(57)【要約】【課題】タンク内からの原油スラッジの排出の際の諸問題を改善しつつも、排出される原油スラッジから効率良く多くの油分を回収でき、原油タンクの運転を停止することなく原油スラッジを減少、消滅させる。【解決手段】原油処理装置（１００）は、原油スラッジ（Ｓ）を含む原油（Ｏ）を貯留するタンク（１〜５）と、タンク（１〜５）から供給された原油（Ｏ）に電圧を印加して静電場を生じさせて原油を処理する処理部（８）と、を備える。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
原油スラッジを含む原油を貯留するタンクと、
前記タンクから供給された原油に電圧を印加して静電場を生じさせて原油を処理する処理部と、
を備えることを特徴とする原油処理装置。
【請求項２】
前記タンク内に堆積している原油スラッジを撹拌するスラッジ撹拌部を備え、
前記処理部は、前記スラッジ撹拌部により撹拌された原油を処理することを特徴とする請求項１に記載の原油処理装置。
【請求項３】
原油に水を加える加水部と、
前記加水部により加えられた水と原油とを撹拌する水撹拌部と、
を備えることを特徴とする請求項１又は２に記載の原油処理装置。
【請求項４】
前記原油スラッジを貯留する原油スラッジタンクと、
前記原油スラッジタンクから原油に前記原油スラッジを供給するスラッジ供給部と、
を備えることを特徴とする請求項１から３までのいずれか一項に記載の原油処理装置。
【請求項５】
前記処理部によって処理された原油を前記タンクに戻す原油戻し部と、
前記処理部によって処理された原油から分離された夾雑物を前記処理部から排出する排出部と、
を備えることを特徴とする請求項１から４までのいずれか一項に記載の原油処理装置。
【請求項６】
原油スラッジを含む原油に電圧を印加して静電場を生じさせて原油を処理する処理部と、
地中から汲み上げた原油を前記処理部に供給する原油供給部と、
を備えることを特徴とする原油処理装置。
【請求項７】
前記処理部は、１万ボルト〜４万ボルトの範囲内の電圧を印加することを特徴とする請求項１から６までのいずれか一項に記載の原油処理装置。
【請求項８】
タンクに貯留された原油スラッジを含む原油に電圧を印加して静電場を生じさせて原油を処理する工程を有することを特徴とする原油処理方法。
【請求項９】
前記タンクに貯留された原油に含まれる原油スラッジを撹拌する工程を有することを特徴とする請求項８に記載の原油処理方法。
【請求項１０】
原油に電圧を印加する前に原油に水を加える工程と、
原油と水とを撹拌する工程と、
を有することを特徴とする請求項８又は９に記載の原油処理方法。
【請求項１１】
処理する原油量の５体積％〜１０体積％に相当する水を原油に加えることを特徴とする請求項１０に記載の原油処理方法。
【請求項１２】
電圧の印加によって原油を処理する前に、原油に原油スラッジを混ぜる工程を有することを特徴とする請求項８から１１までのいずれか一項に記載の原油処理方法。
【請求項１３】
原油又は原油スラッジ内に存在するエマルションの破壊・分解を促進する添加剤を加える工程を有することを特徴とする請求項８から１２までのいずれか一項に記載の原油処理方法。
【請求項１４】
電圧の印加によって処理された原油をタンクに戻す工程と、
電圧の印加によって処理された原油から分離された夾雑物を排出する工程と、
を有することを特徴とする請求項８から１３までのいずれか一項に記載の原油処理方法。
【請求項１５】
地中から汲み上げた原油スラッジを含む原油に電圧を印加して静電場を生じさせて原油を処理する工程を有することを特徴とする原油処理方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、原油スラッジを含んだ原油を処理する原油処理装置及び原油処理方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
原油井から生産される原油のタンク、製油所のタンク又は備蓄基地のタンク等、原油を貯留するタンクの底部には半固体状の原油スラッジが堆積する。原油スラッジがタンク内に堆積しすぎると運転管理上の問題があり、また、タンク内の定期点検も必要なことから、所定の周期で堆積した原油スラッジをタンク外に排出（De-sludging）することが通例となっている。タンクの開放及び原油スラッジの排出は、多大なる費用や長期間の作業、更に作業中の安全確保、原油や原油スラッジの漏れ等による環境汚染防止等、タンクの所有者にとって大きな問題となっている。また、原油スラッジは多くの油分を含んでおり（３０％〜８０％）、原油スラッジを単にタンクから排出するだけでなく、原油スラッジから油分を可能な限り回収することが廃棄物の量を減らすだけでなく、経済的な観点から強く望まれている（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
原油スラッジから油分を回収する方法はいくつかあるが、最も広く行われているのは、原油や軽油等の溶剤を原油スラッジに噴射して原油スラッジを分解し、原油と混合した後に他のタンクに移送するＣＯＷ（Crude Oil Washing）工法と呼ばれる方法である。具体的にＣＯＷ工法は、タンク（Ａ）の原油を加温昇圧し、原油スラッジが堆積したタンク（Ｂ）の原油スラッジに噴射し、原油の噴射により溶解された原油スラッジと原油を混合させてタンク（Ａ）に移送し、タンク（Ｂ）内の原油スラッジを除去する方法である。ＣＯＷ工法を用いることにより、人がタンク内に入り器具などを使用して原油スラッジをタンク外に排出する作業が不要となるので、費用、工期、安全性及び環境保全（ＨＳＥ：Health, Safety and Environment）といった観点から原油スラッジの処理を改善することができる。
また、その他の方法として、タンクから排出した原油スラッジを遠心分離機によって油分と、水分と、固形分とに分離させ、油分だけを回収する方法が知られている。遠心分離機を用いることにより、油分とそれ以外の夾雑物（不要成分）とを分離することができるので、原油スラッジから油分だけを適切に回収することができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１２−２２９４０３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかし、ＣＯＷ工法においては、原油スラッジ中の水分、固形分などの不要な成分までもが原油と共にタンクに移送され、原油の品質が劣化してしまう。このため、特に、産油国のタンクのように、厳しい品質基準（例えば、原油品質管理項目の一つであるＢＳ＆Ｗ：Basic Sediment & Water＜０．５体積％）をクリアーすることが求められる場所では商品としての原油に品質問題を生じさせる可能性が高い。更に原油と共に移送された原油スラッジ成分の多くが時間経過と共にタンクで再沈殿するため、結果的に原油スラッジが堆積するタンクが変わるだけであり、原油スラッジに含まれる油分の回収は十分ではない。
遠心分離機を用いる方法は、原油スラッジに含まれる油分の回収には比較的優れているものの、固形分からの油分の回収が十分とはいえず、処理速度にも限界があり、工期が長引いてしまう。また、処理量を上げるために遠心分離機を複数台設置すると莫大な費用が発生してしまう。また、遠心分離機に導くためタンクから原油スラッジを排出する際には、従来のように、人がタンク内に入って器具あるいは重機により原油スラッジを排出するという人にとって好ましくない環境下での作業を強いられることになる。更には、遠心分離機の運転環境を整えるための付属設備費用が発生してしまう。
上記のいずれの方法においても、タンク内の原油スラッジの除去作業の際には、長期間当該タンクの操業を停止する必要がある。
【０００６】
そこで、本発明は、上記課題に鑑みてなされたものであり、タンク内からの原油スラッジの排出の際の諸問題を改善しつつも、原油タンクの操業を停止することなく、堆積する原油スラッジを減少させ、かつ処理してスラッジから効率良く多くの油分を回収するための原油処理装置及び原油処理方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記課題を解決するため、本発明は、原油処理装置であって、原油スラッジを含む原油を貯留するタンクと、前記タンクから供給された原油に電圧を印加して静電場を生じさせて原油を処理する処理部と、を備えることを特徴とする。
【０００８】
また、前記タンク内に堆積している原油スラッジを撹拌するスラッジ撹拌部を備え、前記処理部は、前記スラッジ撹拌部により撹拌された原油を処理することが好ましい。
【０００９】
また、原油に水を加える加水部と、前記加水部により加えられた水と原油とを撹拌する水撹拌部と、を備えることが好ましい。
【００１０】
また、前記原油スラッジを貯留する原油スラッジタンクと、前記原油スラッジタンクから原油に前記原油スラッジを供給するスラッジ供給部と、を備えることが好ましい。
【００１１】
また、前記処理部によって処理された原油を前記タンクに戻す原油戻し部と、前記処理部によって処理された原油から分離された夾雑物を前記処理部から排出する排出部と、を備えることが好ましい。
【００１２】
上記課題を解決するため、本発明は、原油処理装置であって、原油スラッジを含む原油に電圧を印加して静電場を生じさせて原油を処理する処理部と、地中から汲み上げた原油を前記処理部に供給する原油供給部と、を備えることを特徴とする。
【００１３】
また、前記処理部は、１万ボルト〜４万ボルトの範囲内の電圧を印加することが好ましい。
【００１４】
上記課題を解決するため、本発明は、原油処理方法であって、タンクに貯留された原油スラッジを含む原油に電圧を印加して静電場を生じさせて原油を処理する工程を有することを特徴とする。
【００１５】
また、前記タンクに貯留された原油に含まれる原油スラッジを撹拌する工程を有することが好ましい。
【００１６】
また、原油に電圧を印加する前に原油に水を加える工程と、原油と水とを撹拌する工程と、を有することが好ましい。
【００１７】
また、処理する原油量の５体積％〜１０体積％に相当する水を原油に加えることが好ましい。
【００１８】
また、電圧の印加によって原油を処理する前に、原油に原油スラッジを混ぜる工程を有することが好ましい。
【００１９】
また、原油又は原油スラッジ内に存在するエマルションの破壊・分解を促進する添加剤を加える工程を有することが好ましい。
【００２０】
また、電圧の印加によって処理された原油をタンクに戻す工程と、電圧の印加によって処理された原油から分離された夾雑物を排出する工程と、を有することが好ましい。
【００２１】
上記課題を解決するため、本発明は、原油処理方法であって、地中から汲み上げた原油スラッジを含む原油に電圧を印加して静電場を生じさせて原油を処理する工程を有することを特徴とする。
【発明の効果】
【００２２】
本発明によれば、タンク内からの原油スラッジの排出の際の多くの問題を改善しつつも、排出される原油スラッジから効率良く多くの油分を回収でき、原油スラッジの除去のために原油タンクの操業を停止して行う特別なスラッジ排出作業が不要となる。
【図面の簡単な説明】
【００２３】
【図１】原油処理装置の構成を示す概略図である。
【発明を実施するための形態】
【００２４】
本発明の好ましい実施の形態について、図面を参照しながら説明する。なお、以下に示す実施の形態は一つの例示であり、本発明の範囲において、種々の形態をとり得る。
【００２５】
＜原油処理装置＞
図１は原油処理装置の構成を示す概略図である。
図１に示すように、原油処理装置１００は、タンク１〜５と、生産原油処理装置６と、スラッジ撹拌部７と、処理部８と、加水部９と、水撹拌部１０と、スラッジ供給部１１と、原油戻し部１２と、排出部１３と、を備えている。
【００２６】
（タンク）
タンク１，２は、原油スラッジＳを含んだ原油Ｏを貯留するタンクであり、タンク１，２の底部には原油スラッジＳが堆積している。タンク３は、原油スラッジＳの濃度が高い原油を貯留するタンクであり、例えば、ＣＯＷ工法で処理された後の原油、原油タンカーの貯留槽の底部（カーゴボトム）付近の原油スラッジを原油と撹拌して荷揚げした原油等が貯留される。タンク４は、原油スラッジが多く含まれた原油を希釈するための原油を貯留するタンクであり、具体的には、タンク５内から処理部８に送られる原油スラッジに混ぜる原油を貯留する。タンク５は、原油を貯留しているタンクに堆積していた原油スラッジを排出し、その排出原油スラッジを貯留する原油スラッジタンクである。
各タンク１〜５は、管路を介してそれぞれ並列に配置されており、途中で一つの管路に集約されて処理部８に接続されている。
【００２７】
ここで、原油スラッジは、多くの場合、水分（エマルションとして存在）が１０％〜４０％、固形分（アスファルテン、セミカーボン、及び無機質）が１０％〜３０％、油分（ワックス、スラッジに取り囲まれている同伴原油分）が３０％〜８０％の範囲内でそれぞれ含んでいる。原油スラッジ中のエマルションは、油中水滴型（Water in Oil 型）であり、微細水滴の周囲の外膜物質はアスファルテン及びカーボン化が進んだ炭化水素系固形分、無機固形分の一部であり、いずれの固形分も粒径が数μｍ以下の超微細なものが中心であり、これらの固形分にワックスや重質油分が混在した状態で外膜を形成している。エマルション全体の粒径は、５０μｍ以下と推定され、その構造は強固で破壊・分解されにくく安定している。
【００２８】
タンク１は、管路２１に接続されている。タンク２は、管路２２に接続されている。タンク３は、管路２３に接続されている。タンク４は、管路２４に接続されている。タンク５は、管路２５に接続されている。
各管路２１〜２５は、一端がそれぞれタンク１〜５に接続され、他端が一つの管路２７に接続されている。管路２７は、管路２８に接続されており、管路２８は、処理部８に接続されている。
【００２９】
（生産原油処理装置）
生産原油処理装置６は、原油井Ｇから生産される原油（地中から汲み上げられた原油）に含まれるガス分や水分の除去などを行うものである。生産原油処理装置６は、管路２６に接続されており、その途中で管路２６ａと管路２６ｂとに分岐している。管路２６ａは管路２７に接続されており、管路２６ｂは、途中で分岐してタンク１及びタンク２に接続されている。すなわち、生産原油処理装置６から送られる原油の搬送経路は２つあり、一方は、加水部９、水撹拌部１０を経て処理部８に送られる経路であり、他方は、タンク１又はタンク２に送られる経路である。生産原油処理装置６は、処理部８に原油を供給する原油供給部としても機能する。
【００３０】
（スラッジ撹拌部）
スラッジ撹拌部７は、例えば、タンク１，２に設けられている。タンク１内の底には、スラッジ撹拌部７としてのミキサ７ａが設けられている。ミキサ７ａは、タンク１の底に溜まった原油スラッジＳを撹拌して周囲の原油と混合するものである。さらに、タンク１には、スラッジ撹拌部７としてのポンプ７ｂが設けられている。ポンプ７ｂは、タンク１内の原油を吸い込んで高圧流体としてミキサ７ａに送るためのもので、タンク１の底に堆積している原油スラッジＳに向けて噴射するように配置されており、タンク１の底に溜まった原油スラッジＳを撹拌して周囲の原油と混合する。
タンク２内の底には、スラッジ撹拌部７としてのミキサ７ｃが設けられている。ミキサ７ｃは、例えば、電動式のプロペラミキサであり、タンク２の底に溜まった原油スラッジＳを撹拌して周囲の原油と混合するものである。さらに、タンク２には、スラッジ撹拌部７としてのポンプ７ｄが設けられている。ポンプ７ｄは、タンク２内の原油を吸い込んでタンク２の底に堆積している原油スラッジＳに向けて噴射するように配置されており、タンク２の底に溜まった原油スラッジＳを撹拌して周囲の原油と混合する。なお、ミキサ７ｃとポンプ７ｄは、併用してもよいし、いずれか一方だけを設けてもよい。
なお、スラッジ撹拌部７は、タンク１，２に限らず、他のタンクに設けてもよい。また、原油に原油スラッジを混合・撹拌する設備や機械はこれらに限ることなく他の方法であってもよい。
【００３１】
（スラッジ供給部）
管路２１には、タンク１内の原油を処理部８に向けて送り出すポンプ３１ａと、ポンプ３１ａの下流側に設けられた開閉弁３１ｂとが設けられている。
管路２２には、タンク２内の原油を処理部８に向けて送り出すポンプ３２ａと、ポンプ３２ａの下流側に設けられた開閉弁３２ｂとが設けられている。
管路２３には、タンク３内の原油を処理部８に向けて送り出すポンプ３３ａと、ポンプ３３ａの下流側に設けられた開閉弁３３ｂとが設けられている。
管路２４には、タンク４内の原油を処理部８に向けて送り出すポンプ３４ａと、ポンプ３４ａの下流側に設けられた開閉弁３４ｂとが設けられている。
管路２５には、タンク５内の原油（原油スラッジ）を処理部８に向けて送り出すポンプ３５ａと、ポンプ３５ａの下流側に設けられた開閉弁３５ｂとが設けられている。
管路２６から分岐する管路２６ａには、開閉弁３６ａが設けられている。開閉弁３６ａを開くことにより、生産原油処理装置６にて処理された原油は管路２６ａ、管路２７を通って処理部８に送られる。管路２６から分岐する管路２６ｂには、開閉弁３６ｂが設けられている。開閉弁３６ｂを開くことにより、生産原油処理装置６にて処理された原油は管路２６ｂを通ってタンク１，２に送られる。すなわち、開閉弁３６ａ，３６ｂのいずれかを開くことで、原油の送り先を選択することができる。
管路２１，２２，２３，２６は、スラッジ供給部を構成しており、原油スラッジ濃度や処理部８の処理状況に応じて管路２４や管路２６ａを開放して適宜原油スラッジに原油を加えることができる。例えば、管路２５の高濃度スラッジは管路２４を併用することによりスラッジ濃度を調整して供給することが可能である。スラッジ供給部におけるスラッジ濃度の調整のためには、これらの管路は自由に選択され１つの管路でも良いし２つ以上の管路でもよい。
【００３２】
（加水部）
加水部９は、原油に水を加えるものであり、管路９１と、管路９１上に設けられた開閉弁９２とを備えている。管路９１の一端は、水タンク等の水供給設備に接続されており、他端は、管路２８に接続されている。すなわち、開閉弁９２を開けることで、原油の流れる管路２８内に水を供給できるようになっている。なお、加水部９から必ずしも水を管路２８に供給する必要はなく、処理部８に送られる原油の状況に応じて供給の有無を決定すればよい。
【００３３】
（水撹拌部）
水撹拌部１０は、管路２８における加水部９の管路９１との接続点よりも下流側に設けられている。水撹拌部１０は、水と原油とを混合させるものであり、例えば、混合弁、あるいはラインミキサ１０から構成されている。水撹拌部１０での混合により原油及び原油に混合している原油スラッジと水の間で更にエマルションが生成される。水撹拌部１０で生成されたエマルションが加わることにより処理部８の静電処理でエマルションの乖離が加速され、原油スラッジにもともと存在していたエマルションの分解効率が高まる。
【００３４】
（処理部）
処理部８は、高電圧静電場処理装置であり、一般的に、５０℃〜１５０℃の環境下、特に１３０℃前後の環境下で運転される。処理部８は、処理ベッセル８０と、ディストリビューター８１と、電極板８２と、高電圧トランス８３とを備えている。
処理ベッセル８０は、例えば、設置された状態において、正面視長円形の円筒状に形成されている。処理ベッセル８０の底部には、管路２８が接続されており、原油スラッジＳを含む原油が処理ベッセル８０の底部から供給される。また、処理ベッセル８０の底部には、原油を処理した後の水分等の夾雑物を排出する排出部としての排出管１３が接続されている。処理ベッセル８０の天井部には、処理部８で処理された原油の出口があり、管路１２が接続されている。管路１２は、途中で分岐されており、管路１２ａは、各タンク１〜４に接続されている原油戻し部であり、管路１２ｂは、原油蒸留装置１４に接続されている。
ディストリビューター８１は、管路２８から送られる原油を均等に処理ベッセル８０に送り出すものであり、処理ベッセル８０内の底部のほぼ全域にわたって設けられている。
電極板８２は、電圧の印加により周囲に静電場領域を形成するものであり、形成された静電場により、原油中に含まれるエマルションの水粒子が荷電され、水粒子どうしが合体することによりエマルションは乖離し、水分と油分とに分離させる。エマルションの乖離と水粒子の合体は繰り返され、水分は凝集沈降して処理ベッセル８０の底部に滞留する。電極板８２は、処理ベッセル８０内における高さ方向中央部付近に、所定の間隔をあけて複数並んで設けられている。電極板８２は、金属板が一般的であるが、複合ＦＲＰ板や、その他の電極板を用いてもよい。
高電圧トランス８３は、電極板８２に電気的に接続されており、電極板８２に高電圧を印加する。高電圧トランス８３は、１万ボルト〜４万ボルトの範囲内の高電圧を電極板８２に印加する。高電圧トランス８３の電源は、交流でも直流でもよく、これらの複合であってもよい。高電圧トランス８３の印加電圧及び印加周波数は、一定型でも可変型でもよい。処理部８は、交流型、直交流型、電圧可変直交流型、周波数可変直交流型があり、この順でエマルション分解性能が上昇していき、周波数可変直交流型の処理部が最も処理能力が高い。
【００３５】
＜原油処理方法＞
次に、上記の原油処理装置を用いた原油処理方法について説明する。
タンク１においては、ミキサ７ａ及びポンプ７ｂを起動し、タンク１内の原油スラッジＳを撹拌し、原油スラッジＳと原油Ｏとを混ぜ合わせる。タンク１内で原油スラッジＳと原油Ｏとを十分に混合した後、ポンプ３１ａを起動させると共に、開閉弁３１ｂを開き、原油を処理部８へと送る。また、加水部９の開閉弁９２を開き、管路９１に水を流し、原油が流れている管路２８に水を送り込むと共に、混合弁１０を経て、原油と水をよく混合させる。ここで、水は、処理する原油量（体積）の５体積％〜１０体積％程度の量を加えることが好ましい。
タンク２においては、ミキサ７ｃ及びポンプ７ｄを起動し、タンク２内の原油スラッジＳを撹拌し、原油スラッジＳと原油Ｏとを混ぜ合わせる。タンク２内で原油スラッジＳと原油Ｏとを十分に混合した後、ポンプ３２ａを起動させると共に、開閉弁３２ｂを開き、原油を処理部８へと送る。また、加水部９の開閉弁９２を開き、管路９１に水を流し、原油が流れている管路２８に水を送り込むと共に、混合弁１０を経て、原油と水をよく混合させる。ここで、水は、処理する原油量（体積）の５体積％〜１０体積％程度の量を加えることが好ましい。
タンク３においては、ポンプ３３ａを起動させると共に、開閉弁３３ｂを開き、原油を処理部８へと送る。また、加水部９の開閉弁９２を開き、管路９１に水を流し、原油が流れている管路２８に水を送り込むと共に、混合弁１０を経て、原油と水をよく混合させる。ここで、水は、処理する原油量（体積）の５体積％〜１０体積％程度の量を加えることが好ましい。
【００３６】
タンク４においては、ポンプ３４ａを起動させると共に、開閉弁３４ｂを開き、原油を処理部８へと送る。また、加水部９の開閉弁９２を開き、管路９１に水を流し、原油が流れている管路２８に水を送り込むと共に、混合弁１０を経て、原油と水をよく混合させる。ここで、水は、処理する原油量（体積）の５体積％〜１０体積％程度の量を加えることが好ましい。
タンク５においては、ポンプ３５ａを起動させると共に、開閉弁３５ｂを開き、原油を処理部８へと送る。また、加水部９の開閉弁９２を開き、管路９１に水を流し、原油が流れている管路２８に水を送り込むと共に、混合弁１０を経て、原油と水をよく混合させる。ここで、水は、処理する原油量（体積）の５体積％〜１０体積％程度の量を加えることが好ましい。
生産原油処理装置６においては、開閉弁３６ａを開き、原油を処理部８へと送る。また、加水部９の開閉弁９２を開き、管路９１に水を流し、原油が流れている管路２８に水を送り込むと共に、混合弁１０を経て、原油と水をよく混合させる。ここで、水は、処理する原油量（体積）の５体積％〜１０体積％程度の量を加えることが好ましい。
【００３７】
各タンク１〜５及び生産原油処理装置６から送り出された原油は処理部８に達すると、高電圧トランス８３から１万ボルト〜４万ボルトの範囲内で電極板８２に電圧を印加されて生ずる静電場の作用を受けてエマルションが破壊される。エマルションの破壊により分離された油分及び微細固形分は原油側に移行し処理ベッセル８０内の上方から管路１２ａを通って各タンク１〜４に戻され、あるいは管路１２ｂを通って原油蒸留装置１４に送られる。一方、夾雑物である水分及び重質固形分は、処理タンク８０の下方から排出管１３を通って外部に排出される。よって、管路１２ａで原油を戻す閉ループの流れが構築されているので、各部を運転し続けている限り、上記の動作を繰り返し、各タンク１〜５及び生産原油処理装置６に含まれる原油スラッジＳ内の油分が原油に戻され、原油内の夾雑物（不要物）が外部に輩出されていく。また、油分が管路１２ｂを通って原油蒸留装置１４に送られる場合も原油中の夾雑物が減少され安定運転と装置の腐食防止に大きく寄与する。
なお、タンク１〜５、生産原油処理装置６、管路２１〜２８、処理部８のいずれかに、原油内に存在するエマルションの破壊・分解を促進する添加剤を加えてもよい。これにより、原油中の油分の回収を促進することができる。
【００３８】
＜作用＞
上記の原油処理装置１００及び原油処理方法によれば、原油スラッジＳを含んだ原油Ｏがタンク１〜５、生産原油処理装置６から処理部８に送られる途中で水が加えられ、混合弁１０で撹拌されることにより、原油中の親水成分（水溶性夾雑物）が水に溶解し、その周囲を油分や固形分が取り囲んだ微粒物、いわゆるエマルションが生成される。この新たに生成されたエマルションは、原油スラッジに元々存在していたエマルションとともに原油中に分散された状態で、処理ベッセル８０内でディストリビューター８１によってほぼ均一に徐々に上方に向かって移動し、やがて高電圧が印加された電極板８２によって形成された静電場領域に進入する。静電場領域に進入したエマルションは、水粒子が帯電することで変形し、エマルションは分解される。エマルションが乖離されることにより分離した水分は静電凝集により互いに合体凝集を繰り返して成長し、水滴となって処理ベッセル８０の底部に沈降し、排出管１３から外部に排出される。エマルションの乖離により、エマルションを構成していた固形分のうち、２０μｍ以下程度の超微細のものは原油中に浮遊して処理ベッセル８０内の上方から管路１２を通って各タンク１〜４に、あるいは原油蒸留装置１４に送られる。親水成分（水溶性夾雑物）は水分に溶け込み、硫化鉄等の重質固形分も水分と共に処理タンク８０の底部に沈降し、排出部１３から外部に排出される。
【００３９】
これにより、原油スラッジＳ中の油分のほとんどが回収され、原油を貯留するタンクに戻されて原油スラッジの減容化を図ることができ、原油スラッジＳの処理費用を低減することができる。また、原油蒸留装置１４に送られる場合も原油スラッジＳの油分が回収されるとともに夾雑物の減少により装置の安定運転が可能となる。
また、処理部８で処理した原油のうち、油分をタンクに戻し、水分等の夾雑物だけを排出する構成となっているので、原油処理装置１００内で原油を循環させることができ、循環させる回数を増やすことで原油の品質を高めることができる。これにより、ＣＯＷ工法で問題となっていた原油の品質低下を解消することができると共に、油分の回収が不十分といった問題を解消することができる。
また、循環を繰り返すことで原油タンクに堆積する原油スラッジSが減少し、更には大部分が消滅することから、原油スラッジの除去や油分回収に伴う費用（経済性）、工期（作業性）、安全性及び環境保全を画期的に改善することができる。
また、従来のように、原油スラッジＳを処理する際に、タンクの運転を停止する必要がなく、日常の操業中に原油スラッジＳを処理することから、作業性が格段に向上し、費用も大幅に低減することができる。
【００４０】
＜その他＞
なお、本発明は、上記の実施の形態に限られるものではなく、本発明の範囲を超えない範囲で適宜変更が可能である。例えば、上記の実施の形態においては、合計５つのタンクを並列に並べて配置しているが、原油スラッジを含む原油が貯留されたタンクが少なくとも１つあり、タンクから原油スラッジを含む原油を処理部に送り、処理部で処理された原油の油分だけを当該タンクに戻すような構成にしていればよい。また、タンクの数も任意であって、原油の処理規模に応じて自由に変更可能である。また、処理に用いるタンクの組み合わせ、すなわち、処理する原油の組み合わせも自由に変更可能である。例えば、タンク１及びタンク２の撹拌具合による原油中のスラッジ濃度、タンク３のスラッジ混入原油のスラッジ濃度、タンク５のスラッジ濃度、これらの濃度や原油スラッジの性状などに応じてタンク４を含めて複数のタンクを同時並行的に使用して、それらの混合原油が処理部８に送られる。また、その混合に生産原油処理装置６を介して生産原油が加わることもある。
【００４１】
また、図１においては、タンク１〜５や生産原油処理装置６、原油蒸留装置１４等が一つの原油処理装置１００に備えられているが、どのようなタンク１〜５を設置するか、生産原油処理装置６を設置するかは、原油処理を行う場所の特性に応じて適宜変更可能であり、製油所のようにタンク１〜５の少なくとも一つと処理部８とが設置される場所もあれば、原油井Ｇがある原油の生産現場のように生産原油処理装置６と処理部８とが設置される場所があってもよいし、上記の実施の形態のように、タンク１〜５の少なくとも一つと生産原油処理装置６と処理部８とが設置される場所であってもよい。
また、原油への加水も任意であって、加水した方がエマルションを破壊して油分を分離する効果が大きいが、原油の品質（原油に含まれている水分量）に応じて適宜加水の有無を自由に決めてよい。加水量も上記のように通常５~１０％程度であるが、それ以上であってもよく、また処理部の出口排水の一部をリサイクルして使用してもよい。加水する場所も任意であって、タンクと処理部とを結ぶ経路上に設けていればよい。
また、水撹拌部は、混合弁に限らず、ラインミキサであってもよい。
また、処理部は、静電場の形成によって原油中のエマルションを破壊できるものであれば、どのような装置を用いてもよい。
【実施例】
【００４２】
次に、原油処理装置を用いた原油処理の実施例について説明する。
原油試料として、中東で産出された軽質原油を用い、原油中の原油スラッジが１重量％、３重量％のものにそれぞれ水を４体積％、８体積％、１２体積％加えたものとの組み合わせで合計６種類の試料を用いて、８０℃の環境下で試験を行った。
評価は、原油品質の主要指標の１つであるＢＳ＆Ｗを用いた。ＢＳ＆Ｗは、原油中の不要分であり、分析方法がＪＩＳやＡＳＴＭで定められていて、原油商取引ならびに製油所での運転指標として広く使われている。原油スラッジは、エマルション、結晶ワックス、無機沈殿物、更にそれらスラッジ成分に取り囲まれている同伴原油などの混合物の総称であり、原油スラッジ自体を分析する方法や規格は存在しないため、原油スラッジの不要成分を表す尺度としてはＢＳ＆Ｗを指標とするのが最も適切と考えられる。ＢＳ＆Ｗは、試料を等量の温トルエンで撹拌混合させた後にトルエン不溶物を遠心分離法で分離して測定するものであり、具体的には水分と一定の遠心力で分離されるトルエン不溶の固形分の総和である。従って、原油スラッジの主要成分であるエマルション中の全水分とトルエンに不溶の固形分の和でありＢＳ＆Ｗ（体積％）が原油スラッジの不要成分を代表するとの考えは妥当なものである。
原油スラッジのＢＳ＆Ｗは、原油種、貯蔵履歴などにより様々であるが、一般に２０〜５０体積％程度が多い。ＢＳ＆Ｗ成分以外の成分は油分とアスファルテンである。原油スラッジを混合させた高濃度ＢＳ＆Ｗ原油を高電圧静電場にて処理し、スラッジの主成分であるエマルションを分解し、分解により分離される油分は全て原油に回収され、水分は排水として排出させることができる。従って、高電圧静電場で処理後、原油中のＢＳ＆Ｗは大幅に低減し、原油商取引や製油所での安定運転に大きく貢献する。
処理部８に導入されたスラッジ成分中の油分はほぼ全て処理部８内で原油に移されて回収される。未分解のエマルションは原油とともに上部から排出されるが、その分解率をＢＳ＆Ｗ除去率として処理部８を模したラボ試験機（エマルション安定試験機）での試験データとして用いる。表１に試験の条件を示し、表２に試験の結果を示す。
【００４３】
【表１】
2018062564.tif 000003
【００４４】
【表２】
2018062564.tif 000004
＊１  原料油中のＢＳ＆Ｗは、水の添加量を含まず原油スラッジのみから持ち込まれるＢＳ＆Ｗで、上表のスラッジ試料分析結果からの計算値である。
【００４５】
表２に示す試験結果からわかるように、試料中のＢＳ＆Ｗ除去率は、８０％に達しているものが多い。試験温度を５０℃で実施した場合はＢＳ＆Ｗ除去率は概ね５０％以下であり、高温度ほどエマルションの分解が促進されてＢＳ＆Ｗ除去率が上昇する。通常の処理部８の運転条件が１００〜１５０℃であることを考慮すると、実際に用いられる処理部８においてはＢＳ＆Ｗ除去率は８０％以上と推定される。
以上のように、原油処理装置１００は、原油スラッジからの油分の回収に効果的であることが確認できた。
【符号の説明】
【００４６】
１，２，３，４  タンク（原油タンク）
５  タンク（原油スラッジタンク）
６  生産原油処理装置
７  スラッジ撹拌部
７ａ，７ｃ  ミキサ
７ｂ，７ｄ  ポンプ
８  処理部
９  加水部
１０  混合弁（水撹拌部）
１１  スラッジ供給部
１２  管路（原油戻し部及び原油蒸留装置送油路）
１３  排出管（排出部）
【図１】
2018062564.tif 000005