(57)【要約】  本発明は、乳濁液内及び／又は溶液中の流体の分離方法及び装置、特に原油中に溶解した水及び／又は気体炭化水素の低圧蒸留方法及び装置、地下帯水層の汚染のない注入に必要な特性を有する水及び／又は混合物が原油中の主なものである時に混合物の下側部分の水の沈殿の加速を得るための水中に乳化された原油小滴の分離方法及び装置、原油の低圧蒸留のための方法及び装置に関する。本発明による方法は、閉じた処理タンク(1)の内側の全体圧力に影響を及ぼすこと無しに、閉じた処理タンク(1)内の処理すべき液体、即ち、原油(2)の自由表面の一部に局所的な減圧区域(5)を生成する。
2009503185.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
乳濁液内及び／又は溶液中の流体の分離、及び／又は地下帯水層の汚染のない注入に必要な特性を有する水及び／又は混合物が原油中の主なものである時の該混合物の下側部分の水の沈殿の加速を得るための水中に乳化された原油小滴の分離、及び／又は原油の低圧蒸留の方法であって、
閉鎖処理タンク（１）の内側の全体圧力が影響を受けることなく該閉鎖処理タンク（１）内の処理される液体（２）の自由表面の一部上への局所的な減圧区域（５）の生成、
を含む方法。
【請求項２】
前記局所的な減圧区域（５）の前記生成は、処理気体（３）の流れを発生させることにより、該処理気体（３）を圧縮することにより、かつ前記閉鎖処理タンク（１）内に存在する液体の前記自由表面の特定の部分上及びその接線方向に該処理気体（３）の流れを放射することによって達成され、
前記処理気体（３）の前記流れは、前記自由表面と接触する前に、ゼロから３０度の間で変化する可能性がある角度を形成し、前記減圧は、乳濁液及び／又は溶液中の前記流体の急速な分離及び／又は前記液体の前記低圧蒸溜のための急速な分離をもたらす、請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記局所的な減圧区域（５）の前記生成は、ベンチュリの使用によって達成される、請求項１に記載の方法。
【請求項４】
前記液体の前記自由表面と接触する前の処理気体（３）の前記流れとの前記角度は、ゼロから８度の間で変化する可能性があり、かつ好ましくは５度である、請求項２に記載の方法。
【請求項５】
前記液体の前記表面の上を通った後の遊離された蒸気及び気体で飽和した、局所的な減圧区域（５）を生成するために用いる前記処理気体（３）は、その後の処理又は貯蔵のために前記閉鎖処理タンク（１）から排出される、請求項２又は３に記載の方法。
【請求項６】
前記ベンチュリの吸入区域を通った後の、局所的な減圧区域（５）を生成するために用いる前記処理気体（３）は、前記遊離された蒸気で飽和され、かつその後の処理又は貯蔵のために前記閉鎖処理タンク（１）から排出される、請求項３に記載の方法。
【請求項７】
前記処理気体（３）は、処理される前記液体（２）から来る再利用気体、処理される該液体（２）の外側の供給源から来る該処理に適合する別の気体又は不活性気体である、請求項１〜６のいずれか１項に記載の方法。
【請求項８】
前記局所自由表面は、プレート（２ｂ）によって判断され、該プレートは、前記閉鎖処理タンク（１）内に貯蔵された残りの液体の自由表面の外側に配置され、かつ処理される前記液体（２）がその上にまき散らされて排出される、請求項１〜７のいずれか１項に記載の方法。
【請求項９】
前記処理気体（３）の流れの前記放射は、前記プレート（２ｂ）上にまき散らされて排出される処理される前記液体（２）の逆流又は並行する方法のいずれかである、請求項８に記載の方法。
【請求項１０】
請求項１又は２に記載の方法を実施するための装置であって、
閉鎖処理タンク（１）と、
気体を処理するための圧縮器（４）と、
前記圧縮器（４）によって圧縮された処理気体（３）を注入するための注入器（４ａ）と、
前記圧縮器（４）から前記注入器（４ａ）まで前記処理気体（３）を運ぶパイプラインと、
圧力調整弁（７）と、
処理される液体（２）のための吸入口（２ａ）と、
処理された液体のための排出口（８）及び前記閉鎖処理タンク（１）内で重力によって分離された液体のための排出口（１１）と、を含み、
前記注入器（４ａ）は、前記閉鎖処理タンク（１）の内側に存在する液体の自由表面の一部上及びその接線方向に前記処理気体の流れを放射するために、該閉鎖処理タンク（１）の内側の液体の該自由表面に対して配向され、該処理気体の流れは、該表面と接触する前に、ゼロから３０度の間で変化する可能性があり、好ましくはゼロから８度の間であり、より好ましくは５度である角度を形成する、装置。
【請求項１１】
請求項１又は３に記載の方法を実施する装置であって、
閉鎖処理タンク（１）と、
気体を処理するための圧縮器（４）と、
前記圧縮器（４）によって圧縮された処理気体（３）及び／又は適合外側気体（２１）である駆動流体を有するベンチュリ（１３）と、
前記処理気体（３）を、前記ベンチュリ（１３）内へ駆動流体として該処理気体を注入する。前記圧縮器（４）まで運ぶパイプと、
前記ベンチュリ（１３）から来る気体混合物を処理するために該ベンチュリ（１３）の排出口（１３ｂ）にある交換器（１４）と、
圧力調整弁（７）と、
処理される液体（２）のための吸入口と、
処理された液体のための排出口（８）及び重力によって分離された液体のための排出口（１１）と、を含み、
前記ベンチュリ（１３）の前記パイプの一端（１３ａ）は、前記閉鎖処理タンク（１）の内側の液体の自由表面の一部の上方に配置される、装置。
【請求項１２】
局所的な減圧区域（５）が上に生成される前記液体の自由表面は、該液体が上に分散されると同時に表面が平面及び／又は湾曲とすることができるプレート（２ｂ）によって形成される、請求項１０又は１１に記載の装置。
【請求項１３】
前記プレート（２ｂ）の前記表面は、前記局所的な減圧区域（５）における処理される前記液体（２）との接触面を増大させるために波状又はしわ付きである、請求項１２に記載の装置。
【請求項１４】
前記プレートは、より低い蒸発温度を有する前記液体及び／又は気体のより急速な蒸発を可能にする外部加熱器（１８）によって加熱（１７）される、請求項１２又は１３に記載の装置。
【請求項１５】
前記プレート（２ｂ）は、１つ又はそれよりも多くのフロート（１６）と組み合わされる、請求項１２〜１４のいずれか１項に記載の装置。
【請求項１６】
前記プレート（１ｂ）の前記表面は、処理すべき前記液体（２）を前記閉じた処理タンク（１）の外側から直接に受け取る、請求項１２〜１５のいずれか１項に記載の装置。
【請求項１７】
前記プレート（２ｂ）の前記表面は、処理すべき前記液体（２）を前記閉鎖処理タンク（１）の内側から再循環によって直接に受け取る、請求項１２〜１６のいずれか１項に記載の装置。
【請求項１８】
複数のプレート（２ｂ）を有する、請求項１０〜１７のいずれか１項に記載の装置。
【請求項１９】
閉鎖処理タンクが、処理される液体が遠心分離されるハイドロサイクロン（１Ａ）である請求項１又は２に記載の方法を実施する装置であって、
注入器が、ハイドロサイクロン（４ａ）内を移動する液体の自由表面に対して配向されて該自由表面の一部上及びその接線方向に処理気体（３）の流れを放射する環状注入器（４ａ）であり、該処理気体（３）の流れは、該表面と接触する前に、０度〜３０度の間で変化する可能性があり、好ましくは０度〜８度の間であり、より好ましくは５度である角度を形成する、装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、乳濁液（エマルジョン）及び／又は溶液中の流体を分離し且つ／又はその一部分を低圧蒸留する方法、及び、かかる方法を実施するための装置に関する。本発明の方法によれば、流体の分離は、液体の自由表面の特定の部分における相対圧力を局所的に低減させることによって行われ、この方法により、閉鎖した処理タンクの内側を支配する供給圧力に影響を与えることなしに、処理タンク中に収容された液体のガス抜き及び分離を可能にする。
【背景技術】
【０００２】
背景技術によれば、乳濁液及び／又は溶液中の流体の分離は、処理設備の内部の一部だけでなく、処理設備全体に部分真空を印加することによって行われている。
【０００３】
また、背景技術によれば、大きい処理タンクの場合、負圧に耐えるような大きい処理タンクの構造及び設置の費用は高く、その上、真空に起因する崩壊及び取り込む燃料による爆発の危険が常にある。
【０００４】
更に、背景技術によれば、炭化水素処理産業は、ストークスの法則に基づいて作動する２相分離機又は３相分離機にかなり精通しており、これらは、乳濁液内の液体及び溶液中の気体の分離に用いられ、かかる分離は比較的ゆっくりである。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本発明の１つの目的は、表面の上を移動中の流体がその表面に減圧をもたらすベルヌーイの法則に基づく方法を提供することによって、上記欠点を排除することにある、この法則の応用の１つの顕著な例は、翼の上面、即ち、外側輪郭における減圧が、翼の下面、即ち、内側輪郭の減圧よりも大きく、上面のより凸形の輪郭（外側の輪郭）が、その上の空気を内側輪郭の上の空気よりもよりすばやく移動させ、それにより、２つの表面における圧力差の結果として翼の揚力特性をもたらす上向きの力を生じさせるという点で、飛行機の翼上の揚力の生成である。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
従って、本発明は、この局所減圧が発生じる処理装置において乳濁液内及び／又は溶液中の流体の分離及び／又は流体の成分の低圧蒸留が促進されるように、表面の上及びそれに対して接線方向に移動する気体の速度の増大に伴って減圧の原理を適用するものであり、蒸発した成分は、後で処理されて回収される。
【０００７】
液体の自由表面の上に且つその接線方向に放射された気体の流れは、上述のように、気体と液体の間の接触領域で減圧をもたらし、それにより、比較的小さい蒸気圧を有する成分が液体から徐々に分離するための条件、並びに、溶解した気体及び比較的小さな比重を有する乳濁液内の液体の表面により速く移動する条件を生じさせる。
【０００８】
本発明によれば、液体の自由表面の特定の部分における局所減圧は、自由表面の特定の部分に対して及び自由表面の接線方向に気体の流れを放射することによって達成され、処理気体の流れは、自由表面と０度〜３０度の間で変化する可能性がある角度をなして、自由表面に接触する。好ましくは、この角度は５度である。表面上に放射される処理気体は、火災、汚染、爆発などのような液体の性質に固有のあらゆる危険を回避するように、処理タンク中に含まれる液体と互換可能な気体又は不活性気体である。
【０００９】
気体の流れは、閉じた処理タンク中に含まれる液体の自由表面の特定の部分に付加されるのがよく、又はそれは、面積／容積比、及び従って処理されている液体の分離収率及び容積を増大させるように、液体が流れる。特定表面上に付加することができる。その場合、この表面は、平面であってもよいし、意図した目的に適する任意その他の形状、好ましくは飛行機の翼の外側輪郭の形状を有していてもよい。
【００１０】
従って、本発明の方法を改良する１つの方法は、処理される液体が流れる表面を有するプラットホームを用いることであり、それによってプラットホームの自由表面上の液体の面積／容積比が増大し、かつ表面上に接線方向に気体の流れを放射することであり、処理気体の流れは、一定の角度をなして自由表面と接触し、かかる角度は、０度〜３０度の間で変化する可能性があり、好ましくは５度である。上述したことに従って、このようなプラットホームは、好ましくは、飛行機の翼の外側輪郭の形状を有する。
【００１１】
本発明により、閉じた処理タンクの内側で、処理気体の流れを、液体の自由表面の特定部分の上に且つその接線方向に放射し、自由表面と特定の角度をなして接触させることによって局所減圧を発生させることは、背景技術に関して新規である。本発明は、処理タンク又は容器の内部環境において部分真空又は過剰圧力を発生じることなく、従って、同じ目的の背景方法よりも処理速度、エネルギ消費、廉価性、及び安全性の観点でより効率的である原油又はその副生成物の表面の特定の部分に対する減圧により、用途を他の流体に対して限定することなく石油製品に、及び特に原油中又はその副生成物中の乳濁液内の水及び溶液中の気体の分離に、及び／又は原油又はその副生成物の一部分の蒸留に特に適用することができる。
【００１２】
本発明を示す一例は、閉じた処理タンクであり、その内側で圧力は、液体の自由表面の１つの特定の部分だけにおいて、液体の自由表面のその部分に対する処理気体の流れの放射によって低減され、それによって、減圧の影響の範囲がいかなる低減も受けない処理タンクの内側の全般的な圧力に影響を与えず、従って、外側の気体が可燃性混合物の形成の危険及び爆発を伴ってタンク中に入らないように、液体の自由表面のその部分と処理気体の流れとの間の接触区域の減圧を発生させる。
【００１３】
本発明の方法の１つの用途は、揚水井から来る原油のそれが乳濁液内に含む水から及びその中の溶液中の気体の一部からの分離を伴うものである。処理タンク内に貯蔵された原油は、加熱される場合もありそうでない場合もある原油の自由表面の上方の一定の距離で、タンクの内側にこの目的のために配列されたプラットホームの上を流されることになり、それに対してプラットホーム上及び自由表面と接線方向に移動中の原油の自由表面上に気体の流れが衝突させられ、気体の流れは、自由表面と０度〜３０度の間で変化する角度で衝突し、かかる角度は、好ましくは５度であり、自由表面上に減圧をもたらし、原油は、水が排出される容器の底部までの水の実質的な移動と、原油中の溶液中の気体の遊離とを達成し、望ましい最終製品、すなわち、水の割合が少なくてガス抜きに必要な温度で安定した原油が得られるまで絶えず再循環される。処理タンク内に直列に置くようにいくつかの他のプラットホームを配置することは本発明の範囲内である。
【００１４】
本発明の方法の別の用途は、上述の処理から来る水の残留炭化水素からの分離を含み、従って、それは、約１５ｐｐｍ又はそれ未満程度の炭化水素の濃度に達すると、そのような炭化水素で既存の地下水区域を汚染することなく底土内に注入することができ、水は、前節のそれと同等な処理を受ける。プラットホーム上の減圧の結果、水よりも軽い原油の小滴及び気体は、蒸発する傾向にあり、気体の流れによって取り込まれるか、次の移動のために表面上に現れるかのいずれかである。
【００１５】
処理気体の流れの放射を逆流又は並行的方法のいずれかで行うことは本発明の範囲内である。
【００１６】
本発明の方法をハイドロサイクロンの内側で行うことができることも本発明の範囲内である。公知のように、ハイドロサイクロンは、機器の特定の容積に対して処理気体の流れとのより大きな接触面積を可能にする。処理気体は、水及び気体を含有する原油に対して放射され、これは、ハイドロサイクロンの内側の遠心分離処理中にハイドロサイクロンの壁に対して遠心分離されると、炭化水素が軸に及び水が壁に近い状態で円錐台形状の内部自由表面を生成する。処理気体の流れは、次に、環状形状を有するこの表面上及びその接線方向に放射され、処理気体の流れは、表面と接触する前に、０度〜３０度の間で変化する可能性がある角度を形成する。好ましくは、この角度は５度である。このようにして、気体と液体の間に円筒型接触面が得られ、これが、局所減圧の方法を特定の機器容積に対してより大きな表面に適用することを可能にする。ハイドロサイクロンは、独立に設置することができ、又は処理設備の一体部分とすることができる。
【００１７】
独立した機器内又は、以下に限定されるものではないが、貯蔵タンク、脱水及びガス抜きタンク、及び相分離機のような処理設備内に挿入されたものの中で方法を実施することも本発明の範囲内である。
【００１８】
表面上に局所部分真空を生成するためにベンチュリを用いることも本発明の範囲内である。公知のように、ベンチュリは、駆動流体の付加によって生成された部分真空を利用する、流体の移動に用いる静的機械である。
【００１９】
ベンチュリによってもたらされる吸引は、処理設備内に存在する気体の移動を生じることになり、これは、液体の自由表面の上を移動中に、この領域に局所減圧をもたらす。
【００２０】
処理気体は、液体の自由表面の上を通過した後に、そこから除去された成分で飽和され、それは、交換器を通じてこれらの成分を分離するためにその後処理されることになり、交換器は、気体を冷却し、かつ分離された気体を凝縮し、これは、その後の処理のために機器の外側に取り出される。使い切った気体は、処理設備に戻り、恐らく必要に応じて別の処理気体を加えて処理気体として再び用いられる。作動異常に起因するいかなる全体的圧力上昇も適正に較正された高速開放安全弁によって制御される。
【００２１】
本発明の方法は、局所部分真空を得るのに必要な気体の量だけを移動させるので、既存の代替物と比較してエネルギ効率が良く、処理設備は、負圧に対して設計する必要がない。
【００２２】
本発明はまた、この方法を実施するのに用いる装置に関する。
【００２３】
本発明の特徴及び付加的な態様は、例示的かつ非限定的な実施例として与えられて添付図面に示す本発明の好ましい実施形態の説明を読むことによってより良く理解されるであろう。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２４】
図１は、本発明による方法を実施する１つの理論的例を示し、乳濁液内の水及び溶解した気体を含む原油、すなわち、処理すべき原油２が、閉じた処理タンク１内に入口パイプ２ａを通じて導入され、原油が貯蔵された後、処理後の原油が静的又は動的手法で出口パイプ８を通じて出る（すなわち、既に処理された原油が出ると同時に、原油２が処理タンクに入る）。処理気体３は、圧縮器４によって圧縮され、処理気体３の流れは、注入器４ａを通じて原油の自由表面上及びその接線方向に放射され、原油の自由表面と特定の角度をなして自由表面に達し、かかる角度は、０度〜３０度の間で変化し、好ましくは、０度〜８度、しかし、好ましくは５度である。処理気体３の流れの影響を受ける区域において、原油の表面の局所的な減圧区域５が生成される。圧縮器４は、処理タンク１中に存在する実在気体を供給してもよいし、それと互換性のある外部から到達する気体をパイプ２１によって供給してもよいし、それらの混合物を供給してもよい。
【００２５】
処理気体３は、貯蔵されている原油との界面上に部分真空局所的な減圧区域５を生成し、局所的な減圧区域５では、気体及び乳濁液内の水は、処理気体３の速度に依存する速さで原油２から分離され、気体混合物６が形成され、気体混合物６は、更なる処理のために、圧力調整弁７によって処理タンク１を出た後、更なる処理に直接進んでもよいし、３方向制御弁９を通じて全体的に又は部分的に戻ってもよい。
【００２６】
原油の自由表面の上方の気体は、石油産業の既存方式である圧力調整弁７及び過圧急速逃し弁１０の作用によって、閉じた処理タンク１の内側に広く行き渡っている供給圧力に維持される。
【００２７】
分離された水は、重力によってゆっくりタンクの底部に落ち、貯蔵タンクの中に底部パイプ１１によって石油産業の通常の手法で排出される。
【００２８】
ガス抜きされ且つ脱水された油は、更なる処理又は排出のために、閉じた処理タンク１を出口パイプ８によって出ていく。
【００２９】
図２は、本発明の方法を実施する別の理論的仕方を示し、乳濁液内の水及び溶解した気体を含む原油、すなわち、処理すべき原油２が、閉じた処理タンク１内に、プレート２ｂ上に点在する入口パイプ２ａによって導入される。原油は、貯蔵された後、出口パイプ８を通って静的又は動的手法で出る。処理気体３は、圧縮器４によって圧縮され、処理気体３の流れは、注入器４ａを通じて原油の自由表面上及びその接線方向に放射され、プレート２ｂ上の原油の自由表面と特定の角度をなして自由表面に達し、かかる角度は、０度〜３０度の間で変化するのがよく、好ましくは０度〜８度であり、好ましくは５度である。圧縮器４は、処理タンク１中に存在する実在気体又はそれと互換可能な外側２１から来る気体又はそれらの混合物を供給する。
【００３０】
局所的な減圧区域５では、処理気体３は、貯蔵されている原油との界面上に部分真空を生成し、気体及び乳濁液内の水は、処理気体３の速度に依存する速さで原油２から分離され、気体混合物６が形成され、気体混合物６は、更なる処理のために、圧力調整弁７によって処理タンク１を出た後、更なる処理に直接進んでもよいし、３方向制御弁９を通じて全体的に又は部分的に戻されてもよい。
【００３１】
原油の自由表面の上方の気体は、石油産業の既存方式である圧力調整弁７及び過圧急速逃し弁１０の作用によって、閉じた処理タンク１の内側に広く行き渡っている供給圧力に維持される。
【００３２】
分離された水は、重力によってゆっくりタンクの底部に落ち、石油産業の通常の手法で、貯蔵タンクの中に底部パイプ１１によって排出される。
【００３３】
ガス抜きされ且つ脱水された油は、更なる処理又は排出のために、閉じた処理タンク１を出口パイプ８によって出ていく。
【００３４】
図３は、乳濁液内の水及び溶解した気体を含む原油、すなわち、処理すべき原油２の脱水及びガス抜きのための処理設備を概略的に示し、原油２は、閉じた処理タンク１内に入口パイプ２ａによって導入されている。原油２は、ポンプ２ｃによって圧縮され、可撓性連結チューブ２ｄを通って進み、プレート２ｂの上に分散され、プレート２ｂ及び可撓性連結チューブ２ｄは両方とも、閉じた処理タンク１内のレベルの変化に従うことが可能であるフロート１６内に支持されている。いったん処理された原油は、貯蔵された後、静的又は動的手法で出口パイプ８を通じて出る。
【００３５】
処理気体３は、圧縮器４によって圧縮され、処理気体３の流れが原油の自由表面上及びその接線方向に注入器４ａを通じて放射され、プレート２ｂ上の原油の自由表面と特定の角度をなして自由表面に達し、かかる角度は、０度〜３０度の間で変化するのがよく、好ましくは０度〜８度であり、好ましくは５度である。注入器４ａも、それが処理タンク１中の原油のレベルに従うことができるようにプレート２ｂに接合及び連結される。
【００３６】
圧縮器４は、処理タンク１中に存在する気体を、交換器１４の中を循環させた後に供給してもよいし、必要であれば、それと互換性のある外部から来た気体２１を追加してもよい。交換器１４は気体混合物６を、外側冷却剤１５によって冷却されたパイプ１４ａを通して受け入れる。交換器１４の凝縮物は、その後の処理のために、パイプ１９を通って移送され、交換器１４から来る気体は、圧縮器４によって吸引されて処理タンク１に供給され、上述したように、必要に応じて、それと互換可能な外側から来る気体２１を追加してもよいし、局所的な減圧区域５内に遊離された気体が過剰である場合、過剰な気体がその後の処理のために排出されてもよい。
【００３７】
熱交換器１７がプレート２ｂの加熱のために設けられてもよく、熱交換器１７により処理を加速させ、かくして、乳濁液内の水及び溶解した気体の分離を加速させる。熱交換器１７には、外部加熱流体１８が供給される。
【００３８】
原油の自由表面の上方の気体は、石油産業の既存方式である圧力調整弁７及び過圧急速逃し弁１０の作用によって、閉じた処理タンク１の内側に広く行き渡っている供給圧力に維持される。
【００３９】
分離された水は、重力によってゆっくりタンクの底部に落ち、貯蔵タンクの中に底部パイプ１１によって石油産業の通常の手法で排出される。
【００４０】
ガス抜きされ且つ脱水された油は、更に処理又は排出のために、閉じた処理タンク１を出口パイプ８によって出ていく。
【００４１】
図４は、乳濁液内の水及び溶解した気体を含む原油、すなわち、処理すべき原油２の脱水及びガス抜きのための処理設備を概略的に示し、原油２は、閉じた処理タンク１内に入口パイプ２ａによって導入され、ポンプ２ｃによって圧縮され、パイプ２ｄを通じてハイドロサイクロン１Ａに進む。
【００４２】
ハイドロサイクロン１Ａの外壁は、任意適当な装置によって加熱されるのがよい。ハイドロサイクロン１Ａの内側の遠心分離力は、原油を円錐台表面３ｂに分散させる。処理気体３は、環状排出表面を有する注入器４ａを有する圧縮器４によって圧縮され、この注入器４ａは、処理気体３の流れを原油２の自由表面上に及びその接線方向に放射し、処理気体３の流れは、原油の自由表面と特定の角度をなして自由表面に達し、かかる角度は、０度〜３０度の間で変化するのがよく、好ましくは０度〜８度であり、好ましくは５度である。局所的な減圧区域５が生成され、ここで、乳濁液内の水及び石油中に溶解された気体のその後の分離が起こる。
【００４３】
局所的な減圧区域５を生成した処理気体３は、分離された炭化水素及び／又は蒸発水と共に気体混合物６を形成する。
【００４４】
交換器１４は、外側冷却剤１５によって冷却され、ハイドロサイクロン１Ａから気体混合物６を直接受け入れる。交換器１４の凝縮物は、その後の処理のために、パイプ１９によって搬送される。交換器１４から来る気体は、パイプ２０によって処理タンク１に搬送され、必要に応じて、それと互換可能な外側から来る気体２１を追加してもよいし、その後の処理のために排出されてもよい（３方向弁９参照）。この気体は、圧縮器４を通って圧縮工程を繰返し続け、ハイドロサイクロン１Ａに戻る。
【００４５】
ガス抜きされ且つ脱水された油は、出口パイプ１２を通ってハイドロサイクロン１Ａから出た後、閉じた処理タンク１にパイプ１２ａを通って戻って、更なる処理又は排出のために出口パイプ８から出てもよいし、その後の処理又は排出１２ｂのために直接に進んでもよい。
【００４６】
原油の自由表面の上方の気体は、石油産業の既存方式である圧力調整弁７及び過圧急速逃し弁１０の作用によって、閉じた処理タンク１の内側に広く行き渡っている供給圧力に維持される。
【００４７】
重力によって分離された任意の水が処理タンク１内にある場合、水は、重力によってゆっくりタンクの底部に落下し、貯蔵タンクの中に底部パイプライン１１によって石油産業に通例の手法で排出される。
【００４８】
図５は、乳濁液内の水及び溶解した気体を含む原油、すなわち、処理すべき原油２の脱水及びガス抜きのための処理設備を概略的に示し、原油は、図４に示すようなハイドロサイクロン１Ａ内へ導入されるが、ハイドロサイクロン１Ａは、１つの独立した装置であり、即ち、この実施形態では、ハイドロサイクロン１Ａの機能に関し、閉じた処理タンク１は省略され、その他の全ての要素は、図４の実施形態について説明した通りである。
【００４９】
ガス抜きされ且つ脱水された油は、更なる処理のために、出口パイプ１２を通じてハイドロサイクロン１Ａを出る。
【００５０】
図６は、乳濁液内の水及び溶解した気体を含む原油、すなわち、処理すべき原油２の脱水及びガス抜きのための３相分離機を含む処理設備を概略的に示し、ここでは、背景技術により、原油２は、入口パイプ２ａによって閉鎖処理タンク１内へ導入され、原油は、区域２ｅを通って保持プレート２ｆのところまで移動し、原油は、それが比較的低密度であるため、保持プレート２ｆのところから分離機の部分２ｇに進み、出口パイプ８から出る。水は、それが比較的高密度であるため、区域２ｅの底部に進み、底部パイプ１１から出る。溶解した気体は、ゆっくり分離され、底部パイプ１１から出る。この設備を本発明による方法の実施のために適応させると共に、乳濁液内の液体及び溶解した気体の分離をより効率的且つ急速に行うために、この設備に圧縮器４、注入器４ａ、３方向制御弁９が追加されている。
【００５１】
圧縮器４によって圧縮された処理気体３の流れは、原油の自由表面上及びその接線方向に注入器４ａによって放射され、処理ガス３の流れは、原油の自由表面と特定の角度をなして自由表面に達し、かかる角度は、０度〜３０度の間で変化するのがよく、好ましくは０度〜８度であり、好ましくは５度である。圧縮器４は、処理タンク１中に存在する実在気体又はそれと互換可能な外側２１から来る気体を供給する。この選択は、３方向制御弁９によって行われる。処理気体３の流れの影響が及ぶ区域において、原油の表面の上方に局所的な減圧区域５が生じる。
【００５２】
局所的な減圧区域５では、処理気体３は、貯蔵されている原油との界面上に部分真空を生成し、気体及び乳濁液内の水は、処理気体３の速度に依存する速さで原油２から分離され、気体混合物６が形成され、気体混合物６は、更なる処理のために、パイプライン２０によってタンクを出る。また、局所的な部分真空の生成により、石油が水からより急速に分離される。原油の自由表面の上方の気体は、石油産業の既存方式である圧力調整弁７の作用によって及び過圧急速逃し弁１０によって、閉鎖処理タンク１の内側に広く行き渡っている供給圧力に維持される。
【００５３】
図７は、乳濁液内の水及び溶解した気体を含む原油、すなわち、処理すべき原油２の脱水及びガス抜きのための処理設備を概略的に示しており、原油は、閉じた処理タンク１内に入口パイプ２ａによって導入され、次いで、処理タンク１に入る時にプレート２ｂ上に分散される。原油は、それが静的又は動的な手法で出口パイプ８を通って出る時まで貯蔵される。
【００５４】
次いで、プレート２ｂ上に分散された原油２の自由表面上に、局所的な減圧区域５がベンチュリ１３の吸入ノズル１３ａによって生成され、外部気体２１が、局所的な減圧区域５を担う吸引をもたらすベンチュリ内の駆動流体として用いられる。外部気体は、処理タンク１内に存在する処理気体のいくらかから、パイプ２０及び３方向弁９によって交換器１４を通るリサイクル後に供給されてもよい。
【００５５】
処理気体は、ベンチュリ１３ａの吸引区域を通って進んだ後、原油に溶解した気体及び閉じた処理タンク１内に存在する気体の遊離によって形成された気体混合物６を同伴する。気体混合物６は、交換器１４に進む。交換器１４は、外側冷却剤１５によって冷却されるパイプライン１３ｂを通じて気体混合物６を受け入れる。交換器１４の凝縮物は、その後の処理のために、パイプ１９を通って送られ、交換器１４から来る気体３は、処理タンク１に供給される。必要な場合、タンクに戻った気体のいくらかは、局所的な減圧区域５内の遊離された気体の容積に応じて圧縮器４によってパイプライン２０及び３方向弁９ａを通じて完全に又は部分的に再循環されてもよいし、その後の処理２０ａのために全体的に又は部分的に排出されてもよい。
【００５６】
原油の自由表面の上方の気体は、石油産業の既存方式である圧力調整弁７及び過圧急速逃し弁１０の作用によって、閉じた処理タンク１の内側に広く行き渡っている供給圧力に維持される。
【００５７】
分離された水は、重力によってゆっくりタンクの底部に落ち、貯蔵タンクの中に底部パイプ１１によって石油産業の通常の手法で排出される。
【００５８】
ガス抜きされ且つ脱水された油は、更なる処理又排出のために、閉じた処理タンク１を出口パイプ８によって出る。
【００５９】
本発明の最も例示的と考えられる実施形態を上述したが、修正は明らかに可能であり、例えば、図３の実施形態では、原油２をプレート２ｂ上に直接分散することが可能であり、図７の実施形態では、プレート２ｂがフロートに取付けられ、吸引ノズル１３ａが、処理タンク１内の原油のレベルの変化に従うようにパイプ及びプレート２ｂに接続され、原油２のための入口パイプ２ａが、処理タンク１内の原油のレベルの変化に従うように可撓性であり且つプレート２ｂに接続されてもよい。
【００６０】
本発明の範囲から逸脱することなく、材料の専門家は、本発明の方法及びその実施のための装置において、通常の経験及び工学の自然な進歩によって示唆される修正及び改良の全てを実現することが可能である。
【図面の簡単な説明】
【００６１】
【図１】本発明の理論的方法が実施される処理タンクの断面の概略図である。
【図２】本発明の理論的方法が実施される処理タンクの断面の別の概略図である。
【図３】本発明による方法を実施する設備の部分断面の概略図である。
【図４】本発明による方法を実施するハイドロサイクロンを含む設備の概略部分断面図である。
【図５】本発明による方法が実施されるハイドロサイクロンの概略部分断面図である。
【図６】本発明による方法を実施する別の設備の概略部分断面図である。
【図７】本発明による方法を実施する更に別の設備の概略部分断面図である。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【手続補正書】
【提出日】平成20年4月2日(2008.4.2)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
地下帯水層を汚染しない注入に必要な特性を有する水を得ると共に原油乳濁液又は原油溶液の下側部分の水の沈殿の加速を得るために、閉じた処理タンク（１）内に収容され且つ水を含む原油乳濁液又は原油溶液の水抜き及び気体抜きをする方法であって、
処理気体（３）を圧縮する工程と、
圧縮した処理気体（３）の流れを発生させる工程と、
閉じた処理タンクの内部の全体圧力に影響を及ぼすことなしに、処理気体(４)の流れを、閉じた処理タンク（１）の内の局所領域に接線方向に放出し、それにより、閉じた処理タンク内の処理すべき原油乳濁液又は原油溶液（２）の自由表面の一部に局所的な減圧領域を生じさせる工程と、を有し、
処理気体（３）の流れは、一定の角度をなして原油乳濁液又は原油溶液の自由表面に接触し、かかる角度は、０度〜３０度の間で変化し、減圧により、原油乳濁液又は原油溶液内の流体の分離を促進させる、方法。
【請求項２】
局所的な減圧区域（５）を生じさせることを、静的なベンチュリの吸引パイプの端部を、原油乳濁液又は原油溶液の自由表面に差し向けることによって達成し、処理気体及び／又は外部気体（２１）を静的な前記ベンチュリ（１３）の駆動流体として使用する、請求項１に記載の方法。
【請求項３】
原油乳濁液又は原油溶液の自由表面と接触する処理気体（３）の流れの一定の角度は、０度〜８度の間で変化し、又は、５度である、請求項１に記載の方法。
【請求項４】
局所的な減圧区域（５）を生成するために用いる処理気体（３）を、液体の自由表面の上に通し、遊離した蒸気及び気体に飽和させた後、閉じた処理タンク（１）からその後の処理又は貯蔵のために排出する、請求項１又は２に記載の方法。
【請求項５】
局所的な減圧区域（５）を生成するために用いる処理気体（３）を、静的な前記ベンチュリの吸入区域に通した後、遊離した蒸気に飽和させ、閉じた処理タンク（１）からその後の処理又は貯蔵のために排出する、請求項１に記載の方法。
【請求項６】
処理気体（３）は、処理すべき原油乳濁液又は原油溶液（２）から来る再利用気体、又は、処理すべき原油乳濁液又は原油溶液（２）の外部の供給源から供給され且つ処理気体と互換可能な別の気体又は不活性気体である、請求項１〜５のいずれか１項に記載の方法。
【請求項７】
局所的な減圧区域（５）は、プレート（２ｂ）の表面によって定められ、前記プレート（２ｂ）は、閉じた処理タンク（１）内に貯蔵された残りの液体の自由表面の外側に配置され、処理すべき原油乳濁液又は原油溶液が前記プレート（２ｂ）の上に分散され、前記プレート（２ｂ）から排出される、請求項１〜６のいずれか１項に記載の方法。
【請求項８】
処理気体（３）の流れは、処理すべき原油乳濁液又は原油溶液に対して逆流の仕方又は並行流の仕方で放射され、処理すべき原油乳濁液又は原油溶液は、前記プレート（２ｂ）上に分散されそれから排出される、請求項７に記載の方法。
【請求項９】
請求項１に記載の方法を実施するための装置であって、
閉じた処理タンク（１）と、
処理気体のための圧縮器（４）と、
圧縮器（４）によって圧縮された処理気体（３）を注入するための注入器（４ａ）と、
処理気体（３）を圧縮器（４）から注入器（４ａ）に搬送するパイプラインと、
圧力調整弁（７）と、
処理すべき液体（２）のための入口（２ａ）と、
処理された液体のための出口（８）と、閉じた処理タンク（１）内で重力によって分離された液体のための出口（１１）と、を有し、
注入器（４ａ）は、閉じた処理タンク（１）の内部に存在する液体の自由表面の一部の上に且つその接線方向に処理気体の流れを放射するように、閉じた処理タンク（１）の内側の液体の自由表面に対して差し向けられ、処理気体の流れは、一定の角度をなして自由表面と接触し、かかる角度は、０度〜３０度の間で変化し、又は、０度〜８度の間で変化し、又は、５度である、装置。
【請求項１０】
請求項１又は２に記載の方法を実施する装置であって、
閉じた処理タンク（１）と、
処理気体のための圧縮器（４）と、
静的なベンチュリ（１３）と、を有し、前記ベンチュリの駆動流体は、圧縮器（４）によって圧縮された処理気体（３）及び／又はそれと互換可能な外部気体（２１）であり、
更に、処理気体（３）を圧縮器（４）に搬送するパイプを有し、圧縮機（４）は、処理気体を駆動流体として前記ベンチュリ（１３）内に注入し、
更に、静的な前記ベンチュリ（１３）から来る気体混合物を処理するために、前記ベンチュリ（１３）の出口（１３ｂ）のところに位置する交換器（１４）と、
圧力調整弁（７）と、
処理すべき液体（２）のための入口と、
処理された液体のための出口（８）と、重力によって分離された液体のための出口（１１）と、を有し、
静的な前記ベンチュリ（１３）の吸引パイプの一端（１３ａ）は、閉じた処理タンク（１）の内側の液体の自由表面の一部の上方に配置される、装置。
【請求項１１】
液体の自由表面の上に、局所的な減圧区域（５）が生成され、液体の自由表面は、液体が分散されるプレート（２ｂ）によって定められ、平らであり及び／又は湾曲する、請求項９又は１０に記載の装置。
【請求項１２】
前記プレート（２ｂ）の表面は、処理すべき液体（２）との接触面を局所的な減圧区域（５）において増大させるために波形である、請求項１１に記載の装置。
【請求項１３】
前記プレートは、外部加熱器（１８）によって加熱（１７）され、それにより、低い蒸発温度を有する液体及び／又は気体のより急速な蒸発を可能にする、請求項１１又は１２に記載の装置。
【請求項１４】
前記プレート（２ｂ）は、１つ又は２つ以上のフロート（１６）と組み合わされる、請求項１１〜１３のいずれか１項に記載の装置。
【請求項１５】
前記プレート（１ｂ）の表面は、処理すべき液体（２）を前記閉じた処理タンク（１）の外側から直接受け入れる、請求項１１〜１４のいずれか１項に記載の装置。
【請求項１６】
前記プレート（２ｂ）の表面は、処理すべき液体（２）を前記閉じた処理タンク（１）の内側から再循環によって直接受け入れる、請求項１１〜１５のいずれか１項に記載の装置。
【請求項１７】
複数の前記プレート（２ｂ）を有する、請求項９〜１３のいずれか１項に記載の装置。
【請求項１８】
閉鎖処理タンクが、処理すべき液体を遠心分離するハイドロサイクロン（１Ａ）である請求項１又は２に記載の方法を実施する装置であって、
注入器が、ハイドロサイクロン（４ａ）内を移動する液体の自由表面の一部上に且つその接線方向に処理気体（３）の流れを放射するように自由表面に差し向けられた環状注入器（４ａ）であり、処理気体（３）の流れは、一定の角度をなして自由表面に接触し、かかる角度は、０度〜３０度の間で変化し、又は、０度〜８度の間で変化し、又は、５度である、装置。
【国際調査報告】
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