ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЙ КОМПЛЕКС ДЛЯ ПРОВЕДЕНИЯ ЗАЧИСТКИ ВНУТРЕННЕЙ ПОВЕРХНОСТИ РЕЗЕРВУАРА ОТ ОТЛОЖЕНИЙ

Техническое решение относится к устройствам для очистки резервуаров от отложений посредством жидкости в виде струи и может быть использовано для сбора и удаления продуктов загрязнения (отложений) из нефтяных резервуаров.
Известно, что в резервуарах, эксплуатируемых в условиях добычи, транспортировки, хранения и переработки нефти происходит накопление отложений, которые представляют собой плотную, не текучую массу, располагающуюся по днищу резервуара (толщиной от 0,3 до 3,0 м, т.е. до 4% общей емкости резервуара).
Основной задачей зачистки внутренней поверхности резервуаров от отложений является получение на выходе процесса однородной углеводородной суспензии в текучем состоянии, что позволяет осуществлять сбор и удаление продуктов загрязнения из резервуаров.
Технологии зачистки резервуаров от отложений базируются на известных технических решениях: использующих размыв и перемешивание отложений моющими составами (или водой), ультразвуковые методы, технологические схемы разжижения и перемешивания отложений с помощью теплоносителя (парообразного рабочего агента) и т.п.
В последние годы запатентован ряд [1-9] новых технологий и устройств для очистки резервуаров: механические устройства [8, 9];
модульная передвижная установка [7] для отмыва внутренней поверхности емкости от загрязнений; установки [1, 2, 3], использующие моющие машины с различными моющими жидкостями (включающие их подогрев); устройство [4] для ультразвуковой очистки; комплексы [5, 6] для очистки с использованием парообразующих рабочих агентов.
Механические устройства [8, 9], как правило, используются на завершающей стадии зачистки, устройства [4] для ультразвуковой очистки относительно сложны и применяются лишь в специальных случаях.
Комплексы (например, [5, 6]) с паровыми или парогазотурбинными установками, использующие парообразный рабочий агент в качестве теплоносителя, достаточно сложны и обладают уровнем энергопотребления, не удовлетворяющим, в ряде случаев, требованиям экономичности. Кроме того, такие устройства [5, 6] не предусматривают одновременной откачки отложений при их размыве.
Системы зачистки, основанные на размыве отложений в резервуаре водой под давлением (или моющим раствором специального состава) [1-3] являются наиболее дешевыми. Общими признаками таких установок [1-3] являются узел подачи моющего раствора в отмываемую емкость и узел сбора суспензии (размытых отложений) в резервуар-отстойник посредством трубопровода.
Известное устройство [2] для размыва и предотвращения накопления донного осадка в резервуаре содержит подводящий трубопровод с механизмом создания струи моющего раствора под разными углами. Недостатком такого устройства [2] является отсутствие откачки углеводородной суспензии. При этом размыв (дробление) отложений струей моющего раствора может быть недостаточным, и это требует дополнительной модернизации устройства [2].
Известная установка [1] для отмыва поверхностей от углеводородов, принятая за прототип, содержит связанные трубопроводами зачищаемый резервуар, снабженный технологическим люком, систему подачи моющей
жидкости (ПМЖ) и систему для откачивания размытых отложений (ОРО) в резервуар-отстойник, причем система ПМЖ включает нагнетательный насос и подающий моющую жидкость трубопровод с устройством струйной отмывки, конечная часть которого размещена через технологический люк внутри зачищаемого резервуара. Система ОРО включает установку откачивания и трубопровод, начальная часть которого размещена через технологический люк внутри зачищаемого резервуара, а конечная часть подсоединена к резервуару-отстойнику.
При этом используется моющая жидкость специального состава, которая перед подачей в зачищаемый резервуар подогревается в нагревателе, а продукты отмывки подаются в заборник с поплавковой камерой.
Однако вследствие зависимости установки [1] от моющей жидкости специального состава, а также от необходимости введения нагревателя (расхода топлива) она усложняется и обладает повышенной энергоемкостью. Кроме того, дисперсность (размер частиц) размытых в установке [1] отложений может быть, в ряде случаев, неадекватна требованиям регламента (стандарта) проведения процесса зачистки. При этом одновременность размыва отложений с откачкой суспензии из зачищаемого резервуара в установке [1] является проблематичной.
Сущность предлагаемого технического решения заключается в создании технологического комплекса для проведения зачистки внутренней поверхности от отложений, обеспечивающего эффективную очистку с размывом и дроблением отложений с заданной регламентом (стандартом) дисперсностью (размером частиц) и одновременную откачку суспензии из зачищаемого резервуара.
Основной технический результат - повышение степени очистки резервуаров от отложений, которая осуществляется при одновременной откачке размываемых отложений с заданной регламентом дисперсностью, а также снижение материалоемкости (за счет использования воды в качестве моющей жидкости и отсутствия нагревательных систем и топлива) и
энергопотребления. При этом достигается также упрощение по сравнению с установкой [1], что приводит к повышению надежности предложенного комплекса.
Технический результат достигается следующим образом.
Технологический комплекс для проведения зачистки внутренней поверхности резервуара от отложений содержит связанные трубопроводами зачищаемый резервуар, снабженный технологическим люком, систему подачи моющей жидкости (ПМЖ) и систему для откачивания размытых отложений (ОРО) в резервуар-отстойник, причем система ПМЖ включает нагнетательный насос и подающий моющую жидкость трубопровод с устройством струйной отмывки, конечная часть которого размещена через технологический люк внутри зачищаемого резервуара, система ОРО включает установку откачивания и трубопровод, начальная часть которого размещена через технологический люк внутри зачищаемого резервуара, а конечная часть подсоединена к резервуару-отстойнику.
2
Отличительной особенностью технологического комплекса является то, что в качестве моющей жидкости использована подаваемая под давлением не более 4 кг/см неподогреваемая вода, в системе ОРО, функционирующей одновременно с системой ПМЖ, в качестве установки откачивания использована насосная установка, включающая, по крайней мере, один динамический оседиагональный лопастной насос. При этом система ОРО снабжена одним или несколькими последовательно соединенными щелевыми фильтрами, встроенными в трубопровод системы ОРО между насосной установкой откачивания и резервуаром-отстойником.
Отличием комплекса также является то, что в качестве зачищаемых резервуаров использованы наземные нефтяные стальные резервуары со стационарной крышей и/или железобетонные резервуары с плавающей крышей, которые снабжены технологическим люком в нижней части их цилиндрической боковой поверхности.
Кроме того, комплекс отличается тем, что в системе ОРО в качестве установки откачивания использованы одна или две насосные установки марки УОДН 290.
В конкретном случае выполнения комплекс отличается тем, что в системе ПМЖ подающий воду трубопровод подключен начальной частью через вентиль к магистральной водопроводной сети или резервуару с водой, а конечная часть трубопровода, размещенная внутри зачищаемого резервуара, снабжена размывающими соплами, выполненными с возможностью изменения направления струи воды и обеспечения размыва наиболее удаленных зон отложений.
При этом особенностью комплекса является то, что конечная часть трубопровода системы ПМЖ и начальная часть трубопровода системы ОРО, размещенные внутри зачищаемого резервуара, выполнены в виде гибких труб (шлангов).
В практических случаях выполнения комплекса зачищаемый резервуар снабжен устройством контроля концентрации паров нефти в зачищаемом резервуаре и устройством контроля качества зачистки резервуара, а система ПМЖ снабжена устройством контроля и регулировки давления воды, подаваемой в зачищаемый резервуар через размывающие сопла.
Кроме того, резервуар-отстойник может быть дополнительно снабжен выходным трубопроводом с встроенным вентилем для откачки декантированных углеводородов в емкость-хранилище.
На чертеже приведена общая конструктивная схема технологического комплекса для проведения зачистки внутренней поверхности резервуара от отложений.
Технологический комплекс содержит зачищаемый резервуар 1 с технологическим люком 2, нагнетательный насос 3 системы ПМЖ, трубопровод 4 системы ПМЖ, устройство 5 струйной отмывки (размывающие сопла), установку 6 откачивания системы ОРО (насосную установку), трубопровод 7 системы ОРО, резервуар-отстойник 8,
динамические оседиагоноальные лопастные насосы 9 и 10 установки 6 (насосные установки марки УОДН 290), щелевые фильтры 11, водопроводную сеть или резервуар 12 с водой, вентиль 13 системы ПМЖ, устройство 14 контроля концентрации паров нефти, устройство 15 контроля качества зачистки, устройство 16 контроля и регулировки давления воды системы ПМЖ, выходной трубопровод 17 с вентилем 18 и емкость-хранилище 19 декантированных углеводородов.
Зачистка внутренней поверхности резервуара от отложений в технологическом комплексе осуществляется следующим образом.
3
2
В зачищаемый резервуар 1 через технологический люк 2 по трубопроводу 4 от нагнетательного насоса 3 системы ПМЖ под давлением не более 4 кг/см поступает неподогреваемая вода из водопроводной сети или резервуара 12. Конечная часть трубопровода 4, размещенная внутри зачищаемого резервуара 1, снабжена размывающими соплами 5, обеспечивающими изменение направления струи воды и размыв наиболее удаленных зон отложений в резервуаре 1. При этом в частном случае реализации комплекса конечная часть трубопровода 4, размещенная внутри резервуара 1, может быть выполнена в виде гибкой трубы (шланга). Верхняя граница давления 4 кг/см воды, подаваемой в резервуар 1, как показывает опыт, является наиболее оптимальной для процесса размыва отложений с подачей воды под нижний слой отложений. Одновременно с размывом отложений системой ПМЖ в комплексе осуществляется откачивание размытых отложений посредством установки 6 откачивания (насосной установки) через трубопровод 7, начальная часть которого размещена в резервуаре 1 и выполнена в виде гибкой трубы (шланга).
Основной отличительной особенностью комплекса, обеспечивающей достижение технического результата является насосная установка 6, включающая, по крайней мере, один динамический оседиагональный лопастной насос 9, позволяющий [10] выполнять кроме основной функции (откачивания суспензии) дробление частиц отложений, т.е. снижать
дисперсность откачиваемых частиц. Опыт работы показывает, что использование одного динамического оседиагонального лопастного насоса 9 (например, марки УОДН 290) позволяет снизить дисперсность (размер частиц) размываемых отложений на 70-80%, а включение в насосную установку 6 двух последовательно соединенных динамических оседиагональных лопастных насосов 9 и 10 обеспечивает дробление до 80-95% углеводородных частиц отложений, т.е. превращает откачиваемую из резервуара 1 смесь воды и отложений в однородную углеводородную высокодисперсную суспензию в устойчивом текучем состоянии.
3
Заключительный этап процесса очистки производится одним или несколькими последовательно соединенными щелевыми фильтрами 11 (тонкой очистки), с выхода которых углеводородная суспензия поступает в резервуар-отстойник 8. Контроль процесса зачистки резервуара 1 осуществляется: устройством 14 контроля концентрации паров нефти (производится перед началом процесса после дегазации резервуара 1 до концентрации паров нефти не выше 2 г/м), устройством 16 контроля и регулировки давления воды в трубопроводе 4 системы ПМЖ, а также устройством 15 контроля качества зачистки резервуара 1 в конце процесса.
В частных случаях выполнения резервуар-отстойник 8 дополнительно снабжен выходным трубопроводом 17 с встроенным вентилем 18 для откачки декантированных углеводородов в емкость-хранилище 19, откуда они могут поступать для дальнейшей переработки (например, по технологии, описанной в [11]). В конкретных случаях применения комплекса в системе ПМЖ подающий трубопровод 4 подключен к резервуару 12 с водой через вентиль 13.
В качестве зачищаемых резервуаров 1 могут быть использованы наземные нефтяные стальные резервуары со стационарной крышей и/или железобетонные резервуары с плавающей крышей, которые снабжены технологическим люком в нижней части их цилиндрической боковой поверхности.
Таким образом, путем рациональной конструкции комплекса при введении совокупности динамических оседиагональных лопастных насосов и щелевых фильтров тонкой очистки достигается основной технический результат: повышение степени очистки резервуара от отложений с заданной регламентом дисперсностью и снижение материалоемкости и энергопотребления.
ИСТОЧНИКИ ПО УРОВНЮ ТЕХНИКИ
I. Прототип и аналоги:
1. RU 13333 U 1, 10.04.2000. (прототип).
2. RU 46688 U 1, 27.07.2005 (аналог).
3. RU 2207195 С 2, 27.06.2003 (аналог).
4. RU 49741 U 1, 10.12.2005 (аналог).
II. Дополнительные источники по уровню техники:
5. RU 15308 U 1, 10.10.2000.
6. RU 29484 U 1, 20.05.2003.
7. RU30292 U 1, 27.06.2003.
8. RU 2260486 С 1, 20.09.2005.
9. RU2203746 C 1, 10.05.2003.
10. Новый политехнический словарь / Под ред. А.Ю.Ишлинского. - М.: Большая Российская энциклопедия, 2003. - 671 с.(с.349, с.271)
11. RU 51538 U 1, 27.02.2006.