Система гидродинамической очистки внутренней поверхности нефтепромысловых емкостей
Е.А. ЗЕЛЕНСКАЯ,
инженер 1-й категории
ЗАО «НИПИ «ИнжГео»
ZelenskayaEA@injgeo.ru
А.А. ЛАДЕНКО,
к.т.н., доцент
Т.В. ЗЕЛЕНСКАЯ,
к.т.н., доцент
Кубанский государственный технологический университет
Предлагается наиболее рациональный автоматизированный метод очистки емкостей, в котором использованы гидродинамические силы незатопленных струй, усиливающиеся пульсирующим эффектом. Метод реализован в универсальной мобильной установке, прошедшей стендовые и промышленные испытания.
%
THE SYSTEM OF HYDRODYNAMIC CLEANING THE INNER SURFACE OF THE OILFIELD TANKS
E. ZELENSKAYA, CJSC «NIIPI «InzhGeo»
A. LADENKO, T. ZELENSKAYA, Kuban state technological University
Offers the most efficient automated method of cleaning tanks used in which the free-discharging jet hydrodynamic forces, growing pulsating effect
Keywords: automated method of tanks cleaning, corrosion, substances deposition, elimination of particles, oil-product
О
пыт эксплуатации емкостей на месторождениях показывает, что в течение некоторого времени, исчисляемого от одного месяца до нескольких лет, на внутренней поверхности емкостей (резервуаров) образуются отложения веществ.
В резервуарах и различных емкостях при хранении нефти и нефтепродуктов за счет образования конденсата (при дыхании резервуаров) в придонном слое происходит элиминирование различных частиц. Образующаяся при этом состоянии на стенках емкостей суспензия содержит механические примеси, парафин, сернистые соединения, смолы и другие вещества, которые, взаимодействуя с металлической поверхностью емкостей, вызывают ее коррозию. В соответствии с планово-предупредительным ремонтом производится периодическая зачистка емкости от донных остатков, а при необходимости - их капитальный ремонт [1].
Наибольшее количество повреждений технологического промыслового оборудования, а именно резервуаров, сепараторов, термохимических отстойников, происходит в результате коррозии, вызванной образованием солевых отложений.
На основании опыта эксплуатации и многолетних наблюдений были составлены гистограммы отказов промыслового
1 1
11 г 1 1
1 1 1 13
60 50 40 30 20 10 0
1 2 3 4 5 6 7 8
Причины отказов
Рис. 1. Гистограмма распределения по видам отказов для промыслового оборудования
1 - отложения асфальто-смолистых; 2 - отложения неорганических солей; 3 - отложения парафина; 4 - коррозионные образования; 5 - нарушение технологии производства; 6 - нарушения эксплуатации объекта; 7 -технологические дефекты оборудования; 8 - неисправности оборудования
оборудования. На рис. 1 приведены гистограммы распределения по видам отказов промыслового оборудования, которые наглядно показывают их процентное соотношение, причины происхождения.
Одной из основных причин процесса возникновения коррозии является восстановление сульфатов при одновременном окислении углеводородов. Соединения ванадия, железа и натрия являются наиболее весомой причиной коррозии металлических поверхностей нефтепромысловых установок.
Особенно опасна ванадиевая коррозия. Все ванадиевые соединения сосредоточены в асфальто-смолистых фракциях нефти и, главным образом, в асфальтено-вой (рис. 1.7).
Одной из основных причин процесса возникновения коррозии является восстановление сульфатов при одновременном окислении углеводородов.
Содержание ванадия в углеводородном сырье возрастает в следующей последовательности: парафиновые ^ нафтеновые ^ ароматические ^ высокосмолистые ^ асфальтеновые нефти.
Процесс коррозии в значительной степени зависит от содержания серы в нефти (табл.). Отсюда увеличивается количественный состав продуктов коррозии при длительном хранении высокосернистой нефти.
Из таблицы видна взаимосвязь между содержанием асфальто-смолистых веществ, серы и ванадия в нефти. В высокосернистой нефти больше ванадия, и поэтому восстановление сульфатов при одновременном окислении углеводородов в нефтепромысловом оборудовании приводят к разрушению его поверхности быстрее.
Малосмолистые и малосернистые нефти, такие как балаханская, кара-чухурс-кая, бузовнинская и другие, содержат
ванадия около 6 - 10-5 %, грозненские (2 - 8) 10-3%, туркменские (2-3)10-2%. В сернистых нефтях восточных месторождений содержание ванадия значительно выше и достигает 1 - 10-2%, в среднем составляет (5 - 6) 10-3.
Один из проблемных вопросов подготовки объектов хранения углеводородного сырья для проведения ремонтных работ сводится к своевременному и рациональному удалению загрязнений, шламов и к грамотному подходу к очистке технологического оборудования при подготовке к ремонтным работам, их утилизация. Также при решении основных задач повышения эффективности производства необходимо разрабатывать более современные мероприятия по капитальному ремонту.
В настоящее время широко используется сочетание механических (скребки различной конфигурации) и тепловых (промывка резервуаров горячей нефтью или конденсатом) способов очистки емкостей и оборудования от отложений. Однако указанные способы неприемлемы или малоэффективны, поэтому используют ручной труд, несмотря на пожаровзрывоопасность, при очистке промышленных резервуаров и емкостей. К тому же они энергоемки, дорогостоящие и имеют ограниченный диапазон действия.
В предлагаемом методе используется гидромониторное роторное устройство с пульсирующим эффектом, что позволяет быстро и эффективно удалять отложения с твердой поверхности [1, 2].
При проектировании и усовершенствовании установки были приняты во внимание не только базовые функции очистки (такие как качество, быстродействие, надежность), но и требования, предъявляемые сегодня
Табл. Взаимосвязь между содержанием асфальто-смолистых веществ, серы и ванадия в нефти
Содержание серы в Средняя Среднее содержание, % Среднее содержание, мг на 100 г нефти
нефти, % Плотность Q20 0 серы смол асфаль-тенов парафинов ванадия
До 0,3 0,863 0,24 5,2 1,8 Следы 0,04
0,3-0,7 0,916 0,44 9,8 2,9 1,53 0,58
0,7-2,0 0,860 1,32 6,1 3,8 18,90 3,28
2,0-3,0 0,878 2,42 8,0 1,8 30,00 7,29
Более 3,0 0,906 3,70 12,0 7,4 81,70 13,57
В предлагаемом методе используется гидромониторное роторное устройство с пульсирующим эффектом, что позволяет быстро и эффективно удалять отложения с твердой поверхности
экологическими службами. В частности, это требования снизить выброс углеводородов и сократить или совсем исключить необходимость пребывания персонала внутри резервуара во время процесса очистки.
При использовании данного метода очистки выброс углеводорода в атмосферу не превышает даже самые жесткие немецкие нормы, составляющие 0,5 кг угле-водорода/м2 закрытой площади.
Экономическая эффективность такова: снижены общие затраты на очистку - как прямые, так и косвенные затраты (использование дополнительного резервуара, энергии, потребность в продукции и требования безопасности) на очистку и утилизацию значительно
ООО «ПКФ Промтехинженеринг»
413860, г. Балаково, Саратовской обл., ул. 30 лет Победы, 4-4 Тел.: 8 (8453) 62-01-30, 62-01-34; факс 63-11-14 info@baldizel.ru www.baldizel.ru
С 2002 г. специализируется на проведении капитального ремонта и технического обслуживания двигателей 6ЧН21/21 различных модификаций, силовых агрегатов СА-10,СА-20,СА-25,СА-30, польских двигателей Wola, двигателей Cummins.
О Современная техническая база - 6667,00 м2 + складские помещения и
ремонтные цеха для полного и качественного ремонта О Опытные и высококлассные специалисты: стаж работы в машиностроении 15-30 лет
О Собственный оборотный ремонтный фонд капитально отремонтированных дизелей, 64 Н21/21, силовых агрегатов на базе этих дизелей, двигателей Wola, что значительно сокращает сроки простоя оборудования наших заказчиков О Постоянные партнеры - ведущие буровые компании России: филиалы и дочерние предприятия ООО «Интегра- Бурение», дочерние предприятия ОАО «НК Роснефть» - ООО «РН- Бурение», ООО «Газпром бурение», ООО «Восток бурение», ООО «ЭнергоТоргИнвест», ООО «Нова Энергетические услуги» и другие буровые компании О Оптовые поставки запасных частей и комплектующих, т.к. имеем многолетний опыт сотрудничества с дилерами и заводами производителями узлов, деталей и комплектующих вышеперечисленного оборудования
Аргументы в пользу выполнения ремонтных и сервисных работ специалистами ООО «ПКФ Промтехинженеринг»:
- полное восстановление работоспособности двигателей
- сжатые сроки оказания услуг
- техническое консультирование клиента
- предоставление гарантии на выполненный ремонт
- разумное соотношение цены и качества
1БГ'
асфальтены
сернистые соединения
г-п
неорганические
соединения
гидромонитор
вода
'■-.ржавчина смолы парафины
ШгЭ
Рис. 2. Схема распределения отложений на внутренней поверхности емкости и процесса очистки ее гидромонитором
ниже, чем при ручном методе; наиболее эффективна технология моющего оборудования и насадок, позволяющая повысить степень полной очистки внутренней поверхности резервуаров до основного металла: полная очистка крыши, стен и дна резервуара.
Гидромониторное роторное устройство с пульсирующим эффектом, используемое при очистке, позволяет быстро и эффективно удалять отложения с твердой поверхности.
Необходимые операции по зачистке резервуара определяются в зависимости от хранящегося в нем нефтепродукта или находящегося там остатка согласно требованиям нормативной документации.
Слой, который адсорбирован на внутренней поверхности, как правило, состоит из силикатов, карбонатов, сульфатов, сульфидов, фосфатов. Состав этих отложений близок к составу минеров. По шкале Мо-оса, твердость борацита [Мд6В14026]С12 составляет 7; в интервале 5 - 6,5 твердость: датолита (CaBSiO4 (ОН)), эпидама (Са2(А^е)3[^Ю4 )3ОН]), криноцоизита (Са2А12рЮ4)3ОН]), авгита (Са(Мд^е,А1)[^,А1)О3]2), иль-ваита (СаFe22+Fe3+[(SiO4)2(OH)]), анортита (Са[А1^2О6]), везувиана (Са3А12[^Ю4)2(ОН)4]). Удаление подобных минеральных слоев основано на разрушении прежде всего связей между отдельными минералами, поверхностью оксидной пленки. Нами установлено, что воздействие пульсирующей струи наиболее эффективн
Для дальнейшего прочтения статьи необходимо приобрести полный текст. Статьи высылаются в формате PDF на указанную при оплате почту. Время доставки составляет менее 10 минут. Стоимость одной статьи — 150 рублей.