JPS6025515A - オイル中溶解成分除去装置 - Google Patents

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】 水素やメタン、エタン、プロパン、ブタン。

ペンタン、ヘキサン、ヘノタン等の炭化水素カスおよび
これらの中に不純物として含まれるＨ２Ｓなどを圧扁す
る圧絹機において、軸封等のために用いるゾールオイル
には被圧縮ガスのＪｊｋ、分のほか、空気中の水分など
が溶解するため、シールオイルの物性の維持、防爆安全
性の７ｒｊｌｉ　４ｊａ’。

の点から油装置にはそれなシの対策が必要である。特に
ガス井戸元における被圧縮ガスは１（質成分としてペン
タン、ヘキサンからウンデソノン。

ドデカンに至る成分ならびに高濃度のＨ２Ｓを含む場合
が多い。したがってシール部通過後のシールオイルには
、これらの成分が多飯に溶解することとなシこれらの溶
解成分を除去しないとシールオイルとして再使用するこ
とはできない。

つまシ−ルオイルに炭化水素やＨ２Ｓが残存すると、シ
ールオイルのフラッシュ”インドが低下し、シールオイ
ルをタンクにて貯蔵する際に火災や爆発の危険性が高く
なるほか、タンクや配管さらにシールリングなどの腐食
も問題となる。

そこで、一般にシールオイルは１１］使用に備えて溶解
成分を除去する必要があり、その除去方法としては■加
熱による方法■空気、　Ｎ、　、　ＣＯ２などイナート
ガス・バブリングによる方法■真空による方法が知ら扛
ている。

このうち、真空方法を用いたオイル中溶解成分除去装置
の従来例について述べる。

第１図において、浄化すべきオイル１を弁２を通して供
給し、まずストレーナ３でスラッジ−を除去したのち、
フィードポンｆ４およＵ　ａ　ｆｔ調節計５を介してｆ
ｆ７足の流量とし、さらに電気ヒータ６によって加温後
、真空脱気槽７の上部からオイルスプレーヤ８によって
空間にスプレーする。真空脱気槽７は共空引きライン９
を通して真空ボン７°１０により常に排気され、大気放
出ｊスプレとして放出されているため、真空雰囲気妙Ｓ
形成されている。そこで、真空脱気槽２内にスプレーさ
れたオイルは多数の液滴または液柱となって界面積を大
キくシ、これによって界面力・らの脱気が進行すること
となる。このようにして浄化された貯蔵部内オイル１２
は、ポンプ１３の吐出流の１部がら取シ出され、フィル
タ１４、流量ｗｉ、ｌ１（ｉ′ｉ計１５を介して所定流
量の浄化したオイル１６となる。しかし、１回限りのス
プレーでは十分な脱気効果つまシ浄化効果は期待できな
いので、貯槽部内オイル１２乏ポンプ１３を介して真空
脱気槽２から取シ出しリサイクルオイル１７として、真
空脱気槽に入る直前の未浄化オイル１８と合流させ、再
びスプレーすることが行われている。

次に第２図に示す従来例は、真空脱気槽７内のオイルス
プレーヤ８の下方に充填層２０を設はプこものである。

リサイクルオイル１７と真空脱気槽に入る直前の未浄化
オイル１８とを合流させると、以下に示すように、物質
移動速度が小さくなる。

まず、脱気速度は、次式で表わされる。

ＮＢ　＝Ｖ（ＫＬａハ（ｘｉ−ｘｔ”）　−・・−−＜
りここで、 Ｎ：脱気速度（ｌｃｇ−＋ｎｏｌＡｒ）■：脱気室脱気
有効容積（ｍ８） Ｋ：ｔ、ａ：容量係数（）’ｌ？　ｍｏ　ｌ／ｒｒＬ”
　Ｈｒ　°モル分率）Ｘニオイル中溶解ガス濃度（モル
分率）ｘ＊：　気相と平衝にあるオイル中溶解〃ス振度
（モル分率） 添字ｉ：酸成分を示す。

（１）式において、未浄化オイル１８はリサイクルオイ
ル１７と合流した後にスプレーされ、（Ｋ　Ｌａ　）　
ｉはｉ成分の真空下での容量係数であるために、１０−
２〜１０−１〔＋Ｃｇ−ｍｏｌ／／′ｒｒＬ８Ｈｒ〕の
オーダーと小さく、従って脱気速度も小さくなるのであ
る。そこで所定の除去効率を得るためにはかなり大きな
充填層２０を必要とすることになる〇また第１図、第２
図の装置では、真空脱気槽７内にイチ在する気体は、浄
化すべきオイル１中に溶解している気体のみである。し
たがって、真空脱気槽の操作温度と圧力で決まるところ
の熱力学的平衡組成以下には、オイル中に溶解している
気体を除去することはできない。これを以下に理論的に
説明する。

気相と平衡にあるオイル中溶解ガス鋲度ｘｉ＊は、次式
のように表わされる。

Ｘ、傘＝ｙｔ／Ｋｉ　−・・・・　・・・・・（２）こ
こで、ｙ：気相中のガス温度（モル分率）Ｋ：気液平衡
関係 熱力学的平衡状態では、もはや脱気速度はゼロであるか
ら、（１）式でＮｉ二０とおき、（２）式を考慮すると
、 ３’　ｉ　＝　Ｋｉ　”　ｉ　””””””　（３）す
なわち、（３）式は気液平衡関係を表わしている。

そこで（３）式の両辺に全圧Ｐを来じると、Ｐｙｌは成
分ｉの気相分圧Ｐｉとなシ、全成分について分圧の和を
とると、 （４）式から判るように、液相と平衡な気相の分圧の和
すなわち全圧が、真空脱気槽７の操作圧力と等しくなれ
ば、それ以上の脱気は進行しな−こととなる。簡単なた
めに、タービン油にｎ−ヘキサンのみが溶解している例
を考え、真空脱気槽の操作条件を７０　′Ｇ、　１．５
　ｍｍＨｇ　ａｂｇ　とした揚台の脱気の限界を考える
。７０℃、１．５ｍｍＨｇ　ａｂｓ　下でのｎ−ヘキサ
ンの気液平衡定数はに二５０７であシ、また気相はほぼ
ｎ−ヘキサンだけであるからｙ二１．（ｌ　である。し
たがって、平衡下では すなわち、７０°Ｃ’　、　１．５　ｍｍＨｇ　ａｂｓ
　（Ｄ’ｍ件下ではオイル中のｎ−ヘキサンは０．２モ
ル襲以下にはすることができない。

従来装置によって、オイル中の溶解ガス濃度をさらに下
げる必要がある時は、操作温度を上げるか、操作圧力を
下げるしがないが、オイルの劣化防止上温度は約９０〜
１００　℃が限度であシ、圧力ｆ：１桁低くすると残存
ガスム度は１／１０となることが期待できるが、逆に排
気容量は１０倍の真空ポンプが必俊となるなどの問題が
ある。

本発明はこのような問題を解決するためになされたもの
で、その目的は未浄化オイルとりザイクルオイルとを別
途に充填層に供給することによシ、すなわち未浄化オイ
ルを常圧下から真空下にスプレーさせて、弊騰状態的に
脱気を起こし、脱気速度を増大させ、またオイル中に溶
解しているガス成分以外のガスを真空脱気槽にリークさ
せることによって、気相における溶解成分の分圧を低下
きせると同時に、リークさせたガスに脱ガスを脱気槽外
に持ち去らせることにより、脱気を促進させ、溶解成分
除去効率を高めることができるオイル中溶解成分除去装
置６を提供することにある。

以下、本発明の一実施例を第３図に基づき説明する。

第３図のオイル中溶解成分除去装紅は、第２図の従来装
置と次の点で相違する。すなわち真空脱気槽７内に、未
浄化オイル１８をスプレーするオイルスプレーヤ８ａと
は別のオイルスグレーヤ８ｂを設け、真空脱気槽７がら
取シ出されたリサイクルオイル１７をそのオイルスプレ
ーヤ８ｂよシスプレーするようにした点と、イナートガ
ス２２をリーク弁２３を通して真空脱気槽７内にリーク
をせるようにした点である。

なお、図中２４はリークさせたイナートガスの流れを示
す。

このように構成きれたオイル中溶解成分除去装置では、
未浄化オイルを常圧下から真空下ヘスプレーさせて沸騰
状態的に脱気を起こし、飛開的に脱気速度を増大させる
ことができる。この原理を第４図にょシ説明する。

第４図は真空脱気槽７における物質収支を説明するため
の図である。第４図において、ＦキＬとしてｉ　ｆｊＸ
分について物質収支をとると、１’Ｊ４＝Ｆ（Ｚｉ−ｘ
、）二（Ｋ、、ａ）ｊ’Ｖ（ｘｌ−ｘｌ”）　・−（５
）また、脱気槽７内でオイルと接触する全ガス量とガス
中のｉ成分のモル分率はそれぞれ次のようになる。

ＧＴＦＲ−ω＋１Ｆ（Ｚｌｘ　１　）　−−−−（６）
−１ そこで気液平衡関係式を用いてｘｉ＊をめると、ｘｌ”
　＝ｙ　ｉ／に１ ＝Ｆ　（Ｚｌ　−Ｘｌ　）／（ＫＩＧＴＦＲ）　−−（
８）となる。したがって、（６）式を（８）式に代入し
、次・・・・・・（９） この（９）式をｉ＝ｎ個連立させて、抜き出し中の各成
分濃度ｘｉをめることができる。なお（５）〜（９）式
で用いられた新しい記号の意味は次の通シである。

Ｆ：供給量（ｋｇ−ｍｏｌ／Ｈｒ　：）ＧＴＦＲ：ガス
のトータル流ｆｆｉ　ＣＩＣｇｒｎｏｌ／Ｈｒ　）Ｌ：
抜き出しｉ　（ｋｇ−ｍｏｌ／Ｈｒ　）Ｚ：供Ｐ量中の
モル分率〔−〕 Ｘニオイル中の溶解ガスのモル分率〔−〕ω：リークガ
ス流冊ＣｊＣ９−ｍｏｌ／Ｈｒ　）添字ｉ：成分量 添字ｎ：成分数 ここで、近似的には供給オイルの沸騰現象−・のガス（
リークガス２４＋充填部での脱気ガス）の影ｇはないと
考えることができる。

沸騰状態は、溶解ガスの平衡気相分圧の総和がその系の
圧力よりも大きい時、すなわち、Ｐ責ミΣＰ−に、Ｘｉ
）＞１’ のとき生じる。このとき過飽和ははとんど許されないの
で沸騰現象は、戸→Ｐとなるまで進行すると考えられる
。従って、沸騰現象に伴なうＫＬａの増大効果（全成分
にｔ’ｔは同率）を考慮して、非沸騰時のＫＬａを修正
し、戸＝Ｐとなる沙度は、次式からめられる。

Ｎｉ二Ｆ’、（Ｚ　ｉ−”　ｉ　）””　ＣＫＬ　ａ］
　ｎｉ’　Ｖ（Ｘ　Ｉ　Ｘ　１”）　”’　（ＩＩここ
に である。以上から、沸騰時の容量係Ｍ　（ＫＬ　ａ　）
　Ｒｆは非常に大きいため、ｍ騰現象を利用することに
より脱気速度が飛躍的に増大することがわかる。

また（９）式からり−クガスがあるとき（口１」ちａ＋
）Ｑ）のときＮｉは増加し、丹たＸｉも小さくし得るこ
とがわかる。

また以上の如く構成した場合の有効＋Ｅ全実証するため
、以下に示すタービン油に混合ガスが溶解した例をとり
あけ、脱気試験を実施した。

第１表に試験条件を、第２表および第３表には真空脱気
＠７よりポンプ１３に至るオイル取出しライン中の組成
をそれぞれ示す。なお、これらの試験結果は、第５図、
第６しｊの如くリザイクルオイル１７を真空脱気槽７に
入る直前の未浄化オイル１８に合流させた場合と比較し
て示しである。

真空脱気検光な１ノー　：　０．０９８ｍ”１／２イン
チラシヒリング リサイクルオイルスプレーヤ茜さ二充填層上面がＩ）ｌ
Ｏｃ、ｉ真空脱気槽操作圧力　：１ｏ韻Ｈｇ　ａｂｓ〃
　操作温度　：６０℃ オイル供給１ｉｋ　：０．０２０７ノＣｇ−ｍｏ　ｌ　
／）ｉｒ第２表および第３表の試験結果から明らかなよ
うに、第３図の如くリサイクルオイルＪ７の循環ライン
と未浄化オイル１８の供給ラインとを別々にする方が、
第５図の如くリサイクル１フオイルを未浄化オイル１８
の供給ライ／に合流させるよ勺も、溶解成分除去効果が
飛躍的傾増大することになる。

また、第２表および第３表の試験結果を比較して、イナ
ートガスのリーク流量、の大きい方が、溶解成分除去効
果も大きいことが判る。

以上、第３図の実施例では真空脱気槽内部に充填層を採
用した場合を示したが、充填層に代えてスプレー塔５多
孔板塔その他の気液接触方式を採用しても同様の効果を
イ（ｆることができる。

以上詳述したように、本発明によれば、Ａ’Ｅ脱気槽に
おける脱気速度を増大させ、溶解成分除去効率を高め得
るオイル中溶解成分除去装置を提供することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来例を示すオイル中溶８イ成分除去装置の概
略構成図、第２図は第１図の構成にお中溶解成分除去装
置の概略構成図、第４図は第３図の構成における真空脱
気相まわりの物質収支をとるための模式図、第５図は未
浄化オイルとりザイクルオイルとを合流させたオイル中
溶解成分除去装置の概略構成図、第６図は第５図の構成
における真空脱気桶まわシの物質収支をとるための模式
図である。 １・・・浄化すべきオイル、７・・・真空脱気相、８・
°°オイル・スプレーヤ、１０・・・真空ポンプ、１７
・・リサイクルオイル、１８・・・真空脱気相に入る直
前の未浄化オイル、２ｏ・・・充填層、２２・・・リー
クさせるイナートガス。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. ガスおよび低沸点成分を溶解させているオイルを供給ラ
   インを通して流入させ真空脱気によりそのオイル中の溶
   解成分を放散させる真空脱気槽と、オイル中の溶解成分
   以外のイナートカスを真空脱気槽にリークさせ前記真空
   脱気槽内のオイルと当該イナートガスとを接触させる手
   段と、真空脱気槽よｐ取出されたりザイクルオイルを前
   記供給ラインとは別途に設けられたオイル循現ラインを
   通して一７４空脱気槽上部に直接供給する手段とを具Φ
   １１Ｎシたことを４８似とするオイル中溶解成分除去装
   ｈ’ｌ　。