Применение «активированных» затопленных струй и гидравлической подушки для удаления и предотвращения образования донных отложений в нефтяных резервуарах


Аннотация:

Статья посвящена теме очистки нефтяных резервуаров от донных отложений. Дан краткий обзор методов, где упоминаются механический, физико-химический, тепловой, гидравлический, а также их сочетания. Отмечается, что широко применяющийся способ размыва винтовыми устройствами типа «Диоген» не лишен недостатков и не вполне подходит для профилактики образования донных осадков из-за высокого энергопотребления. В этом смысле струйные методы более экономичны за счет использования части потенциальной энергии потока в трубопроводе перед резервуаром, а их гидродинамическая мощность превышает мощность мешалок пропеллерного типа.
Кроме того, эффективность затопленных струй, исходящих из размывающих головок, можно существенно увеличить, вводя в поток нефти добавки растворимых полимеров высокой молекулярной массы. Струи разбавленных растворов полимеров имеют большую длину компактной части, а также действуют на перпендикулярное препятствие как «суспензия иголок». Взаимодействие активированной затопленной струи с осадком было настолько интенсивным, что наружная стенка резервуара прогревалась до температуры примерно 40 ºС на высоту отложений. Диссипация механической энергии «армированной» струи в тепловую, вероятно, вызывает автоускорение процесса размыва вследствие размягчения донных отложений. Описан пример, когда с помощью полимерной активации затопленных струй из двух резервуаров РВС 20000 было удалено в трубопровод около 4 тыс. т осадков.
В качестве профилактики формирования отложений описан метод гидравлической подушки. Суть его в том, что на дно резервуара заливают жидкость с плотностью, превышающей плотность нефти, которая не смешивается с последней. Глицерин (плотность 1,26 г/см3) самая подходящая жидкость с относительно невысокой стоимостью. Сквозь глицериновый слой тяжелые компоненты нефти не могут осесть на дно (их плотность 0,9–1,1 г/см3), а чтобы они не скапливались на поверхности раздела жидкость подушки подогревают на внешнем устройстве, чтобы конвекционные потоки увлекали их вверх от зеркала глицерина. Внешнее устройство кроме теплообменника включает в себя осушитель для удаления воды, а также фильтр для удаления механических примесей. Предлагаемый метод способен в несколько раз увеличить время между очистками резервуара, а также существенно продлить срок его службы.

Г.В. Несын, д-р хим. наук, вед. науч. сотрудник, NesynGV@niitnn.transneft.ru ООО «НИИ Транснефть», Москва, Россия


Подпишитесь чтобы читать статьи полностью

Год за

16 848 р.

Подписаться
Подписка - это:
  • Возможность читать полные тексты статей за последние 3 года (недоступны без подписки)
  • Свежий номер до его печатного издания
  • Удобное чтение с любого типа устройств (Компьютеры, планшеты, смартфоны)
Список литературы:

1. Гималетдинов Г.М., Саттарова Д.М. Способы очистки и предотвращения накопления донных отложений в резервуарах// Нефтегазовое дело. — 2006. — С. 1–12. URL: http://ogbus.ru/authors/Gimaletdinov/Gimaletdinov_1.pdf (дата обращения: 10.05.2018).
2. Отраслевой регламент ОР-23.020.00-КТН-230-14. Зачистка резервуаров от донных отложений. Порядок организации и выполнения работ. — М.: ОАО «АК «Транснефть», 2015.
3. Чепур П.В., Тарасенко А.А. Особенности совместной работы резервуара и устройств размыва донных отложений винтового типа. URL: http://www.fundamental-research.ru/ru/article/view?id=37290 (дата обращения: 10.05.2018).
4. Валиев М.Р. Современные способы очистки полости резервуаров вертикальных стальных от донных отложений. URL: www.lib.tpu.ru/fulltext/c/2014/C11/V2/236.pdf (дата обращения: 10.05.2018).
5. Ресурсосберегающие технологии и экологическая безопасность на магистральных нефтепроводах/ Н.Я. Багаутдинов, О.Я. Макаренко, Б.Н. Мастобаев, А.М. Шаммазов. — СПб: Изд-во «Недра», 2012. — С. 397–405.
6. Безопасное и энергетически эффективное исключение осадконакопления при хранении нефти в резервуарных емкостях/ Э.В. Галиакбарова, Р.Н. Бахтизин, А.С. Надршин, В.Ф. Галиакбаров// Нефтегазовое дело. — 2015. — Т. 13. — № 4. — С. 142–148.
7. Пат. 2442632 Рос. Федерация. Способ очистки резервуара от нефтешламов/ Ф.Т. Исьянов, Л.М. Корх, А. Тарраф, В.А. Расветалов; заявл. 12.03.2010; опубл. 20.02.2012, Бюл. № 5.
8. Гребнев А.Н. Асфальтосмолопарафиновые отложения и их ингибирование химическими реагентами: дис. … канд. хим. наук. — Тюмень, 2009.
9. US Patent 5085710. Method of using an aqueous chemical system to recover hydrocarbon and minimize wastes from sludge deposits in oil storage tanks/ M.L. Goss; Applied: October 31.10. 1989. Published: 04. 02. 1992.
10. Бахонина Е.И. Современные технологии переработки и утилизации углеводородсодержащих отходов. Сообщение 2. Физико-химические, химические, биологические методы утилизации и обезвреживания углеводородсодержащих отходов// Башкирский химический журнал. — 2015. — № 2. — С. 41–49.
11. Crude oil tank cleaning process recovers oil, reduces hazardous wastes/ G.B. Davis, M.L Goss, P. Schoemann, S.S. Tyler// Oil and Gas Journal. — 1993. — 13/XIL. — Vol. 91. — № 50. — P. 35–39.
12. Пат. 156526 Рос. Федерация. Установка для перемешивания жидкости в резервуарах/ В.Ф. Галиакбаров, С.Г. Зубаиров, Г.М. Сидоров и др.; заявл. 17.06.2015; опубл. 10.11.2015, Бюл. № 31.
13. Несын Г.В. Получение высокомолекулярных добавок, увеличивающих пропускную способность нефтепроводов: дис. ... д-ра хим. наук. — Казань: Казанский государственный технологический университет, 2007.
14. Toms Effect in Flooded Jets/ G. Nesyn, V. Manzhay, I. Shtin, A. Malkin// Proceedings of the 5th European Rheology Conference. — Berlin: Springer, 1998. — P. 153–154.
15. Снижение гидродинамического сопротивления при течении углеводородных жидкостей в трубах противотурбулентными присадками/ А.И. Гольянов, В.В. Жолобов, Г.В. Несын и др.// Наука и технологии трубопроводного транспорта нефти и нефтепродуктов. — 2012. — № 2. — С. 80–87.
16. Штерцер А.А., Гринберг Б.Е. Воздействие гидроабразивной струи на материал: гидроабразивный износ// Прикладная механика и теоретическая физика. — 2013. — Т. 54. — № 3. — С. 191–201.
17. О разрушении металлического препятствия струей разбавленного полимерного раствора/ А.М. Кудин, Г.И. Баренблатт, В.Н. Калашников и др.// Инженерно-физический журнал. — 1973. — Т. 25. — № 6. — С. 1090–1094.
18. Промышленная технология противотурбулентных присадок/ Ю.В. Лисин, Г.В. Несын, А.М. Ширяев, М.Р. Лукманов// Наука и технологии трубопроводного транспорта нефти и нефтепродуктов. — 2013. — № 1 (9). — С. 48–57.
19. Пат. 2637915 Рос. Федерация. Способ профилактики образования донных отложений в емкостях для хранения и/или транспортировки нефти/ Г.В. Несын; заявл. 18.04.2016; опубл. 07.12.2017, Бюл. № 34.
20. Пат. 2093442 Рос. Федерация. Способ хранения нефти и ее продуктов в резервуаре/ В.П. Тронов, Р.З. Сахабутдинов, А.В. Тронов и др.; заявл. 21.07.1993; опубл. 20.10.1997.
21. Пат. 2286297 Рос. Федерация. Способ хранения нефти и устройство для его осуществления/ В.В. Гущин, Г.В. Яковенко, О.В. Кашараба и др.; заявл. 05.05.2005; опубл. 27.10.2006.

Журнал входит в Перечень ведущих рецензируемых научных журналов и изданий, в которых должны быть опубликованы основные научные результаты диссертаций на соискание ученых степеней кандидата и доктора наук, сформированный ВАК Минобрнауки России. Публикуются статьи по следующим отраслям и группам научных специальностей: 01.04.00 — физика; 05.26.00 — безопасность деятельности человека; 02.00.00 — химические науки.

Журнал включен в Российский индекс научного цитирования (РИНЦ) и в международные базы данных: Scopus, Chemical Abstracts Service (CAS), EBSCO Publishing, Ulrich's Periodicals Directory.

подробнее