СПОСОБ ВОЛНОВОЙ ОЧИСТКИ РЕКТИФИКАЦИОННЫХ КОЛОНН ОТ ТЯЖЕЛЫХ НЕФТЯНЫХ ОСТАТКОВ, СОДЕРЖАЩИХ МЕЛКИЕ МЕХАНИЧЕСКИЕ ЧАСТИЦЫ
METHOD FOR WAVE PURIFICATION OF RECTIFICATION COLUMNS FROM HEAVY OIL RESIDUES CONTAINING FINE MECHANICAL PARTICLES

Настоящее предполагаемое изобретение относится к нефтеперерабатывающей, нефтяной и газовой промышленности. Оно направлено на современное решение проблемы очистки крупногабаритных массообменных аппаратов. Предложение преимущественно относится к очистке ректификационных колонн технологических процессов переработки сырой нефти и колонн стабилизации продуктов каталитической переработки нефтяного и газового сырья, загрязненных каталитической пылью и щелочью, в случае их щелочной обработки. В настоящее время, перед проведением ремонтных работ на рассматриваемых колоннах, они подвергаются длительной водной промывке с последующей ручной доочисткой их контактных тарелок и карманов последних. Такая работа проводится в нижеследующем порядке:
1. После остановки технологической установки на соответствующий ремонт (текущий или капитальный), колонну освобождают от жидких углеводородов, затем открывают воздушник, находящейся в ее верхнем торце и, путем подачи в низ колонны водяного пара, начинают продувать ее, с выбросом в атмосферу удаляемых водяным паром остатков жидких и газообразных углеводородов (до безопасного содержания углеводородов в пробах воздуха из колонны).
2. Затем, открывают верхний люк-лаз колонны и, путем подачи на верхнюю контактную тарелку техническую воду, начинают промывку колонны с дренированием грязной воды через штуцер в ее донной части, в промышленную канализацию. Промывная вода с верхней контактной тарелки перетекает в ее карман, с которого перетекает на, нижерасположенную тарелку и так, до самой нижней тарелки. Операция промывки колонны, в зависимости от ее габаритов и степени загрязнения, длится не менее 2-3 суток и требует расхода больших количеств воды.
3. Затем, в случае отсутствия в пробах воздуха из колонны вредных примесей, открывают остальные ее люки и, удаляя часть контактных устройств по центру контактных тарелок, в колонне пробивают шахту. После этого, приступают к ручной доочистке тарелок и их карманов. Оставшаяся в карманах и тарелках грязь, может быть в больших количествах. Эта стадия работ, проводится вручную и в стесненных условиях, характеризуется крайне низкой технологичностью, низкой культурой труда и вредными условиями труда (в связи чем, часто работы выполняются в противоипритных костюмах).
По настоящему предполагаемому изобретению, водная очистка ректификационных колонн от грязи проводится в одну стадию, в нижеследующем порядке:
1. После продувки ректификационной колонны водяным паром и открытия ее верхнего люк-лаза, колонну, заполняют горячей технической водой до уровня люка, применяя при этом безградиентный нагрев ее потока подачей в него острого водяного пара.
2. Затем, открывая задвижку дренажного штуцера, расположенного на днище колонны, налаживают одинаковый баланс между входящей в колонну водой и дренируемой из нее. Тем самым, достигается стабильность уровня воды в колонне, необходимой для полного охвата водой всех ее контактных тарелок и их карманов.
3. После выполнения операций по п. 1 и 2, в донную часть колонны, плавно, не допуская больших гидравлических ударов в ней, подают водяной пар. Оптимальной подачей в колонну является такая, когда по всей высоте колонны достигается равномерный, без гидроударов, звук (гул).
4. Контроль за качеством очистки колонны производится путем визуального определения прозрачности дренажной воды, периодически отбираемой в прозрачную стеклянную емкость.
5. При достижении цвета дренажной воды идентичной подаваемой в колонну свежей воды, ее очистка считается завершенной. После чего, ее освобождают от воды и приступают к дальнейшим регламентным работам.
В зависимости от габаритов колонн и качества перерабатываемого сырья, продолжительность их очистки длится около 5-15 часов.
Сущность такого способа очистки контактных тарелок и их карманов ректификационных колонн, заключается в том, что при входе водяного пара в массу воды в колонне, его пузырьки, быстро конденсируются, теряя свой объем (коллапсируются). В связи с тем, что это происходит в несжимаемой жидкости, - вначале, при входе пара в колонну, в объеме воды возникают прямые микроударные волны. При схлопывании пузырьков пара, возникают микроволны в обратном направлении (аналогично возникновению прямой и обратной волны при взрыве любых взрывчатых веществ). Во время движения прямой ударной волны, за фронтом ее движения возникает разряжение, в результате чего, масса грязи, отложившейся на контактных тарелках и их карманах, отрывается с их поверхности. При движении обратной микроволны, происходит высокоэффективный контакт воды с грязью, с глубоким проникновением в массу грязи. Такой механизм массообмена, многократно повторяется по высоте колонны, приводя его к массообмену в колебательном волновом гидродинамическом режиме.
Предлагаемый способ одностадийной волновой очистки ректификационных колонн, прошел успешные опытно-промышленные испытания при очистке контактных тарелок и их карманов, отложившихся при ректификации продукта гетерогенно-каталитического гидрирования при 300 атм. средних нефтяных фракций, подвергнутых затем щелочной обработке. Очистка продолжалась около 5,5 часов.
Данный способ был успешно испытан на ректификационной колонне прямогонной переработки нефти, карманы контактных тарелок которой были забиты плотной грязью на 85-90%. Колонна не чистилась более 8 лет. После 15-ти часовой ее промывки по предлагаемому способу, она была полностью готова к последующим регламентным работам.
Предлагаемый способ может быть успешно использован при очистке от грязи газожидкостных сепараторов, электродегидраторов по обессоливанию и обезвоживанию нефтей и газового конденсата и очистке реакторов термических процессов переработки нефтяного сырья.