Спосіб очищення нафтового резервуара і пристрій для його здійснення

1 Спосіб очищення нафтового резервуара, який містить нагрівання і розмив осаду в резервуарі потоком нагрітого нафтопродукту з утворенням М струменів, розділених на К групи і розташованих навколо К вертикальних осей, утворення в нафтовому резервуарі розрідженого продукту, нагрітого до температури, вищої за температуру переходу осаду до розрідженого стану, його гідродинамічне перемішування із змінами напрямку струменів, видалення і очищення розрідженого продукту, який відрізняється тим, що на поверхні осаду розміщують шар рідкого нафтопродукту, напрямок додаткових занурених бокових N струменів нагрітого нафтопродукту варіюють по вертикалі з нахилом під кутом 5-45° до горизонталі, по горизонталі - в секторі, обмеженому боковими стінками нафтового резервуара, першими утворюють переважно циркулюючі потоки, далі утворюють переважно турбулентні потоки розрідженого продукту з періодичним поверненням до утворення перших потоків, після нагрівання розрідженого продукту до температури, що на 10-35°С вища за температуру переходу осаду до розрідженого стану, в нього вводять емульгатор, після розмиву осаду в межах падіння N струменів потік нагрітого нафтопродукту переводять на утворення М струменів з відцентровим осесиметричним направленням струменів від К вертикальних осей та з нахилом до них під кутом 60-85° у кожній К групі, струмені занурюють у розріджений продукт, обертають навколо вертикальної осі і після повного розмиву осаду поступово піднімають, спрямовуючи їх на бокові стінки нафтового резервуара 2 Спосіб за п 1, який відрізняється тим, що товщина шару рідкого нафтопродукту на поверхні осаду дорівнює 0,3-0,7 середньої товщини осаду 3 Спосіб за пп 1 і 2, який відрізняється тим, що частину нафтопродукту, отриманого після очищення розрідженого продукту, вводять в КІЛЬКОСТІ 20-60 % до об'єму нафтопродукту, що подається в нафтовий резервуар 4 Пристрій для очищення нафтового резервуара, який містить блок нагрівання нафтопродукту, вхід якого зв'язаний через першу засувку з виходом першого насоса, вхід якого зв'язаний з першою вхідною засувкою, яка допускає з'єднання з ємністю для подачі нафтопродуктів, другий насос, вхід якого зв'язаний з виходом першого фільтра, вхід якого зв'язаний з другою вхідною засувкою, яка допускає з'єднання із зливним виходом нафтового резервуара, вихід другого насоса допускає зв'язок з вихідною засувкою, яка допускає з'єднання з ємністю для очищених нафтопродуктів, вихід блока нагрівання нафтопродукту зв'язаний з розподільчим трубопроводом, зв'язаним через другу засувку з М соплами, кожна з К груп яких допускає обертання навколо вертикальної осі і зв'язана з нагнітальним трубопроводом та вузлом кріплення до окремого верхнього люка нафтового резервуара, який відрізняється тим, що між виходом другого насоса і вихідною засувкою встановлено другий фільтр, вихід якого додатково зв'язаний через третю засувку з входом блока нагрівання нафтопродукту, вхід першого насоса додатково зв'язаний через дозуючий вентиль з ємністю для емульгатора, кожен з К нагнітальних трубопроводів виконано жорстким і жорстко зв'язаним з відцентровими соплами, які розташовані осесиметрично навколо осі кожного трубопроводу та з нахилом до неї під кутом 60-85° і допускають встановлення на заданій висоті від днища до стелі нафтового резервуара, з розподільчим трубопроводом додатково через четверту засувку зв'язані N сопел, кожне з яких зв'язане з шароподібним вузлом кріплення до окремого бокового люка нафтового резервуара і яке допускає переміщення сопла по вертикалі з нахилом під кутом 5-45° до горизонталі, по горизонталі - в секторі, обмеженому боковими стінками нафтового резервуара, вхід першого фільтра зв'язаний з другою вхідною засувкою 5 Пристрій за п 4, який відрізняється тим, що привід обертання кожного з нагнітальних трубопроводів виконано як штурвал і/або привід електродвигуна 47241 Винахід стосується нафтової та нафтопереробної промисловості і може бути використаним для очищення резервуарів від осаду нафтових шламів, а також інших осадів, які утворюються під час зберігання подібних рідких продуктів Відомий спосіб очищення нафтового резервуара (а с SU №1776464 В 08 В 3/02, 9/08) містить розмив і розрідження осаду в резервуарі боковими зануреними струменями води, його гідродинамічне перемішування і утворення в резервуарі розрідженого продукту шляхом горизонтального обертання струменів навколо вертикальної ВІСІ Кут, в якому здійснюють обертання струменів, дорівнює 180° Співпадають з суттєвими ознаками способу, що заявляється, розмив і розрідження осаду в резервуарі боковими зануреними струменями рідини, його гідродинамічне перемішування із змінами напрямку струменів і утворення в резервуарі розрідженого продукту Кут, в якому здійснюють обертання струменів, близький до 180° При використанні відомого способу контакт струменів рідини з осадом відбувається недостатньо Поставлена задача вдосконалення способу, в якому шляхом зміни технологічних параметрів забезпечується поліпшення контакту струменів рідини з осадом і тим самим ефективності очищення резервуара Відомий спосіб очищення нафтового резервуара (пат RU №2120340 В 08 В 9/08, 3/02), вибраний нами за прототип, містить нагрівання і розмив осаду в резервуарі потоком нагрітого нафтопродукту з утворенням М струменів, розділених на К групи, які розташовані з можливістю падіння струменів на усі частини внутрішньої поверхні нафтового резервуара Струмені розділені на К групи, розташовані навколо К вертикальних осей і здійснюють гідродинамічне обертання В нафтовому резервуарі утворюють розріджений продукт, нагрітий до температури, вищої за температуру переходу осаду до розрідженого стану Здійснюють його гідродинамічне перемішування із змінами напрямку струменів, видалення і очищення розрідженого продукту, частину якого нагрівають до температури, вищої за температуру переходу осаду до розрідженого стану і повергають у потік нагрітого нафтопродукту для утворенням М струменів Температура нагрівання нафтопродукту складає 50 - 95 °, переважно 65 - 90°С Співпадають з суттєвими ознаками способу, що заявляється, нагрівання і розмив осаду в резервуарі потоком нагрітого нафтопродукту з утворенням М струменів, розділених на К групи і розташованих навколо К вертикальних осей, утворення в нафтовому резервуарі розрідженого продукту, нагрітого до температури, вищої за температуру переходу осаду до розрідженого стану, його гідродинамічне перемішування із змінами напрямку струменів, видалення і очищення розрідженого продукту При використанні відомого способу контакт і теплообмін струменів нагрітої рідини з осадом відбувається недостатньо Поставлена задача вдосконалення способу, в якому шляхом зміни технологічних параметрів забезпечується поліпшення контакту і теплообміну струменів нагрітої рідини з осадом і тим самим ефективності очищення резервуара Відомий пристрій для очищення нафтового резервуара (ас SU №1776464 В 08 В 3/02, 9/08) містить нагнітальний трубопровід, який допускає з'єднання з ємністю для подачі нафтопродуктів і зв'язаний з вузлом кріплення до бокового люка нафтового резервуара, який містить нерухому стійку у вигляді коліна та механізм переміщення сопла У гвинтовій парі механізму переміщення гвинт виконано рухомим вздовж и ВІСІ, ОДИН кінець шатуна зв'язаний з гвинтом, другий зв'язаний з направляючою і допускає можливість руху по горизонталі, перпендикулярно руху гвинта Поворотне коліно з соплом кінематичне зв'язані з шатуном і допускають переміщення по горизонталі в секторі з кутом 180° Співпадають з суттєвими ознаками пристрою, що заявляється, нагнітальний трубопровід, який допускає з'єднання з ємністю для подачі нафтопродуктів і зв'язаний з вузлом кріплення до бокового люка нафтового резервуара Вузол кріплення зв'язаний з механізмом, який допускає переміщення сопла по горизонталі в секторі, обмеженому боковими стінками нафтового резервуара При використанні відомого пристрою контакт струменів рідини з осадом відбувається недостатньо Поставлена задача вдосконалення пристрою, в якому шляхом конструктивних змін забезпечується поліпшення контакту струменів рідини з осадом і тим самим ефективності очищення резервуара Відомий пристрій для очищення нафтового резервуара (пат RU №2120340 В 08 В 9/08, 3/02), вибраний нами за прототип, містить блок нагрівання нафтопродукту, вхід якого зв'язаний через першу засувку з виходом першого насоса, вхід якого зв'язаний через ДОПОМІЖНІ засувки з першою вхідною засувкою, яка допускає з'єднання з ємністю для подачі нафтопродуктів, і паралельно зв'язаний з виходом першого фільтра Перший фільтр містить ємність, поділену фільтраційною перетинкою на дві камери, причому камера з фільтратом є ВІДСТІЙНИКОМ, зв'язаним з двома регуляторами рівня водної та нафтової фаз Вхід другого насоса зв'язаний через допоміжну засувку з виходом першого фільтра, вхід якого допускає зв'язок з другою вхідною засувкою, яка допускає з'єднання із зливним виходом нафтового резервуара, вихід другого насоса допускає зв'язок з вихідною засувкою, яка допускає з'єднання з ємністю для очищених нафтопродуктів Вихід блока нагрівання нафтопродукту зв'язаний з розподільчим трубопроводом, зв'язаним через другу засувку з М соплами, кожна з К груп яких допускає обертання 47241 навколо вертикальної осі і звязана з нагнітальним трубопроводом та вузлом кріплення до окремого верхнього люка нафтового резервуара Нагнітальні трубопроводи зв'язані з вузлами кріплення жорстким з'єднанням, з соплами зв'язані з'єднанням, яке допускає гідродинамічне обертання сопел навколо осей нагнітальних трубопроводів, положення яких допускає кутове зміщення з наступною фіксацією Співпадають з суттєвими ознаками пристрою, що заявляється, блок нагрівання нафтопродукту, вхід якого зв'язаний через першу засувку з виходом першого насоса, вхід якого зв'язаний з першою вхідною засувкою, яка допускає з'єднання з ємністю для подачі нафтопродуктів, другий насос, вхід якого зв'язаний з виходом першого фільтра, вхід якого зв'язаний з другою вхідною засувкою, яка допускає з'єднання із зливним виходом нафтового резервуара, вихід другого насоса допускає зв'язок з вихідною засувкою, яка допускає з'єднання з ємністю для очищених нафтопродуктів, вихід блока нагрівання нафтопродукту зв'язаний з розподільчим трубопроводом, зв'язаним через другу засувку з М соплами, кожна з К груп яких допускає обертання навколо вертикальної осі і зв'язана з нагнітальним трубопроводом та вузлом кріплення до окремого верхнього люка нафтового резервуара При використанні відомого пристрою контакт і теплообмін струменів нагрітої рідини з осадом відбувається недостатньо Поставлена задача вдосконалення пристрою, в якому шляхом конструктивних змін забезпечується поліпшення контакту і теплообміну струменів нагрітої рідини з осадом і тим самим ефективності очищення резервуара В способі очищення нафтового резервуара, який містить нагрівання і розмив осаду в резервуарі потоком нагрітого нафтопродукту з утворенням М струменів, розділених на К групи і розташованих навколо К вертикальних осей, утворення в нафтовому резервуарі розрідженого продукту, нагрітого до температури, вищої за температуру переходу осаду до розрідженого стану, його гідродинамічне перемішування із змінами напрямку струменів, видалення і очищення розрідженого продукту, ВІДПОВІДНО до винаходу на поверхні осаду розміщують шар рідкого нафтопродукту, напрямок додаткових занурених бокових N струменів нагрітого нафтопродукту варіюють по вертикалі з нахилом під кутом 5 - 45° до горизонталі, по горизонталі - в секторі, обмеженому боковими стінками нафтового резервуару, першими утворюють переважно циркулюючі потоки, далі утворюють переважно турбулентні потоки розрідженого продукту з періодичним поверненням до утворення перших потоків, після нагрівання розрідженого продукту до температури, що на 10 - 35°С вища за температуру переходу осаду до розрідженого стану, в нього вводять емульгатор, після розмиву осаду в межах падіння N струменів потік нагрітого нафтопродукту переводять на утворення М струменів з відцентровим осесиметричним направленням струменій від К вертикальних осей та з нахилом до них під кутом 60 - 85° у кожній К групі, струмені занурюють у розріджений продукт, обертають навколо верти кальної осі і після повного розмиву осаду поступово піднімають, спрямовуючи їх на бокові стінки нафтового резервуара Крім того товщина шару рідкого нафтопродукту на поверхні осаду дорівнює 0,3 - 0,7 середньої товщини осаду Крім того частину нафтопродукту, отриманого після очищення розрідженого продукту, вводять в КІЛЬКОСТІ 20 - 60% до об'єму нафтопродукту, що подається в нафтовий резервуар В пристрої для очищення нафтового резервуара, який містить блок нагрівання нафтопродукту, вхід якого зв'язаний через першу засувку з виходом першого насоса, вхід якого зв'язаний з першою вхідною засувкою, яка допускає з'єднання з ємністю для подачі нафтопродуктів, другий насос, вхід якого зв'язаний з виходом першого фільтра, вхід якого допускає зв'язок з другою вхідною засувкою, яка допускає з'єднання із зливним виходом нафтового резервуара, вихід другого насоса допускає зв'язок з вихідною засувкою, яка допускає з'єднання з ємністю для очищених нафтопродуктів, вихід блока нагрівання нафтопродукту зв'язаний з нагнітальним трубопроводом, зв'язаним через другу засувку з М соплами, кожна з К груп яких допускає обертання навколо вертикальної осі і зв'язана з нагнітальним вузлом та вузлом кріплення до окремого верхнього люка нафтового резервуара, ВІДПОВІДНО до винаходу між виходом другого насоса і вихідною засувкою встановлено другий фільтр, вихід якою додатково зв'язаний через третю засувку з входом блока нагрівання нафтопродукту, вхід першого насоса додатково зв'язаний через дозуючий вентиль з ємністю для емульгатора, кожен з К нагнітальних вузлів виконано як жорсткий трубопровід, з яким жорстко зв'язані відцентрові сопла, які розташовані осесиметрично навколо осі трубопроводу та з нахилом до неї під кутом 60 - 85° і допускають встановлення на заданій висоті від днища до стелі нафтового резервуару, з розподільчим трубопроводом додатково через четвергу засувку зв'язані N сопел, кожне з яких зв'язане з шаровидним вузлом кріплення до окремого бокового люка нафтового резервуара і яке допускає переміщення сопла по вертикалі з нахилом під кутом 5 - 45° до горизонталі, по горизонталі - в секторі, обмеженому боковими стінками нафтового резервуара, вхід першого фільтра зв'язаний з другою вхідною засувкою Крім того привід обертання кожного з нагнітальних трубопроводів виконано як штурвал і/або привід електродвигуна На фіг 1 зображено схематично пристрій для очищення нафтового резервуара, на фіг 2 - сопла одного нагнітального вузла, вид знизу Пристрій для очищення нафтового резервуара містить блок 1 нагрівання нафтопродукту, вхід якого зв'язаний через першу засувку 2 з виходом першого насоса 3, вхід якого зв'язаний з першою вхідною засувкою 4, яка допускає з'єднання з автоцистерною 5 для подачі нафтопродуктів Вхід першого насоса 3 зв'язаний через дозуючий вентиль 6 з ємністю 7 для емульгатора Другий насос 8 зв'язаний своїм входом з виходом першого фільтра 9, вхід якого зв'язаний з другою вхідною засувкою 10, яка допускає з'єднання із зливним виходом 47241 нафтового резервуара 11 Вихід другого насоса 8 зв'язаний з входом другого фільтра 12, вихід якого зв'язаний з вихідною засувкою 13, яка допускає з'єднання з автоцистерною 14 для очищених нафтопродуктів, і зв'язаний через третю засувку 15 з входом блока 1 нагрівання нафтопродукту Вихід блока 1 нагрівання нафтопродукту зв'язаний з розподільчим трубопроводом 16, зв'язаним через другу засувку 17 з М соплами 18, К груп 19 яких зв'язані з К вузлами кріплення 20 до окремого верхнього люка нафтового резервуара через нагнітальний трубопровід 21 Кожний вузол кріплення 20 містить внутрішню рухому і зовнішню нерухому частини, які утворюють підшипник, і зв'язаний з фіксатором 22 для закріплення нагнітального трубопроводу 21 на заданій висоті з можливістю його обертання Кожен з К нагнітальних трубопроводів 21 виконано жорстким і жорстко зв'язаним з відцентровими соплами 19, які розташовані осесиметрично навколо осі кожного трубопроводу 21 та з нахилом до неї під кутом 60 - 85° Розподільчий трубопровід 16 через четверту засувку 23 зв'язаний з N соплами 24, найчастіше N = 2, кожне з яких зв'язане із шаровидним вузлом 25 кріплення до окремого бокового люка нафтового резервуара і яке допускає переміщення сопла по вертикалі з нахилом під кутом (І_= 5 - 45° до горизонталі, по горизонталі - в секторі, обмеженому боковими стінками нафтового резервуара Вхід першого фільтра 9 і вихід блок 1 нагрівання нафтопродукту зв'язані з термометрами 26 Вхід і вихід другого фільтра 12, входи блока 1 нагрівання нафтопродукту і першого насоса 3 зв'язані з манометрами 27 Перший і другий фільтри містять виходи 28 для відбору твердих домішок, зв'язані з засувками 29 Вузли переміщення по висоті, циклічного та кутового обертання кожного трубопроводу 21 і сопел 24 містять привід, виконаний як штурвал і/або привід електродвигуна, які на рисунку не показані Запропонований спосіб і пристрій для його здійснення реалізуються таким чином На поверхні осаду в нафтовому резервуарі 11 розміщують шар рідкого нафтопродукту, в залежності від виду осаду - нафти або нафти з домішкою дизельного палива, який подають з автоцистерни 5 першим насосом 3 при закритих засувках 15, 17 і дозуючому вентилю 6 через відкриті засувки 4, 2, блок 1 нагрівання нафтопродукту з відключеним нагрівачем, та засувку 23 Як варіант, рідкий нафтопродукт подають також через відкриту засувку 17 Встановлюють товщину шару рідкого нафтопродукту на поверхні осаду 0,3 - 0,7 середньої товщини осаду, в залежності від характеристик, наприклад, більшій або меншій ЩІЛЬНОСТІ осаду Тим самим осад частково розчинюють і розм'якшують, причому у місцях падіння струменів роблять заміри мідним лотом розмитості ділянок, що утворилися, а також визначають ІНШІ характеристики осаду, наприклад, температуру переходу осаду до розрідженого стану Включають нагрівач блока 1 нагрівання нафтопродукту і потоком занурених бокових N струменів нагрітого нафтопродукту першими утворюють переважно циркулюючі потоки, в результаті чого контакт і теплообмін струменів нагрітої рідини з осадом відбувається по усій поверхні осаду Сопла 24 оберають на шаро 8 видних вузлах 25 і змінами напрямку струменів утворюють переважно турбулентні потоки розрідженого продукту, якими руйнують осад, причому періодично повертають режим утворення перших потоків Гідродинамічне перемішування утвореного розрідженого продукту здійснюють із варіацією напрямків додаткових бокових N струменів нагрітого нафтопродукту по вертикалі з нахилом під кутом L = 5 - 45° до горизонталі, по горизонталі - в секторі, обмеженому боковими стінками нафтового резервуара 11 Температуру всередині нафтового резервуара контролюють в межах допустимої похибки одним, а далі двома термометрами 26 Після нагрівання розрідженого продукту до температури, що на 10 - 35°С вища за температуру переходу осаду до розрідженого стану, відкривають дозуючий вентиль 6 і додають емульгатор з ємності 7 до потоку нафтопродукту, який подають до нафтового резервуара 11 Ступінь дозування контролюють манометром 27, розташованим на трубопроводі поряд з дозуючим вентилем 6 Потік нагрітого нафтопродукту продовжують подавати через бокові сопла 24 до повного розмиву осаду в межах падіння N струменів при їх переміщенні, після чого змінюють режим очищення Закривають засувку 23 і відкривають засувку 17 і подають потік нагрітого нафтопродукту розподільчим трубопроводом 16, нагнітальним трубопроводом 21 до М сопел 18 Переміщенням нагнітальних трубопроводів 21 вниз групи сопел 19 занурюють у розріджений продукт, фіксаторами 22 закріплюють їх на вибраній висоті у рухомій частині вузлів кріплення 20, нерухома маститі яких утримується люком нафтового резервуара 11 Групи сопел 19 обертають навколо вертикальних осей і спрямовують потік утворених М струменів з відцентровим осесиметричним їх направленням від К вертикальних осей та з нахилом до них під кутом 60 - 85° у кожній К групі на ділянки, які не були доступні боковим N струменям нагрітого нафтопродукту Після повного розмиву осаду групи сопел 19 поступово піднімають, спрямовуючи їх на бокові стінки нафтового резервуара, після очищення яких насосом 3 зменшують інтенсивність подачі нагрітого нафтопродукту та відкривають засувки 10 і 13 Другим насосом 8 відкачують розріджений продукт через перший фільтр 9, другий фільтр 12 до автоцистерни 14 Як варіант, відкривають засувку 15 і частішу нафтопродукту, отриманого після очищення розрідженого продукту, вводять в КІЛЬКОСТІ 20 - 60% до об'єму нафтопродукту, що подається в нафтовий резервуар 11 Виключають нагрівач блока 1 нагрівання нафтопродукту і перший насос 3, закривають засувку 15 і відкачують розріджений продукт до автоцистерни 14 Відбирають тверді домішки через виходи 28 фільтрів 5 засувки 29 Експериментальна перевірка даного винаходу показала його високу надійність при очищенні осадів ВІДМІННИХ за складом нафт різних родовищ Час очищення нафтових резервуарів з технологічних операцій первинної обробки високов'язкої нафти і бензиносховищ, з урахуванням різних термінів їх експлуатації, 2 - 1 1 діб До переваг даного винаходу слід додати можливість багаторазового використання продукту очистки для наступної очистки іншого нафтового резервуара 26 19 18 ФІГ. г 14 2 2 2 9 3 7 ДП «Український інститут промислової власності» (Укрпатент) вул Сім'ї Хохлових, 15, м Київ, 04119, Україна ( 0 4 4 ) 4 5 6 - 2 0 - 90 ТОВ "Міжнародний науковий комітет" вул Артема, 77, м Київ, 04050, Україна (044)216-32-71