ДВУХСТУПЕНЧАТЫЙ СПОСОБ ОЧИСТКИ ВНУТРЕННЕЙ ПОВЕРХНОСТИ ЕМКОСТИ ОТ ЗАГРЯЗНЕНИЙ НЕФТЕПРОДУКТАМИ
TWO-STEP METHOD OF CLEANING INNER SURFACE OF CONTAINER FROM CONTAMINATION WITH OIL PRODUCTS

Изобретение относится к различным областям промышленности, а именно нефтяной, химической и нефтехимической промышленности, к способам очистки внутренних поверхностейемкостей, в частности резервуаров и цистерн от углеводородных загрязнений, таких как нефть, нефтепродукты, и может быть использовано в этих областях.
Известен «Способ очистки поверхности от углеводородных загрязнений» (патент РФ №2262396, МПК В08В 3/02, дата приоритета 09.02.2004 г., опубликован 20.10.2005 г.), заключающийся в подаче рабочего тела в виде струи на обрабатываемую поверхность и удаление из зоны обработки продуктов промывки, отделение от них хотя бы части углеводородного слоя и обводненного шлама с возвратом для повторного использования, при этом на первом этапе для разогрева и удаления основной массы углеводородных загрязнений в качестве рабочего тела используются подогретые продукты промывки, образовавшиеся в результате предыдущей зачистки, потери воды с парами восполняются, а чистовую обработку осуществляют циркулирующим моющим агентом, причем по мере снижения качества моющего агента его часть направляется на восполнение потерь воды в рабочем теле, а взамен добавляется соответствующее количество чистой воды или свежеприготовленного водного раствора.
Недостатками данного способа являются: сложная технологическая схема и большие энергозатраты, связанные с расходом реагентов и циркуляцией большого количества воды, что снижает энергоэффективность данного способа очистки поверхностей.
Наиболее близким по технической сущности к заявляемому техническому решению, выбранному в качестве прототипа, является «Двухступенчатый способ очистки поверхности от загрязнений нефтепродуктами» (патент РФ №2592521, МПК В08В 3/02, дата приоритета 30.03.2015 г., опубликован 20.07.2016 г., бюл. №20), заключающийся в подаче рабочего тела в виде струи на обрабатываемую поверхность и удалении из зоны обработки продуктов промывки, ополаскивании отмытой поверхности вторым рабочим телом и удалении продуктов ополаскивания, отводе их в сборник-сепаратор, разделении на углеводородный, водный и эмульсионный слои, возврате воды на восполнение потерь, реализации как товарного продукта обезвоженных углеводородов.
Недостатком данного технического решения являются низкие технологические возможности способа очистки, ведущего к загрязнению окружающей среды несконденсированными парами, что плохо сказывается на экологичности, образование большого количества эмульсии, которое в процессе очистки накапливается и не утилизируется, а также требуются большие энергозатраты на нагрев рабочего тела, все это ведет к снижению экологичности, к невозможности безотходного производства, а в целом к снижению энергоэффективности.
Решаемой задачей изобретения является: создание экологичного, безотходного, технологичного, то есть энергоэффективного способа очистки загрязненных нефтепродуктами емкостей резервуаров с получением из продуктов очистки дешевой тепловой энергии для выработки рабочего тела.
Техническим результатом изобретения является создание высокоэнергоэффективного, то есть технологичного способа очистки внутренней поверхности емкости за счет получения из продуктов очистки дешевой тепловой энергии для выработки рабочего тела.
Указанный технический результат достигается тем, что двухступенчатый способ очистки внутренней поверхности емкости от загрязнений нефтепродуктами, включающий первый этап промывки, заключающийся в подаче первого рабочего тела в виде струи на обрабатываемую поверхность емкости 1 и удалении путем отвода из зоны обработки продуктов промывки, второй этап, заключающийся в ополаскивании отмытой поверхности вторым рабочим телом - водой и удалении водного слоя путем отвода продуктов ополаскивания, в отводе продуктов промывки и ополаскивания в сборник-сепаратор 4 для их грубого разделения на углеводородный, водный и эмульсионный слои, осуществляют возврат эмульсионного слоя, содержащего прямую и обратную эмульсии, в качестве первого рабочего тела, в зону обрабатываемой поверхности емкости, а часть углеводородного слоя на станцию обезвоживания 11 для отделения от него воды и возврата ее на восполнение потерь водного слоя, при этом паровую фазу, образовавшуюся в процессе обработки, направляют на конденсатор 9, а несконденсированные пары, содержащие углеводороды направляют в подогреватель 8 второго рабочего тела для дожига, а накопившуюся часть эмульсии, образовавшуюся на втором этапе обработки, в процессе ополаскивания вторым рабочим телом - водой, направляют в подогреватели 7, 8 первого и второго рабочих тел и сжигают в них совместно с подаваемым товарным топливом. Указанный технический результат достигается тем, что, в качестве первого рабочего тела используют эмульсионный слой, образовавшийся в результате расслоения продуктов предыдущей промывки, а второго рабочего тела используют воду.
Новым в способе является:
Данное заявляемое техническое решение позволяет получить высоэнергоэффективный способ очистки благодаря экономии товарного топлива на подогрев рабочих тел в виде эмульсионного слоя и воды за счет использования части эмульсии, образовавшейся в процессе промывки и ополаскивании, в качестве топлива, и сжигания в факеле пламени подогревателя несконденсированной части паровой фазы, что повышает безотходность, экологичность, то есть технологичность способа.
Сущность предлагаемого изобретения поясняется чертежом, где на Фиг. представлена принципиальная схема, поясняющая сущность предлагаемого способа.
На Фиг. показаны:
1 - обрабатываемая емкость; 2 и 3 - моечные машинки; 4 - сборник-сепаратор продуктов промывки; 5 и 6 - напорные насосы; 7 - подогреватель первого рабочего тела, - эмульсионного; 8 - подогреватель второго рабочего тела, воды; 9 - конденсатор паров; 10 - воздушка; 11 - станция обезвоживания углеводородов.
Способ работает следующим образом:
На нулевом этапе, для запуска циклического процесса очистки внутренней поверхности емкости 1 в моечную машинку 2 подают пар, выработанный внешним парообразователем. Далее запускается циклический процесс: на первом этапе обработки (промывки) внутренней поверхности обрабатываемой емкости 1 через сопла моечной машинки 2, вращающейся или колеблющейся по специальной программе, из средней части сборника-сепаратора 4 продуктов промывки напорным насосом 5 подают первое рабочее тело, представляющее собой подогретый в подогревателе 7 эмульсионный слой, образовавшийся в результате расслоения продуктов предыдущей промывки и удаляют путем отвода из зоны обработки. Продукты промывки возвращаются в сборник-сепаратор 4 продуктов промывки, где происходит их грубое разделение на три слоя: верхний (углеводородный), нижний (водный) и средний (эмульсионный), включающий оба типа эмульсии (прямую и обратную).
Когда основная масса углеводородных загрязнений из емкости 1 удалена, приступают ко второму этапу обработки - чистовой мойке (ополаскиванию). Для этого через сопла другой моечной машинки 3 напорным насосом 6 из нижней части сборника-сепаратора продуктов промывки 4 подают второе рабочее тело, воду, представляющее собой подогретый в подогревателе 8 водный слой, образовавшийся в результате расслоения продуктов предыдущей промывки. При этом обеспечивают необходимый напор, а вращение моечной машинки 3 осуществляется по специальной программе, обеспечивающей попадание струи на каждый из участков отмываемой поверхности. Продукты чистовой промывки возвращают тоже в сборник-сепаратор 4 продуктов промывки для грубого разделения. В процессе ополаскивания образуются новые порции эмульсии, которые со временем накапливаются в сборнике-сепараторе 4. Часть образующейся эмульсии, направляют на подогреватель 7, первого рабочего тела - эмульсионного слоя, и подогреватель 8, второго рабочего тела - воды, для совместного сжигания с товарным топливом, находящимся в подогревателях рабочих тел 7, 8 эмульсионного слоя и воды, предотвращая ее накопления.
Часть верхнего слоя (обводненные углеводороды) отправляют на станцию обезвоживания углеводородов 11, где из него отделяют воду, и возвращают ее на восполнение потерь водного слоя в сборник-сепаратор продуктов промывки 4, замыкая рецикл. В процессе промывки и ополаскивания образуется паровая фаза, содержащая в себе углеводороды, которые конденсируют и возвращают в сборник-сепаратор 4 продуктов промывки. А несконденсированные углеводороды направляют для дожига в подогреватель 8, второго рабочего тела, воды, тем самым не загрязняя атмосферу и делая производство рабочего тела безотходным, при этом уменьшая количество потребного товарного топлива, повышая энергоэффективность способа очистки внутренней поверхности емкостей. Для запуска последующих циклов, начиная с нулевого используют также пар.
Пример конкретного выполнения:
Рассматриваемый способ предусматривает использование тепловой энергии для нагрева рабочих тел в виде воды и эмульсионного слоя до требуемых температур. Для этих целей в качестве тепловой энергии возможно использование энергии углеводородных горючих (горючего газа, жидкого топлива и т д.) или электрической. В то же время одним из продуктов технологического процесса очистки емкостей является устойчивая эмульсия, образующаяся из углеводородов и воды. При очистке цистерн диапазон соотношений этих компонентов в эмульсии колеблется от 40:60 до 15:85. Разделение устойчивой эмульсии является сложным технологическим процессом и требует использования специальных веществ - дэмульгаторов и, определенного времени на расслоение исходных веществ. В рассматриваемом двухступенчатомспособе очистки поверхности емкости от загрязнений нефтепродуктами это не предусмотрено. В связи с этим, часть образующейся эмульсии приходится сдавать на утилизацию за определенную плату. Средняя цена за утилизацию углеводородных эмульсий составляет 3000 р/т (на сегодняшний день). Эти затраты можно сократить, если часть эмульсии сжигать в подогревателях рабочих тел. Например, при сжигания одной тонны эмульсии состоящей из 80% воды и 20% углеводородов при температуре 1000°С остается нереализованным 3567000 кДж тепла, что в жидком топливном эквиваленте составляет 87 л. (87⋅45 р.=3915 р.). Тогда при использовании предлагаемого способа очистки емкостей экономическая выгода в денежном эквиваленте составит 3000+3915 р.=6915 р. за тонну, что позволяет экологически чисто и экономически эффективно очищать внутренние поверхности резервуаров и цистерн от загрязнений нефтепродуктами за счет получения из подуктов очистки дешевой тепловой энергии для выработки рабочего тела.
Таким образом, по своим технико-экономическим преимуществам, по сравнению с известными аналогами, заявляемое техническое решение позволяет получить высоэнергоэффективный способ очистки благодаря экономии товарного топлива на подогрев рабочих тел в виде эмульсионного слоя и воды за счет использования части эмульсии, образовавшейся в процессе промывки и ополаскивании, в качестве топлива, и сжигания в факеле пламени подогревателя несконденсированной части паровой фазы, что повышает безотходность, экологичность, то есть технологичность способа.