Способ очистки мазутных резервуаров от мазутных отложений и устройство для его осуществления

Изобретение относится к области нефтедобывающей промышленности, в частности к технологическим процессам обработки нефтесодержащих шламов. Технический результат изобретения - повышение эффективности очистки резервуаров от тяжелых мазутных отложений. В способе нагревают мазут до 60°C в емкости для накопления мазутных отложений, затем с помощью насоса нагретым мазутом размывают мазутный осадок в мазутной емкости до размыва 30-40 м³ мазутного осадка, удаляют образовавшуюся смесь мазутных отложений и свежего мазута в емкость для накопления мазутных отложений, а полученную смесь трехкратно обрабатывают циклическим методом в течение 2 часов в ультразвуковом кавитационном устройстве, поддерживая температуру смеси мазута и мазутных отложений до температуры 60°C, до получения гомогенной смеси, где 50% полученного мазута отправляют потребителю, а оставшимся мазутом с параметрами T-60°C, Ру-20 кгс/см² размывают следующую партию мазутных отложений. Устройство снабжено гибким шлангом с насадками для размыва с помощью насоса мазутных отложений под давлением 20 кгс/см², а активатор выполнен в виде ультразвукового кавитационного устройства. 2 н.п. ф-лы, 1 ил.

 

Изобретение относится к области нефтедобывающей промышленности, в частности к технологическим процессам обработки нефтесодержащих шламов.

Известен способ переработки и использования отходов углеводородов, включающий разогрев отходов углеводородов до температуры 20-90°C, добавление воды или без добавления, смешивание отходов с тяжелым жидким топливом, диспергирование получаемой смеси в роторно-пульсационном смесителе для образования водотопливной эмульсии и подачу водотопливной эмульсии на сжигание (см. патент РФ №2204761, кл. F 23 G 7/00, 16.05.2001).

Недостатком этого способа являются потери мазута при существующей системе утилизации отходов, длительность выполнения операции и необходимость высокой температуры нагрева.

Известен способ регенерации мазутных отложений, включающий введение присадки и нагрев отложений с последующим введением подогретого мазута в количестве 80-90% и пропусканием 1-2 раза через диспергатор, куда подают 10-20% воды (см. а.с. СССР № 1791673, кл. F 23 G 7/05, 1990 г.).

Однако введение присадки и необходимость подогрева шлама до значительных температур приводят к удорожанию и снижению производительности способа.

Известно устройство для обезвоживания мазутного шлама, содержащее резервуар с вмонтированными в нижней части обогревателями (см. патент РФ № 2122564, C 10 G 33/06, 1997 г.).

Недостатком устройства является низкая эффективность очистки от тяжелых мазутных отложений.

Известен безреагентный в потоке способ очистки промывных вод гальванических производств, предусматривающий двухстадийную обработку ультразвуком в режиме кавитации и при одновременном воздействии ультрафиолетовым излучением (см. заявку № 20022119764, C 02 F 1/36, 2002 г.).

Известен способ глубокой очистки жидкости от нефтепродуктов, включающий сорбцию нефтепродуктов с помощью предварительно обработанной ультразвуком 5-20%-ной водной суспензии активного угля. Глубина очистки жидкости от нефтепродуктов равна 0,01 мг/л (см. патент РФ № 2078048, C 02 F 1/36, 1994 г.).

Недостатком этих способов является то, что ультразвуком убираются механические примеси, а в нашем способе они измельчаются и перемешиваются с мазутом и создают гомогенную смесь с фракционным механическим составом менее 0,08 мм.

Известен кавитационный смеситель, в корпусе которого размещены завихрители (тела кавитации). В смеси гель подают угольную пыль с размером частиц 20-40 мкм, воду и органическую жидкость, например, мазут, а на его выходе получают суспензию (см. патент РФ №2097408, кл. C 01 L 1/32, 1994 г.)

Сложность использования смесителя заключается в том, что высоковязкие отложения нельзя подавать в зону кавитации при высоких скоростях потока, а колебания скорости приводят с срыву процесса кавитации.

Наиболее близким к предложенному является способ регенерации донных отложений мазутохранилищ и устройство для его осуществления, включающий гомогенизацию мазутных отложений в процессе их перемешивания с нагретым мазутом в 3 стадии (см. патент РФ № 2139467, кл. F 17 D 1/16, 1998 г., прототип).

Недостатками данного способа являются: недостаточная очистка резервуаров от тяжелых мазутных отложений; способ удаления мазутных отложений не механизирован, а производится с помощью бадьи, которую необходимо набрать, затем транспортировать и перелить в горловину; процесс перемешивания с нагретым свежим мазутом происходит механически, вращающимся червяком экструдера; явление кавитации происходит за счет гидродинамического активатора, который значительно отличается по конструкции от УЗКу (ультразвукового кавитационного устройства). К недостаткам относится то, что технологический процесс не закольцован, таким образом при однократной обработке мазутных отложений не всегда возможно добиться стабильного качества топлива, кроме того, механические устройства для гомогенизации мазутных отложений негативно сказываются на надежности работы и стоимости оборудования.

Цель изобретения - повысить эффективность очистки резервуаров от тяжелых мазутных отложений.

Поставленная цель достигается тем, что в способе очистки мазутных резервуаров от мазутных отложений, заключающемся в гомогенизации мазутных отложений в процессе их перемешивания с нагретым мазутом и с последующей утилизацией получаемого продукта, нагреваем мазут до 60°C в емкости для накопления мазутных отложений, затем с помощью насоса нагретым мазутом размываем мазутный осадок в мазутной емкости до размыва 30-40 м³ мазутного осадка, удаляем образовавшуюся смесь мазутных отложений и свежего мазута в емкость для накопления мазутных отложений, а полученную смесь трехкратно обрабатываем циклическим методом в течение 2-х часов в ультразвуковом кавитационном устройстве (УЗКу), поддерживая температуру смеси мазута и мазутных отложений до 60°C, до получения гомогенной смеси, где 50% полученного мазута отправляем потребителю, а оставшимся мазутом с параметрами T-60°C, давлением 20 кгс/см² размываем следующую партию мазутных отложений.

Поставленная цель достигается тем, что в устройстве для получения способа очистки мазутных резервуаров от мазутных отложений, содержащем магистрали для подачи мазута, емкость для мазутных отложений, насосы и активатор, активатор выполнен в виде ультразвукового кавитационного устройства, а само устройство снабжено гибким шлангом с насадками для размыва с помощью насоса мазутных отложений с давлением 20 кгс/см³.

Именно заявляемое устройство, где ультразвуковое кавитационное устройство (УЗКу), преобразуя механическую энергию струй мазута в энергию акустических волн, создавая устойчивую мелкодисперсную смесь мазутных отложений и мазута и разрушая крупные механические примеси, обеспечивает согласно способу получение мазутного топлива для котельных установок, и там самым достижение поставленной цели изобретения.

Это позволяет сделать вывод, что заявляемые изобретения связаны между собой изобретательным замыслом.

В предлагаемом изобретении отсутствуют механические устройства для гомогенизации мазутных отложений, а в прототипе их несколько, что негативно сказывается на надежности работы и стоимости оборудования.

Наш метод довольно простой и мобильный. Он не требует дополнительных затрат на прокладку мазутопроводов и после окончания работ по очистке резервуара необходим один день для демонтажа и монтажа оборудования для очистки нового мазутного резервуара. В описанном прототипе довольно сложная и дорогостоящая схема, требующая постоянной подачи свежего мазута, тонкой настройки, дополнительной прокладки мазутопроводов.

В нашем изобретении способ удаления мазутных отложений механизирован (с помощью насоса), а в описанном прототипе с помощью бадьи, которую необходимо набрать, затем транспортировать и перелить в горловину (3).

Сравнение заявляемых технических решений с прототипом позволило установить соответствие критерию «Новизна».

Сравнение заявляемого устройства с известными показывает, что применение ультразвукового кавитационного устройства (УЗКу) преобразует механическую энергию струи мазута в энергию акустических волн (ультразвук), с помощью которого происходит гомогенизация и дробление частиц до размера 1-5 мкм.

Предлагаемый способ повышает эффективность очистки резервуара за счет перекачивания из емкости накопителя нагретых до 60°C мазутных отложений через УЗКу и мазутный фильтр и возвращает обратно с троекратной цикличностью в течение 2 часов. Часть кинематической энергии струи мазутных отложений, получаемая при движении мазутного осадка в УЗКу, преобразуется в энергию акустических волн с частотой ультразвука (100-200 КГц) в зависимости от давления в УКЗу (10-20 кгс/см²).

Ультразвуковое кавитационное устройство создает устойчивую мелкодесперсную смесь мазутных отложений и мазута. В мазутном фильтре оседают крупные механические примеси с фракционным составом более 1 мм, которые не разрушились при воздействии на них ультразвуком. Время обработки (трехкратной обработки) накопителенных в емкости мазутных отложений составляет 2 часа. После обработки получаем однородное высокодесперсное топливо для котельных агрегатов, что соответствует критерию изобретения «изобретательских уровень».

На фигуре 1 - Общий вид устройства.

Устройство состоит из мазутной емкости 1, всасывающего патрубка 2, гибкого шланга диаметром 100 мм - 3, вакуумного насоса 4 для удаления мазутных отложений, мазутный фильтр 5, емкость для накопления и обработки мазутных отложений 6, насоса НШ-80 - 7, ультразвукового кавитационного устройства 8, трубопровода диаметром 40 мм - 9, монометра 10, термометра 11, гибкого шланга высокого давления диаметром 32 мм - 12, змеевика 13 для подогрева мазутных отложений, задвижек 14, 15, 16 и приемной емкости обработанного мазутного осадка 17, насадки для размывания мазутных отложений 18.

Работает устройство следующим образом.

Устанавливают технологическое оборудование непосредственно у мазутной емкости. Производят подключение электрического оборудования.

Через систему рециркуляции резервуара равномерно по всему резервуару для размыва осадка подают 30 м³ топочного мазута, нагретого до 60°C.

Мазутные отложения из очищаемой мазутной емкости 1 через всасывающий патрубок 2 по гибкому шлангу 3 перекачивают с помощью вакуумного насоса 4 в емкость для накопления мазутных отложений V 10 м³ (6).

Через систему змеевиков 13 установленных в емкости для накопления мазутных отложений 6 нагревают мазутные отложения до 60°C. Включают насос НШ-80 - 7, который перекачивает из емкости для накопления мазутных отложений 6 мазутные отложения через УЗКу 8 и мазутный фильтр 5 и возвращают обратно.

Так называемая линия обработки.

Время обработки (произвести трехкратную обработку) накопленных в емкости V 10 м³ 6 мазутных отложений составляет 2 часа. После обработки получаем однородное высокодисперсное топливо для котельных агрегатов.

После получения первой партии V=10 м³ обработанного осадка произвести размыв мазутных отложений в мазутной емкости 1. Включают насос 7 и через трубопровод 9 и гибкий шланг 32 (12) рабочий персонал обработанным мазутным осадком с параметрами T-60°C, Ру 20 кгс/см² размывает мазутный осадок с помощью насадки 18 в мазутной емкости 1 до тех пор, пока не будет размыто 30-40 м³ мазутных отложений. Затем опять повторяют операции удаления и обработки мазутного осадка.

После приготовления мазутной смеси в емкости 6 взять пробу на химический анализ для определения пригодности использования обработанных мазутных отложений в качестве топлива.

При положительном химическом анализе открыть вентиль (задвижка) 16 и с помощью насоса 7 перекачать готовый «мазут» в приемную емкость «Заказчика» 17. Таким образом происходит полное удаление тяжелых мазутных осадков.

Пример.

К мазутным отложениям мазутного резервуара в количестве 200 м³ через систему рециркуляции резервуара подаем 60 м³ мазута М-100, нагретого до 60°C. С помощью вакуумного насоса перекачиваем мазут М-100 в установку для удаления и обработки мазутных отложений V=10 м³. Затем с помощью насоса Нш-80 мазутом М-100, накопленным в установке, размываем мазутный осадок в резервуаре в количестве 20 м³. С помощью вакуумного насоса удаляем мазутный осадок с мазутом М-100 в установку по удалению и обработке мазутных отложений, где смесь мазутных отложений и мазута М-100 трехкратно обрабатываем ультразвуковым кавитационным устройством (УЗКу) до получения гомогенной смеси. После получения гомогенной смеси 50% полученного продукта передаем заказчику, а оставшимися 50% мазутной смеси размываем мазутные отложения в мазутной емкости 1. После размыва полученную смесь перекачиваем в емкость для накопления и обработки мазутных отложений 6 и повторяем обработку. Таким образом полностью удаляем мазутные отложения из мазутной емкости 1. Полученную гомогенную смесь из мазутных отложений и мазута используем в качестве топлива для котельных установок.

1. Способ очистки мазутных резервуаров от мазутных отложений, заключающийся в гомогенизации мазутных отложений в процессе их перемешивания с нагретым мазутом и последующей утилизацией готового продукта, отличающийся тем, что нагревают мазут до 60°C в емкости для накопления мазутных отложений, с помощью насоса нагретым мазутом размывают мазутный осадок в мазутной емкости до размыва 30-40 м³ мазутного осадка, удаляют образовавшуюся смесь мазутных отложений, а полученную смесь трехкратно обрабатывают циклическим методом в течение 2 ч в ультразвуковом кавитационном устройстве, поддерживая температуру смеси мазута и мазутных отложений до температуры 60°C, до получения гомогенной смеси, где 50% полученного мазута отправляют потребителю, а оставшимся мазутом с параметрами T-60°C, Ру-20 кгс/см² размывают следующую партию мазутных отложений.

2. Устройство для осуществления способа очистки резервуаров от мазутных отложений, содержащее мазутохранилище, магистраль для подачи мазута, насосы и активатор, отличающееся тем, что оно снабжено гибким шлангом с насадками для размыва с помощью насоса мазутных отложений под давлением 20 кгс/ см², а активатор выполнен в виде ультразвукового кавитационного устройства.