phenomenon, Depends on the paraffin concentration. FIG. 8 shows the results for paraffin 9% It represents the time course of coagulation of oil, and optimal coagulation occurs in 30 to 40 hours, Oil coagulation does not occur in the absence of paraffin.   Viscosity is a measure of the resistance of a fluid to flow generated under shear stress. Para Different crude / paraffin wax blends to characterize the coagulation process using fin wax The viscosity of the product was measured. A homogeneous mixture of oils with various paraffin concentrations was described earlier. Prepared as described and use an Ostwald viscometer to increase the viscosity of these mixtures at 200 ° C. It was measured. FIG. 9 shows that oil viscosity increases with paraffin concentration . When the concentration of paraffin wax exceeds 7%, the viscosity increases rapidly and at around 15% the oil flow Mobility disappears. These results show earlier results for the solidification behavior shown in FIGS. Consistent with findings.   To investigate the coagulation of petroleum hydrocarbons other than crude oil using paraffin wax, Phosphorus and diesel fuel were chosen. Both of these hydrocarbons are converted to varying concentrations Mix with molten or liquefied paraffin to prepare a homogeneous mixture, solidify at 20 ° C Movement was measured. FIG. 10 shows that with the appropriate concentration of paraffin wax, gasoline and This indicates that all diesel fuels solidify. Gasoline and diesel The optimal concentration of paraffin wax required to coagulate And 20%.   The rate of solidification depends on the rate of cooling and the initial temperature of the mixture. Complete large amounts of mixture It is considered that a long time is required for complete coagulation. Oil tanker on the voyage If the temperature of the surrounding seawater is low enough, the mixture is cooled down It is estimated that Even if the cargo oil does not solidify enough, the mixture will Where the mixture comes into contact with the cold walls of the hull, it forms a solidified "skin" It is expected that the kin will take up the liquid mixture inside. The solidified skin is damaged Occasionally the mixture should be prevented from flowing out of the cargo hold. Due to such damage Any leaking liquid will come into direct contact with seawater. Ocean shipping vessel sails At most latitudes, the seawater temperature is low enough that the spilled mixture solidifies Will do.   The solidification of the mixture also makes the tanker safer for the crew. Benefits. A strong buoyant mixture in the ship's cargo hold may Is not replaced by water, even if the hull has holes and is lower than the waterline. If so, the ship will remain floating.   The mixture may be heated to facilitate removal of the mixture from the cargo hold of the ship. Once liquefied, the mixture is pumped from the ship and placed in storage tanks. Or it can be piped to a refinery. Paraffin wax is well known to those skilled in the art. It can be recovered from hydrocarbons using recovery techniques such as fractional distillation. blend Paraffin wax recovered from coal is reused as a coagulant for transporting oil over and over again. Can be used. Recycle paraffin to purchase additional paraffin The overall cost of the oil transportation method of the present invention is reduced since the need for Can be lowered.   Oil transport per tanker decreases depending on the concentration of wax in the solution. Dissolution Tanker transport per voyage is reduced by 4% if the body contains 4% by volume of wax Results. It is necessary to consider the volume of liquefied wax added to the tanker. Liquefied wax Pumping oil into tanker if oil is pumped into tanker with oil The capacity can be corrected by adjusting the speed. The higher the paraffin concentration, the more The coagulation process due to the addition of the raffin takes place quickly and the resulting coagulated mass becomes hard.   As described above, paraffin wax is introduced into crude oil in a molten or liquefied state and mixed. May be combined. In addition, a temperature suitable for the crude oil to melt or liquefy paraffin , It is also possible to introduce paraffins in crude or solid form in crude oil. It is believed that there is. Specific persons who introduce paraffin wax and mix with hydrocarbons The law may also depend on the processing conditions as it is loaded on the transport vehicle.   Those skilled in the art will recognize that other waxes may be used in addition to paraffin wax. Would. For example, suitable coagulants include the broader range of low melting paraffin waxes; Uva wax; saturated fatty acids such as palmitic acid (m.p. 63 ° C) and stearic acid (m.p. 70 ° C) And ozokerite, a naturally occurring mineral wax containing a mixture of solid hydrocarbons; Can be The preferred concentration of a particular wax is, in part, a wax for a particular grade of crude oil. Of the mixture, the melting point of the wax, and the temperature of the mixture retained during transport.   Based on the studies summarized in FIG. 10, the hydrocarbon wax disclosed herein was used. Be able to coagulate other hydrocarbon liquids in addition to crude oil Will be quite obvious to those skilled in the art.   In another embodiment of the present invention, the mixing of the coagulant with the oil may cause a disaster Not performed until immediately before. Store the coagulant in a liquid state in a separate tank chamber and transport the oil When the ship is at risk of damage, mix the coagulant and oil immediately to form a mixture. To achieve. Contact with cold seawater quickly solidifies and forms a buoyant mass, This prevents excessive loss of crude oil. Only when there is a risk of disaster If a coagulant is added to crude oil, the cost of collecting the coagulant in the event of a disaster does not increase. Be reduced.   The method for pre-treating crude oil or other hydrocarbons according to the present invention uses the prior art spill The reason why it is extremely advantageous over the purification method is that the pretreatment method There is no need for material or other purification equipment used at the spill site. Hydrocarbon wax / raw The oil mixture can be easily separated. Because wax is a natural substance contained in crude oil Because it can be separated using existing purification equipment. is there. Further, the hydrocarbon wax can be reused. Similarly, the molten hydrocarbon wax Coagulating crude oil using It is quite advantageous. The reason is as described above. B)Treatment of contaminated oil   To encapsulate harmful hydrocarbons such as waste oil or PCBs for storage, first First, the hydrocarbon and the molten hydrocarbon wax are mixed to form a mixture. Wax and blend The temperature of the compound is kept above the solidification temperature. The mixture is contained in a container such as a drum While in, the mixture is cooled to a temperature below the solidification temperature. The curd obtained in this way A solid solid can be stored forever.   Paraffin wax or other waxes having a similar melting point can be used. mixture The concentration of wax in the product depends on several factors, such as the type of hydrocarbon being encapsulated I do. The higher the weight percentage of wax present, the higher the coagulation temperature of the coagulation mixture.   In the mixing stage, the temperature of the hydrocarbon is kept above the solidification temperature range. continue The concentrated solution can be added to the hydrocarbon. Rich wax solution and hydrocarbons Stirring may be required for thorough mixing.   The leachate was examined to evaluate the efficacy of the encapsulation method. At this time, waste oil (PCB) is Encapsulated with raffin wax. Table I shows several samples BH (but not samples). Le A is a paraffin wax). About the procedure This is described below.Leachate test procedure   Total PCB Amount: Using Soxhlet extraction procedure, sample (9 .938 g). The dichloromethane was replaced with 245 mL of iso-octane. Extract Was further diluted 1000 times, and a gas chromatograph (GC / ECD) He with an electron capture detector was used. Analysis was performed using wlett Packard GC / ECD 5890 Series II. Column is 30 meters DB 5 (phenyl 5%).   Leachate testing procedures are subject to Rule 347 (Revised Ontario 1990; Environmental Protection Law). (Modified from Ontario Rules 183, 240, 501, 555/92). (Gener al-Waste Management) November 1982, p.113-118.   PCB amount in water: Extract a water sample with dichloromethane and extract in iso-octane Concentrated. Next, the sample was analyzed using GC / ECD.   The area measured for the compound was converted to abundance using the calibration factor (cf). The calibration factor is calculated during the calibration experiment using the following equation:   Cf of component (X) = amount of standard (X) / area of standard (X) The saved calibration coefficients are then used in subsequent analysis experiments to finalize using the following equation: Compute the result:   Amount in sample (X) = Area in sample (X)*Component (X) cf Typical calculation (sample: H):   A sample of paraffin wax + PCB oil (0.500 g) was sonicated for 12 minutes with hexane: Extract with 210 mL of acetone (1: 1) mixture to determine the total amount of PCB. The extract is GC / ECD Analyze using Standard 2.00ng / μL Standard area 2000321 Sample (H) area 1120202 Ingredient (X) cf 9.9982 × 10-7 Amount in diluted sample 1.12ng / L or 1.12μg / μL Dilution factor 10mL Total PCB amount in 0.50g sample = 1.120 × 10                                   = 11.20μg Total PCB amount in sample = 11.20μg / 0.50g                                   = 22.4ppm   The solidification temperature of the mixture depends on the type of hydrocarbon to be encapsulated, paraffin wax Depends on quality and purity, and the concentration of paraffin wax. A place to encapsulate oil In such a case, the solidification temperature may not be specified, and may range over several degrees Celsius. Wax The purity of ip and hydrocarbons all affect the magnitude of this range.   When coagulating crude oil, the coagulation rate depends on the initial temperature and cooling rate of the mixture I do. In this case, the solidification rate is not a critical factor. Because the mixture is This is because it is generally stored in a storage container for a while before transportation.   In the event of a containment breach, harmful hydrocarbon spills may result in solidification of the mixture. More suppressed. Harmful if containers are buried or placed underground The likelihood of hydrocarbon leakage is similarly reduced.   In one example of solidifying PCB waste (but not limited to this example) ), Heat the paraffin wax to 54 ℃ ~ 60 ℃, PCB temperature above room temperature To hold. 2 cups (16 oz) of liquid natural paraffin wax, 14 cups (112 oz) (1) to the container containing the PCB waste oil, and solidify the resulting homogeneous mixture to about 1 g Ron forms a solidified PCB.   In a scaled-up example, 6.5 gallons of liquefied paraffin at 54 ° C to 60 ° C ~ 7 gallons were added to a standard drum containing about 48 gallons of PCB waste oil and the resulting The mixture is stirred to form a uniform mass. This mass solidifies on cooling. For applications However, up to 50% by volume of paraffin can be used to achieve virtually complete waste oil uptake. It can be carried out.   Referring to FIG. 11, encapsulated according to the methods disclosed herein. A mixture of PCB and hydrocarbon wax 11 is indicated generally at 10. Paraffin The neutralized layer 12 containing encapsulates the solidified mixture 11 and The outer seal layer 14 containing the component forms a hard supportive outer protective layer. Fig. 12 (a) The infrared analysis shown in FIG. 11 is for the structure 10 of FIG. First, this structure The body is encapsulated in a container, then the structure is removed and divided, and the layers 12 and 14 An analysis was performed for each. The wavelength scan 20 measures the inside portion of the neutralization layer 12. The scan 22 was measured on the inner part of the seal layer 14. You. FIG. 12 (b) is superimposed on FIG. 12 (a). Figure 12 (b) shows a sample of oil mixed with PCB , And a characteristic PCB peak appears. FIG. 12 (a) and FIG. 12 (b This technique did not detect PCBs in layers 12 and 14. You can see that. From these results, as disclosed herein, paraffin It is supported that the solidification method of sealing PCB waste using a thin film is effective.   If hazardous hydrocarbons are to be permanently disposed of by incineration, etc. The solution can be liquefied by heating the solution to a higher temperature . Subsequently, the liquefied solution can be fed as it is into an incinerator. Other If it is desired to transfer the oil to another container, the mixture is liquefied and then transferred .   The use of paraffin wax for the pretreatment of hydrocarbons before transport Although described in connection with certain research, the scope of the invention disclosed herein It will be apparent to those skilled in the art that various modifications of the method of the present invention can be readily performed without departing from You will understand. For example, as mentioned earlier, other hydrocarbon-based waxes are used. The same effect as paraffin wax can be obtained by using it. Volume% is determined for each type of hydrocarbon solidified against the type of wax used However, the optimum value can be easily determined by those skilled in the art using a conventional method. Will.

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Claims (1)

【特許請求の範囲】 1.輸送または保存のために炭化水素を前処理する方法であって、炭化水素と 炭化水素蝋の混合物が凝固する凝固温度範囲よりも高い温度に保ちながら、密閉 空間中で炭化水素と炭化水素蝋とを混合して混合物を形成する工程を含んでなり 、その際該混合物の温度が該凝固温度範囲以下に低下したときに、該混合物を実 質的に凝固させるのに有効な量で該炭化水素蝋を存在させ、これにより該混合物 を実質的に凝固させ、更に、凝固させた該混合物は、該凝固温度範囲よりも高い 温度まで加熱すると液化する、前記方法。 2.前記炭化水素が原油であり、かつ前記炭化水素蝋の添加中、該原油の温度 が前記混合物の凝固温度範囲よりも高く保たれる請求項1記載の方法。 3.前記炭化水素蝋が約50℃より高い融点を有する請求項2記載の方法。 4.前記炭化水素蝋がパラフィン蝋である請求項3記載の方法。 5.凝固させた前記混合物を加熱して液体にし、続いて前記密閉空間から該液 体を汲み上げることにより、前記混合物が前記密閉空間から取り出される請求項 4記載の方法。 6.前記パラフィン蝋が、前記混合物の分別蒸留により、前記原油から回収さ れる請求項5記載の方法。 7.前記炭化水素が原油であり、かつ前記炭化水素蝋が、パラフィン蝋、カル ナウバ蝋、パルミチン酸、およびオゾケライトから成る群より選ばれる請求項1 記載の方法。 8.前記混合物中の前記パラフィン蝋の濃度が原油1ガロンあたり約2オンス〜 約8オンスである請求項4記載の方法。 9.前記混合物中の前記パラフィン蝋の濃度が約1体積%〜約30体積%である請 求項4記載の方法。 10.保存のために液体炭化水素をカプセル化する方法であって、該液体炭化 水素とパラフィン蝋とを混合して混合物を形成する工程を含んでなり、該パラフ ィン蝋は、該混合物の温度が凝固温度範囲以下に低下したときに、混合物を実質 的に凝固させるのに有効であり、これにより、凝固させた該混合物が実質的に固 体塊を形成する前記方法。 11.前記液体炭化水素がポリ塩化ビフェニルの溶液であり、かつ前記パラフ ィン蝋の濃度が約50体積%である請求項10記載の方法。 12.船舶で輸送するために炭化水素を前処理する方法であって、 a)船舶の密閉空間中で、炭化水素と炭化水素蝋とを混合して混合物を形成し、 該混合物を保存する工程〔ただし、混合中、該混合物を、該混合物が凝固する凝 固温度範囲よりも高い温度に保ち;該炭化水素蝋は、該混合物の温度が該凝固温 度範囲以下に低下したときに、該混合物を実質的に凝固させるのに有効な量で存 在させ、これにより該混合物を実質的に凝固させ;更に、凝固させた該混合物は 、該凝固温度範囲よりも高い温度まで加熱すると液化する〕、 b)該混合物を該船舶で目的地まで輸送する工程、および c)該混合物から該炭化水素蝋を回収する工程、 を含んでなる前記方法。 13.前記炭化水素蝋が、約1体積%〜約30体積%の量で前記混合物中に存在す るパラフィン蝋である請求項12記載の方法。[Claims]   1. A method of pretreating a hydrocarbon for transport or storage, comprising: Closed while maintaining a temperature above the solidification temperature range where the hydrocarbon wax mixture solidifies Mixing hydrocarbons and hydrocarbon waxes in space to form a mixture. When the temperature of the mixture falls below the solidification temperature range, the mixture is The hydrocarbon wax is present in an amount effective to qualitatively solidify, whereby the mixture Substantially coagulated, and the coagulated mixture is above the coagulation temperature range. The above method, wherein the mixture liquefies when heated to a temperature.   2. The hydrocarbon is crude oil and the temperature of the crude oil during the addition of the hydrocarbon wax; Is maintained above the coagulation temperature range of the mixture.   3. The method of claim 2 wherein said hydrocarbon wax has a melting point above about 50 ° C.   4. 4. The method according to claim 3, wherein said hydrocarbon wax is a paraffin wax.   5. The coagulated mixture is heated to a liquid and subsequently the liquid is removed from the enclosed space. Claiming the mixture from the enclosed space by pumping the body 4. The method according to 4.   6. The paraffin wax is recovered from the crude oil by fractional distillation of the mixture. 6. The method of claim 5, wherein   7. The hydrocarbon is crude oil, and the hydrocarbon wax is paraffin wax, 2. The method of claim 1 wherein said element is selected from the group consisting of nauba wax, palmitic acid, and ozokerite. The described method.   8. The concentration of the paraffin wax in the mixture ranges from about 2 ounces per gallon of crude oil to 5. The method of claim 4, wherein the weight is about 8 ounces.   9. The concentration of the paraffin wax in the mixture is from about 1% to about 30% by volume. The method of claim 4.   10. A method of encapsulating a liquid hydrocarbon for storage, said method comprising: Mixing hydrogen and paraffin wax to form a mixture. When the temperature of the mixture falls below the solidification temperature range, The solidified mixture is substantially solidified. The above method of forming a body mass.   11. The liquid hydrocarbon is a solution of polychlorinated biphenyl; The method of claim 10, wherein the concentration of the wax is about 50% by volume.   12. A method of pretreating a hydrocarbon for transport by ship, comprising:   a) mixing the hydrocarbon and the hydrocarbon wax in the enclosed space of the ship to form a mixture; A step of storing the mixture [however, during the mixing, the mixture is allowed to solidify to form a solid; Keeping the temperature higher than the solidification temperature range; the hydrocarbon wax will maintain the temperature of the mixture at the solidification temperature Below the temperature range, the mixture is present in an amount effective to substantially solidify the mixture. And thereby substantially solidifies the mixture; and further, the solidified mixture is Liquefies when heated to a temperature higher than the solidification temperature range),   b) transporting the mixture on the vessel to a destination; and   c) recovering the hydrocarbon wax from the mixture; The method comprising:   13. The hydrocarbon wax is present in the mixture in an amount from about 1% to about 30% by volume. 13. The method according to claim 12, which is a paraffin wax.
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