Очистка резервуаров от отложений нефтепродуктов

Министерство образования и науки Российской Федерации

Федеральное государственное автономное  образовательное учреждение высшего профессионального образования

 «Национальный  исследовательский Томский политехнический  Университет»

 

 

 

Кафедра химической технологии топлива и

 химической кибернетики 

Химическая технология природных

энергоносителей и углеводородных материалов

 

 

 

 

УЧЕБНО-ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКАЯ РАБОТА СТУДЕНТА

Индивидуальное задание № 1

Вариант 6.

 

 

«Отчистка резервуаров от отложений нефтепродуктов».

 

 

 

 

 

 

 

 

Исполнитель:
студент группы	З-2Д11		Захожая О.С.
Руководитель:
преподаватель			Маслов С.Г

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Томск ¾ 2015

Содержание

 

 

Введение………………………………………………………………………3

1 Понятие резервурного парка. Нефтешламы (теоретическая часть)……4

2 Влияние  отложений на состояние и эксплуатацию  резервуаров………5

3 Способы  очистки резервуаров от отложений……………………………8

3.1Размыв  водой………………………………………………………………8

3.2Размыв отложений нефтью………………………………………………9

3.3Разжижение с помощью растворителей………………………………..10

3.4Разжижение  и перемешивание с помощью  теплоносителя…………..11

4 Технологическая схема процесса очистки резервуаров от отложений..12

4.1 Дегазационные мероприятия…………………………………………….13

4.2 Удаление технологического осадка……………………………………..14

4.3 Промывание емкостей……………………………………………………15

5 Мобильный комплекс «МегаМАКС»……………………………………..16

6 Методы предупреждения появления отложений…………………………22

7 Заключение………………………………………………………………….23

8 Список литературы…………………………………………………………24

Приложение……………………………………………………………………25

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

ВВЕДЕНИЕ

 

Очистка резервуаров является важнейшей проблемой их эксплуатации.

На дне резервуаров при длительном использовании накапливается осадок, который сокращает полезную емкость и затрудняет их эксплуатацию.

Физически, отложения представляют собой плотную не текучую массу, располагающуюся по днищу резервуара крайне неравномерно. Уровень осадка колеблется от 0,3 до 3 метров, а объем – от 300 до 6000м3.[1] Отложения препятствуют движению нефти и перемешиванию различных ее слоев в резервуаре, что способствует появлению и накоплению концентрированных агрессивных растворов солей и развитию коррозионных процессов. Одновременно происходит уменьшение рабочего (полезного) объема резервуара. Все это снижает эксплуатационные характеристики объекта. Поэтому нормативными документами предусматривается периодическое (раз в 5 лет) обследование технического состояния резервуара нефтепродуктов с проведением очистки. Очистка резервуаров от отложений нефтепродуктов – технологически обязательная операция, помогающая повысить рабочий объем резервуарных паков, оценить техническое состояние резервуара и подготовить их ремонту.

В данном реферате мы рассмотрим виды очистки резервуаров от нефтепродуктов.

 

 

 

 

 

 

 

 

1 ПОНЯТИЕ РЕЗЕРВУАРНОГО ПАРКА. НЕФТЕПРОДУКТЫ.

Резервуарный парк - это группа резервуаров разных типов или однотипных резервуаров. Резервуар (фр. réservoir) происходит от слова «резерв» (фр. réserve от лат. reservare — сберегать, сохранять). Представляет собой герметично закрываемый или открытый, стационарный сосуд, наполняемый жидким или газообразным веществом. Резервуарный парк предназначен для оперативного учета нефти по приему, хранению, откачке. Резервуары являются наиболее ответственными сооружениями, в них хранятся в больших количествах ценные жидкости. В зависимости от материала, из которого они изготавливаются, резервуары делятся на металлические и неметаллические. Металлические сооружают преимущественно из стали, иногда из алюминия. К неметаллическим относятся железобетонные и пластмассовые резервуары. Резервуары по форме бывают: вертикальные цилиндрические, горизонтальные цилиндрические, прямоугольные, каплевидные и др. По схеме установки резервуары делятся на:  наземные, у которых днище находится на уровне или выше планировочной отметки прилегающей площадки;  подземные, когда наивысший уровень жидкости в резервуаре находится ниже планировочной отметки прилегающей площадки (в пределах 3 м) не менее чем на 0,2м. В зависимости от объема и месторасположения резервуары подразделяют на три класса: 1)Класс 1 – особо опасные резервуары объемом 10 000 м3 и более, а также резервуары объемом от 5000 м3 и более, расположенные непосредственно по берегам рек, крупных водоемов и в черте городской застройки; 2)Класс 2 – резервуары повышенной опасности объемом от 5000 до 10 000м3; 3)Класс 3 – опасные резервуары объемом  100 до 5000 м3.[2]

Нефтепродукты — смеси углеводородов, а также индивидуальные химические соединения, получаемые из нефти и нефтяных газов. К нефтепродуктам относятся различные виды топлива (бензин, дизельное топливо, керосин и др.), смазочные материалы, электроизоляционные среды, растворители, нефтехимическое сырьё.

2 ВЛИЯНИЕ ОТЛОЖЕНИЙ НЕФТЕПРОДУКТОВ НА СОСТОЯНИЕ И ЭКСПЛУАТАЦИЮ РЕЗЕРВУАРОВ, И ПЕРИОДИЧНОСТЬ ПРОВЕДЕНИЯ ОЧИСТКИ. 

При длительном хранении жидких материалов различной плотности и вязкости с учетом постоянно меняющегося температурного режима хранения, вызванного переменой климатических условий, на днище и стенках резервуара происходит скапливание отложений. Особенно это касается резервуаров, в которых хранят нефть и продукты ее перегонки.

Нефтешламы (нефтяные шламы) — это сложные физико-химические смеси, которые состоят из нефтепродуктов, механических примесей (глины, окислов металлов, песка) и воды. Соотношение составляющих нефтешлам элементов может быть самым различным. В зависимости от способа образования и, соответственно, физико-химического состава нефтяные шламы подразделяются на несколько групп или видов:

1. Придонные, образующиеся на дне различных водоёмов после произошедшего разлива нефти.
2. Образующиеся при бурении скважин буровыми растворами на углеводородной основе.
3. Образующиеся в процессе добычи нефти, а, точнее, в процессе её очищения. Дело в том, что добытая из скважины нефть содержит многочисленные соли, выпавшие твёрдые углеводороды, механические примеси (в том числе и частицы горных пород).
4. Резервуарные нефтешламы — отходы, которые образуются при хранении и транспортировке нефти в самых разнообразных резервуарах.
5. Грунтовые, являющиеся продуктом соединения почвы и пролившейся на неё нефти (причиной этого может быть как технологический процесс, так и авария). Этот вид нефтешламов (загрязненных почв) относится к отходам только после размещения в накопителях отходов или на полигонах для переработки отходов.

Нефтешлам, скапливающийся на днище резервуара, представляет собой не текучее плотное вещество, неравномерно распределенное по всей площади днища. В некоторых резервуарах уровень накопления этого осадка достигает до 3 м и объемов до 6000 м³.[3] На стенках резервуара осадок выглядит в виде мягкой плотной массы.

Эти донные отложения нефтепродуктов способствуют развитию коррозии на днище, мешают проведению производственных операций, оказывают влияние на свойства хранимого продукта и уменьшают полезный объем резервуара.

Любая организация, деятельность которой связана с необходимостью хранения различных продуктов нефтепереработки (горюче-смазочные материалы, разнообразные масла, мазут, битум и пр.) рано или поздно обнаруживает себя в ситуации, когда должна быть проведена зачистка резервуаров от нефтепродуктов и нефтешламов.

В процессе работы АЗС, ТЭС, хранилищ ГСМ, при эксплуатации емкостей, функция которых - хранение нефтепродуктов, происходит накопление осадков различной консистенции, а также влаги и твердых минеральных частиц. Все это оказывает негативное воздействие на хранящуюся в емкостях продукцию, способствуя возникновению загрязнений и приводя к снижению ее качества. Помимо этого, накопление отложений становится причиной сокращения полезного объема резервуара, оказывает отрицательное влияние на его рабочие характеристики и уменьшает время службы.

Очистка резервуаров от остатков нефтепродуктов является непременным условием проведения мероприятий, способствующих экологической и пожарной безопасности, которые включают в себя оценку состояния емкостей и ликвидацию обнаруженных дефектов. Периодичность проведения таких мероприятий регламентируется опубликованным в 2004 году документом «Правила технической эксплуатации резервуаров», в котором указывается необходимость осуществления полного обследования раз в 10 лет, и частичного обследования самое меньшее раз в 5 лет.

ГОСТ 1510-84 предъявляет определенные требования касательно того, как часто должна производиться зачистка резервуаров от нефтепродуктов и нефтешламов. На эту периодичность оказывают влияние такие факторы:

• наличие смены нефтепродуктов в емкостях с течением времени,
• условий их хранения, а также состояния, в котором пребывают емкости в данный момент времени.
• может появиться необходимость в очистке резервуаров с мазутом, моторным топливом.

Основная цель – не допустить потери продукцией ее потребительских качеств и обеспечить дальнейшее нормальное использование емкостей.

Резервуары, находящиеся на складах ГСМ, часто содержат масла для смазки и различные присадки – очистку таких емкостей осуществляют раз в год. В случае с дизельным топливом, парафинами, автомобильным бензином зачистку резервуаров производят раз в два года.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

3 СПОСОБЫ  ОЧИСТКИ РЕЗЕРВУАРОВ ОТ ОТЛОЖЕНИЙ  НЕФТЕПРОДУКТОВ

3.1Размыв водой.

 Размыв  водой – наиболее дешевый и  относительно быстрый способ  подготовки отложений к изъятию  из резервуара.

Для такого размыва могут быть применены автономные размывающие головки, которые можно установить в резервуаре. Но опыт показывает, что закрепление таких устройств в резервуаре в условиях затемненности, многократного превышения уровня взрывоопасных концентраций паров углеводородов (работа в изолирующих противогазах), на фоне высокого уровня осадка (невозможность свободного перемещения в полости), отсутствия специальных крепежных устройств внутри резервуара (невозможность надежно закрепить устройство, работающее под давлением) – практически невозможно. Кроме того, уровни осадков зачастую делают невозможным вскрытие люков и технологических отверстий. Поэтому на практике автоматизированный (без присутствия людей в полости резервуара) размыв водой не применяется. Наибольшее применение нашел способ размыва отложений с помощью ручных мониторов (типа брандспойт). Работники входят в резервуар и струей воды размывают отложения, откачивая суспензию на разделение, переработку и утилизацию (а во многих случаях – просто на захоронение).

Механизированный способ удаления отложений с помощью ручного размыва водой нашел применение в технологии очистки нефтяных резервуаров фирмы «SUPERMAX». Отложения размываются струями воды и собираются всасывающим устройством (гидроприводным шнековым насосом). Для перемещения всасывающего устройства в данной технологии применяется минитрактор на гидроприводе. Несмотря на то, что размыв водой наиболее дешевый способ изъятия отложений, его применение вынуждает предпринимать серьезные и дорогостоящие меры по отделению от осадка воды и утилизации самого осадка. Так, комплекс по переработке суспензии, входящий в комплект оборудования «SUPERMAX», стоит от 3 до 6 млн. долларов США в зависимости от комплектации. Необходимой частью такого процесса утилизации является разогрев суспензии в бойлере с помощью факела горящего дизельного топлива. В этой установке производится нагрев и переведение в текучее состояние объема суспензии равного не менее чем двум объемам осадка (вода, идущая на размыв, очищается и нагревается многократно). Соответственно, в стоимости работ необходимо учитывать стоимость большого объема дизельного топлива.

Существуют решения, предусматривающие добавление в воду различных веществ, улучшающих отделение осадка от стенок, днища и внутренних конструкций резервуаров. Это могут быть поверхностно активные вещества, либо расклинивающие вещества различного состава. Существенным недостатком их применения является сложность их последующего отделения и утилизации, а также увеличение себестоимости работ. Нельзя забывать и тот факт, что струя воды под давлением способствует увеличению статического электричества и его потенциала. При этом в резервуаре работают люди. Кроме того, стенки вскрытого резервуара доступны перемещению масс воздуха, а значит – и кислорода. При наличии пирофорных отложений возможно их самовоспламенение.