JPS59500165A

JPS59500165A - 液体中のガス抽出

Info

Publication number: JPS59500165A
Application number: JP83500444A
Authority: JP
Inventors: ミラ−・ドナルド・スチユア−ト
Original assignee: ザ・ブリティッシュ・ハイドロメカニックス・リサ−チ・アソシエ−ション
Priority date: 1982-01-15
Filing date: 1983-01-17
Publication date: 1984-02-02
Also published as: EP0111488A1; WO1983002402A1; NO833302L

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるため要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】液体中のガス抽出方法発明の技術的分野本発明は液体中の不要ガスを抽出する方法に係り、特に海水中に溶解している空気を抽出し、その海水を海底で掘削する油井に圧入するためにも利用されるものである。

背景技術海底で掘削する油井から油を抽出する場合、その産出量は海水を井戸の中に圧入し、ガスと油により占められている空間を占拠させることにより増加させることができる。しかしながら、海水中に溶解している酸素を、０．Ｏ５ｐｐｍ以下に低減しておかなければ、生物の発生によって貯油層の中間が封鎖されることがある。しかし、海水から溶解している空気の所要量を除去する事は、非常に困難であり、沖にある油の装置周辺の低い温度の中では特に困難である。

液体から溶解しているガスを除去することは、ガスと反応する薬品を加えることにより可能である。しかし、この方法は、通常は沖合にあるシステムで使用する場合−よ、輸送と取り扱い上の困難により非常に高くつくことになる。

もう一つの技術としては、液体を加熱することであり、沸点近くまで加熱することが望ましい。この方法は通常過大なエネルギーの清貧を伴い、少なくともある種の場合には、液体は１吏用する前に冷却する必要がある。

これらの困難さのゆえに、液体のガス抜きはしばしば脱気装置、例えば英国特許寛１４６１５９１に開示されているような、胤械的手段によって行なわれる。その限械では、液体は非常に低圧で処理される。

しかし、海水中から溶解空気を１　ｐｐｍまで低減させるためには、多数段階の工程と非常な低圧を必要とする。このことは複雑な設備と高いエネルギー費用を要り、実行上からは躍られた効果しか持たない。かくて、海水から’ｔ９　Ｎした空気を除去するには、この方法では簡易に含有酸素を必要程度まで低下させることはできない。

不要ガスを液体から抽出するその他の方法は、液体を減圧する数段階と、その上で追加的なガスを液体内を通過させることにより、液体を補充ガスに接触させる方法がある。巳かしながらこの方法も若し補充ガスの過度の消耗をＭシナようとするならば、多段階の工程とガスと液体の良好な接触か必要である。

発明の開示本発明の目的は、補充ガスを液体中に通して不要な溶潴カスを抽出する方法において、以前のような不利な照、持に遣充ガスの過度の消實を避けるような方法を提供するとこ乙にある。

この方法は、まず不要ガスを含有する液体に圧力を加え、補充ガスを液体に加え、その全部又は一部を液体中に、８解させ、次いで液体への圧力を減圧し、補充ガスの少なくとも一部を除去し、ちとからあるガスの少なくとも一部ら共に・１り１本から除去することにより達成される。

本発明は、次の工程からなる、液体から不要ガスを抽出する方法を提供するものである。液体の加圧、加圧液体↓こ補充ガスを溶解させること、補充ガスの少なくとも一部を離脱させ、それと共に液体から元からのガスを少なくとも一部３λ 去するための液体の減圧という工程である。

補充ガスはその成分に於いて不要ガスと異なるものとし、もとの不要ガスは化学的に許容できないものである；こ対し、補充ガスの残存は化学的に許容できるものを選択するのである。

かくて不要ガスが酸素であるのに対し、即ち、液体と接触するに至る物質の酸化を回避することが望まれているから、補充ガスは窒素或いは炭化水素ガス等の非酸化性のガスとする。

この操作の為に使用される補充ガスの量を低減させるため全部又は一部のガスを再使用のため回収し、回収さγしたガスは、触媒バーナーの中を通過させ、バーナーによって不要ガスを除去するものである。

本発明を実施する２つの方法を、添付の図面；こより以下に説明する。

図面の簡単な説明第１図は、英国特許Ｎｏ、１４６１５９１号の明：（ｔｌ書；こ於いて開示された２つのガス除去器を組み込んだ本発明を実施するための望ましい装置のフローシートである。

第２図は、第１図に占めされているものに類似する装置のフローシートであるが、英国特許に１４６１５９１号の明釧書シこ開示された１個だけのガス除去器を用いたものである。

第３図は、２段階の工程で本発明を実施するさらにもう１つの装置のフローシートである。

本発明を実施する実施例第１図に示されている装置に於いて、第１並びＳこ第２のガス除去器（１）および（２）は、入口バイブ（３）および（４）を持っており夫々の入口のパイプは、４つに分かれた除去チューブ（６ンに連なる合流オリフィスを持っている。示されているごとく除去チューブ（６）の断面は、その接合部で急に大きくなっている。

入口バイブ（３）および（４）を通して注入される加圧された液体は、ノズル（５）から、分岐したジェットの形で放出され、これらジェット（噴射）の圧力の低下の結果、除去チューブｆ６ｊの断面が急に変化するたびに、熔解したガスが溶液の中から現われ、泡（７）を形成する。

これらの泡は、容器（同）に収められている液体（９）の表面（８）に上がってきて真空吸込ポンプ（１１）により除去せらｎる。フロー１−　（＋２）は、液面（８）が予定した水位に達したときにアクチュエーター（１３）を作動させ、その時アクチュエーター（１３）は液体抽出ポンプ（１４）を起動させる。

第１の装置の液体抽出ポンプ（１４）は、溶解ガス少量を含有する液体を加圧して、部屋（１５）に放出する。タンク（１６）からの補充ガスもまた部屋（１５）に送り込まれ、液体の中に溶解する。この液体は次いで導入ロバイブ（４）を通って第２のガス除去器（２）に送られそこでガス除去の工程が繰り返される。

その結果として、部屋（１５）に導かれた液体中に残存しているガスの一部は、液体中からタンク（１６）からの補充ガスの少なくとも一部と共に除去される。

実際には、冷たい海水から熔解ガスを除去するときｌＱｐｐｍ程度の溶解酸素を含有している海水が、入口バイブ（３）の中に１時間当たり１０万ガロンの率で送り込まれる。第１の除去器の容器（１Ｇ）の中の液体（９）中の熔解酸素のレベルは、ｔ　ｐｐｍまで低減させることができるかも知れないが、これは液体抽出ポンプ（１４）より３パールの圧力で部屋（１５）に送り込まれる。

加圧窒素が次いでタンク（１６）から部屋（１５）へ、液体中に確実に溶解されるように送り込まれる。溶解した窒素を含有した液体は、次いで第２の除去器（２）を通過し、その除去器はさらに空気が侵入するのを防ぐために大気圧相当又はそれ以上に保たれ、溶解酸素のレベルを低く維持するようにできる。

第２の除去器（２）の容器（１０）は、総て油井の中に海水を圧入するに必要な、高圧のインジェクション、ポンプに供給する海水の貯蔵容器の役目をも果たすのである。このようにして第２の除去器（２）の液体（９）中の溶解酸素のレベルは、ポンプ（１４）で引き出される以前に１００ｐｐｂに低下されている。

本実施例においては補充ガスは窒素であるが、他の才識化性ガス、例えば炭化水素ガス等も使用することができる。

本実施例は、英国特許Ｎｏ、１４６１５９１に於いて開示せられた２つのガス除去器を包含するものであるが、これら第１および第２のガス除去器は、別の設計藝こ係るガス除去器で１き換えることかできる。

斯くして第２図に示されている如く、第１図に示されている第２のガス除去器（２）は、部屋（１５）からの入口バイブ（４）の放出端の所に減圧弁（１８）を有する単なる放出装置（１７）で置き換えられる。放出装置（１７）の容器（２０）中の液体（１９）は、泡（２１）の形で散逸し、溶解ガスを含まないものであり、この液体ユよ、容器（２０）からバルブ（２２）を通して抜き取ることかできる。

第３の装置は、第１図に於ける装置に類似するものである（従って類似性のある所では同一の表示数字が用いられている）。しかし、圧力のかかった液体からの不要なガスの抽出は２段階で行なわれるように改訂されている。そのうえ第３の装置もガス除去器（１）および（２）に於ける溶解しない補充ガスは総て回収再利用する利点を利用するものであり、かくて窒素の如き溶解性のガスを節約して使用でき、経済性が高い。

第３図に於いては、第１図の実施例の如（直接）°スル（５）に送出されず、液体はまず部屋（２３）に入り、そこでタンク（２４）からの補充ガスが液体に溶解するように供給される。加圧された液体が補充ガスを受けて、次いで第１の装置１１）のノズル（５）に供給される。第１の装置ではその結果ガス除去の工程が行なわれ、少なくとも不要ガスの一部が取り除かれて泡１；７）となって溶解しない補充ガスと共に離乳してゆく。

第１のガス除去装置（１）からのガスは、以前と同しように真空吸込ポンプ（１１）により抽出される。しかし、大気中に逃がすのではなくガスは触媒バーナー（２５）を通って、不要ガスが除去される。不要ガスを除去され浄化されたガスは、その後補充ガスの形となって入口バイブ（２６）を通って部！（１５）に届けられ、タンク（１６）から部屋（１５）に供給された補充ガスと合体して、次いで抽出ポンプ（１４）からの加圧液体と共に第２のガス除去器（２）のノズル（５）へと送られる。

液体中に残っている不要ガスは、第２除去装置（２）に於いて抽出され、極く少量の不要ガスと溶解していない補充ガスの泡（７）となる。これらのガスは次いで、真空吸込ポンプの力で第２の除去装置から取り除かれ、供給パイプ（２７）、を、通り、部屋（２３）へと導かれ、そこでタンク（２４）からの第一次補充ガスを受け入れる。このシステムの作動中に、液体中に吸収せられることによる補充ガスの減少は、総て触媒７＜−ナー（２５）より下流の供給パイプ（２６）へ、補充タンク（２３）からの補充ガスにより補填される。

冷たい海水中に溶解した空気を除去するとき、実際的に溶解した酸素を１０ｐｐｍ程度含有する海水が、入ロバ−（’プ（３）に、１時間４５０　ｃｍの率で供給される。

第１の装置（１）の容器（１０）に於ける液体（９）中の溶解酸素のレベルは、１　ｐｐｍまで低減され、これが第２の装置・、２）供給されそこで酸素の含有は更にガス除去器（２）からの出口（２９）の所では、１００ｐｐｂまで低下される。この装置の使用２こ於いて、窒素のシステム内での流れの率は、標／！％温度および圧力のもとで４５０ｃ”＋＋／ｈであって甫読して触媒バーナー（２５ンを通し回収され、再利用される。

この実施例に於いて、両方の装置（１）および（２）は、大気圧中で運転されるが、代案としで、第１の装置（１）を第２の装置（２）よりも高い圧力で運転することも考えられる。この場合、イ共給パイプ（１４）の液体抽出ポンプ（２６）とポンプ（１１）４よ不要となる。

第１回手続補正書動式）％式％１、事件の表示ＰＣＴ／ＧＢ　８３１００００５２、発明の名称液体からのガス抽出３、補正をする者事件との関係　特許出願人住所　イギリス国、ペッドフォード、エム　−−一一、−ヶ−４３、オーエージエイ、クランフィ；−住所　大阪市北区天神橋二丁目３番１０号昭和５８年１０月２０日付（発送日５８．１０．２５）６、補正の対象＋１１　特許法第１８４条の５第１項の規定による書面の発明の名称の欄、発明者の欄及び特許出願人の欄（２）願書及び明細書の第１頁（３）　委任状７、補正の内容別紙の通り８、　添付書類の目録（１）　訂正した特許法第１８４条の５第１項の規定による書面　１通（２）訂正願書　１通（３）訂正明細書第１頁　１通（４）　委任状　１通（５）委任状翻訳文　１通液体からのガス抽出発明の技術的分野本発明は液体中の不要ガスを抽出する方法に係り、特に海水中に熔解している空気を抽出し、その海水を海底で掘削する油井に圧入するためにも利用されるものである。

背景技術海底で掘削する油井から油を抽出する場合、その産出量は海水を井戸の中に圧入し、ガスと油により占められている空間を占拠させることにより増加させることができる。しかしながら、海水中に溶解している酸素を、ｏ、ｏｓｐｐｍ以下に低減しておかなければ、生物の発生によって貯油層の中間が封鎖されることがある。しかし、海水から溶解している空気の所要量を除去する事は、非常に困難であり、沖にある油の装置周辺の低い温度の中では特に困難である。

液体から溶解しているガスを除去することは、ガスと反応する薬品を加えることにより可能である。しかし、この方法は、通常は沖合にあるシステムで使用する場合は、輸送と取り扱い上の困難により非常に高くつくことになる。

もう一つの技術としては、液体を加熱することであり、沸点近（まで加熱することが望ましい。この方法は通寓過大なエネルギーの消費を伴い、少なくともある種の場合には、液体は使用する前に冷却する必要がある。

これらの困難さのゆえに、液体のガス抜きはしばしば脱気１際調査報告

Claims

【特許請求の範囲】

１．不要ガスを含有する液体を加圧すること、加圧された液体に補充ガスを溶解させること、そして補充ガスの少なくとも一部を除去し、それとともに不要ガスの少なくとも一部を液体中から除去するために該液体を減圧するというステップからなることを特徴とする液体中のガス抽出方法。２、液体中の補充ガスを溶解させるに先立って、液体を最初に減圧し、それにより液体中から不要ガスの一部をまず除去するものである請求の範囲第１項記載の液体中のガス抽出方法。３、液体の加圧が２段階で行なわれ、各段階での減圧以前に補充ガスを液体中に溶解させるもので、かつ第１段階および第２段階の後に熔解していない補充ガスは総てこれを回収し、再び夫々第２および第１の段階Ｓこ於ける減圧以前の加圧された液体に溶解させるものである請求の範囲第１項記載の液体中のガス抽出方法。４、第１段階に於ける減圧の後回収された補充ガスの溶解しなかったものは、該第１段階で液体から舗脱されなかった不要ガスの痕跡を除去するため触媒を使用して燃焼させるものである請求の範囲第３項記載の液体中のガス抽出方法。５、補充ガスは不要ガスとは異なる組成のガスとし、不要ガスは化学的に液体中で許容し得ないガスであるに対し、液体中の残存補充ガスは化学的に許容し得るガスを選択するものである請求の範囲第１項、第２項、第３項または第４項記載の液体中のガス抽出方法。６、不要ガスが酸素であり、かつ補充ガスが窒素である請求の範囲第５項記載の液体中のガス抽出方法。７、加圧された液体から不要ガスの少なくとも一部を除去するためのガス除去手段（１，２，１７）を有する液体中からの不要ガス除去装置であって、該手段内の液体から少なくとも補充ガスの一部を除去し、不要ガスの少なくとも一部を液体から除去するための、該ガス除去手段に導入される加圧液体に該不要ガスとは異なった補充ガスを供給する手段（１５，１６，２３，２４）を有することを特徴とする液体中の不要ガス抽出装置。８、液体からガスを除去する該手段は、液体から不要ガスを抽出するための第１ガス除去器（１）、液体からさらに不要ガスを抽出するための第２ガス除去器（２）、該第１ガス除去器（１）に加圧せられた液体を供給するための第１供給ライン（３）、不要ガスをさらに除去するための該第２ガス除去１ｘｌ（２）　！こ加圧液体を導入する第２供給ライン（４ン、該第１供給ライン（３）に補充ガスを導入する第１供給手段（２３，２４＞　、及び該第２供給ライン（４）に補充ガスを導入する第２供給手段（１５゜１６）とから成るものである請求の範囲第７項記載の、嵌体中の不要ガス抽出装置。９、該第１ガス除去器（１）中の液体に溶解しなかった補充ガスから不要ガスを除去するために、触媒ノ＼−ナー（２５＞が備えられ、かつ、第２供給手段（１５，１６）に、浄化せられた回収補充ガスを供給するための第３供給ライン（２Ｇ）、並びに第１供給手段（２３，２４）に、該第２ガス除去器（２）に於いて回収される不溶解補充ガスを供給するための第４供給ライン（２７）を備えたものである請求の範囲第８項記載の液体中のガス抽出装置。１０、別途の供給ライン（２８）が、上記液体中に溶解した補充ガスの損失分を補填する補充ガスを、上記触媒バーナー（２５ンの下流に於いて、第３の供給ライン（３）に供給するために備えられたものである請求の範囲第８項または第９項記載の液体中のガス抽出装置。１１、その液体が海水であり、不要ガスが酸素であって、かつ補充ガスは窒素である請求の範囲第１０項記載の液体中のガス抽出装置。