Способ зачистки и утилизации нефтесодержащих шламов

 

Изобретение относится к нефтедобывадощей промышленности, в частности к технологическим процессам переработки и утилизации нефтесодержащих осадков, накапливающихся в резервуарах различного назначения. Сущность: операции по зачистке резервуаров и утилизации углеводородных составляющих шламов совмещают во времени путем изменения теплового, гидродинамического и массообменного режима работы резервуара, непрерывной закачки в него нефти, температура которой (T₁) больше температуры T₂ обычно принимаемой нефти при регламентном режиме его работы, причем нефть отбирается из резервуара со скоростью, обеспечивающей увеличение хлопьев смолопарафинов, входящих в состав отложений, но не превышающей скорость осаждения твердых частиц и глобул воды, также входящих в их состав. 1 ил.

Изобретение относится к области нефтедобывающей промышленности, в частности к технологическим процессам переработки и утилизации нефтедобывающих осадков, накапливающихся в резервуарах различного назначения.

Известно, что в процессе эксплуатации сырьевых технологических и товарных резервуаров при центральных сборных пунктах нефти накапливаются данные нефтесодержащие осадки, объемы которых зависят от состава поступающего сырья.

Известные в настоящее время способы зачистки и утилизации нефтешламов, накапливающихся в резервуарах различного назначения основаны на химическом разрушении смолопарафиновых отложений с использованием размывочной головки, отборе взмученного водой или раствором донного осадка специальным агрегатом и подаче его на установку для разделения на отдельные компоненты [1].

Но известные способы зачистки и утилизации нефтешламов, накапливающихся в резервуарах, связаны с большими материальными затратами на строительство специальных размывных головок и установок по разрушению отложений на отдельные компоненты (вода, мехпримеси, углеводороды) с последующей их утилизацией. При этом эти известные способы не полностью решают вопросы экологической безопасности окружающей среды.

Наиболее близким по технической сущности является способ очистки резервуаров от донных шламов с помощью передвижной установки. В данном способе в качестве рабочей жидкости используется вода, для подогрева которой могут быть использованы струйные подогреватели. Размытая шламовая масса специальным агрегатом направляется в шламосборник для хранения [2].

Главным недостатком данного способа является сложность осуществления операций, применение дорогостоящего оборудования и отсутствие при реализации его операций по переработке и утилизации отдельных компонентов. Данный способ не позволяет решать вопросы зачистки, переработки и утилизации нефтешламов компонентов.

Целью предлагаемого способа является снижение материальных затрат на зачистку резервуаров и утилизацию углеводородных составляющих нефтешламов.

Указанная цель достигается тем, что описываемый способ включает операции разрушения и зачистки нефтешламов, разбавления и вывода их из резервуара.

Новым является то, что операции по зачистке резервуаров и утилизации углеводородных составляющих шламов совмещают во времени, путем изменения теплового, гидродинамического и массообменного режима работы резервуара, непрерывной закачки в него нефти, температура которой (T₁) больше температуры (T₂) обычно принимаемой нефти при регламентном режиме его работы. Причем нефть отбирают из резервуара со скоростью, обеспечивающей увеличение хлопьев смолопарафинов, входящих в состав отложений, но не превышающих скорость осаждения твердых частиц и глобул воды, также входящих в их состав, т. е. при ослаблении следующих условий: T₁ > T₂; V₂ < V₁; V₃ > V₁; V₄ > V₁, где T₁ - температура очищающего потока; T₂ - температура нефти при обычном режиме; V₁ - скорость движения выходящего потока в резервуаре при обычном режиме работы; V₂ - скорость осаждения смолопарафиновых агрегатов при T₁; V₃ - скорость осаждения твердых взвешенных частиц, предельно извлекаемых, размером d₃, при T₁;
V₄ - скорость осаждения глобул воды, предельно извлекаемых, размеров d₄, при T₁.

Преимуществом предлагаемого способа является совмещение процессов зачистки резервуаров и утилизации углеводородных составляющих шламов с операцией по непрерывной закачке в него горячей товарной нефти без строительства и монтажа дорогостоящих размывных головок, специальных агрегатов для перекачки разжиженных шламов и установок для разделения их на отдельные компоненты с последующей их утилизацией. Изменение теплового, гидродинамического и массообменного режима работы резервуара с непрерывной закачкой в него горячей нефти позволяет получить новый эффект - совмещенную зачистку резервуаров с одновременной утилизацией углеводородных составляющих шламов. При реализации данного способа должны соблюдаться следующие условия:
- температура очищающего потока устанавливается с учетом температуры растворения в нефти наименее тугоплавких парафинов;
- скорость выходящего потока нефти должна быть больше скорости осаждения смолопарафиновых агрегатов и меньше скорости осаждения и твердых частиц и глобул воды.

Для расчета расхода горячей нефти через очищаемый резервуар предварительно определяют состав шлама, дисперсный состав мехпримесей и глобул воды. Скорость осаждения твердых частиц и глобул воды определяют по закону Стокса

где r - радиус частиц, см;
D - плотность частиц, г/см³;
d - плотность горячей нефти, г/см³;
η - вязкость горячей среды, г (см, · сек);
q - ускорение, см/сек².

Описываемый способ зачистки и утилизации нефтесодержащих шламов осуществляется в следующей последовательности (см. чертеж):
Товарная горячая нефть с температурой 45 - 50^oC по трубопроводу 1 насосом 2 закачивается в резервуар 3. Струя горячей нефти постепенно размывает и разрушает шламовые нефтесодержащие накопления 4. При этом смолопарафиновые накопления 5, глобулы воды 6 и твердые частицы 7 поднимаются потоком нефти в верхнюю зону резервуара. Производительность промысловых резервуаров при реализации данного способа рассчитывается при условии: скорость восходящего потока в 2-3 раза ниже скорости осаждения глобул воды и твердых частиц, а скорость осаждения смолопроизводных агрегатом в 1,3 - 1,5 раза ниже скорости выходящего потока. Смолопарафиновые агрегаты выносятся выходящим потоком нефти через отборный патрубок 8 в товарный резервуар. Количество выносимых выходящим потоком нефти смолопарафиновых отложений контролируется по содержанию этих компонентов в нефти на входе 1 и выходе 7.

Экспериментальные исследования показали достаточно высокую эффективность зачистки и утилизации углеводородных составляющих резервуарных шламов.

Формула изобретения

Способ зачистки и утилизации нефтесодержащих шламов, накапливающихся в резервуарах различного назначения, включающий ввод нефти, разрушение нефтешламов, разбавление и вывод их из резервуара, отличающийся тем, что операции по зачистке резервуаров и утилизации углеводородных составляющих шламов совмещают во времени путем изменения теплового, гидродинамического и массообменного режима работы резервуара, непрерывной закачки в него нефти, температура которой больше температуры обычно принимаемой нефти при регламентном режиме его работы, причем нефть отбирают из резервуара со скоростью, обеспечивающей увеличение хлопьев смолопарафинов, входящих в состав отложений, но не превышающей скорость осаждения твердых частиц и глобул воды, также входящих в их состав, т.е. при соблюдении следующих условий:
T₁ > T₂;
V₂ < V₁;
V₃ > V₁;
V₄ > V₁,
где Т₁ - температура очищающего потока;
Т₂ - температура нефти при обычном режиме;
V₁ - скорость движения выходящего потока в резервуаре при обычном режиме работы;
V₂ - скорость осаждения смолопарафиновых агрегатов при Т₁;
V₃ - скорость осаждения твердых взвешенных частиц, предельно извлекаемых, размером d₃, при Т₁;
V₄ - скорость осаждения глобул воды, предельно извлекаемых, размером d₄, при Т₁.

РИСУНКИ

Рисунок 1