(57)【要約】【課題】高粘度流体をタンクから排出するにあたり、精度が高い高粘度流体の排出計画を容易にし、出荷プロセスの効率を向上させることができる、高粘度流体の排出方法、及びタンクを提供する。【解決手段】ヒーターを備えるタンクに充填された高粘度流体を排出する方法であって、所定の数値流体力学解析により、該高粘度流体を加熱する時間を予測する加熱時間予測工程と、該加熱時間予測工程により予測された加熱時間に基づき該ヒーターにより該高粘度流体を加熱する高粘度流体加熱工程と、該タンクから該加熱された高粘度流体を排出する高粘度流体排出工程と、を有する、高粘度流体の排出方法、及び、これに用いられる高粘度流体用のタンクである。【選択図】なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
ヒーターを備えるタンクに充填された高粘度流体を排出する方法であって、
非圧縮性流体に対する質量保存則、運動量保存則、及びエネルギー保存則を用いた数値流体力学解析により、該高粘度流体の加熱時間を予測する加熱時間予測工程と、
該加熱時間予測工程により予測された加熱時間に基づき該ヒーターにより該高粘度流体を加熱する高粘度流体加熱工程と、
該タンクから該加熱された高粘度流体を排出する高粘度流体排出工程と、
を有する、高粘度流体の排出方法。
【請求項２】
タンク内に充填された高粘度流体の温度に対応する該タンクの外壁温度と、高粘度流体を排出する際の外気温度と、に対して必要な該高粘度流体の加熱時間を記した早見表を用いる請求項１に記載の高粘度流体の排出方法。
【請求項３】
タンク内に充填されてから排出されるまでの日数と、高粘度流体を排出する際の外気温度と、に対する、該タンク内に順店された高粘度流体の温度に対応する該タンクの外壁温度を記した早見表を用いる請求項１又は２に記載の高粘度流体の排出方法。
【請求項４】
前記高粘度流体加熱工程が、前記タンクを放置及び／又は搬送した後に行われる請求項１〜３のいずれか１項に記載の高粘度流体の排出方法。
【請求項５】
前記加熱時間予測工程の前に、非圧縮性流体に対する質量保存則、運動量保存則、及びエネルギー保存則を用いた数値流体力学解析により、タンク内に充填された高粘度流体の温度を予測する流体温度予測工程を有する請求項１〜４のいずれか１項に記載の高粘度流体の排出方法。
【請求項６】
質量保存則、運動量保存則、及びエネルギー保存則を用いた数値流体力学解析が、連続の方程式、ナビエ−ストークス方程式、及びエネルギー方程式を用いた数値流体力学解析である請求項１〜５のいずれか１項に記載の高粘度流体の排出方法。
【請求項７】
前記ヒーターを備えるタンクが、横型円筒形である請求項１〜６のいずれか１項に記載の高粘度流体の排出方法。
【請求項８】
前記ヒーターを備えるタンクが、タンクコンテナに備えられる液体用タンクである請求項１〜７のいずれか１項に記載の高粘度流体の排出方法。
【請求項９】
前記ヒーターが、水蒸気を熱媒体とするものである請求項１〜８のいずれか１項に記載の高粘度流体の排出方法。
【請求項１０】
高粘度流体が、高粘度ポリマー添加剤である請求項１〜９のいずれか１項に記載の高粘度流体の排出方法。
【請求項１１】
請求項１〜１０のいずれか１項に記載の高粘度流体の排出方法に用いられる高粘度流体用のタンク。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、高粘度流体の排出方法及び高粘度流体用のタンクに関する。
【背景技術】
【０００２】
高粘度ポリマー添加剤等の高粘度流体は、潤滑油組成物の添加剤として、また塗料、粘接着剤の原材料として、自動車分野、石油化学分野で幅広く用いられている。例えば、潤滑油組成物は、自動車その他高速高荷重歯車用、一般機械の比較的軽荷重歯車用、一般機械の比較的高荷重歯車用等の歯車装置（ギヤ）用、またガソリンエンジン、ディーゼルエンジン、その他内燃機関に用いられる内燃機関用などの用途に用いられている。中でも、自動車用途では省エネ意識の高まりに伴い、省燃費性に対する要求が厳しくなっており、これを向上するために、ポリメタクリレート（ＰＭＡ）等のアクリルポリマー系、オレフィンコポリマー系等の高粘度ポリマー添加剤の使用量が年々増加している。これらの添加剤等のような、粘度が極めて高い高粘度流体は、他の添加剤に比べて移送、加熱及び冷却といった取扱いが困難である。
【０００３】
ところで、これらの高粘度ポリマー添加剤は、日本から海外に貨物船等で船舶輸送し、海外工場で基油と配合し、潤滑油組成物を製造するような使い方がされている。例えば、日本にある高粘度ポリマー添加剤の製造会社でヒーターを備えるタンクに充填し、該タンクを貨物船等に積載し、海外工場のある国まで船舶輸送する、次いで、当該国の港（到着現場）でタンクから排出して海外工場に陸送し、又はタンクごと海外工場まで陸送した後、該工場内でタンクから排出し、基油と配合して潤滑油組成物を製造する。
【０００４】
高粘度ポリマー添加剤を充填したタンクを海外に船舶輸送する場合、添加剤はタンク内で数日から１週間、更には１ヶ月程度放置されるため、タンク内の添加剤は徐々に放熱し、いずれは外気温度と同程度の温度まで低下することになる。温度が外気温度まで低下した添加剤は、粘度が上昇し、流動性を失するため、そのままではタンクから排出できない。そのため、加熱して粘度を下げた後、タンクから排出することになる。この場合、加熱に要する時間は、添加剤の種類、外気温度等により変わるので、数時間から半日で済むこともあれば、最長だと数日単位となることもあり、条件の違いによって、加熱に要する時間の振れ幅が極めて大きくなる。そのため、加熱のための待ち時間、その後の陸送計画等の出荷プロセスの計画を全く予測ができない状況にある。例えば、原油とナフサの輸送方法は、一定の手法が確立されている（例えば、特許文献１参照）。しかし、高粘度ポリマー添加剤等の高粘度流体を輸送する場合、特にタンクからの排出を要する場合に、加熱に要する時間を予測する手法は全く確立されておらず、出荷プロセスの計画は極めて困難となっている。
【０００５】
加熱時間が前後すると、現地での出荷プロセスに大きな影響を及ぼすことになるにも関わらず、これを予測する手法が全く確立されていないため、加熱に要する時間を事前に、かつ高精度で予測することが、出荷プロセスの改善の観点から切実に要望されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００３−２００８８４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
そこで、本発明は、高粘度流体をタンクから排出するにあたり、精度が高い高粘度流体の排出計画を容易にし、出荷プロセスの効率を向上させることができる、高粘度流体の排出方法、及びタンク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】
【０００８】
本発明者らは、前記課題を解決するために鋭意研究を重ねた結果、下記の発明により解決できることを見出した。すなわち本発明は、下記の構成を有する高粘度流体の排出方法、及びタンクを提供するものである。
【０００９】
１．ヒーターを備えるタンクに充填された高粘度流体を排出する方法であって、
非圧縮性流体に対する質量保存則、運動量保存則、及びエネルギー保存則を用いた数値流体力学解析により、該高粘度流体の加熱時間を予測する加熱時間予測工程と、
該加熱時間予測工程により予測された加熱時間に基づき該ヒーターにより該高粘度流体を加熱する高粘度流体加熱工程と、
該タンクから該加熱された高粘度流体を排出する高粘度流体排出工程と、
を有する、高粘度流体の排出方法。
２．前記１に記載の高粘度流体の排出方法に用いられる高粘度流体用のタンク。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、高粘度流体をタンクから排出するにあたり、精度が高い高粘度流体の排出計画を容易にし、出荷プロセスの効率を向上させることができる、高粘度流体の排出方法、及びタンクを提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】タンクコンテナの一態様を示す模式図である。
【図２】本実施形態において行う数値流体力学解析のフロー図である。
【図３】早見表の一態様を示す模式図である。
【図４】実施例１における放置（放冷）時の高粘度流体の実測温度及び解析温度の経時変化を示す図である。
【図５】実施例１における加熱時のタンク壁面（鏡部）の実測温度及び解析温度の経時変化を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
以下、本発明の実施形態（以下、「本実施形態」と称することもある）について説明する。なお、本明細書中において、数値範囲の記載に関する「以上」、「以下」で記載される上限及び下限の数値は任意に組み合わせできる数値であり、また、実施例の数値を上限及び下限とすることができる。
【００１３】
本実施形態に係る高粘度流体の排出方法は、ヒーターを備えるタンクに充填された高粘度流体を排出する方法であって非圧縮性流体に対する質量保存則、運動量保存則、及びエネルギー保存則を用いた数値流体力学解析により、該高粘度流体の加熱時間を予測する加熱時間予測工程と、該加熱時間予測工程により予測された加熱時間に基づき該ヒーターにより該高粘度流体を加熱する高粘度流体加熱工程と、該タンクから該加熱された高粘度流体を排出する高粘度流体排出工程と、を有するものである。
【００１４】
（高粘度流体）
本実施形態において、高粘度流体は、タンクから排出する際の外気温度と同程度の温度において流動性を有しないため、タンクの排出口を開けても実質的に排出できない程度の粘度を有する流体のことであり、具体的には、４０℃動粘度が、１，０００ｍｍ２／ｓ以上のものであることをいう。また４０℃動粘度の上限は特に制限はないが、例えば、２，０００，０００ｍｍ２／ｓ以下である。動粘度は、ＪＩＫ  Ｋ２２８３に準じて測定した値である。
【００１５】
高粘度流体としては、より具体的には、ポリメタクリレート（ＰＭＡ）系（例えば、ポリアルキルメタクリレート、ポリアルキルアクリレート等）、オレフィン系共重合体（ＯＣＰ）系（例えば、エチレン−プロピレン共重合体（ＥＰＣ）、ポリイソブチレン等）、スチレン系共重合体（例えば、ポリアルキルスチレン、スチレン−ジエン共重合体、スチレン−イソプレン共重合体、スチレン−ジエン水素化共重合体、スチレン−無水マレイン酸エステル共重合体等）等の粘度指数向上剤などの高粘度ポリマー添加剤が挙げられる。
【００１６】
これらの高粘度流体は、重量平均分子量（Ｍｗ）が、通常５，０００以上３，０００，０００以下のものであり、上記ＰＭＡ系粘度指数向上剤の場合、例えば、５，０００以上、２０，０００以上又は２５，０００以上であり、上限としては特に制限はなく、例えば、３，０００，０００以下、２，０００，０００以下又は１，０００，０００以下であればよい。また、上記ＯＣＰ系粘度指数向上剤の場合、５，０００以上、１０，０００以上又は１５，０００以上であり、上限としては特に制限はなく、例えば、８００，０００以下、７００，０００以下又は５００，０００以下であればよい。ここで、重量平均分子量は、ゲルパーミエーションクロマトグラフィー（ＧＰＣ）法により測定し、ポリスチレンを用いて作成した検量線から求めることができる、ポリスチレン換算値である。
【００１７】
（ヒーターを備えるタンク）
タンクに備えられるヒーターのタイプは特に制限はなく、タンク内部に設けられるヒーター、タンクの外部に設けられるジャケットタイプのヒーター等が挙げられ、より効率的に高粘度流体を加熱する観点から、タンク内部に設けられるヒーター、例えばチューブタイプのヒーターが好ましい。
また、ヒーターの熱源としては、オイル及び水蒸気等の熱媒体、電気等が挙げられ、より効率的に高粘度流体を加熱できること、また排出作業を行う海外の港、海外工場で汎用される熱媒体であることを考慮すると、水蒸気を熱媒体として用いることが好ましい。
【００１８】
タンク内にヒーターを設ける場合、ヒーターは、底部に設けることが好ましい。底部にヒーターを設けることで、高粘度流体の対流が生じやすく、高粘度流体をより効率的に加熱することができる。タンク内壁及びその近傍は外気温度の影響によりタンク中央部に比べて局所的に温度が低いことが一般的であるため、ヒーターはなるべく底部のタンク内壁に沿うように配置することが好ましい。例えば、タンク内壁とヒーター表面との距離として、メンテナンスを考慮すると、５ｃｍ以上３０ｃｍ以下が好ましく、１０ｃｍ以上２５ｃｍ以下がより好ましい。
また、これと同様の観点から、タンク外壁には断熱材が設けられていてもよい。
【００１９】
タンクの形状としては特に制限はなく、例えば、横置円筒型、縦置円筒型、直方体型、球体型のいずれであってもよいが、より効率的に多量の高粘度流体を移送でき、かつ排出することを考慮すると、横置円筒型、縦置円筒型が好ましく、タンク内に設置するヒーター形状との関係で、より効率的に高粘度流体を加熱する観点から、横置円筒型がより好ましい。
【００２０】
ヒーターを備えるタンクは、タンクコンテナに備えられるタンクであることが好ましい。タンクコンテナは、少なくともフレームと該フレームに支持されるタンクからなり、フレームによる外寸は規格化された形状に基づくことが好ましい。これにより、国内のみならず、海外でも、船舶輸送、航空輸送、及びトラック等による陸送等、様々な搬送方法に対応できる。規格化されたタンクコンテナとしては、ＩＳＯにより国際的に統一された規格に基づく国際海上貨物用コンテナをはじめとし、国内規格（ＪＩＳ）に準拠するもの等も挙げられる。
【００２１】
図１は、タンクコンテナの一態様を示す模式図である。図１に示されるタンクコンテナ１は、フレーム１１と、該フレーム１１に支持されたタンク１２とを備えるものである。該タンク１２は、少なくとも上部供給・取出口１３、排出口１４を備えるものであればよく、図１に示されるタンク１２は、更に、通気弁１５、安全弁１６、マンホール１７、熱媒体供給口１８、及び熱媒体排出口１９を備えている。
【００２２】
通気弁１５は、高粘度流体によってはタンク内で気体を発生し、タンク内圧力が上昇する場合があるため、タンク内圧力の調整用として必要に応じて備えられる弁であり、タンク内圧力が急上昇し、通気弁１５によってもタンク内圧力の上昇を抑えられない場合のために、安全弁１６が設けられてもよい。安全性の観点から、通気弁１５、及び安全弁１６は設けられていることが好ましい。
また、安全性の観点から、緊急時に高粘度流体の排出を遮断する緊急遮断弁（図示せず）を、排出口１４の上流に設けることが好ましい。
【００２３】
マンホール１７は、タンク内部のメンテナンスの際に用いられるものである。タンク内部の掃除を行うこと、ヒーターをタンク内部に設ける場合は、該ヒーターのメンテナンスを行うことなどを考慮すると、マンホール１７が設けられていることが好ましい。
【００２４】
タンク内にヒーターを設ける場合であって、熱媒体としてオイル、水蒸気を用いることを考慮すると、熱媒体供給口１８、及び熱媒体排出口１９が備えられていることが好ましい。タンク１２内部の熱媒体供給口１８と熱媒体排出口１９との間には、熱媒体が通過するヒーター（図示せず）が設けられる。
また、タンクには、タンク内の流体温度を把握するため、温度計が設けられていてもよい（図示せず）。
【００２５】
（加熱時間予測工程）
加熱時間予測工程は、非圧縮性流体に対する質量保存則、運動量保存則、及びエネルギー保存則を用いた数値流体力学解析により、該高粘度流体の加熱時間を予測する工程である。例えば、下記の数式、すなわち質量保存則の式（「連続の式」とも称される。）、運動量保存則の式（より具体的には、タンク内のｘ、ｙ及びｚ方向に対する「ナビエ−ストークス式」（Ｎ−Ｓ式）とも称される。）、エネルギー保存則の式（「エネルギー方程式」とも称される。）に基づき、熱媒体で高粘度流体を加熱した場合の、タンク内の任意の箇所における該流体の経時的な温度を算出し、該流体が目標温度に達するまでの時間を算出することができる。
【００２６】
ここで、目標温度としては、タンク内の高粘度流体が円滑に排出できる温度であればよく、高粘度流体の目標温度における動粘度が、１，０００ｍｍ２／ｓ以下となるような温度を目標温度として設定することができる。目標温度は、具体的には、該高粘度流体に応じて可変するため一概にはいえないが、例えば、５０℃以上１００℃以下が好ましく、６０℃以上９５℃以下がより好ましく、７０℃以上９０℃以下が更に好ましい。
【００２７】
【数１】
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【００２８】
図２は、数値流体力学解析のフロー図である。図２には、高粘度流体性状（所定温度における密度、粘度、比熱、熱伝導率等）、タンク形状及び材質物性（密度、比熱、熱伝導率等）、タンク保温材形状及び材質物性（密度、比熱、熱伝導率等）、タンク内ヒーターの形状及び材質物性（熱伝導率等）、熱媒体性状（温度及びその温度における比熱等）、外気温度、並びにタンク外壁と外気間との熱伝達率をインプット値とし、具体的には、上記の数式、すなわち質量保存則の式、運動量保存則の式、エネルギー保存則の式に基づく、数値流体力学解析によるシミュレーションを行い、タンク内の任意の箇所における高粘度流体の経時的な温度を算出し、算出温度が目標温度に達するまでの時間を算出することができることが示されている。
【００２９】
また、本実施形態の排出方法においては、加熱時間予測工程を行う前に、非圧縮性流体に対する質量保存則、運動量保存則、及びエネルギー保存則を用いた数値流体力学解析により、タンク内に充填された高粘度流体の加熱開始時における温度分布を予測する流体温度予測工程を有することが好ましい。加熱を開始する直前のタンク内の高粘度流体の温度は、加熱時間予測工程における解析において必要な値となるため、タンクに高粘度流体が充填されてから、該流体の温度分布が外気温度と等しくなる前に加熱を行う場合、タンクに温度計が設けられていない場合に、加熱時間予測工程を行う前に流体温度予測工程を有することは有効である。
【００３０】
数値流体力学解析は、加熱時間予測工程と同様に、上記の数式、すなわち質量保存則の式（連続の式とも称される。）、運動量保存則の式（より具体的には、タンク内のｘ、ｙ及びｚ方向に対するナビエ−ストークス式）、エネルギー保存則の式（エネルギー方程式とも称される。）に基づいて行うことができ、これにより、加熱を開始する直前のタンク内の高粘度流体の温度を算出できる。
【００３１】
（早見表）
加熱時間を予測する手法として、タンク内に充填された高粘度流体の温度に対応する該タンクの外壁温度及び高粘度流体を排出する際の外気温度に対して必要な高粘度流体の加熱時間を記した早見表を作成し、用いることが好ましい。ここで、外壁温度、及び加熱時間は、上記解析により求めたものである。このような早見表を予め用意しておくことで、港等の到着現場であっても、高い精度で排出計画をたてることが可能となる。
【００３２】
本実施形態で用いられる早見表は、具体的には、図３の（ａ）で示される早見表（以下、「早見表（ａ）」と称することがある。）を用いることが好ましい。早見表（ａ）は、横軸に高粘度流体を排出する際の外気温度、及び縦軸にタンクの外壁温度が５℃おきに記載され、所定の外気温度とタンクの外壁温度とに対応する高粘度流体の加熱時間が記載されている。ここで、高粘度流体を排出する際の外気温度は、排出を開始する時間における温度としておけばよい。
例えば、高粘度流体を排出する際の外気温度が２０℃で、タンクの外壁温度が３０℃であれば、高粘度流体の加熱時間は４７時間となる。なお、早見表（ａ）は５℃おきに記載されているが、必要に応じて、１℃おきに記載されたものであってもよいし、逆に１０℃おきに記載されたものであってもよい。
【００３３】
例えば、外気温度が２３℃であって、タンクの外壁温度が３０℃のときの加熱時間は、より確実に加熱して排出しやすくする観点から、外気温度を２０℃として加熱時間を予測してもよいし、また、外気温度が２５℃のときの加熱温度が２０℃のときより短いときは、温度の比率に応じた時間（外気温度が２３℃の場合は、２０℃のときの加熱時間と、２５℃のときの加熱時間との差を３：２の比率で分けたときの、２０℃のときの加熱温度から３／５の割合分の時間を差し引いた時間）としてもよい。
また、タンクの外壁温度が３３℃の場合、上記の外気温度の考え方と同様に対応することができ、より確実に加熱して排出しやすくする観点から、外壁温度を３０℃として加熱時間を予測してもよいし、外壁温度が３５℃のときの加熱温度が３０℃のときより短いときは、温度の比率に応じた時間（外壁温度が３３℃の場合は、３０℃のときの加熱時間と、３５℃のときの加熱時間との差を３：２の比率で分けたときの、３０℃のときの加熱温度から３／５の割合分の時間を差し引いた時間）としてもよい。
【００３４】
高粘度流体を排出する場所において、タンクに高粘度流体が充填されてから該流体の温度分布が外気温度と等しくなる前に加熱を行う場合、タンクの外壁温度を測定する温度計がない場合は、タンク内に充填されてから排出されるまでの日数と、タンク内に充填されてから排出されるまでの平均外気温度と、に対する、該タンク内に充填された高粘度流体の温度に対応する該タンクの外壁温度を記した早見表を作成し、これを用いることが好ましい。ここで、平均外気温度は、毎時間ごとの気温の平均をもとにした、タンク内に充填されてから排出されるまでの時間に対する気温の平均値を用いることが好ましい。また、流体を排出する地域における月平均気温を用いてもよい。
【００３５】
図３の（ｂ）で示される早見表（以下、「早見表（ｂ）」と称することがある。）は、横軸にタンク内に充填されてから排出されるまでの平均外気温度、及び横軸にタンクの外壁温度が５℃おきに記載され、所定の平均外気温度とタンクの外壁温度とに対応するタンク内に充填されてから排出されるまでの日数が記載されている。この早見表（ｂ）により、平均外気温度とタンク内に充填されてから排出されるまでの日数を用いて、タンクの外壁温度を予測することができる。例えば、平均外気温度が２０℃の場合、タンク内に充填されてから排出されるまでの日数が１５日であれば、タンクの外壁温度は３０℃となる。なお、早見表（ｂ）は５℃おきに記載されているが、必要に応じて、１℃おきに記載されたものであってもよいし、逆に１０℃おきに記載されたものであってもよい。
【００３６】
早見表（ｂ）で、平均外気温度２０℃のときに、タンク内に充填されてから排出されるまでの日数が１５日の次は１３日となっており、１４日の欄が存在しない。平均外気温度が２０℃で、タンク内に充填されてから排出されるまでの日数が１４日の場合は、より確実に加熱して排出しやすくする観点から、日数が１５日のときのタンクの外壁温度を用い、早見表（ａ）により加熱時間を予測すればよい。また、例えば、平均外気温度が２３℃の場合、より確実に加熱して排出しやすくする観点から、早見表（ｂ）の平均外気温度２０℃の欄の数値を用いたタンクの外壁温度とし、これを用いて、早見表（ａ）により加熱時間を予測すればよい。
また、例えば平均外気温度が２３℃の場合は、より確実に加熱して排出しやすくする観点から、平均外気温度を２５℃とタンク内に充填されてから排出されるまでの日数に対応する外壁温度とし、これを用いて、早見表（ａ）により加熱時間を予測することができる。
【００３７】
なお、図３の早見表（ａ）及び（ｂ）に示されるように、高粘度流体の相違によって早見表に記載される数値は異なるため、早見表には高粘度流体の種類、型番等、例えば、「ポリマーＡ」といった記載をしておくことが好ましい。このような記載を行っておくことで、現場作業の間違えを低減することができる。
【００３８】
（高粘度流体加熱工程）
高粘度流体加熱工程は、上記加熱時間予測工程により予測された加熱時間に基づき、タンクに備えられたヒーターを用いて高粘度流体を加熱する工程である。熱媒体、ヒーターのタイプの違いに応じた操作を行い、ヒーターを作動し、高粘度流体を予測された加熱時間で加熱すればよい。
【００３９】
高粘度流体加熱工程については、受け入れ先の都合に応じて、加熱を開始するタイミングが異なる場合がある。例えば、船舶からタンクを降ろして、到着現場ですぐに加熱を開始する場合もあるし、船舶からタンクを降ろして、到着現場で数日間放置した後に加熱を開始する場合もあるし、また船舶からタンクを降ろして、トラック等により搬送し、海外工場にて加熱を開始する場合もある。すなわち、高粘度流体加熱工程は、タンクを放置及び／又は搬送した後に行われることがある。本実施形態においては、受け入れ先の様々な状況に対応するため、上記の通り、ヒーターを備えるタンクがタンクコンテナに備えられていることが好ましい。タンクがタンクコンテナに備えられたものであることにより、船舶搬送、トラック等による陸上搬送、また航空輸送にも対応することが可能である。
【００４０】
（高粘度流体排出工程）
高粘度流体排出工程は、上記加熱工程により加熱した高粘度流体を排出する工程である。具体的には、タンクに設けられた排出口の弁を開けて、受け入れ先の受入槽、タンク等に排出すればよい。また、受け入れ先にトラブルが生じた場合であって緊急を要する場合には、緊急遮断弁により排出を停止することができる。
【００４１】
（高粘度流体用のタンク）
本実施形態の高粘度流体用のタンクは、上記本実施形態の高粘度流体の排出方法に好適に用いられる。本実施形態の高粘度流体用のタンクは、具体的には、上記（ヒーターを備えるタンク）で説明したタンクのことである。
【実施例】
【００４２】
本発明を、実施例を参照してさらに詳細に説明する。本発明は、これらの例に限定されない。
【００４３】
［実施例１］
ヒーター付きタンクＡ（日本コンセプト（株）製、商品名：ＩＳＯコンテナタンク、タンク寸法：直径２，４００×長さ６，１００ｍｍ、容量：２４，０００リットル、材質：ＤＩＮ１７４１１）に、１４０℃のポリマーＡ（ポリメタクリレート、４０℃動粘度：５７，０００ｍｍ２／ｓ、１００℃動粘度：７６４ｍｍ２／ｓ、密度（１００℃）：８６６ｋｇ／ｍ３、比率（１００℃）：２，３４０Ｊ／（ｋｇ・℃）、熱伝導率（１００℃）：０．２Ｗ／（ｍ・℃））を、タンク内の高さ１．８ｍまで供給口から注入し、供給口のフランジを閉めて密封した。これを、平均気温２６．５℃の条件下で、２８日間放置（放冷）した。その後、熱媒体として水蒸気（温度：１３０℃、圧力：２７０ｋＰａ）を用いてヒーターでポリメタクリレートの加熱を開始して、７０℃になるまで加熱したところ、加熱時間は３１時間であった。
【００４４】
本実施例について、高粘度流体の性状として密度：８８６〜８６１ｋｇ／ｍ３（−１０〜１３０℃）、粘度：１０，０００〜０．０８Ｐａ・ｓ（２０〜１３０℃）、比熱：２，０１０〜２，４３０Ｊ／（ｋｇ・℃）（−１０〜１３０℃）、熱伝導率：０．２Ｗ／（ｍ・℃）（−１０〜１３０℃で一定）を、保温材材質性状として密度：１００ｋｇ／ｍ３、比熱：７００Ｊ／（ｋｇ・℃）、熱伝導率：０．０４Ｗ／（ｍ・℃）を、タンクヒーター温度：１３０℃（水蒸気温度を適用）、外気温度：２６．５℃（放冷及び加熱期間の平均値）、風速と外気温から推定されるタンク外壁と外気間の熱伝達率：１０Ｗ／（ｍ２・℃）等をインプット値として、非圧縮性流体に対する質量保存則、運動量保存則、及びエネルギー保存則を用いた数値流体力学解析によりシミュレーションし、該高粘度流体の加熱時間を予測したところ、３３．０時間であり、実際の加熱時間との誤差は６％となった。
【００４５】
実施例１における放置（放冷）時の高粘度流体の実測温度及び解析温度の経時変化を図４に示す。図４では、放置（放冷）時のタンク内の高粘度流体の底部付近（下部）、中部、及び液面付近（上部）の３ヶ所に挿入した熱電対による温度実測値、及びこれらと同じ位置でのシミュレーションから得られた温度の経時変化が示されている。図４により、解析値は実測値を精度高く再現しており、この図から、放冷時間の予測時間と、実際の放冷時間との誤差を極めて小さくすることができたことを裏付ける結果となった。
また、実施例１における加熱時のタンク壁面（鏡部）に設置した熱電対による温度実測値及びこれと同じ位置での解析温度の経時変化を図５に示す。図５では、加熱時のタンク壁面（鏡部）に設置した熱電対による温度実測値、及びこれと同じ位置でのシミュレーションから得られた温度の経時変化が示されている。図５より、解析値は実測値を精度高く再現しており、加熱時間の予測時間と、実際の加熱時間との誤差についても、極めて小さくすることができたことを裏付ける結果となった。
【００４６】
［実施例２］
実施例１において、放置（放冷）期間を４０日間とし、当該期間の平均外気温２０℃で、実施例１と同様にして８０℃まで加熱したところ、加熱時間は５２時間であった。また、実施例１と同様にして数値流体力学解析によりシミュレーションし、高粘度流体の加熱温度を予測したところ、５３時間となり、実際の加熱時間との誤差は２％となった。
【００４７】
［実施例３］
実施例１において、放置（放冷）期間を１４日間とし、当該期間の平均外気温−３℃、タンクヒーター温度を１４０℃として、実施例１と同様にして８０℃まで加熱したところ、加熱時間は４８．５時間であった。また、実施例１と同様にして数値流体力学解析によりシミュレーションし、高粘度流体の加熱温度を予測したところ、４６時間となり、実際の加熱時間との誤差は５％となった。
【００４８】
［実施例４］
実施例１において、ポリマーＡをポリマーＢ（４０℃動粘度：２４，０００ｍｍ２／ｓ、密度：９４４〜９２１ｋｇ／ｍ３（−１０℃〜１３０℃）、粘度：２１，０００〜０．０５Ｐａ・ｓ（−１０℃〜１３０℃）、比熱：１，９５５〜２，３５２Ｊ／（ｋｇ・℃）（−１０〜１３０℃）、熱伝導率：０．２Ｗ／（ｍ・℃）（−１０〜１３０℃で一定））とし、外気温度：０．０℃（放冷及び加熱期間の平均値）、とした以外は、実施例１と同様にして８０℃まで加熱したところ、加熱時間は５０時間であった。また、実施例１と同様にして数値流体力学解析によりシミュレーションし、高粘度流体の加熱温度を予測したところ、５０時間となり、実際の加熱時間と一致した。
【００４９】
［実施例５］
実施例１において、ポリマーＡをポリマーＣ（４０℃動粘度：２３，０００ｍｍ２／ｓ、密度：８８６〜８６１ｋｇ／ｍ３（−１０℃〜１３０℃）、粘度：３，３００〜０．２１Ｐａ・ｓ（−１０℃〜１３０℃）、比熱：２，０１０〜２，４３０Ｊ／（ｋｇ・℃）（−１０〜１３０℃）、熱伝導率：０．２Ｗ／（ｍ・℃）（−１０〜１３０℃で一定））、外気温度：３０℃（放冷及び加熱期間の平均値）、タンクヒーター温度：１５０℃とし、日中１３時間の加熱を行い、夜間１１時間は加熱を実施せず放置した以外は、実施例１と同様にして８０℃まで加熱したところ、加熱時間は３６時間（夜間放置した時間も含む）であった。また、実施例１と同様にして数値流体力学解析によりシミュレーションし、高粘度流体の加熱時間を予測したところ、３８時間（夜間放置した時間も含む）となり、実際の加熱時間との誤差は６％となった。
【００５０】
実施例１〜５に示されるように、本実施形態の高粘度流体の排出方法によれば、高粘度流体の種類、タンクの大きさ等の違いに影響されることはほとんどなく、高粘度流体の加熱時間を６％以内という高い精度で予測することができることが確認された。よって、本実施形態の高粘度流体の排出方法によれば、高粘度流体をタンクから排出するにあたり、該高粘度流体の排出計画を容易にし、出荷プロセスの効率を向上させることができることが具体的に確認された。
【符号の説明】
【００５１】
１．タンクコンテナ
１１．フレーム
１２．タンク
１３．上部供給・取出口
１４．排出口
１５．通気弁
１６．安全弁
１７．マンホール
１８．熱媒体供給口
１９．熱媒体排出口
【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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