(57)【要約】【課題】  重量分離ユニットと限外濾過ユニットを具備する従来の乳化炭化水素／水分離装置の分離効率等を改良する。【解決手段】  重量分離ユニット１と直交流式解乳化膜分離ユニット５を具有する船舶ビルジ用乳化炭化水素／水混合物分離装置であって、（i）乳化炭化水素を分離して乳化滴から炭化水素滴を生成させる直交流式解乳化膜６を有する解乳化膜分離ユニット５、（ii）該解乳化膜分離ユニット５内で分離された炭化水素を重量分離ユニット１へ供給するための導管１１、及び吸上ポンプ４、（iii）重量分離ユニット１から解乳化膜分離ユニット５へ流体を通過させると共に、該ユニット５から導管１０’を経由して流出用導管１０へ該流体を送給させる自動弁１７、並びに（iv）加圧浄水の流入用自動弁１４と位相センサー１３を具有する炭化水素排出系を具備する該分離装置。【選択図】図１
2006175424.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
炭化水素／水混合物中に物理的及び／又は化学的に乳化された炭化水素並びに遊離炭化水素を独立して分離させる構造を有すると共に、２つの分離ユニットを具備し、第１分離ユニットが、炭化水素／水混合物から遊離炭化水素を分離させるコアレッセントプレート（ファセット・Ｍパック）を具有する重量分離ユニットであり、第２分離ユニットが、該重量分離ユニットの対応するタンク内へ導管を経由して炭化水素／水混合物を導入させる吸上ポンプを具有して乳化炭化水素を分離させる構造を有する分離ユニットである船舶ビルジ用物理化学的乳化炭化水素／水分離装置において、
（i）直交流式の解乳化膜６を具有する解乳化膜分離ユニット５であって、解乳化用化学薬品の使用を必要とせずに、該膜中へ流入する乳化滴から炭化水素滴を生成させることによって乳化炭化水素の分離をおこなう該解乳化膜分離ユニット、
（ii）該解乳化膜分離ユニット５内で分離された炭化水素を、処理後に排出されるべき炭化水素が流入する上部容器１２を具有する重量分離ユニット１へ送給するための捕集管１１、及び該炭化水素をポンプ輸送するための圧力を供与する吸上ポンプ４、
（iii）重量分離ユニット１から解乳化膜分離ユニット５へ流体を通過させると共に、該ユニット５から導管１０’を経由して流出用導管１０へ該流体を送給させる自動弁１７、並びに
（iv）加圧浄水の流入用自動弁１４と位相センサー１３を具有する炭化水素排出系
を具備することを特徴とする該分離装置。
【請求項２】
加圧浄水の流入用自動弁１４が、重量分離ユニット１に対応する受容タンク２の上部側に配設された上部容器１２からの個々の炭化水素流出用導管１５内に配設される抽出ポンプ１６によって代替可能である請求項１記載の分離装置。
【請求項３】
自動弁１８が流出用導管１０内に配設され、該自動弁によって、装置の故障に起因する汚染排出液が導管２０を経由して炭化水素／水混合物用捕集器又は貯蔵タンク２１内へ送給され、該混合物が、水中の炭化水素計量器１９によって提供される読みに基づいて再処理される請求項１又は２記載の分離装置。
【請求項４】
自動弁１７が重量分離ユニット１の排出用導管７内に配設され、該ユニットが、水中の炭化水素エマルションの存在に起因して、直交流式の解乳化膜６を具有する解乳化膜分離ユニット５内へ流体を送給するか、又は流出用導管１０を経由して該流体を系外へ排出させる請求項１から３いずれかに記載の分離装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明はエマルション分離装置、特に、２つの分離技術、即ち、コアレッセントプレート（coalescent plate）[ファセット・Ｍパック（FACET Mpak）]を用いる重量分離法及び直交流式（cross flow）の解乳化膜（emulsion breaker membrane)を通過させる分離法に基づいて、水中へ物理化学的に乳化された炭化水素を分離することによって水からの遊離炭化水素の分離だけでなく、乳化炭化水素の分離も可能にするように構成された分離装置に関する。
【０００２】
この分離装置は、電気的に自動操作され、それ自体のベッドプレート（bedplate）上に自立する。この分離装置の適用分野は、広範囲にわたる大部分の産業において、炭化水素若しくは鉱油と水との混合物から、例えば、水を分離することが必要となるあらゆる分野と実際的現場である。
【背景技術】
【０００３】
水／炭化水素混合物において、エマルションの分離が必要となる場合、最も広く普及している方法は、酸性成分及び／又は塩基性成分の添加によってエマルションを破壊させるｐＨ改変に基づく方法である。この方法によって、水からの炭化水素の分離が可能となる。
【０００４】
この種の方法の欠点は、試薬の量が分離されるべきサンプルのｐＨと成分量に比例するために、コスト高の調整／維持システムを必要とする試薬測定に基づくことに起因する。
【０００５】
本願の出願人と同じ出願人による特許文献１には、物理化学的に乳化された炭化水素／水分離装置が記載されており、上記の欠点は、この分離装置を用いることによって解消される。
【０００６】
この炭化水素／水分離装置は２種の技術、即ち、水から遊離炭化水素を重量分離する技術及び限外濾過膜を用いて乳化炭化水素を分離する技術の併用に基づく。重量分離ユニットは１組のコアレッセントプレート（ファセット・Ｍパック）を具備しており、又、限外濾過ユニットは一連の膜を具備しており、該重量分離ユニットにおいて予め分離された遊離炭化水素から放出される流体は該膜を通過する。
【０００７】
分離装置は、全体としては、重量分離ユニット内の流体又は炭化水素／水混合物に対して作動する吸上ポンプを具有する。この分離装置は、先行するユニットから送給される水を推進する羽根車式ポンプ、及び重量分離ユニット内で分離される炭化水素を捕集タンクへ送給する第３のポンプを具備する。
【０００８】
この分離装置は、重量分離ユニットの上方部に蓄積される炭化水素の検出器及び複数個の弁も有しており、これらの弁は送給される流体及び炭化水素の通過又は遮断をその都度調節する。これらの全ての操作は制御盤によって制御される。
【特許文献１】スペイン国特許公報Ｐ２００２００９５１号
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
本発明の課題は、特許文献１に開示されている分離装置に一連の改良を加えることによって、分離過程に関してより高い効率と性能を備えた分離装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
即ち本発明は下記の乳化炭化水素／水分離装置に関する：
炭化水素／水混合物中に物理的及び／又は化学的に乳化された炭化水素並びに遊離炭化水素を独立して分離させる構造を有すると共に、２つの分離ユニットを具備し、第１分離ユニットが、炭化水素／水混合物から遊離炭化水素を分離させるコアレッセントプレート（ファセット・Ｍパック）を具有する重量分離ユニットであり、第２分離ユニットが、該重量分離ユニットの対応するタンク内へ導管を経由して炭化水素／水混合物を導入させる吸上ポンプを具有して乳化炭化水素を分離させる構造を有する分離ユニットである船舶ビルジ用物理化学的乳化炭化水素／水分離装置において、
（i）直交流式の解乳化膜を具有する解乳化膜分離ユニットであって、解乳化用化学薬品の使用を必要とせずに、該膜中へ流入する乳化滴から炭化水素滴を生成させることによって乳化炭化水素の分離をおこなう該解乳化膜分離ユニット、
（ii）該解乳化膜分離ユニット内で分離された炭化水素を、処理後に排出されるべき炭化水素が流入する上部容器を具有する重量分離ユニットへ送給するための捕集管、及び該炭化水素をポンプ輸送するための圧力を供与する吸上ポンプ、
（iii）重量分離ユニットから解乳化膜分離ユニットへ流体を通過させると共に、該解乳化膜分離ユニットから導管を経由して流出用導管へ該流体を送給させる自動弁、並びに
（iv）加圧浄水の流入用弁と位相センサーを具有する炭化水素排出系
を具備することを特徴とする該分離装置。
【発明の効果】
【００１１】
本発明による上記分離装置を使用することにより、水中へ物理化学的に乳化された炭化水素を分離させることによって、水からの遊離炭化水素の分離だけでなく、乳化炭化水素の分離も可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
本発明による分離装置においては、特許文献１に記載されている重量分離ユニットは維持され、一方、エマルションは、直交流式の解乳化膜を用いて低圧で除去させる。このことは次のことを意味する。即ち、分離過程の第１段階においては、特許文献１に記載されている分離装置の場合と同様にして、重量分離ユニットの凝集板が全ての遊離炭化水素を水から除去させるか、又は分離させ、一方、第２段階においては、エマルションの破壊とその後の重量分離によって乳化炭化水素の分離がおこなわれる。
【００１３】
本発明による分離装置の別の特徴は、浄水（clean water）流入弁を配設することである。該流入弁は、含水混合物用吸上ポンプが不作動化して流体の重量分離ユニット内への流入が停止したときに作動を開始する。吸上ポンプの不作動化は、炭化水素の蓄積量に応じておこなわれる。分離装置を適合化させる浄水流入弁は、分離された炭化水素を捕集用又は貯蔵用タンクへ向けて排出させる作用をする。
【００１４】
代替法として、吸上ポンプを炭化水素排出管に配設することが可能である。この場合、炭化水素を排出させるためには、浄水の推進（impulsion）は不要である。
【００１５】
本発明による分離装置のさらに別の改良点は、両方の分離ユニット間に導管を配設することである。直交流式の解乳化膜ユニット内において分離された炭化水素は該導管を通して重量分離ユニット内へ送給される。
【００１６】
本発明による分離装置に新規性をもたらす別の特徴は、炭化水素を含有しない水が重量分離ユニットから解乳化膜ユニットへポンプ輸送される導管に自動弁を配設することである。このユニットの自動弁は、実施に際してエマルションではなくて遊離の炭化水素が存在するときの膜の不必要な使用を回避するために作動する。水中の炭化水素の存在量に関する情報は検出器によって提供される。該情報に従って、重量分離ユニットの捕集タンクの出口からの流体は、直交流式の解乳化膜ユニットからの処理水排出管へ送給される。この場合、該流体はこのようなユニットの捕集タンク又は貯蔵沈着物（deposit）中を通過しない。
【００１７】
装置の故障に起因する汚染水の排出を回避するために、安全装置を配設してもよい。炭化水素の量が、調整条件下での設定値を超える場合には、該流体又は処理水は、再処理に付すために、異なる導管を用いて捕集器又は炭化水素／水流入タンク内へ送給される。
【００１８】
又、解乳化膜が高圧センサーに連結されるように設計してもよい。該高圧センサーは、該膜内の圧力が流出液の量を保証できなくなったときに、装置を停止させる。この場合、該センサーは制御盤へ信号を発信し、又、羽根車式のポンプへの信号は該膜の変化の警報を発する。
【００１９】
直交流式の解乳化膜は、水中での炭化水素エマルションを破壊すると共に、該膜へ達する炭化水素の乳化微細滴から炭化水素滴を形成させるために使用される。この場合、該エマルションの破壊には化学薬品は不要である。
【００２０】
本発明による分離装置はさらに、一連の弁、導管、炭化水素用計量器及び膜の変化を知らせる警報器を具備し、又、所望により、流量計、圧力と温度の送信器、排水計、樋管及び分離物用捕集導管を具有する。
【００２１】
本発明による分離装置は自動的に作動し、又、制御盤によって制御される。該制御盤は、該分離装置の一部を成す検出器若しくは炭化水素検知器及び／又は水中の炭化水素の分析器によって受信される信号による弁の開閉並びに電気ポンプの始動と停止を決定する。
【００２２】
本発明による分離装置は、現行の規則によって規制されている濃度よりも低濃度の炭化水素を含有する精製水を重量分離ユニットへ送給する用途及び分離された炭化水素を処理する用途の両方に対して有効である。
【００２３】
本発明の特徴の理解をより容易にするために、添付図（図１）に基づいて本発明をさらに説明する。
図１は、本発明による解乳化分離ユニットを含む分離装置の一態様を示す模式的構成図である。
【００２４】
図１に示すように、本発明によるエマルション分離装置は、２種の異なる分離技術、即ち、重量分離技術及び直交流式の解乳化膜技術の組合せに基づくものである。
【００２５】
より詳細に言えば、重量分離ユニットは１は受容タンク２の内部に配設される。該受容タンクは炭化水素と水の混合物、即ち、導管３を経由して送給される流体を受容し、又、重量分離ユニットを構成するコアレッセントプレート（ファセット・Ｍパック）のパックを具備する。該流体又は炭化水素／水混合物は導管７の内部に配設された吸上ポンプ４によって吸い上げられる。該導管７は重量分離ユニット１の受容タンク２を直交流式の解乳化膜分離ユニット５と連絡させる。直交流式の解乳化膜分離ユニット５は、１個若しくは複数個の低圧の解乳化膜６を具有する。
【００２６】
重量分離ユニット１から送給される炭化水素／水混合物（該混合物は遊離炭化水素を含有しない。）は、吸上ポンプ４の作用により、導管７を経由して解乳化膜ユニット５へ送給される。
【００２７】
分離装置は、本明細書において説明する全ての構成部材と機器の作動を制御する制御盤８及び炭化水素を含有しない水を送給するための分岐導管若しくは流出用導管１０の内部に配設された炭化水素用計量器９も具備しており、又、該流出用導管１０と解乳化膜分離ユニット５の間には、該解乳化膜分離ユニット５に達する導管１０’が配設される。
【００２８】
解乳化膜分離ユニット５を経由して得られる分離された遊離炭化水素は、重量分離ユニット１へ誘導される共通の捕集管１１内へ流入した後、該重量分離ユニットの上部容器１２で捕集され、該上部容器から導管１５を経由して排出される。
【００２９】
上記の分離装置の作動は次のようにしておこなわれる。
処理されるべき炭化水素／水混合物（即ち、流体）は吸上ポンプ４の作用によって吸上用の導管３を経由して吸上げられ、重量分離ユニット１の受容タンク２の内部へ送給される。水と炭化水素との混合物は、該ユニットのコアレッセントプレート（ファセット・Ｍパック）を経由するので、該凝集板内に形成される層流に起因して、水からの炭化水素の分離がおこなわれ、又、炭化水素は水よりも軽量であるために上部容器１２に蓄積され、さらに、該上部容器に蓄積される炭化水素の量は、該上部容器内に配設された位相センサー１３によって測定される。
【００３０】
遊離の炭化水素の量が設定された最大値に達すると、位相センサー１３から制御盤８へ信号が送られ、次のような操作がおこなわれる。羽根車式の吸上ポンプ４が停止し、炭化水素／水混合物の受容タンク２内への導入が中止される。同時に、自動弁１４，即ち、「浄水流入用自動弁」が開放され、加圧水が分離ユニット１内へ流入して上部容器１２内に蓄積された炭化水素を押出し、次いで、該炭化水素は導管１５を経由して排出され、確実に捕集される。あるいは、自動弁１４を用いて浄水をポンプ輸送する代わりに、抽出ポンプ１６を流出用の導管１５に配設し、上部容器１２内に蓄積された炭化水素を炭化水素用捕集器又は受容タンクへ向けて押出すようにしてもよい。
【００３１】
炭化水素が重量分離ユニットから除去されると、位相センサー１３が水の存在を検出して信号を制御盤８へ送り、該制御盤は、浄水流入用の自動弁１４を閉鎖させるか、あるいは炭化水素用の抽出ポンプ１６の作動を停止させると同時に、吸上ポンプを再作動させて分離装置をその標準的な操作状態に置く。
【００３２】
一方、重量分離ユニット１から送給される遊離炭化水素を含有しない水／炭化水素混合物は吸上ポンプ４を経由して解乳化膜分離ユニット５のタンクへ送給され、流体（該混合物）が解乳化膜分離ユニット５の膜６を流通すると、該膜は炭化水素の水中エマルションを破壊する。従って、該混合物中又は膜６内の流入流体中で乳化された微小滴から形成された炭化水素滴は、捕集管１１を経由して、重量分離ユニット１の受容タンク２の入口へ向けて誘導される。この炭化水素は上部容器１２内に蓄積された後、流出用の導管１５を経由して排出される。
【００３３】
遊離の炭化水素又は乳化炭化水素を含有しない水は、解乳化膜分離ユニット５のタンクから流出用導管１０を経由して外部へ向けて誘導され、該流出用導管から共通の流出用の導管１０’内へ送給される。
【００３４】
実際上、エマルションが存在せずに、遊離の炭化水素のみが存在するときには、膜の不必要な使用を回避するために、自動弁１７を配設し、炭化水素計量器９を用いておこなわれる炭化水素の計量に応じて、水を分離ユニット１の受容タンク２の出口から、解乳化膜分離ユニット５を経由させることなく、流出用導管１０へ送給させる。受容タンク２又は分離ユニット１の流出側の水中エマルションが出現する場合には、上述の場合と同様にして、水を解乳化膜分離ユニット５に向けて送給させる。
【００３５】
ユニットにおける故障に起因する排出液の汚染を回避するために、安全装置を配設する。炭化水素計量９によって測定される水中の炭化水素の量が制御下で設定された値よりも高くなるときには、自動弁１８の作動によって水が導管２０を経由して捕集器又は炭化水素／水貯蔵タンク２１へ向けて送給されて再処理されるが、そうでないときには、水は導管１９を経由して外部へ送給される。
【００３６】
最後に、直交流式の解乳化膜分離ユニット５に接続された圧力センサー２２を配設することによって、該膜内の圧力により流出液の量が保証されなくなるときに分離装置を停止させることが重要である。圧力センサー２２は制御盤８へ信号を送り、該制御盤は吸上ポンプを停止させると共に、警報を発して膜の変化を警告する。
【産業上の利用可能性】
【００３７】
本発明による上述の分離装置は、例えば、炭化水素若しくは鉱油と水との混合物から各成分（例えば、水や遊離炭化水素等）を分離することが必要となるあらゆる産業分野及びこのような分離が必要となる実際的現場において適用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００３８】
【図１】本発明による分離装置の一態様を示す模式的構成図である。
【符号の説明】
【００３９】
１    重量分離ユニット
２    受容タンク
３    導管
４    吸上ポンプ
５    解乳化膜分離ユニット
６    解乳化膜
７    排出用導管
８    制御盤
９    炭化水素計量器
１０  流出用導管
１１  捕集管
１２  上部容器
１３  位相センサー
１４  自動弁
１５  導管
１６  抽出ポンプ
１７  自動弁
１８  自動弁
１９  導管
２０  導管
２１  貯蔵タンク
２２  圧力センサー
【図１】
2006175424.tif 000003