JPS593353B2 - 石油貯蔵タンクにおけるスラッジ除去方法及び除去装置を備えたタンク - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 この発明には、原油などの石油を貯蔵するタンクにおい
て、そのタンク底部に沈積したスラッジｌ の除去方法
及びその方法を実施する装置に関するものである。

周知の通り、原油などを貯蔵するタンクにおいては、そ
の貯蔵油中に含まれているワックス分その他の固形成分
がタンク底部に沈積し、そして時・ 間の経過とともに
タンク底にスラッジとして堆積され、この結果ドレン部
の閉塞、容量計測上の障害を起こし、さらにはタンク底
板腐蝕の原因となり、タンクの保守上に影響を与える。

そこで、このような弊害をなくすため定期的に内部開放
点検フ を行ない、スラッジを除去する必要がある。こ
のスラッジ除去のためには従来次の方法が行なわれてい
た。（ィ）作業員がタンク内に入り、人手によりスラッ
ジをかき出す方法。

この方法は昔より行なわれている方法で人力に依りスラ
ッジの排出処理をするもので、長期の日数（２〜４ケ月
）と多数の労働力を必要とする。

このため、工費も多額になり又、労働安全衛生法上も多
くの問題も有り、現在では殆んど採用されていない。（
ロ）油循環工法 この方法は、スラッジに対して数倍の原油又は加熱され
た軽油を溶剤として加え、攪拌してスラツジ分を流動化
して回収する方法である。

この方法では、スラツジの回収率は６０〜８０％と低い
ために、残存スラツジを上記人力回収法に依つて回収し
なければならないという欠点がある。（ハ）薬品注入循
環方法この方法は、スラツジとほぼ同量の薬品を加え蒸
気加熱し、スラッジを浮上させ回収する方法である。

この方法は薬品の価格が高いためにスラツジ除去費用が
高くなること、またタンク内に残存する薬品が貯蔵原油
に混合して石油精製、又プロセス上のトラブルを起こす
可能性が有ることである。（ニ）温水循環工法 この方法はスラツジとほぼ同量の水を加え蒸気加熱しス
ラツジを浮上させ、回収する方法でありスラツジの移送
や移送？の内部の清掃作業がしやすいという長所がある
反面、工事所要日数が長く、また残存スラツジ量が多い
という欠点がぁる。

上記した４種類の工法がスラツジ除去工法として公知の
ものであるが、それぞれ欠点があり現在の大型化した原
油タンクに対して適用するうえで到底満足できるもので
はない。

すなわち、原油タンクの底部には、他の半製品タンク、
又は製品タンクと異なり、流動性の低いワツクス、アス
フアルテン、タンクの腐蝕に由来する錆、その他の土砂
等のいわゆる、スラツジが堆積しており、このスラツジ
を有効に回収しいかに早く他の原油タンクに移送するか
に依つて、清掃の工期が決まるのであるが、例えば容量
が８００００ｋ１の原油タンクで従来法を実施して、か
なりの程度の除去率を達成しようとすると３０日又は４
０日を超える工事日数と、これに伴う莫大な費用が必要
になる。本発明は、このような背景をもつて、タンク内
に作業員を入れることなく、又は作業員を入れる場合で
も人力によるスラツジ除去日数が従来法より極めて少な
く、能率的に且つ安全にスラツジを除去できる方法及び
かかる除去装置を提供することを目的とする。本発明に
係る方法の骨子は、まずタンクより貯油を抜き取り次に
タンク内に水を張り、タンク底部に沈積したスラツジが
水中に浸積した状態でタンク周壁の下部付近より吹き込
まれた蒸気で、スラツジを加温流動化させ、続いて水を
除去した後に軽油と水の混合エマルジヨンをタンク中央
部に吐出させて、スラッジをエマルジヨン化された軽油
に吸収させて除去するところにある。

この方法によると、前段において効率的に流動化された
スラツジが後段で軽油と水のエマルジヨン中の軽油微粒
子に吸収除去されるために高Ｘ．餘去効率が達成される
。上記方法を実施する上で、前段では先ずスラッジがか
くれる程度の量の水をはることが好ましい。すなわち、
スラツジの加温流動化を開始する時点でスラツジのレベ
ルが水より上方にあると、加温流動化の効率が悪く、一
方水の量が多過ぎると蒸気加温により水温を所定時間内
で流動化温度に上昇させることができなくなる。また、
前段では、スラツジを適宜連続的にポンプによりタンク
外に抜き取るとともに、抜き取られたスラツジをそのま
まタンク内へ循環方式でタンク外周部から圧送して、ス
ラツジの吐出圧により、前記蒸気によるスラツジの旋回
流動をさらに促進させることが好ましい。

このようにすると、スラツジの圧送循環時の吐出力と前
記蒸気の噴出力とが競合し、スラツジ全量がタンク内で
旋回流動する。そして一定時間スラツジをタンク内で旋
回流動させることによりタンク底部に沈積したスラツジ
をくまなく剥離流動化させ、しかるのち循環圧送を中止
して適宜ポンプによりスラツジを吸引し、そしてタンク
外に抜き取るあら取りを行なう。この場合、前段でのス
ラツジのあら取り除去率はスラツジの質によるが、約９
３〜９７％である。後段ではタンク内に残つたスラッジ
に軽油と温水とでエマルジヨン化したものをタンク中央
に設けられたノズルにより噴出させ、さらにスラツジの
中の油分をこの軽油に吸着させて、さらにスラツジをポ
ンプにより抜き取り全量回収させるものである。この後
段での処理では、前段で剥離流動化しているスラツジを
軽油に吸着させて回・収するものであるから、前段で行
なわれているほど強度のスラツジの流動攪拌は必要なく
、軽油エマルジヨンがスラツジと十分に混合するように
軽油エマルジヨンを噴出させればよい。尚、後段のスラ
ツジ回収において軽油のみを使用すると、軽油の使用量
が多量に必要である、温度をあまり高くする事が出来な
い等の点で不都合があるため温水と軽油の混合エマルジ
ヨンを用いている。後段処理における好ましい条件は温
水と軽油は容量比で１対１ないし２対１の範囲のもの、
温水の温度は６０ないし７０℃である。また、上記エマ
ルジヨンに乳剤などが含まれているとタンク内に残存し
て好ましくない。本発明に係る方法を実施するための貯
油タンクは、円筒形タンク本体の周壁部の放射位置の数
箇所に、タンク内へ蒸気を吹き込むためのスチームノズ
ルをそれぞれの噴出口がタンク直径方向と円周方向との
ほぼ中間方向を向くようにして配設し、さらに隣接され
た２個のスチームノズルの中間に位置するタンクの周壁
よりに、タンク内のスラツジを引抜くためのサクシヨン
管の吸込孔を配設するとともに、軽油と温水のエマルジ
ヨンを吐出させる配管をタンク中央まで伸長させたこと
を特徴としている。

さらに、同じくこのサクシヨン管より引き抜いたスラツ
ジをタンク内へ還流吐出させる還流ノズルをその吐出方
向が前記スチームノズルの噴出方向とほぼ同条件方向を
むくようにして、タンク内に配設することが好ましい。
次に図面に基づき本発明の方法及び装置の好ましい態様
を以下具体的に説明する。

まず第１図で示すように、タンク本体２５内の貯油１０
をポンプ１１により抜き取る。

スラツジ１２はタンク底部に図示の通り沈積しており、
貯油の抜き取り後タンク内に残存する。そこで水をジニ
ットノズルより第２図で示すように前記沈積したスラッ
ジがかくれる程度にタンク本体内に水１３を張る。そし
てタンク本体外周の放射状位置数箇所に取り付けられた
蒸気供給配管１４（第２図）より蒸気を吹き込み、スラ
ツジ１２を加温流動化させる。第５図は、バルブその他
の蒸気吹き込み関係の各種の装置を備えたタンクを１と
して示すもので、図示の通りタンク本体２５の周壁２５
ａ下部付近４箇所の位置（タンクの大きさによりその数
は増減する。

）にそれぞれスチームノズル１５ａ，１５ｂ，１５ｃ，
１５ｄを配置し、しかも各スチームノズル１５の噴出方
向をタンク本体の直径方向と円周方向とのほぼ中間方向
を向くように規制して取り付ける。そこで各スチームノ
ズル１５ａ−１５ｄより蒸気をタンク本体２５内へ吹き
込めば水はその蒸気により加温され流動される。

この場合、スラツジも同時に加温され水上に浮上する。
全体は水と油と比重の大きな固形成分に分離される。そ
こで、さらに蒸気を供給すればスラツジは各スチームノ
ズル１５ａ−１５ｄの噴出方向が前述したようにタンク
の直径方向と円周方向とのほぼ中間方向をむくように規
制して設けてある関係上、各スチームノズル１５ａ−１
５ｄからの噴出力の総合によりタンク内で旋回運動をす
る方向にスラツジ全体が押し流され流動性が生じて来る
。そこで、前記スチームノズルからの蒸気の供給により
、タンク内で流動性の出たスラツジの一部をタンク外へ
抜き取るとともにそのままタンク内へ循環方式の圧送す
る。

（第３図）前記第５図はその圧送循環系を示すもので、
各スチームノズル１５ａ−１５ｄとの中間で、かつタン
ク内周壁よりにスラツジのサクシヨン管の吸込孔９をそ
れぞれ配設し、各サクシヨン管５をタンク外に仮設した
スラツジ圧送用ポンプ６と接続し、ポンプ６の吐出側を
同タンク内の前記スチームノズル１５のスチーム噴射方
向と同条件で設けたスラツジ還流ノズル７Ａ，７ｂ，７
ｃ，７ｄにそれぞれ接続させた構造となつている。すな
わち、サクシヨン管５、圧送用ポンプ６、還流ノズル７
を循環配管８で接続してスラツジ圧送循環系を構成する
ようになつている。従つて、ポンプ６を駆動すれば、温
水により流動化されたスラツジはサクシヨン管５よりポ
ンプ６により吸い込まれ、還流ノズル７よりタンク内で
前記蒸気の噴出方向とほぼ同方向に、すなわちタンク本
体の直径方向と円周方向のほぼ中間方向に噴出されるの
で、その噴出力によりスラツジ全量をタンク内で円周方
向に旋回流動する（第３図、第５図参照）。

そこで、蒸気の吹き込みとスラツジの循環を一定時間併
行して行なえば、タンク底部に沈積したスラツジはくま
なくタンク底より剥離され、一種の洗浄作用を受ける。
なお、蒸気の供給とスラツジの循環運転時間はあらかじ
めスラツジの流動化温度を確認しておき、かつ作業中の
タンク内温度等を考慮して決定する。

次いで、第４図で示すようにタンク底部がくまなく洗浄
された時点での圧送用と共通に供用されているスラツジ
汲み出しポンプ６を用いて、かつスラツジの流れを循環
配管８から移送管２８に切換えて、他の原油タンク『へ
移送する。次に、スラツジがいまだ流動旋回している時
に軽油１に対して温水を例えば１の割合で混合して軽油
をエマルジヨン化したものをポンプ２に依りタンク本体
中央に設置されたノズルより吐出させて、残スラツジを
軽油に吸収させて前記ポンプ１０にて抜き取り、再びタ
ンク内に循環させることなく順次全量、他のタンクへ移
送する。

以上のように本発明方法は、沈積したスラッジの流動化
を促進するため、単に蒸気のみを用いることなく、あら
かじめ水を添加し、この水と蒸気によりスラツジを流動
化させ、しかも蒸気と循環スラツジの噴出力を利用して
、スラツジ全量をタンク内で旋回流動させ、その旋回流
動によりタンク底部を洗浄させ、タンク内スラツジを次
の混合エマルジヨンにより全量除去するようにしたもの
であるため、作業員がタンク内に入る必要もなく、安全
で能率的な除去作業を行なうことができるのである。

また、その除去装置としての構成も、タンク本体側に設
けるスチームノズル１５、スラツジのサクシヨン管５お
よび還流ノズル７とこれらに関連するスチーム配管系、
スラツジ循環配管系、それに最終的なスラツジに汲み出
しポンプ１０を含む排除配管より構成されるもので、必
要設備としてもきわめて単純なものである。

上記方法を容量が８００００〜１４００００ｋ１のタン
クについて行なう場合は、既述条件以外には次のような
条件を採用することが好ましい。

いし第１０図を参照して説明する。第６図は第５図Ａ部
のエマルジヨン化された軽油の吐出部を示しており、タ
ンク底部（図示せず）の上を伸びている配管１１の先端
を先細りにしてタンクセンター環流ノズル１１ａとして
軽油と水のエマルジョン化したものが噴出するようにし
、その上方にカバー１８を配設して噴出流（矢印で示す
）がノズル１１ａの周囲に均一に流出されるようにして
ある。

第７図及び第８図はスラツジサクシヨン管の吸込孔９を
示しており、これは、サクシヨン管５の一部を形成する
エルボ５ａに取り付けられたＵベント５ｂの先端に固着
された截頭円錐形漏斗９ａよりなり、その直径Ｄは好ま
しくは３００〜８００」漏斗９ａ上部のタンク底板２５
ｂからの高さは好ましくは３００〜６００ｍｍに定めら
れる。

第９図はスチームノズル１５の詳細を示しており、これ
は蒸気供給管１４より分岐している蒸気供給支管１４′
の先端にフランジ５０を介して固定された先細りの管体
よりなるものであり、スチームノズル１５はタンクの直
径方向Ｄｄとタンクの円周方向Ｄｒの中間をむけられて
いる。

スチームノズル１５の先端の孔部の直径は５０〜８０ｍ
ｍであることが好ましい。第１０図は環流ノズル７を拡
大して示しており、このノズルも循環配管８の一端に取
り付けられており、また截頭円錐形状を有する。

円錐形の角度θは３０〜３５円、先端の直径は２５〜３
５７ｎ７！Ｌである。本発明ではスチームノズル、サク
シヨン管及び還流ノズルをあらかじめタンク本体側にメ
インテナンス用の付帯設備として常設しておくことによ
り、定期的な開放検査時におけるスラツジ除去装置とし
て利用するようにし、実際の作業時には、それらにスチ
ーム配管系及びスラツジ循環用の配管系を単に組付ける
のみで、スラツジの除去作業を即座に行なうことができ
るようにすることが好ましい。

以上説明したように、本発明は従来法に比較して、効果
的で能率的で、しかも安全であり、またきわめて面倒で
手数のかかるとされた除去作業を画期的に改善すること
に役立つものである。

以下、容量が８００００ｋ１のタンクについて清掃を行
なつた実施例及び比較例を説明する。実施例 １貯油を
抜き取つた後のスラツジ量が３０００ｋｊであつたタン
クについて、第５図の如きタンクでスラツジの蒸気によ
る加温流動化及び移送を７日間行ない、次いでエマルジ
ヨン化された軽油によるスラツジ回収を４日間行ない、
最後に残存した１０ｋ１のスラツジを人力により３日間
をかけて除去した。

なお、仮設ポンプ及び配管の設置に１３日を要した。合
計の清掃日数は２７日間であつた。なお蒸気の使用量は
平均５Ｔ／Ｈ最大１０Ｔ／Ｈ、合計１３５０Ｔであり、
蒸気吹き込み期間中は流動化したスラツジを循環させて
流動化を促進して、前段の処理を行ない、後段において
は平均２５Ｔ／Ｈ、合計１５０Ｔの軽油及び平均３Ｔ／
Ｈ、合計１５０Ｔの蒸気を使用した。この結果を第１表
に他の実施例及び比較例とともに対照して示す。実施例
２残存スラツジ量が２７００ｋ１のタンクについて実
施例１と同複な条件で清掃を行なつた。

比較例 １ スラツジ量が１２５０ｋ１のタンクからのスラツジ除去
法を温水循環工法で実施した。

スラツジとほぼ同量の水を水切ノズルからタンク内に注
入し、次にサイドマンホールを開放し人力に依りタンク
内にフレキシブル式仮設ホース３０（第１１図）を取り
付け、これに蒸気を送気し加温した。

加温に伴ないスラツジが流動化して一部のスラツジがタ
ンクに取り付けられたパイプラインから他のタンクにポ
ンプにより排出されたが大部分のスラッジはポンプ排出
のためには流動性が必要であつた。又排水完了後溶解不
能なスラッジを排出する為有害ガス保護具を着用した作
業者をタンク内に入れ、人力でスラツジの排出を行なつ
た。この方法はタンク外に抜き出すためスラッジに流動
性を与えるための加温に長時間を要した。これもスラツ
ジの循環も良好でなく蒸気の使用量も多く、加温に着手
してから人力排出が終るまでの清掃日数も４２日間であ
つた。さらにサイドマンホールより多量のガスが発生し
危険であり、またこのガス発生の中を酸欠状態でタンク
内にコイルの設置等を行なつたため、作業上又労働安全
衛生上も人に対する対策が必要であつた。比較例 ２ スラツジ量が３０００ｋ１のタンクの清掃を比較例１の
方法に対して、次の点を変更した温水循環工法により実
施した。

フレキシブル式仮設ホース３０（第１２図、第１３図）
は屋根マンホール３２よりタンク内に伸長させ、一方サ
イドマンホールには、ポンプ３４を設置した循環用配管
３６を取り付けポンプの吐出側には仮設ヒータ３７を設
置し、熱交換方式によりスラツジを加熱して加熱時間の
短縮を図つた。さらにフレキシブル式仮設ホースに蒸気
を送入する配管３８から、配管３９を分岐させ、配管４
０から送られる工業用水をヒータ４１の中で蒸気と共に
混合して加熱し、タンク本体２５のサイドマンホールか
ら噴入した。このため、加熱時間も比較例１に比べて短
かく工期も７日間短縮することができた。しかし屋根マ
ンホールより多量のガスが発生して、タンク内部への作
業員の入槽等の問題は残つた。比較例 ３ 比較例１及び２の工法ではスラツジ加熱処理中にタンク
内に作業員が入つて行なうのは作業の安全に問題が多す
ぎ、このため以下説明する温水循環のクローズドステム
エ法によりスラツジを除去すべく、タンク本体に建設時
に次の装置を取り付けた。

（イ）直径３インチの蒸気吹込用エジエクタノズル４０
（第１４図）。

このエジエクタノズルは蒸気パイプライン４２に接続さ
れており、タンク２５の底部近くで側方からタンク本体
の中心に向かう方向で蒸気を吹きつけ、スラツジを直接
加熱する。（ロ）スラツジ吸込用ポンプ３４と接続され
た８インチのスラツジ吸込用サクシヨンノズル（循環用
配管３６の吸込側３６ａに取り付けられているが、第１
４図では図示されていない。

）スラツジ吸込用サクシヨンノズルから吸引した水を含
むスラッジを熱交換器３７により、パイプライン４２を
介して蒸気と熱交換式で加熱し、温水を作りスラツジを
この温水にて溶解させた。上記清掃方法により、比較例
３の問題点の一つ安全作業については大巾に改良され、
また他の清掃工期の問題も短縮された。しかし、この方
法ではタンク中央部のスラツジ除去に難点があつた。比
較例 ４比較例３と同様な方法で、８０００〜９０００
ｋｌもの多量のスラツジを有するタンクを清掃した。

この比較例では、多量のスラツジはあつたが比較例３よ
りも短期間の工期で清掃を実施することができた。比較
例 ５ 比較例３と同様な方法で３０００ｋ１のスラツジを含有
するタンクを清掃したところ同様の結果を得た。

【図面の簡単な説明】 第１−４図は、本発明方法を作業工程順に示す作業要領
図であり、第１図は貯油の抜き取り工程、第２図はスラ
ツジがかくれる程度に水を張り、蒸気を供給してスラツ
ジを流動化させる工程、第３図は流動化したスラツジを
循環させ旋回流動させる工程、第４図はスラツジの汲み
出し工程を示す。 第５図はスチームノズル及びサクション管、環流ノズル
の配置例を示すタンク概念的平面図である。第６図は第
５図のＡ部の詳細図である。第７図及び８図はサクシヨ
ン管の吸込孔を示す図面であり、第７図は平面図、第８
図は側面図である。第９図はスチームノズルの平面図で
ある。第１０図は環流ノズルの平面図である。第１１図
ないし第１４図は従来法を説明する概念図である。図中
参照附号は下記装置各部を示している。１・・・・・・
タンク、２・・・・・・軽油張り込みポンプ、５・・・
・・・サクシヨン管、６・・・・・・スラツジ圧送及び
汲み出しポンプ、７・・・・・・還流ノズル、８・・・
・・・循環配管、９・・・・・・サクシヨン管の吸込孔
、１０・・・・・・貯油、１１・・・・・・サクセンサ
一環流ノズル、１２・・・・・・スラツジ、１３・・・
・・・水、１４・・・・・・蒸気供給管、１５・・・・
・・スチームノズル、１８・・・・・・カバー、２５・
・・・・・タンク本体、２８・・・・・・移送配管、３
０・・・・・・仮設ホース、３２・・・・・・屋根マン
ホール、３４・・・・・・ポンプ、３７・・・・・・仮
設ヒータ、３８，３９，４０・・・・・・パイプライン
。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 石油を貯蔵するタンクより貯油を抜き取り次にタン
   ク内に水を張りタンク底部に沈積したスラッジが水中に
   浸漬した状態でタンク周壁の下部付近より吹き込まれた
   蒸気でスラッジを加温流動化させ、続いて水を除去した
   後に軽油と水の混合エマルジヨンをタンク中央部に吐出
   させて、スラッジをエマルジョン化された軽油に吸収さ
   せて除去することを特徴とする石油貯蔵タンクにおける
   スラッジ除去方法。 ２ 石油を貯蔵するタンク底部に沈積したスラツジを除
   去するに際し、まずタンク内の貯油を抜き取つた後沈積
   したスラッジがかくれる程度に水を張りスラッジを水中
   に浸漬し、次いでタンク周壁下部放射状位置の数箇所よ
   り前記水中に沈積したスラッジ内へ蒸気を吹き込み、ス
   ラッジを加温流動化させるとともに、その蒸気の噴出力
   によりスラッジをタンク内で旋回流動させ、さらにその
   スラッジの一部を連続的にタンク外へ抜き取るとともに
   、そのままタンク内へ循環方式に圧送し、その圧送循環
   時におけるスラッジの吐出力により前記蒸気によるスラ
   ッジの旋回流動をさらに促進させ、スラッジ全量をタン
   ク内で一定時間旋回流動した後、スラッジの一部を他の
   タンクへ抜き取るあら取りを行ない、しかる後、軽油と
   温水との混合エマルジョンをポンプの吐出圧を用いてタ
   ンク中央部に吐出させ、軽油にスラッジ分を吸収させる
   ことを特徴とする石油貯蔵タンクにおけるスラッジ除去
   方法。 ３ 円筒形タンク本体の周壁下部の放射状位置の数箇所
   に、タンク内へ蒸気を吹き込むためのスチームノズルを
   それぞれの噴出口がタンク直径方向と円周方向とのほぼ
   中間方向を向くようにして配設し、さらに隣接された２
   個のスチームノズルの中間に位置するタンク周壁よりに
   、タンク内のスラッジを引き抜くためのサクション管の
   吸込孔を配設するとともに、軽油と温水のエマルジョン
   を吐出させる配管をタンク中央まで伸長させたことを特
   徴とする石油貯蔵タンク。