ОТСТОЙНИК ДЛЯ ОТДЕЛЕНИЯ ОТ НЕФТЕПРОДУКТОВ ВОДЫ И МЕХАНИЧЕСКИХ ПРИМЕСЕЙ

Полезная модель относится к отстойникам гравитационного принципа действия для отделения от нефтепродуктов воды и механических примесей и может быть использована на складах и базах горючего для разделения на фазы обводненные и загрязненные нефтепродукты, образующиеся после зачистки резервуаров и сбора аварийных проливов.
Из практики эксплуатации резервуаров следует, что на складах и базах горючего иногда скапливается большое количество некондиционных нефтепродуктов, образующихся в результате зачистки резервуаров, тушения пожара и сбора аварийных проливов.
Для обеспечения возможности использования отделенных нефтепродуктов по прямому назначению и слива воды, очищенной от нефтепродуктов, в промышленные водоемы или канализацию на складах и базах горючего необходимо иметь отстойники объемом соответствующим предполагаемым аварийным проливам. Как правило, вместимость такого отстойника должна быть не менее вместимости одного резервуара в группе. Вместо одного отстойника, указанной вместимости, может быть два или более отстойников суммарной вместимостью, соответствующей вместимости одного резервуара в группе.
Известен отстойник для разделения эмульсии, включающий вертикальную цилиндрическую емкость и распределитель эмульсии, выполненный в виде горизонтального патрубка ввода эмульсии и набора расположенных последовательно друг за другом направляющих отбойников в форме усеченных конусов. Патрубки распределителя эмульсии и слива воды расположены в нижней части емкости, а патрубок отвода очищенной жидкости - в верхней части емкости (RU №2242265 кл. В01Д 17/04, 20.12.2004).
Недостатком этого отстойника является то, что расположение патрубка отвода очищенной жидкости в верхней части емкости не позволяет слить очищенную жидкость из емкости после прекращения подачи эмульсии. Кроме того, выполнение распределителя эмульсии в виде набора вертикально расположенных отбойников создает расходящийся во все стороны поток эмульсии, который перемешивается с отстоявшейся нефтью и отстоявшейся водой.
Известен также отстойник для отделения от нефтепродуктов воды и механических примесей, содержащий резервуар с патрубками слива воды, обезвоженного нефтепродукта, отвода газа и подачи очищаемой жидкости с закрепленным на нем внутри резервуара расширителем для распределения входящего в резервуар потока жидкости, выполненным в виде короба, верхняя и нижняя стенки которого размещены в горизонтальных плоскостях, а боковые стенки и внутренние перегородки размещены веерообразно в вертикальных плоскостях. При этом патрубки подачи очищаемого нефтепродукта и слива воды размещены в нижней части корпуса резервуара, а патрубок для слива очищенного нефтепродукта размещен в верхней части корпуса резервуара. (RU №54317 U1, кл. В01Д 21/02, 31.01.2006).
Недостатком этого отстойника является то, что слив чистого нефтепродукта возможен только в процессе подачи в резервуар загрязненного нефтепродукта и не обеспечивается слив оставшегося в резервуаре нефтепродукта после прекращения подачи в него жидкости по причине расположения патрубка для слива нефтепродукта в верхней части корпуса резервуара.
Наиболее близким по технический сущности является отстойник для отделения воды от нефти, содержащий резервуар с горизонтальным перфорированным патрубком для подачи водонефтяной эмульсии и патрубками для отвода обезвоженной нефти и воды. Перфорированный патрубок имеет отверстия по бокам и снизу и расположен на высоте 0,2-1,0 м от днища, а патрубок для отвода обезвоженной нефти внутри резервуара выполнен вертикальным с возможностью отбора нефти на уровне не менее 7 м от днища. Патрубок подачи водонефтяной эмульсии и патрубки слива нефти и воды расположены в нижней
части корпуса резервуара (RU №18236 U1, Кл. В01D 19/00, 08.11.2000 - прототип).
Недостатком этого отстойника является то, что слив обезвоженной нефти возможен только в процессе подачи в резервуар водонефтяной эмульсии. После прекращения подачи в резервуар водонефтяной эмульсии прекращается слив обезвоженной нефти и в резервуаре остается слой нефти на уровне 7 м от днища, который практически невозможно слить. Кроме того, наличие перфорации на патрубке для подачи водонефтяной эмульсии с нижней стороны приводит к перемешиванию эмульсии с отстоявшейся водой.
Технический результат полезной модели - повышение эффективности эксплуатации отстойника за счет создания возможности полного слива очищенного нефтепродукта.
1
Этот технический результат достигается тем, что отстойник для отделения от нефтепродуктов воды и механических примесей, состоящий из вертикального цилиндрического резервуара, в нижней части корпуса которого размещены патрубок подачи очищаемого нефтепродукта с закрепленным на нем распределителем потока, патрубок слива воды и патрубок слива очищенного нефтепродукта, отбираемого с верхнего слоя через размещенную в резервуаре трубу согласно предлагаемой модели отстойник снабжен двумя поплавками, труба закреплена на патрубке слива очищенного нефтепродукта с возможностью поворота на заданный угол в вертикальной плоскости, свободный торец этой трубы заглушен, один из поплавков закреплен на заглушенном конце трубы, а второй поплавок имеет форму кольца, внутри которого по его верхней кромке закреплена воронка для забора очищенного нефтепродукта, выход из которой с помощью гибкой полой связи сообщен с полостью трубы в точке, удаленной от заглушенного торца трубы на расстояние l, длина которого превышает сумму диаметров поплавков не более чем на 10%.
На фиг.1 представлен общий вид отстойника для отделения от нефтепродуктов воды и механических примесей;
фиг.2 - то же (вид по А-А на фиг.1 при горизонтальном положении поворотной трубы);
фиг.3 - то же (узел 1 на фиг 1).
Отстойник для отделения от нефтепродуктов воды и механических примесей содержит вертикальный цилиндрический резервуар 1 с патрубками 2, 3, 4, 5 слива воды и очищенного нефтепродукта, отвода газа и подачи загрязненного нефтепродукта, соответственно.
На патрубке 5 подачи загрязненного нефтепродукта внутри резервуара 1 жестко закреплен распределитель потока 6, выполненный по патенту RU №54317 от 31.01.2006 в виде короба, верхняя и нижняя стенки которого размещены в горизонтальной плоскости, а боковые стенки - в вертикальной плоскости. Внутри короба установлены верно расходящиеся вертикальные перегородки.
На патрубке 3 слива очищенного нефтепродукта внутри резервуара 1 установлено поворотное устройство 7, на котором закреплена с возможностью подъема в вертикальной плоскости труба 8. Поворотное устройство 7 снабжено опорой 9, размещенной на днище резервуара 1, и ограничителем 10 угла поворота трубы 8 в вертикальной плоскости. На торце трубы 8 установлена заглушка 11. На свободном конце трубы 8 установлены поплавок 12, обеспечивающий подъем трубы 8 в нефтепродукте, опорная скобка 13, фиксирующая положение трубы 8 в нижнем положении, и соединительное устройство 14, к которому подсоединена гибкая полая связь 15, второй конец которой соединен с сливным устройством, состоящим из кольцевого поплавка 16, воронки 17 и регулятора 18 глубины погружения кольцевого поплавка 16 в нефтепродукт, закрепленного на кольцевом поплавке 16 с помощью штырей 19.
В качестве поворотного устройства 7 может быть использован известный поворотный шарнир, а в качестве ограничителя 10 угла поворота подъемной трубы - трос или цепь.
В качестве гибкой полой связи 15 может быть использован эластичный рукав или гофрированный шланг.
1
Соединение гибкой полой связи 15 с трубой 8 может быть выполнено в виде патрубка или любого другого устройства. Место присоединения гибкой полой связи 15 к трубе 8 удалено от заглушенного торца трубы на расстояние l.
Регулятор 18 глубины погружения кольцевого поплавка 16 в нефтепродукт представляет собой набор тонких пластинчатых колец с отверстиями под штыри 19.
3
1
2
1
тр
тр
рез
Для изготовления отстойника, как правило, используют стальные вертикальные резервуары вместимостью от 100 до 1000 м, серийно выпускаемые промышленностью. В качестве патрубка 3 для слива очищенного нефтепродукта используют уже имеющийся на резервуаре стандартизованный приемо-раздаточный патрубок, к которому внутри резервуара подсоединяют поворотное устройство 7, в качестве которого используют стандартный шарнир, марку которого выбирают в зависимости от диаметра d патрубка слива очищенного нефтепродукта. К противоположному фланцу поворотного устройства 7 подсоединяют трубу 8, диаметр d которой выбирают в зависимости от диаметра d патрубка 3. Длина L трубы 8 стандартизована в зависимости от вместимости резервуара и составляет L=(0,7÷0,75)·Д.
1
Диаметр патрубка 5 подачи загрязненного нефтепродукта обычно принимают равным диаметру d патрубка 3.
3
3
Габаритные размеры поплавка 12 (диаметр d и длину l) определяют расчетным путем из условия обеспечения подъема свободного конца трубы 8 за счет выталкивающей силы нефтепродукта. При этом, суммарная масса трубы 8 и поплавка 12 должна быть меньше массы нефтепродукта, вытесненного поплавком.
Пример расчета габаритных размеров поплавка 12 приведен в таблице.
С целью упрощения расчетов и опираясь на практику в качестве поплавков используют стандартные бочки вместимостью 100 и 250 л.
Таблица - Пример расчета габаритных размеров поплавка 12
Вместимость резервуара, м<sup>3</sup>
Диаметр резервуара,Д<sub>рез</sub>, м
Диаметр патрубка, d<sub>1</sub>, мм
Диаметр трубы, d<sub>2</sub>,мм
Длина трубы, Lтр, м
Толщина стенки трубы, мм
Масса трубы, кг
Масса поплавка, кг
Суммарная масса трубы и поплавка, кг
Масса нефтепродукта вытесненная поплавком
200
6,63
100
100
4,80
2,2
29
26*
55
73
400
8,53
100
100
6,30
2,2
38
26*
64
73
700
10,43
150
150
7,30
3,2
99
58**
157
200
1000
12,33
150
150
9,30
3,2
126
58**
184
200
Примечание: * - масса бочки вместимостью 100 л по ГОСТ 6247** - масса бочки вместимостью 275 л по ГОСТ 6247
3
Из таблицы следует, что для отстойников вместимостью 200 и 400 м с трубами диаметром 100 мм в качестве поплавка можно использовать бочки вместимостью 100 л по ГОСТ 6247 с габаритными размерами: диаметр - 422 мм; длина - 709 мм.
3
Для отстойников вместимостью 700 и 1000 м с поворотными трубами диаметром 150 мм в качестве поплавка можно использовать бочки вместимостью 275 л по ГОСТ 6247 с габаритными размерами: диаметр - 629 мм, длина - 950 мм.
5
4
Габаритные размеры кольцевого поплавка 16 определяют экспериментальным путем исходя из условия непрерывного самотечного поступления очищенного нефтепродукта в трубу 8. Экспериментальными исследованиями установлено, что внутренний диаметр кольцевого поплавка d должен быть не менее двух диаметров трубы 8. Наружный диаметр d кольцевого поплавка и его высоту определяют из условия обеспечения его плавучести в нефтепродукте.
1
Расстояние l от конца поворотной трубы 8 до места присоединения к трубе гибкой полой связи 15 определено расчетно-экспериментальным путем. Это расстояние не должно превышать суммы диаметров поплавков не более чем на 10%.
1
3
4
1
3
4
2
При значении l<1,1(d+d) и положении поворотной трубы 8 под углом 60° к горизонтальной линии кольцевой поплавок 15 касается поплавка 12 в результате чего нарушается установленная с помощью регулятора 18 глубина погружения кольцевого поплавка 16 в нефтепродукт. При значении l>1,1(d+d) увеличивается длина lгибкой полой связи 15, что вызывает необходимость увеличения габаритных размеров кольцевого поплавка 16.
Отстойник для отделения от нефтепродуктов воды и механических примесей работает следующим образом.
Через патрубок 5 в резервуар подается загрязненный нефтепродукт. Благодаря наличию распределителя потока загрязненный нефтепродукт растекается в резервуаре в горизонтальной плоскости и не перемешивается с отстоявшейся водой и нефтепродуктом.
В процессе подачи загрязненного нефтепродукта в резервуар, он занимает пространство между слоем воды и слоем нефтепродукта, где и происходит гравитационное разделение на нефтепродукт, воду и механические примеси.
Толщина слоя очищенного нефтепродукта в резервуаре зависит от производительности подачи его в резервуар и диаметра вертикального резервуара.
Пары нефтепродукта выводятся через патрубок 4.
Слив очищенного нефтепродукта начинают после заполнения резервуара на половину его высоты. За это время нефтепродукт очистится от воды и механических примесей.
Высота заполнения резервуара регулируется производительностью подачи загрязненного нефтепродукта и производительностью слива очищенного.
После прекращения подачи загрязненного нефтепродукта в резервуар очищенный нефтепродукт из него можно слить полностью. Когда кольцевой поплавок 16 опустится до уровня воды, он в воде всплывает и поступление нефтепродукта в воронку 18 прекратится.
Применение полезной модели позволит повысить эффективность эксплуатации отстойника.