RU2150341C1 - Способ очистки резервуаров для нефти и темных нефтепродуктов с утилизацией продуктов очистки - Google Patents

Abstract

Изобретение относится к области нефтедобычи, нефтепереработки, а также к хранению нефти и нефтепродуктов и может быть использовано на нефтеперерабатывающих и нефтедобывающих предприятиях и на нефтяных базах. Способ включает, по крайней мере, частичное освобождение резервуара от содержимого, установку внутри резервуара перемешивающего приспособления, закачку в резервуар нефтесодержащего разбавителя, растворение донных осадков при оптимальных температурах с помощью паровых нагревателей, перемешивание полученной смеси до гомогенного состояния и откачивание, по крайней мере, части ее из резервуара в декантер для последующего механического центробежного разделения на фазы. Нефтяную фазу отстаивают и возвращают в сырьевые резервуары технологических установок нефтеперерабатывающего предприятия для последующей переработки. При этом используемые при растворении донных осадков для нагрева паровые нагреватели, по крайней мере, частично питают паром, который получают в парогенераторах путем сжигания содержащего в нефти попутного газа и/или топливно-технологического газа, выделяемого в процессе термической обработки нефти и/или в результате термодеструктивных процессов, протекающих при переработке нефти и/или промежуточных продуктов, и/или выделяемого в процессе переработки нефти, регенерируемой из нефтесодержащих осадков, продуктов очистки резервуаров, попутный и/или топливно-технологический газ подают в сеть с температурой 50 - 70^oC и давлением 3 - 5 кг/см², перед сжиганием газ подогревают до температуры не ниже 100^oC, причем 15 - 40% газа сжигают в парогенераторе, 60 - 85% - в технологических установках, а в качестве воды для парогенератора используют возвратный конденсат с добавлением химически очищенной сырой воды, по крайней мере, в количествах потребных для возмещения невозвращаемого конденсата, при этом для подогрева химически очищенной сырой воды и/или исходной нефти используют остаточную теплоту отработанного в технологических процессах перегонки нефти пара и/или парового конденсата. Способ обеспечивает интенсификацию процесса очистки при одновременном снижении потерь нефти и нефтепродуктов, энергоемкости и себестоимости производства за счет использования пара собственной выработки, себестоимость которого ниже стоимости приобретаемого на стороне пара до 50%, снижении вредных выбросов в районе нефтеперерабатывающего или нефтедобывающего предприятия или нефтебаз и, следовательно, улучшения экологической обстановки в регионе. 22 з.п. ф-лы, 1 табл.

Description

Изобретение относится к области нефтедобычи, нефтепереработки, а также хранению нефти и нефтепродуктов и может быть использовано на нефтеперерабатывающих и нефтедобывающих предприятиях, а также на нефтяных базах.

Наиболее близким к изобретению по технической сущности и достигаемому результату является способ очистки резервуаров для нефти и темных нефтепродуктов с утилизацией продуктов очистки, включающий установку внутри резервуаров перемешивающего приспособления, закачку в резервуар разбавителя, растворение донных осадков при оптимальных температурах посредством нагрева, перемешивание полученной смеси, разделение ее на фазы различной плотности - нефтяную, водную и твердую, отстой нефтяной фазы и ее возврат в технологические установки (см. патент РФ N 2109583, кл. В 08 В 9/08, 1998).

Недостатками известного способа является высокая стоимость и энергоемкость вследствие необходимости приобретения на стороне пара, требуемого на отдельных технологических стадиях осуществления очистки резервуаров, а также большие потери нефтепродуктов и теплопотери вследствие сжигания части вырабатываемого из нефти или попутного газа на факеле, что дополнительно ухудшает и экологическую обстановку. Кроме того, производство работ по очистке резервуаров сопряжено со значительным по срокам выводом их из эксплуатации, при этом образующийся в резервуарах не полностью удаляемый осадок уменьшает полезный объем резервуаров, снижая их коэффициент полезного действия, причем сам осадок, содержащий ценные нефтепродукты, недостаточно очищается, что способствует потерям ценного продукта.

Техническим результатом настоящего изобретения является интенсификация процесса очистки резервуаров для нефти и темных нефтепродуктов при одновременном снижении их потерь и сокращении энергоемкости и себестоимости процесса очистки, а также потерь как добываемого, так и перерабатываемого или хранящегося продукта и улучшении экологической обстановки в регионе.

Указанный технический результат достигается тем, что в способе очистки резервуаров для нефти и темных нефтепродуктов с утилизацией продуктов очистки, включающем установку внутри резервуара перемешивающего приспособления, закачку в резервуар разбавителя, растворение донных осадков при оптимальных температурах посредством нагрева, перемешивание полученной смеси, разделение ее на фазы различной плотности - нефтяную, водную и твердую, отстоя нефтяной фазы и ее возврат в технологические установки, согласно изобретению перед установкой перемешивающего приспособления, по крайней мере, частично освобождают резервуар от содержимого, в качестве разбавителя используют нефтесодержащий разбавитель, смесь перемешивают до гомогенного состояния и откачивают, по крайней мере, часть ее из резервуара в декантер для последующего механического центробежного разделения на фазы, а нефтяную фазу возвращают в используемые в технологических установках нефтеперерабатывающего предприятия сырьевые резервуары для последующей переработки, при этом используемые для нагрева при растворении донных осадков паровые нагреватели, по крайней мере, частично питают паром, который получают в парогенераторах путем сжигания содержащегося в нефти попутного газа и/или топливно-технологического газа, выделяемого в процессе термической обработки нефти и/или в результате термодеструктивных процессов, протекающих при переработке нефти и/или промежуточных продуктов, и/или выделяемого в процессе переработки нефти, регенерируемой из нефтесодержащих осадков, продуктов очистки резервуаров, попутный и/или топливно-технологический газ подают в сеть с температурой 50-70^oC и давлением 3-5 кг/см² перед сжиганием газ подогревают до температуры не ниже 100^oC, причем 15-40 % газа сжигают в парогенераторе, 60-85% - в технологических установках, а в качестве воды для парогенератора используют возвратный конденсат с добавлением химически очищенной сырой воды, по крайней мере, в количествах, потребных для возмещения невозвращаемого конденсата, при этом для подогрева химически очищенной сырой воды и/или исходной нефти используют остаточную теплоту отработанного в технологических процессах перегонки нефти пара и/или парового конденсата.

При этом перемешивающее приспособление могут выполнять лопастным и монтировать в крышке резервуара или в его корпусе. Лопастное перемешивающее приспособление могут выполнять поворотным и устанавливать с возможностью вертикального и/или горизонтального перемещения внутри резервуара.

Перемешивание могут осуществлять с дополнительным воздействием жидкостных струй, которые подают под избыточным давлением.

Подачу жидкостных струй под избыточным давлением могут производить через форсунки, по крайней мере, часть которых монтируют в том числе в лопастях с возможностью одновременной закрутки лопастей и непосредственного воздействия струй на очищаемую поверхность.

Жидкостные струи могут подавать с обеспечением режима кавитации в очищаемой приповерхностной зоне, по крайней мере, днища и/или стенок очищаемого резервуара.

Очистку резервуара могут начинать и/или производить в процессе нахождения в нем содержимого или после полного опорожнения.

Для облегчения механического центробежного разделения нефтесодержащей смеси на фазы различной плотности в смесь могут добавлять флокулянты. В качестве флокулянтов могут использовать деэмульгаторы, причем добавление флокулянтов осуществляют с помощью дозирующих насосов.

При механическом центробежном разделении нефтесодержащей смеси в декантере могут осуществлять автоматическое регулирование числа оборотов вала декантера.

При механическом центробежном разделении на фазы в декантере нефтесодержащей смеси с изменяющимся содержанием нефти разделение фаз могут производить с плавным регулированием диска разделения фаз-декантера непосредственно в процессе его работы.

Могут использовать сырую воду из проточного и/или непроточного водоема, причем нагрев химически очищаемой воды, осуществляемый за счет отбора тепла возвратного парового конденсата, производят до или после выполнения очистки сырой воды от взвесей и после очистки возвратного парового конденсата от масляных загрязнений, в частности используют воду из реки Урал с общей жесткостью 4,8 мг-экв/кг, общей щелочностью 3,4 мг-экв/кг, величиной pH 8,1 и содержанием железа 628 мг/кг, сульфатов (SO₄ ^-2) 1,78 мг-экв/кг, кремниевой кислоты 0,15 мг-экв/кг, кальция (Са⁺²) 3,0 мг-экв/кг, магния (Mg⁺²) 1,8 мг-экв/кг, и окисляемостью перманганатной 3,84-5,12 мг/кг по O₂, причем сырую воду на химическую очистку подают под давлением до 5 кг/см² (1 кг/см² = 9,81•10⁴ Па) на насосы сырой воды, по крайней мере, один из которых оставляют резервным, а затем прокачивают воду через пару теплообменников с неподвижными трубчатыми решетками и подогревают воду до температуры 25-30^oC, причем, по крайней мере, в одном теплообменнике используют собираемый с территории предприятия конденсат с температурой 80-85^oC, при этом количество сырой воды, пропускаемой через этот теплообменник, регулируют до захолаживания конденсата до температуры 25-35^oC, а остальную часть сырой воды пропускают через другой теплообменник и нагревают ее до температуры 25-30^oC за счет использования в этом теплообменнике в качестве теплоносителя теплофикационной воды, имеющей температуру отопительной воды в соответствии с сезоном, а после подогрева воду направляют на фильтрование в механические фильтры с двухслойной загрузкой кварцевым песком и антрацитом и осуществляют удаление из воды взвешенных частиц до достижения водой прозрачности не менее 40 см, а затем осветленную воду подают на фильтры водород катионитовые с "голодной" регенерацией, загруженные сульфоуглем и осуществляют удаление из воды солей жесткости до 1-2 мг-экв/кг постоянной и разрушение бикарбонат иона со снижением только карбонатной щелочности до 0,7 мг-экв/кг и ионным обменом солей жесткости, щелочности, имеющихся в воде и химическими реакциями с катионом водорода сульфоугля, после чего умягченную воду подают на предохраняющие фильтрат от проскоков кислотности буферные саморегулирующиеся фильтры, загруженные сульфоуглем, а затем воду направляют для удаления свободной углекислоты в декарбонизатор, загруженный кольцами Рашига и осуществляют отделения воздуха с углекислым газом, который отводят в атмосферу, и декарбонизированной воды самотеком в бак, после чего эту воду насосами прокачивают через двухступенчатые фильтры натрий-катионирования, в фильтрах первой ступени производят удаление катионов жесткости до 0,1 мг-экв/кг, а во второй ступени осуществляют более глубокое удаление катионов жесткости Ca⁺², Mg⁺² до 0,01 мг-экв/кг и получают химически очищенную воду прозрачностью не менее 40 см, общей жесткостью 2-5 мг-экв/кг, содержанием железа в пересчете на Fe⁺³ до 300 мг/кг и величиной pH 8,0, после чего химически очищенную воду подают в баки, а затем насосами откачивают на используемую в качестве парогенератора паровую котельную.

При использовании сырой воды, по крайней мере, в период паводка могут осуществлять предварительную ее очистку, которую производят с использованием не менее двух осветлителей производительностью 250 м³/ч, двух мешалок известкового молока емкостью 15 м³ каждая, двух мерников коагулянта по 10 м³ каждый, ячейки мокрого хранения извести, преимущественно известкового теста емкостью 100 м³ ячейки известкового молока емкостью 60 м³ и насосов-дозаторов и/или центробежных насосов с дополнительными регулирующими заслонками, а химическую очистку воды производят только с использованием натрий-катионовых фильтров, в которых производят также регенерацию фильтрующего материала солевым раствором с концентрацией 6-8%.

Используемые для химической очистки сырой воды механические фильтры могут выполнять в виде цилиндрических сосудов с внутренним антикоррозионным покрытием, преимущественно из эпоксидной смолы, и двумя стальными днищами сферической формы, в верхнем из которых размещают штуцер подачи исходной воды и верхнее распределительное устройство, которое выполняют в виде лучей из полимерного материала для распределения воды по сечению фильтра, а на нижнее днище располагают дренажную систему в виде коллектора со щелевыми трубками из нержавеющей стали, по оси которых образованы отверстия, которые перекрывают кожухами со щелями шириной 0,25-0,4 мм, причем в верхней части корпуса фильтра образуют люк для осмотра поверхности фильтрующего материала, а в нижней - лаз для монтажа и ремонта верхней и нижней дренажных систем, при этом на корпусе фильтра на уровне щелевых трубок располагают штуцер для гидроперегрузки, подводят к фильтру трубопроводы исходной воды, взрыхления, воздушник верхней и нижней дренажных систем, подсоединяют манометры на входе и выходе коллектора, пробоотборники и вентили, а фильтрующую засыпку выполняют двухслойной состоящей из слоя кварцевого песка высотой 700 мм и объемом 6,4 м³ и слоя антрацита высотой 500 мм и объемом 4,6 м³, при этом производительность фильтров назначают с учетом расхода воды на собственные нужды и приготовление регенерационных растворов не менее 200 м³/ч, скорость фильтрования при работе всех фильтров - не менее 7 м/ч и максимальной во время взрыхляющей промывки - не менее 10 м/ч при расходе на взрыхление сжатого воздуха 5 м³/ч и давлении до 1,5 кгс/см³; используемые водород-катионитовые фильтры выполняют с площадью фильтрования не менее 7 м², диаметром не менее 3000 мм и высотой загрузки сульфоуглем, равный 2500 мм, причем фильтр оснащают верхним распределительным устройством, которое выполняют в виде лучевой, равномерно распределяющей поток воды по поверхности фильтрующего материала системы, а внутреннюю поверхность фильтра выполняют с покрытием из резины, при этом производительность фильтра назначают не менее 80 т/ч, а скорость фильтрования - не менее 13 м/ч; используемые буферные фильтры загружают сульфоуглем с высотой слоя загрузки 2000 мм и выполняют саморегенерирующимися, с верхним распределительным устройством в виде "стакан в стакане", причем производительность одного фильтра назначают не менее 180 м³/ч, а, скорость фильтрования - не менее 25 м/ч; используемый декарбонизатор выполняют с заполнением кольцами Рашига и выполняют с нижним патрубком подвода воздуха, брызгоотделителем и патрубком отвода декарбонизированной воды, который соединяют с баком сбора этой воды емкостью не менее 400 м³ используемый натрий- катионитовый фильтр выполняют двухступенчатым с верхним, состоящим из лучей, и нижним распределительными устройствами, причем первую ступень этого фильтра выполняют составной из трех фильтров диаметром 3000 мм и загружают фильтрующим материалом с высотой слоя 1900 мм для замещения катионов Са⁺², Mg⁺² на катион водорода Н⁺, при этом производительность фильтра назначают не менее 90 м³/ч, а скорость фильтрования - не менее 25 м/ч и производят удаление катионов жесткости до 0,1 мг-экв/кг, а вторую ступень фильтра выполняют составной из двух фильтров диаметром 2600 мм, загружают фильтрующим материалом с высотой слоя 1200 мм, оснащают фильтр верхним распределительным устройством, при этом назначают скорость фильтрования не менее 34 м/ч и осуществляют удаление катионов жесткости Ca⁺², Mg⁺² до 0,01 мг-экв/кг, при этом во всех ионообменных фильтрах химической очистки воды на нижнем дренажном устройстве располагают подстилающий слой антрацита высотой, превышающей уровень расположения лучей с перфорацией не менее чем на 10 см.

Химически очищенную сырую воду могут подавать на используемую в качестве парогенератора паровую котельную с температурой 25-30^oC, причем часть химически очищенной воды направляют на охладители отбора проб непрерывной и периодических продувок котлов, а оттуда - в головку деаэратора, другую часть химически очищенной воды направляют в охладитель самотечного конденсата, в котором используют тепло конденсата, поступающего с установок нефтеперерабатывающего предприятия, а выходящую из охладителя воду разделяют на два потока, один из которых, нагретый до 90 ^oC, подают в головку деаэратора, а другой подают на охладитель непрерывной продувки, используя тепло продувочных вод из сепаратора непрерывной продувки, а затем химически очищенную воду пропускают через охладитель выпара деаэратора, а затем подают ее в головку деаэратора и осуществляют барбатирование химически очищенной воды паром, нагревая ее до температуры, близкой к насыщению и удаляют из воды газы O₂, CO₂, а сетевую теплофикационную воду подают на вход сетевых насосов, а затем через подогреватели сетевой воды в теплосеть предприятия, при этом при ремонте подогревателей химически очищенной воды осуществляют переключение подогревателей сетевой воды на нагрев химически очищенной воды.

Пар из котлов по коллекторам могут подавать в паропроводы предприятия для технологических нужд, причем часть пара из коллекторов через редуцирующее устройство с давлением P = 4 кгс/см² подают на подогреватели сетевой воды, на подогреватели химически очищенной воды, на подогреватель топливного газа, на обогрев сепаратора топливного газа и в деаэраторы.

При наличии излишков мятого пара на предприятии, часть мятого пара могут подавать на подогреватели химически очищенной воды и на подогреватели сетевой воды, а в них конденсат направляют в конденсаторные баки, откуда конденсаторными насосами откачивают на конденсатоочистку.

При работе подогревателя химически очищенной воды и подогревателей сетевой воды на редуцированном паре с котлов, по крайней мере, часть конденсата с температурой 90^oC могут направлять непосредственно в головку деаэратора для замещения эквивалентного количества нагретой химически очищенной воды.

Подогреватели сетевой и химически очищенной воды могут выполнять в виде блока пароводяного и водоводяного теплообменников, причем вначале в пароводяном теплообменнике конденсируют пар, при этом уровень конденсата в теплообменнике поддерживают регулятором уровня, а затем конденсат направляют в водоводяной теплообменник и переохлаждают его до температуры 80-90^oC, при этом химически очищенную или сетевую воду вначале пропускают через водоводяной теплообменник, а затем через пароводяной.

В качестве парогенератора могут использовать паровую котельную, а производственный конденсат с установок предприятия и паровой котельной по трубопроводам подают на распределительную гребенку, причем используют конденсат с общей жесткостью 100 мг-экв/кг, содержанием Fe в пересчете на Fe₃ до 180 мг/кг, содержанием кремниевой кислоты до 350 мг/кг, содержанием масел до 80 мг/кг и величиной pH до 8,0 ед, причем при несоответствии конденсата указанным параметрам его направляют в дренаж, а с распределительной гребенки конденсат направляют последовательно в бак-отстойник и бак сбора отстоявшегося от нефтепродуктов чистого конденсата, причем по мере всплывания при отстое конденсата на поверхность частиц масла осуществляют сбор его с помощью улавливающей воронки, регулируемой не менее одного раза в смену, при этом в обоих баках поддерживают заданный объем жидкости за счет разности уровней переливных корыт с заполняющими патрубками, после чего чистый конденсат с содержанием нефтепродуктов 10-15 мг/кг с помощью насосов подают через узел регулирования, в котором распределяют потоки на технологическую обработку и взрыхление фильтров трех ступеней обезмасливания, на осветлительные фильтры, загруженные антрацитом, в которых производят удаление взвешенных механических частиц и "нефтепродуктов" до 4-5 мг/кг, после чего конденсат направляют на четыре сорбционных фильтра первой ступени, которые соединяют между собой параллельно и загружают активированным углем, а затем - на четыре сорбционных фильтра второй ступени обезмасливания конденсата до содержания в нем "масел" не более 0,05 мг/кг, а затем обезмасленный конденсат с температурой 85^oC направляют в межтрубное пространство теплообменников, по которым пропускают холодную сырую воду, используемую для технологических нужд химводоочистки и осуществляют охлаждение конденсата до температуры 40^oC, после чего направляют его в бак обезмасленного конденсата, откуда насосами прокачивают конденсат на обессоливающую установку, причем температуру обезмасленного конденсата поддерживают в пределах от 35^oC до 40^oC и направляют его сначала в водород- катионитовые фильтры, в которых в качестве фильтрующего материала используют высокоосновной катионит КУ-2,8 с высотой слоя загрузки 1,5 м и скоростью фильтрования 35 м/ч, в которых производят задерживание катионов жесткости и железа, причем периодически осуществляют восстановление обменной способности фильтров путем регенерации фильтрующего материала 3-4% раствором серной кислоты, а после водород-катионитовых фильтров конденсат направляют в анионитовые фильтры, в которых в качестве фильтрующего материала используют высокоосновной анионит АВ-17-8 и производят удаление конденсата соединений кремниевой кислоты, причем периодически осуществляют восстановление обменной емкости анионитовых фильтров путем пропускания через фильтрующий слой анионита 3-5% раствора едкого натрия, а после анионитовых фильтров очищенный конденсат с содержанием кремниевой кислоты не более 150 мг/кг, железа (в пересчете на Fe⁺³) не более 100 мг/кг, нефтепродуктов - не более 0,5 мг/кг и общей жесткостью не большей 10 мг/кг направляют в бак запаса конденсата, откуда прокачивают преимущественно на ТЭЦ и паровую котельную, а также в установку серы и на котлы - утилизаторы, причем для коррекционной обработки обессоленного конденсата до величины pH 8,5-9,5 ед и снижения коррозии металла трубопроводов в коллектор дозированно подают 1% раствор аммиака насосами-дозаторами.

Используемые при конденсатоочистке осветлительные фильтры могут выполнять двухкамерными, состоящими из корпуса и нижнего и верхнего дренажного распределительных устройств, причем внутри корпуса жестко прикрепляют глухую плоскую горизонтальную перегородку, разделяющую его на две камеры, и анкерные трубчатые связи, по которым осуществляют отвод воздуха из нижней камеры в верхнюю и поддержание в камерах общего давления, при этом верхнее дренажное распределительное устройство выполняют в виде воронки для равномерного распределения конденсата по поверхности фильтрующего материала, в качестве которого используют антрацит, высоту слоя которого в одной камере принимают равной 0,9 м при величине зерен 2-6 мм, причем при заполнении фильтра фильтрующим материалом сначала производят его укладку в нижнюю камеру, а затем - в верхнюю, а нижнее распределительное устройство выполняют в виде коллектора, к которому прикрепляют тридцать два луча с щелевыми отверстиями шириной 0,25-0,4 мм, которые закрывают перфорированными пластинами для исключения уноса фильтрующего материала; в качестве сорбционных фильтров 1 ступени используют четыре однокамерных фильтра, которые соединяют между собой параллельно и загружают фильтрующим материалом - активированным углем с толщиной слоя 2,5 м и величиной зерен от 2 до 6 мм, причем фильтры оснащают верхним и нижним распределительными устройствами, верхнее из которых выполняют в виде лучей для равномерного распределения потока конденсата по всей поверхности фильтрующего материала, а нижнее распределительное устройство в виде коллектора, в который располагают горизонтально днищу и в который вставляют распределительные трубы с отверстиями по нижним образующим диаметром 8 мм, которые перекрывают привариваемой желобообразной пластиной со щелью шириной 0,25-0,4 мм для исключения попадания активированного угля в конденсат; при подаче конденсата на обессоливающую установку используют насосы марок К 100, 65, 200, СУХЛУ производительностью не менее 100 м³/ч и давлением P = 5,0 кгс/см²; водород-катионитовые и анионитовые фильтры выполняют в виде однокамерных, имеющих производительность 115 м³/ч цилиндрических аппаратов, корпус каждого из которых диаметром 2,6 м оснащают верхним и нижним лазами, штуцерами для гидроперегрузки и верхним и нижним распределительными устройствами, верхнее из которых выполняют в виде "стакана в стакане", а нижнее - в виде коллектора, в который вставляют распределительные трубки - лучи с отверстиями по нижней образующей перекрытыми пластиной, имеющей щель шириной 0,25-0,4 мм.

В случае образования щелевого отверстия в месте приваривания желобообразной пластины для исключения уноса фильтрующего материала на нижнее распределительное устройство сорбционных фильтров могут насыпать подстилочный слой крупнодробленного антрацита по всей поверхности фильтра высотой 10 см.

Способ осуществляют следующим образом.

Для возможности очистки резервуара от накопившегося в нем нефтесодержащего осадка осуществляют, по крайней мере, частичное удаление из резервуара исходного содержащегося в нем продукта. Устанавливают внутри резервуара имеющее лопасти перемешивающее приспособление с возможностью его перемещения в горизонтальном и вертикальном направлениях, после чего закачивают в резервуар нефтесодержащий разбавитель и производят растворение донных осадков при оптимальных температурах с помощью паровых нагревателей и перемешивают полученную смесь перемешивающим приспособлением до гомогенного состояния. Затем производят откачку, по крайней мере, части смеси в декантер для последующего механического центробежного разделения на фазы различной плотности - нефтяную, водную и твердую, отстаивают нефтяную фазу и возвращают ее в сырьевые резервуары нефтеперерабатывающего предприятия для последующей переработки. Водная фаза дренируется в канализацию, а твердая фаза - транспортируется лотковым шнековым транспортером в автомобильную тележку, которая по мере наполнения вывозится на свалку. При этом предусмотрено использование пара собственной выработки: при растворении донных осадков паровые нагреватели, по крайней мере, частично питают паром, который получают в парогенераторе путем сжигания содержащегося в нефти попутного газа и/или топливно-технологического газа, выделяемого в процессе термической обработки нефти и/или в результате термодеструктивных процессов, протекающих при переработке нефти и/или промежуточных продуктов, и/или выделяемого в процессе переработки нефти, регенерируемой из нефтесодержащих осадков, продуктов очистки резервуаров, причем попутный и/или топливно-технологический газ подают в сеть с температурой 40-120^oС, преимущественно 50-70^oC и давлением 2-6 кг/см², преимущественно 3-5 кг/см² причем перед сжиганием газ подогревают до температуры не ниже 100^oC, при этом 10-50%, преимущественно 15-40%, газа сжигают в парогенераторе, а остальное, преимущественно 60-85%, - в технологических установках, а в качестве воды для парогенератора используют возвратный конденсат с добавлением химически очищенной сырой воды, по крайней мере, в количествах потребных для возмещения невозвращаемого конденсата, при этом для подогрева химически очищенной сырой воды и/или исходной нефти используют остаточную теплоту отработанного в технологических процессах перегонки нефти пара и/или парового конденсата.

Пример выполнения очистки резервуара.

Проводилась очистка резервуара фирмы ESSO, диаметр 71м. Осадок достигал высоты 4 м и занимал объем 6000 м³. В плавающей крышке резервуара было смонтировано перемешивающее приспособление в виде 4-х лопастных мешалок. При полной загрузке резервуара они были запущены и началась выгрузка продукта. Мешалки перемещались в горизонтальном и вертикальном направлениях. При достижении в резервуаре уровня продукта около 6 м выгрузка была прекращена и проводился интенсивный процесс перемешивания. После начала следующей фазы выгрузки в процесс вводилась нефть в количестве 400 м³/ч, при этом высота осадка уменьшилась до 1,6 м, после чего был закачан в резервуар теплый газойль для растворения донного осадка, а также для растворения осадка при оптимальных температурах производили его нагрев паровым нагревателем. Смесь перемешивали до гомогенного состояния. При достижении уровня продукта в резервуаре около 2,6 м стало возможным установить опоры плавающей крышки и вывести крышку в положение отметки. После этого смесь снова откачали. При этом была достигнута высота около 2,2 м и крышка села на опоры. Опорожнение емкости продолжалось до образования газовой подушки между нефтью и крышкой, после чего перемешивающее приспособление было отключено. Объем оставшегося осадка составил около 800 м³. Затраченное время составило две недели, причем в течение всего этого времени резервуар оставался в работе. Дополнительную очистку начинают и/или производят в процессе нахождения в нем содержимого или после полного опорожнения.

Получены следующие преимущества:
1. Осадок был удален во время выгрузки продукта и был возвращен в эксплуатацию.

2. Стал возможен доступ к внутренней поверхности резервуара, т.к. ранее процесс удаления крышки и проведение внутреннего осмотра было проблематично.

3. Появилась возможность использовать в производстве растворенный и выгруженный осадок.

4. Общее время очистки было значительно сокращено.

5. Количество осадка, которое ранее транспортировали на свалку, было значительно сокращено и, следовательно, были сокращены потери ценных продуктов, в осадке содержащихся.

В таблице приведены конкретные показатели параметров способа.

Технический результат, обеспечиваемый способом согласно изобретению, заключается в интенсификации процесса очистки резервуаров для нефти и темных нефтепродуктов при одновременном снижении потерь этих продуктов и сокращении энергоемкости и себестоимости производства за счет обеспечения возможности использования пара собственной выработки, себестоимость которого ниже стоимости приобретаемого на стороне пара до 50%, снижении вредных выбросов в районе нефтеперерабатывающего или нефтедобывающего предприятия или нефтебаз и тем самым улучшении экологической обстановки в регионе.

Claims (23)

1. Способ очистки резервуаров для нефти и темных нефтепродуктов с утилизацией продуктов очистки, включающий установку внутри резервуара перемешивающего приспособления, закачку в резервуар разбавителя, растворение донных осадков при оптимальных температурах посредством нагрева, перемешивание полученной смеси, разделение ее на фазы различной плотности - нефтяную, водную и твердую, отстой нефтяной фазы и ее возврат в технологические установки, отличающийся тем, что перед установкой перемешивающего приспособления, по крайней мере, частично освобождают резервуар от содержимого, в качестве разбавителя используют нефтесодержащий разбавитель, смесь перемешивают до гомогенного состояния и откачивают, по крайней мере, часть ее из резервуара в декантер для последующего механического центробежного разделения на фазы, а нефтяную фазу возвращают в используемые в технологических установках нефтеперерабатывающего предприятия сырьевые резервуары для последующей переработки, при этом используемые для нагрева при растворении донных осадков паровые нагреватели, по крайней мере, частично питают паром, который получают в парогенераторах путем сжигания содержащегося в нефти попутного газа и/или топливно-технологического газа, выделяемого в процессе термической обработки нефти и/или в результате термодекструктивных процессов, протекающих при переработке нефти и/или промежуточных продуктов, и/или выделяемого в процессе переработки нефти, регенерируемой из нефтесодержащих осадков, продуктов очистки резервуаров, попутный и/или топливно-технологический газ подают в сеть с температурой 50 - 70^oС и давлением 3 - 5 кг/см², перед сжиганием газ подогревают до температуры не ниже 100^oС, причем 15 - 40% газа сжигают в парогенераторе, 60 - 85% - в технологических установках, а в качестве воды для парогенератора используют возвратный конденсат с добавлением химически очищенной сырой воды, по крайней мере, в количествах, потребных для возмещения невозвращаемого конденсата, при этом для подогрева химически очищенной сырой воды и/или исходной нефти используют остаточную теплоту отработанного в технологических процессах перегонки нефти пара и/или парового конденсата.

2. Способ по п.1, отличающийся тем, что перемешивающее приспособление выполняют лопастным и монтируют в крышке резервуара или в его корпусе.

3. Способ по п.2, отличающийся тем, что лопастное перемешивающее приспособление выполняют поворотным и устанавливают с возможностью вертикального и/или горизонтального перемещения внутри резервуара.

4. Способ по любому из пп.1 - 3, отличающийся тем, что перемешивание осуществляют с дополнительным воздействием жидкостных струй, которые подают под избыточным давлением.

5. Способ по п. 4, отличающийся тем, что подачу жидкостных струй под избыточным давлением производят через форсунки, по крайней мере, часть которых монтируют в том числе в лопастях с возможностью одновременной закрутки лопастей и непосредственного воздействия струй на очищаемую поверхность.

6. Способ по п.4, отличающийся тем, что жидкостные струи подают с обеспечением режима кавитации в очищаемой приповерхностной зоне, по крайней мере, днища и/или стенок очищаемого резервуара.

7. Способ по п. 1, отличающийся тем, что очистку резервуара начинают и/или производят в процессе нахождения в нем содержимого или после полного опорожнения.

8. Способ по любому из пп.1 - 7, отличающийся тем, что для облегчения механического центробежного разделения нефтесодержащей смеси на фазы различной плотности в смесь добавляют флокулянты.

9. Способ по п.8, отличающийся тем, что в качестве флокулянтов используют деэмульгаторы, причем добавление флокулянтов осуществляют с помощью дозирующих насосов.

10. Способ по любому из пп.1 - 9, отличающийся тем, что при механическом центробежном разделении нефтесодержащей смеси в декантере осуществляют автоматическое регулирование числа оборотов вала декантера.

11. Способ по любому из пп.1 - 10, отличающийся тем, что при механическом центробежном разделении на фазы в декантере нефтесодержащей смеси с изменяющимся содержанием нефти разделение фаз производят с плавным регулированием диска разделения фаз - декантера непосредственно в процессе его работы.

12. Способ по п.1, отличающийся тем, что используют сырую воду из проточного и/или непроточного водоема, причем нагрев химически очищаемой воды, осуществляемый за счет отбора тепла возвратного парового конденсата, производят до или после выполнения очистки сырой воды от взвесей и после очистки возвратного парового конденсата от масляных загрязнений.

13. Способ по п.1, отличающийся тем, что используют воду из реки Урал с общей жесткостью, 4,8 мг-экв/кг, общей щелочностью 3,4 мг-экв/кг, величиной pH 8,1 и содержанием железа 628 мкг/кг, сульфатов (SO₄ ^-2) 1,78 мг-экв/кг, кремниевой кислоты 0,15 мг-экв/кг, кальция (Ca⁺²) 3,0 мг-экв/кг, магния (Mg⁺²) 1,8 мг-экв/кг, и окисляемостью перманганатной 3,84 - 5,12 мг/кг по O₂, причем сырую воду на химическую очистку подают под давлением до 5 кг/см² на насосы сырой воды, по крайней мере, один из которых оставляют резервным, а затем прокачивают воду через пару теплообменников с неподвижными трубчатыми решетками и подогревают воду до температуры 25 - 30^oС, причем по крайней мере, в одном теплообменнике используют собираемый с территории предприятия конденсат с температурой 80 - 85^oС, при этом количество сырой воды, пропускаемой через этот теплообменник, регулируют до захолаживания конденсата до температуры 25 - 35^oС, а остальную часть сырой воды пропускают через другой теплообменник и нагревают ее до температуры 25 - 30^oС за счет использования в этом теплообменнике в качестве теплоносителя теплофикационной воды, имеющей температуру отопительной воды в соответствии с сезоном, а после подогрева воду направляют на фильтрование в механические фильтры с двухслойной загрузкой кварцевым песком и антрацитом и осуществляют удаление из воды взвешенных частиц до достижения водой прозрачности не менее 40 см, а затем осветленную воду подают на фильтры водород катионитовые с "голодной" регенерацией, загруженные сульфоуглем и осуществляют удаление из воды солей жесткости до 1 - 2 мг-экв/кг постоянной и разрушение бикарбонат иона со снижением только карбонатной щелочности до 0,7 мг-экв/кг и ионным обменом солей жесткости, щелочности, имеющихся в воде и химическими реакциями с катионом водорода сульфоугля, после чего умягченную воду подают на предохраняющие фильтрат от проскоков кислотности буферные саморегулирующиеся фильтраты, загруженные сульфоуглем, а затем воду направляют для удаления свободной углекислоты в декарбонизатор, загруженный кольцами Рашига, и осуществляют отделение воздуха с углекислым газом, который отводят в атмосферу, и декарбонизированной воды самотеком в бак, после чего эту воду насосами прокачивают через двухступенчатые фильтры натрий-катионирования, в фильтрах первой ступени производят удаление катионов жесткости до 0,1 мг-экв/кг, а во второй ступени осуществляют более глубокое удаление катионов жесткости Ca⁺², Mg⁺² до 0,01 мг-экв/кг и получают химически очищенную воду прозрачностью не менее 40 см, общей жесткостью 2 - 5 мг-экв/кг, содержанием железа в пересчете на Fe⁺³ до 300 мкг/кг и величиной pH 8,0, после чего химически очищенную воду подают в баки, а затем насосами откачивают на используемую в качестве парогенератора паровую котельную.

14. Способ по п.1, отличающийся тем, что при использовании сырой воды, по крайней мере, в период паводка осуществляют предварительную ее очистку, которую производят с использованием не менее двух осветлителей производительностью 250 м³/ч, двух мешалок известкового молока емкостью 15 м³ каждая, двух мерников коагулянта по 10 м³ каждый, ячейки мокрого хранения извести, преимущественно известкового теста емкостью 100 м³, ячейки известкового молока емкостью 60 м³ и насосов-дозаторов и/или центробежных насосов с дополнительными регулирующими заслонками, а химическую очистку воды производят только с использованием натрий-катионитовых фильтров, в которых производят также регенерацию фильтрующего материала солевым раствором с концентрацией 6 - 8%.

15. Способ по любому из пп.13 и 14, отличающийся тем, что используемые для химической очистки сырой воды механические фильтры выполняют в виде цилиндрических сосудов с внутренним антикоррозионным покрытием, преимущественно из эпоксидной смолы, и двумя стальными днищами сферической формы, в верхнем из которых размещают штуцер подачи исходной воды и верхнее распределительное устройство, которое выполняют в виде лучей из полимерного материала для распределения воды по сечению фильтра, а на нижнее днище располагают дренажную систему в виде коллектора со щелевыми трубками из нержавеющей стали, по оси которых образованы отверстия, которые перекрывают кожухами со щелями шириной 0,25 - 0,4 мм, причем в верхней части корпуса фильтра образуют люк для осмотра поверхности фильтрующего материала, а в нижней - лаз для монтажа и ремонта верхней и нижней дренажных систем, при этом на корпусе фильтра на уровне щелевых трубок располагают штуцер для гидроперегрузки, подводят к фильтру трубопроводы исходной воды, взрыхления, воздушник верхней и нижней дренажных систем, подсоединяют манометры на входе и выходе коллектора, пробоотбортники и вентили, а фильтрующую засыпку выполняют двухслойной, состоящей из слоя кварцевого песка высотой 700 мм и объемом 6,4 м³ и слоя антрацита высотой 500 мм и объемом 4,6 м³, при этом производительность фильтров назначают с учетом расхода воды на собственные нужды и приготовление регенерационных растворов не менее 200 м³/ч, скорость фильтрования при работе всех фильтров - не менее 7 м/ч и максимальной во время взрыхляющей промывки - не менее 10 м/ч при расходе на взрыхление сжатого воздуха 5 м³/ч и давлении до 1,5 кгс/см²; используемые водород-катионитовые фильтры выполняют с площадью фильтрования не менее 7 м², диаметром не менее 3000 мм и высотой загрузки сульфоуглем, равной 2500 мм, причем фильтр оснащают верхним распределительным устройством, которое выполняют в виде лучевой, равномерно распределяющей поток воды по поверхности фильтрующего материала системы, а внутреннюю поверхность фильтра выполняют с покрытием из резины, при этом производительность фильтра назначают не менее 80 т/ч, а скорость фильтрования - не менее 13 м/ч; используемые буферные фильтры загружают сульфоуглем с высотой слоя загрузки 2000 мм и выполняют саморегенерирующимися, с верхним распределительным устройством в виде "стакан в стакане", причем производительность одного фильтра назначают не менее 180 мм³/ч, а скорость фильтрования - не менее 25 м/ч; используемый декарбонизатор выполняют с заполнением кольцами Рашига и выполняют с нижним патрубком подвода воздуха, брызгоотделителем и патрубком отвода декарбонизированной воды, который соединяют с баком сбора этой воды емкостью не менее 400 м³; используемый натрий-катионитовый фильтр выполняют двухступенчатым с верхним, состоящим из лучей и нижним распределительными устройствами, причем первую ступень этого фильтра выполняют составной из трех фильтров диаметром 3000 мм и загружают фильтрующим материалом с высотой слоя 1900 мм для замещения катионов Ca⁺², Mg⁺² на катион водорода H⁺, при этом производительность фильтра назначают не менее 90 м³/ч, а скорость фильтрования - не менее 25 м/ч и производят удаление катионов жесткости до 0,1 мг-экв/кг, а вторую ступень фильтра выполняют составной из двух фильтров диаметром 2600 мм, загружают фильтрующим материалом с высотой слоя 1200 мм, оснащают фильтр верхним распределительным устройством, при этом назначают скорость фильтрования не менее 34 м/ч и осуществляют удаление катионов жесткости Ca⁺², Mg⁺² до 0,01 мг-экв/кг, при этом во всех ионообменных фильтрах химической очистки воды на нижнем дренажном устройстве располагают подстилающий слой антрацита высотой, превышающей уровень расположения лучей с перфорацией не менее, чем на 10 см.

16. Способ по п.1, отличающийся тем, что химически очищенную сырую воду подают на используемую в качестве парогенератора паровую котельную с температурой 25 - 30^oС, причем часть химически очищенной воды направляют на охладители отбора проб непрерывной и периодических продувок котлов, а оттуда - в головку деаэратора, другую часть химически очищенной воды направляют в охладитель самотечного конденсата, в котором используют тепло конденсата, поступающего с установок предприятия, а выходящую их охладителя воду разделяют на два потока, один из которых нагретый до 90^oС, подают в головку деаэратора, а другой подают на охладитель непрерывной продувки, используя тепло продувочных вод из сепаратора непрерывной продувки, а затем химически очищенную воду пропускают через охладитель выпара деаэратора, а затем подают ее в головку деаэратора и осуществляют барботирование химически очищенной воды паром, нагревая ее до температуры, близкой к насыщению и удаляют из воды газы O₂ CO₂, а сетевую теплофикационную воду подают на вход сетевых насосов, а затем через подогреватели сетевой воды в теплосеть предприятия, при этом при ремонте подогреваемой химически очищенной воды осуществляют переключение подогревателей сетевой воды на нагрев химически очищенной воды.

17. Способ по п.16, отличающийся тем, что пар из котлов по коллекторам подают в паропроводы предприятия для технологических нужд, причем часть пара из коллекторов через редуцирующее устройство с давлением P = 4 кгс/см² подают на подогреватели сетевой воды, на подогреватели химически очищенной воды, на подогреватель топливного газа, на обогрев сепаратора и в деаэраторы.

18. Способ по п.16, отличающийся тем, что при наличии излишков мятого пара на предприятии, часть мятого пара подают на подогреватели химически очищенной воды и на подогреватели сетевой воды, а в них конденсат направляют в конденсаторные баки, откуда конденсаторными насосами откачивают на конденсатоочистку.

19. Способ по любому из пп.17 и 18, отличающийся тем, что при работе подогревателей химически очищенной сырой воды и подогревателей сетевой воды на редуцированном паре с котлов, по крайней мере, часть конденсата с температурой 90^oС направляют непосредственно в головку деаэратора для замещения эквивалентного количества нагретой химически очищенной воды.

20. Способ по любому из пп.17 и 18, отличающийся тем, что подогреватели сетевой и химически очищенной сырой воды выполняют в виде блока пароводяного и водоводяного теплообменников, причем вначале в пароводяном теплообменнике конденсируют пар, при этом уровень конденсата в теплообменнике поддерживают регулятором уровня, а затем конденсат направляют в водоводяной теплообменник и переохлаждают его до температуры 80 - 90^oС, при этом химически очищенную или сетевую воду вначале пропускают через водоводяной теплообменник, а затем через пароводяной.

21. Способ по п.1, отличающийся тем, что в качестве парогенератора используют паровую котельную, а производственный конденсат с установок предприятия и паровой котельной по трубопроводам подают на распределительную гребенку, причем используют конденсат с общей жесткостью 100 мг-экв/кг, содержанием Fe в пересчете на Fe₃, до 180 мг/кг, содержанием кремниевой кислоты до 350 мг/кг, содержанием масел до 80 мг/кг и величиной pH до 8,0, при этом при несоответствии конденсата указанным параметрам его направляют в дренаж, а с распределительной гребенки конденсат направляют последовательно в бак отстойник и бак сбора отстоявшегося от нефтепродуктов чистого конденсата, причем по мере всплывания при отстое конденсата на поверхность частиц масла осуществляют сбор его с помощью улавливающей воронки, регулируемой не менее одного раза в смену, при этом в обоих баках поддерживают заданный объем жидкости за счет разности уровней переливных корыт - заполняющих патрубков, после чего чистый конденсат с содержанием нефтепродуктов 10 - 5 мг/кг с помощью насосов подают через узел регулирования, в котором распределяют потоки на технологическую обработку и взрыхление фильтров трех ступеней обезмасливания, на осветлительные фильтры, загруженные антрацитом, в которых производят удаление взвешенных механических частиц и "нефтепродуктов" до 4 - 5 мг/кг, после чего конденсат направляют на четыре сорбционных фильтра первой ступени, которые соединяют между собой параллельно и загружают активированным углем, а затем - на четыре сорбционных фильтра второй ступени обезмасливания конденсата до содержания в нем "масел" не более 0,05 мг/кг, а затем обезмасленный конденсат с температурой 85^oС направляют в межтрубное пространство теплообменников, по которым пропускают холодную сырую воду, используемую для технологических нужд химводоочистки и осуществляют охлаждение конденсата до температуры 40^oС, после чего направляют его в бак обезмасленного конденсата, откуда насосами прокачивают конденсат на обессоливающую установку, причем температуру обезмасленного конденсата поддерживают в пределах от 35 до 40^oС и направляют его сначала в водород-катионитовые фильтры, в которых в качестве фильтрующего материала используют высокоосновной катионит КУ-2,8 с высотой слоя загрузки 1,5 м и скоростью фильтрования 35 м/ч, в которых производят задерживание катионов жесткости и железа, причем периодически осуществляют восстановление обменной способности фильтров путем регенерации фильтрующего материала 3 - 4% раствором серной кислоты, а после водород-катионитовых фильтров конденсат направляют в анионитовые фильтры, в которых в качестве фильтрующего материала используют высокоосновной анионит АВ-17-8 и производят удаление конденсата соединений кремниевой кислоты, причем периодически осуществляют восстановление обменной емкости анионитовых фильтров путем пропускания через фильтрующий слой анионита 3 - 5% раствора едкого натрия, а после анионитовых фильтров очищенный конденсат с содержанием кремниевой кислоты не более 150 мг/кг, железа (в пересчете на Fe⁺³) не более 100 мг/кг, нефтепродуктов - не более 0,5 мг/кг и общей жесткостью не большей 10 мг/кг направляют в бак запаса конденсата, откуда прокачивают преимущественно на ТЭЦ и паровую, котельную, а также в установку получения серы и на котлы - утилизаторы, причем для коррекционной обработки обессоленного конденсата до величины pH 8,5 - 9,5 и снижения коррозии металла трубопроводов в коллектор дозировано подают 1%-ный раствор аммиака насосами-дозаторами.

22. Способ по п.21, отличающийся тем, что используемые при конденсатоочистке осветлительные фильтры выполняют двухкамерными, состоящими из корпуса и нижнего и верхнего дренажного распределительных устройств, причем внутри корпуса жестко прикрепляют глухую плоскую горизонтальную перегородку, разделяющую его на две камеры, и анкерные трубчатые связи, по которым осуществляют отвод воздуха из нижней камеры в верхнюю и поддержание в камерах общего давления, при этом верхнее дренажное распределительное устройство выполняют в виде воронки для равномерного распределения конденсата по поверхности фильтрующего материала, в качестве которого используют антрацит, высоту слоя которого в одной камере принимают равной 0,9 м при величине зерен 2 - 6 мм, причем при заполнении фильтра фильтрующим материалом сначала производят его укладку в нижнюю камеру, а затем - в верхнюю, а нижнее распределительное устройство выполняют в виде коллектора, к которому прикрепляют тридцать два луча с щелевыми отверстиями шириной 0,25 - 0,4 мм, которые закрывают перфорированными пластинами для исключения уноса фильтрующего материала; в качестве сорбционных фильтров 1 ступени используют четыре однокамерных фильтра, которые соединяют между собой параллельно и загружают фильтрующим материалом - активированным углем с толщиной слоя 2,5 м и величиной зерен 2 - 6 мм, причем фильтры оснащают верхним и нижним распределительными устройствами, верхнее из которых выполняют в виде лучей для равномерного распределения потока конденсата по всей поверхности фильтрующего материала, а нижнее распределительное устройство в виде коллектора, в который располагают горизонтально днищу и в который вставляют распределительные трубы с отверстиями по нижним образующим диаметром 8 мм, которые перекрывают привариваемой желобообразной пластиной со щелью шириной 0,25 - 0,4 мм для исключения попадания активированного угля в конденсат; при подаче конденсата на обессоливающую установку используют насосы марок К 100, 65, 200, СУХЛУ производительностью не менее 100 м³/ч и давлением Р = 5,0 кгс/см²; водород катионитовые и анионитовые фильтры выполняют в виде однокамерных имеющих производительность 115 м³/ч цилиндрических аппаратов, корпус каждого из которых диаметром 2,6 м оснащают верхним и нижним пазами, штуцерами для гидроперегрузки и верхним и нижним распределительными устройствами, верхнее из которых выполняют в виде "стакана в стакане", а нижнее - в виде коллектора, в который вставляют распределительные трубки - лучи с отверстиями по нижней образующей перекрытыми пластиной, имеющей щель шириной 0,25 - 0,4 мм.

23. Способ по п.22, отличающийся тем, что в случае образования щелевого отверстия в месте приваривания желобообразной пластины для исключения уноса фильтрующего материала на нижнее распределительное устройство сорбционных фильтров насыпают подстилочный слой крупнодробленного антрацита по всей поверхности фильтра высотой 10 см.

Images