Способ очистки резервуара от донных отложений и устройство для его осуществления
Изобретение относится к области транспортировки и хранения нефти, нефтепродуктов и может быть использовано, в частности, для очистки стационарных резервуаров. Она обеспечивает повышение эффективности очистки от донных отложений, экологическую безопасность и удешевление. Способ включает очистку стенок и дна под воздействием струи нагретого рабочего агента под давлением в поле центробежных сил, при этом перед воздействием нагретого рабочего агента в резервуар заливают нефть, затем на смесь донных отложений и нефти воздействуют струей мятого пара с температурой 110-130°С в соотношении 1:(3-5) соответственно до достижения температуры 100-105°С с последующим отстоем в течение 1-2 суток и откачкой нефти и расплавленных парафинов. Далее в оставшийся в резервуаре осадок вводят фракцию нефти 150-360°С в соотношении 1:(3-5) соответственно, на смесь донного осадка и фракции нефти 150-360°С воздействуют струей острого пара с температурой 150-250°С под давлением 1,0-1,5 МПа, отстаивают в течение 1-2 суток, удаляют смесь нефти и экстрагированного продукта из донного осадка, потом осуществляют слив воды и выгрузку механических примесей. Устройство для осуществления способа включает корпус, трубу для подачи рабочего агента и кольцевой коллектор, снабженный распределительными элементами. Кольцевой коллектор снабжен струйными форсунками, расположенными на внутренней и наружной поверхности кольцевого коллектора на расстоянии 1,5 м друг от друга, при этом коллектор имеет диаметр, равный 0,5Д, и расположен на расстоянии 0,25Д от внутренней стенки резервуара и на расстоянии 150 мм от днища, где Д - диаметр резервуара. 2 н.п. ф-лы, 2 ил., 2 табл.
Изобретение относится к области транспортировки и хранения нефтепродуктов и может быть использовано, в частности, для очистки стационарных резервуаров.
Известен способ очистки емкостей от отложений каменноугольного пека (АС 1402381, бюл. №22 от 15.06.88).
В емкость с осадком каменноугольного пека заливают каменноугольный пек с температурой 180-200°С при соотношении осадка и жидкого пека 1:1-3. В полученную смесь подают пар с температурой 200-250°С под давлением. Процесс осуществляют в непрерывном режиме подвода и отвода.
Этот способ не позволяет отделить грязевые отложения от чистого пека.
Известны способ очистки емкости от остатков нефтепродуктов и устройство для его осуществления (Патент РФ 2200067, МКИ В08В 9/093, опубл. 10.03.2003).
На обрабатываемую очищаемую поверхность направляют струю рабочего агента и осуществляют их перемещение по поверхности. В качестве рабочего агента используют разогретые до вязкости 4-60 мм2/с, удаленные в процессе очистки емкости остатки нефтепродуктов, которые подают в емкость через введенную в нее полую штангу с поперечными отводами с соплами на конце, расположенными с возможностью истечения струй рабочего агента во взаимно противоположных направлениях и обеспечения различного усилия истечения струй из сопел, а полую штангу закрепляют в отверстии емкости с возможностью вращения относительно продольной оси штанги и отклонения от вертикальной оси емкости на угол 45°.
Данный способ и устройство также не позволяют отделить грязевые отложения от чистого продукта.
Известны способ очистки нефтяного резервуара и устройство для его осуществления, способ включает промывку струями α-олефинов при температуре не ниже 60°С (Патент РФ 2079384, МКИ В08В 9/08, опубл. 20.05.1997).
α-Олефины получают в процессе пиролиза из полиэтиленовых отходов, они выкипают в интервале температур 70-435°С. α-Олефины подают сильной струей из сопла моечной машины на донные остатки резервуара.
Существенные недостатки способа и устройства:
1. Вычищенный резервуар непригоден для капитального ремонта, так как насыщен легкокипящими фракциями α-олефина.
2. Для капитального ремонта резервуара его необходимо пропарить водяным паром с температурой 150-200°С и под давлением 1-1,5 МПа в течение 2-3 суток.
3. В процессе чистки и обработки осадка α-олефинами безвозвратно теряются очень ценные компоненты нефти - твердые парафины. Смесь непредельных углеводородов α-олефинов и твердых парафинов непригодна для дальнейшей переработки на нефтеперерабатывающих заводах.
4. Непредельные углеводороды α-олефинов имеют резкий запах и токсичны для обслуживающего персонала. При соприкосновении с кожей человека появляются белые пятна, так как α-олефины соединяются с гемоглобином крови.
Наиболее близкими к предлагаемому изобретению являются способ очистки аэротенка от шлама и устройство для его осуществления (Патент РФ 2206416, МКИ В08В 9/093, опубл. 20.06.2003).
Сущность изобретения заключается в использование поля центробежных сил, создаваемого с помощью специальной схемы включения струйных сопел типа Лаваля, в которые подается часть очищенной сточной воды под давлением в 0,6 МПа с температурой 80-90°С. Устройство содержит корпус, трубопровод-распределитель, кольцевой коллектор. Струйные сопла расположены под углом 30° к поверхности коллектора.
Существенные недостатки прототипа:
1. Горячая вода препятствует экстрагированию, т.е. отделению твердых парафинов от механических примесей нефтешлама (донного отложения). Твердые парафины вместе с механическими примесями удаляют с резервуара и направляют их в шламонакопитель.
2. Горячая вода не смывает нефтепродукты со стен резервуара. Для капитального ремонта необходимо резервуар пропарить водяным паром с температурой 150-200°С в течение 2-3-х суток.
3. Из-за отсутствия форсунок на внешней поверхности коллектора не удается тщательно очистить вертикальные стенки резервуара.
4. Для резервуаров объемом 5000 м3 один коллектор недостаточен, требуются 2-3 коллектора, что приводит к дополнительным капитальным затратам.
Задачей изобретения является повышение эффективности способа очистки резервуара от донных отложений и устройство для его осуществления, обеспечение экологической безопасности, удешевление способа.
Указанная задача решается тем, что в способе очистке резервуара от донных отложений, включающем очистку стенок и дна под воздействием струи нагретого рабочего агента под давлением в поле центробежных сил, согласно изобретению перед воздействием нагретого рабочего агента в резервуар заливают нефть, затем на смесь донных отложений и нефти воздействуют струей мятого пара с температурой 110-130°С в соотношении (согласно табл.1) донные отложения:нефть 1:(3-5) соответственно до достижения температуры 100-105°С с последующим отстоем в течение 1-2 суток и откачкой нефти и расплавленных парафинов, затем в оставшийся в резервуаре осадок вводят фракцию нефти 150-360°С в соотношении 1:(3-5) соответственно, на смесь донный осадок и фракция нефти 150-360°С воздействуют струей острого пара с температурой 150-250°С под давлением 1,0-1,5 МПа, отстаивают в течение 1-2 суток, удаляют смесь нефти и экстрагированного продукта из донного осадка, далее осуществляют слив воды и выгрузку механических примесей.
Указанная задача решается также тем, что в устройстве для очистки резервуара от донных отложений, включающем корпус, трубу для подачи рабочего агента, кольцевой коллектор, снабженный распределительными элементами, согласно изобретению кольцевой коллектор снабжен струйными форсунками, расположенными на внутренней и наружной поверхности кольцевого коллектора на расстоянии 1,5 м друг от друга, при этом коллектор имеет диаметр, равный 0,5D, и расположен на расстоянии 0,25D от внутренней стенки резервуара и на расстоянии 150 мм от днища, где D - диаметр резервуара.
На фиг.1 представлен общий вид резервуара со стойками для коллектора.
На фиг.2 вид сверху устройства для очистки резервуара от донных отложений.
Устройство (фиг.2) содержит резервуар 7, трубу для ввода пара 2, кольцевой коллектор 3, форсунки 4, стойки 5 для коллектора (фиг.1).
Конструкторские параметры коллектора и форсунок для резервуаров объемом 5000, 10000 и 20000 м3 приведены в табл.2.
Способ с помощью устройства осуществляют следующим образом.
В резервуар 1 заливают нефть в соотношении к донному отложению (3-5):1 соответственно. Через трубу 2 в коллектор 3, снабженный форсунками 4, подают мятый пар с температурой 110-150°С до достижения температуры смеси 100-105°С, струя пара в течение 15-30 часов, воздействуя на смесь, перемешивает ее. Парафины растворяются в нефти. Затем прекращают подачу мятого пара, отстаивают смесь в резервуаре в течение 24 часов, отстоявшуюся воду направляют на очистные сооружения, а смесь парафинов с нефтью - на установки по переработке нефти.
В донных отложениях остаются асфальтены, смолы, высококипящие фракции нефти, а в резервуар повторно заливают узкую фракцию нефти 150-360°С в соотношении донный осадок:нефтяная фракция 1:(3-5) соответственно. В коллектор 3 по трубе 4 подают острый пар. В результате воздействия центробежных сил и фракций нефти 150-30 тяжелые фракции экстрагируются из донного осадка и всплывают выше водного слоя, а очищенные механические примеси остаются на дне. Через 2-3 суток прекращают подачу острого пара, резервуар оставляют на 2-3 суток на отстой. Затем всплывшую нефть направляют на переработку, а воду - на очистные сооружения. На дне резервуара остаются механические примеси без следов нефти: песок, глина, ржавчина от коррозии. Такой осадок соответствует 5 классу опасности и не представляет опасности для обслуживающего персонала и окружающей среды. Его выгружают на поверхность.
Предлагаемый способ по сравнению с прототипом экологически безопасен, не требует высоких трудозатрат обслуживающего персонала и может быть использован при текущем и капитальном ремонте резервуаров.
| Таблица 1 Температура застывания смеси донного отложения Западно-сибирской нефти с этой же нефтью | ||||||
| Соотношение смеси, доля | Температура застывания смеси, °С | |||||
| Донные отложения с резервуара | Западно-сибирская нефть | |||||
| 1 | 0 | 70 | ||||
| 1 | 3 | 30 | ||||
| 1 | 5 | 0 | ||||
| 0 | 1 | -15 | ||||
| Таблица 2 Конструкторские параметры коллектора и форсунок | ||||||
| Объем резервуара, м3 | Количество коллектора, шт. | Диаметр трубы коллектора, | Внутренний | |||
| мм | диаметр форсунки | |||||
| поз.2 | «абв» | «агв» | «абв» | «агв» | ||
| 5000 | 1 | 89 | 89 | 50 | 3 | 5 |
| 10000 | 2 | 100 | 100 | 89 | 4 | 6 |
| 20000 | 2 | 100 | 100 | 89 | 4 | 6 |
1. Способ очистки резервуара от донных отложений, включающий очистку стенок и дна под воздействием струи нагретого рабочего агента под давлением в поле центробежных сил, отличающийся тем, что перед воздействием нагретого рабочего агента в резервуар заливают нефть, затем на смесь донных отложений и нефти воздействуют струей мятого пара с температурой 110-130°С в соотношении 1:(3-5) соответственно до достижения температуры 100-105°С с последующим отстоем в течение 1-2 сут и откачкой нефти и расплавленных парафинов, затем в оставшийся в резервуаре осадок, вводят фракцию нефти 150-360°С в соотношении 1:(3-5) соответственно, на смесь донного осадка и фракции нефти 150-360°С воздействуют струей острого пара с температурой 150-250°С под давлением 1,0-1,5 МПа, отстаивают в течение 1-2 сут, удаляют смесь нефти и экстрагированного продукта из донного осадка, далее осуществляют слив воды и выгрузку механических примесей.
2. Устройство для очистки резервуара от донных отложений, включающее корпус, трубу для подачи рабочего агента, кольцевой коллектор, снабженный распределительными элементами, отличающееся тем, что кольцевой коллектор снабжен струйными форсунками, расположенными на внутренней и наружной поверхности кольцевого коллектора на расстоянии 1,5 м друг от друга при этом коллектор имеет диаметр, равный 0,5 Д, и расположен на расстоянии 0,25 Д от внутренней стенки резервуара и на расстоянии 150 мм от днища, где Д - диаметр резервуара.
