Установка для отделения от вязких нефтепродуктов воды и механических примесей

Изобретение относится к установкам гравитационного действия для разделения несмешивающихся жидкостей и может быть использовано для отделения от вязких нефтепродуктов воды и механических примесей. Установка состоит из бака с крышкой, на которой установлена горловина, патрубка подачи обводненного нефтепродукта, вертикальной трубы с успокоителем. На баке расположены патрубки слива отделенной воды, слива обезвоженного нефтепродукта и вывода жидких механических примесей. По периметру бака с его внешней стороны установлен теплообменник, состоящий из отдельных секций. Каждая секция состоит из горизонтальных труб, соединенных с коллекторами. Секции соединены между собой угловыми патрубками. Торцевые секции теплообменника снабжены патрубками подачи и вывода теплоносителя. Теплообменник закрыт съемным составным теплоизолирующим кожухом, с внутренней стороны которого выполнены горизонтальные и вертикальные пазы, в которых размещаются трубы и коллекторы. В баке размещена вертикальная перегородка, образующая полость для накопления отделенной воды. Она установлена с зазором к днищу. Другие вертикальные перегородки закреплены на боковых стенках бака 1 в шахматном порядке с зазором относительно противоположной боковой стенки. Установка позволяет расширить номенклатуру нефтепродуктов для отделения от них воды и механических примесей. 5 ил.

 

Изобретение относится к установкам гравитационного действия для разделения несмешивающихся жидкостей и может быть использовано для отделения от вязких нефтепродуктов воды и механических примесей при зачистке резервуаров и при ликвидации аварийных проливов.

В процессе зачистки резервуаров из-под вязких нефтепродуктов и сбора аварийных проливов с поверхности земли или воды происходит обводнение и загрязнение этих нефтепродуктов.

Для отделения от вязких нефтепродуктов воды и механических примесей необходимо их подогревать с целью придания им необходимой подвижности.

Известен резервуар для хранения вязких нефтепродуктов, содержащий корпус с горловиной и крышкой, на которой размещен наливной патрубок. Внутри резервуара в нижней его части размещен подогреватель, выполненный в виде кожуха с теплообменными трубами (SU А.С. №1196316 А, кл В65D 90/22, 88/74, 1984 г.).

Недостатком этого резервуара является невозможность слива разделенных воды и вязкого нефтепродукта в процессе подачи обводненного нефтепродукта в резервуар и невозможность удаления механических примесей с нижней части резервуара из-за наличия там теплообменных труб с кожухом.

Известна железнодорожная цистерна для транспортировки затвердевающих и вязких жидкостей, содержащая котел с днищем и теплоизолирующим кожухом, отделенным от котла воздушным промежутком. Теплоизолирующий кожух содержит перегородки, образующие винтовой канал для прохода теплоносителя. Винтовой канал выполнен двухзаходным, а перегородки соединены между собой на днищах котла с образованием окон для принудительного прохода потока теплоносителя из одного канала в другой с помощью вентилятора. Для нагрева воздуха используются электронагревательные элементы, установленные под котлом (SU А.С. №1174344 А1, кл. В65D 88/74, 1985 г.).

Недостатком этой конструкции системы подогрева железнодорожной цистерны является сложность конструкции, а наличие электрических элементов подогрева исключает применение других теплоносителей.

Известна также железнодорожная цистерна для транспортировки затвердевающих жидкостей, включающая котел с размещенным на нем теплоизоляционным покрытием с образованием кольцевого зазора для прохода восходящего и нисходящего потоков теплоносителя.

Узел нагрева с наклонным экраном установлен под котлом и выполнен в виде электрических нагревательных элементов с естественной циркуляцией нагретого и холодного воздуха.

На боковой поверхности котла в вертикальной плоскости со стороны прохода нисходящих потоков теплоносителя установлены пластины, поперечное сечение которых увеличивается в сторону наклонного экрана узла нагрева (SU А.С. №1423464 А1, кл. В65D 88/74, 1988 г.).

Недостатком этой конструкции системы подогрева железнодорожной цистерны является сложность конструкции и наличие электрических нагревательных элементов, исключающих применение других теплоносителей, например пара или горячей воды.

Наиболее близкой к заявляемому изобретению по технической сущности является установка для разделения несмешивающихся жидкостей, включающая бак, на крышке которого установлена горловина с вертикальной трубой. Верхний торец трубы снабжен патрубком для подачи обводненного нефтепродукта, а нижний торец заканчивается успокоителем. На баке имеются патрубки для слива воды и обезвоженного нефтепродукта.

Внутри бака размещены вертикальные перегородки, одна из которых установлена с возможностью создания полости для накопления отделенной воды и размещена перед патрубком для слива воды. Эта вертикальная перегородка установлена с зазором относительно днища бака. Другие вертикальные перегородки закреплены на боковых стенках бака в шахматном порядке с зазором относительно противоположной боковой стенки. В нижней части бака имеются патрубки для удаления механических примесей (RU Патент №2280498 С1, кл. В01D 17/02, 2005 г. - прототип).

Недостатком этой установки является невозможность использования ее для отделения от мазута и других вязких нефтепродуктов воды и механических примесей при температуре окружающего воздуха ниже температуры застывания продукта, т.к. в таких условиях на стенках бака и особенно в зазорах между стенками бака и вертикальными перегородками образуются наросты застывающего продукта, затрудняющие перемещение смеси к патрубку слива нефтепродукта.

Технический результат изобретения - расширение номенклатуры нефтепродуктов для отделения от них воды и механических примесей на установке гравитационного действия.

Этот результат достигается тем, что установка для отделения от вязких нефтепродуктов воды и механических примесей, включающая бак с горловиной, патрубок подачи обводненного вязкого нефтепродукта, патрубки слива воды, обезвоженного вязкого нефтепродукта и вывода жидких механических примесей, вертикальные внутренние перегородки, одна из которых установлена с возможностью создания полости для накопления отделенной воды, а другие вертикальные перегородки закреплены на боковых стенках бака в шахматном порядке с зазором относительно противоположной боковой стенки, согласно предлагаемому изобретению бак снабжен съемным составным теплоизолирующим кожухом, с внутренней стороны которого выполнены горизонтальные и вертикальные пазы, и теплообменником, выполненным в виде горизонтально (вертикально) расположенных труб, герметично соединенных с вертикальными (горизонтальными) коллекторами, с возможностью создания единого многосекционного канала для теплоносителя, патрубок подачи которого размещен в нижней части установки со стороны первой по ходу движения обводненного вязкого нефтепродукта полости, образованной внутренними вертикальными перегородками бака, а патрубок выхода теплоносителя размещен со стороны полости для накопления отделенной воды, при этом трубы и коллекторы теплообменника размещены в горизонтальных (вертикальных) пазах теплоизолирующего кожуха.

На фиг.1 представлена установка для отделения от вязких нефтепродуктов воды и механических примесей;

на фиг.2 - то же (вид по А-А на фиг.1 в разрезе);

на фиг.3 - то же (вид по Б на фиг.1 без торцевой секции теплоизолирующего кожуха);

на фиг.4 - то же (вид по В-В на фиг.1 в разрезе);

на фиг.5 - то же (вид по Г-Г на фиг.2).

Установка для отделения от вязких нефтепродуктов воды и механических примесей состоит из бака 1 с крышкой 2, на которой установлена горловина 3, закрытая крышкой 4. На крышке 4 установлен патрубок 5 для подачи обводненного нефтепродукта и вертикальная труба 6 с успокоителем 7. На баке 1 установлен патрубок 8 для слива воды, патрубок 9 для слива обезвоженного нефтепродукта и патрубки 10 и 11 для вывода жидких механических примесей. На крышке 2 бака 1 установлен патрубок 12 для вывода газов. Бак 1 в нижней части имеет опоры 13. Днище бака 1 имеет форму эллипса.

По периметру бака 1 с его внешней стороны установлен теплообменник, состоящий из отдельных секций с горизонтально расположенными трубами 14, соединенными с вертикальными коллекторами 15. Секции теплообменника герметично соединены между собой угловыми патрубками 16. Трубы 14 на боковых теплообменных секциях установлены с уклоном 2-3° в сторону выхода теплоносителя.

Торцевые секции теплообменника снабжены патрубками 17 для подачи теплоносителя и 18 для выхода теплоносителя. Патрубки 17 и 18 установлены на вертикальных коллекторах 15 торцевых секций теплообменника в нижней его части, при этом патрубок 17 подачи теплоносителя размещен в нижней части установки со стороны первой по ходу движения обводненного вязкого нефтепродукта полости, а патрубок 18 для выхода теплоносителя размещен со стороны полости для накопления отделенной воды. Подача теплоносителя в теплообменник со стороны первой по ходу движения обводненного вязкого нефтепродукта полости обеспечивает более интенсивный нагрев поступающей смеси, что вызывает более эффективное отделение от вязкого нефтепродукта воды и механических примесей в процессе его движения к патрубку 9. Секции теплообменника удерживаются на стенках бака 1 с помощью кронштейнов 19. Теплообменник закрыт составным теплоизолирующим кожухом 20, с внутренней стороны которого выполнены горизонтальные и вертикальные пазы, в которых размещаются горизонтальные трубы 14 и вертикальные коллекторы 15. Составные части теплоизолирующего кожуха закреплены на баке 1 с помощью угловых скоб 21, кронштейнов 22 с гайками 23.

Внутри бака 1 со стороны патрубка 8 слива воды размещена вертикальная перегородка 24, образующая полость для накопления отделенной воды. За перегородкой 24 размещены другие вертикальные перегородки 25, закрепленные на боковых стенках бака в шахматном порядке с зазором относительно противоположной боковой стенки. Они образуют полости, в которых обводненный вязкий нефтепродукт движется к патрубку 9 зигзагообразно в горизонтальной плоскости.

Патрубки 8 для слива воды и 9 для слива обезвоженного вязкого нефтепродукта расположены на расстояниях H₁ и Н₂ от днища бака 1 и связаны соотношением H₂=(1,005-1,250)H₁.

Внутренняя вертикальная перегородка 24, образующая полость для накопления отделенной воды, установлена с зазором Н₃ от днища бака 1, связанным с расстоянием H₁ соотношением Н₃=(0,05-020)H₁.

Внутренние вертикальные перегородки 25 закреплены на боковых стенках бака 1 с зазором Н₅ относительно противоположной боковой стенки, связанным с диаметром Д_тр вертикальной трубы 6 соотношением Н₅=(0,7-1,0)Д_тр.

Нижний торец вертикальной трубы 6 размещен на расстоянии Н₄ от днища бака 1, связанном с расстоянием Н₂ соотношением H₄=(0,96-0,98)Н₂.

Для уменьшения теплоотдачи в окружающую среду на крышку 2 бака 1 и на его днище напылен теплоизолирующий материал из пенополиуретана.

В качестве теплоизолирующего материала для составного кожуха используется пенополиуретан, а в качестве теплообменных труб 14 - оребренные биметаллические трубы.

Объем бака 1 и диаметр вертикальной трубы 6 выбирают в зависимости от часовой подачи обводненного вязкого нефтепродукта.

Для обеспечения эффективного отделения от вязкого нефтепродукта воды и механических примесей используется известный способ, включающий предварительное наполнение установки водой и нефтепродуктом и подачу очищаемой смеси в слой нефтепродукта.

Установка работает следующим образом.

Через патрубок 5 в бак 1 вначале заливают подогретую воду до начала ее вытекания из патрубка 8. Затем заливают подогретый вязкий нефтепродукт до начала его вытекания из патрубка 9. К патрубкам 8 и 9 подсоединяют маслобензостойкие рукава или трубы (не показано), а через патрубок 17 подают в теплообменник теплоноситель от парового котла или резервуара с горячей водой. В таком состоянии установка готова к эксплуатации.

Обводненный вязкий нефтепродукт через патрубок 5, вертикальную трубу 6 и успокоитель 7 подают в бак 1 в слой залитого вязкого нефтепродукта. Обводненный вязкий нефтепродукт огибает вертикальные внутренние перегородки 25 и движется в горизонтальной плоскости в сторону патрубка 9. В процессе движения смеси происходит гравитационное разделение ее на нефтепродукт, который всплывает и выливается через патрубок 9, и воду, которая опускается вниз и скапливается в полости между вертикальной перегородкой 24 и торцевой стенкой бака 1 и выливается через патрубок 8. Механические примеси оседают на дно бака 1 и периодически удаляются через патрубки 10 и 11. Образующиеся газы отводятся из бака 1 через патрубок 12.

Температура продукта в баке 1 контролируется термометром или датчиком температуры (не показано). Количество подаваемого в теплообменник теплоносителя регулируется с помощью вентиля на патрубке 17 подачи теплоносителя (не показано).

В процессе работы установки в теплообменник непрерывно или периодически подается теплоноситель, благодаря которому смесь, находящаяся в баке 1 постоянно поддерживается в подогретом состоянии, что исключает застывание вязкого нефтепродукта во время нахождения в баке 1 и, в результате, исключается налипание вязкого нефтепродукта на стенки бака 1, особенно при эксплуатации установки при температуре окружающего воздуха ниже температуры застывания вязкого нефтепродукта и при периодической работе установки.

Таким образом, использование теплообменника и теплоизолирующего кожуха на установке позволяет расширить номенклатуру нефтепродуктов для отделения от них воды и механических примесей.

Установка для отделения от вязких нефтепродуктов воды и механических примесей, включающая бак с горловиной, патрубок подачи обводненного вязкого нефтепродукта, патрубки слива воды, обезвоженного вязкого нефтепродукта и вывода жидких механических примесей, вертикальные внутренние перегородки, одна из которых установлена с возможностью создания полости для накопления отделенной воды, а другие вертикальные перегородки закреплены на боковых стенках бака в шахматном порядке с зазором относительно противоположной боковой стенки, отличающаяся тем, что бак снабжен съемным составным теплоизолирующим кожухом, с внутренней стороны которого выполнены горизонтальные и вертикальные пазы, и теплообменником, выполненным в виде горизонтально (вертикально) расположенных труб, герметично соединенных с вертикальными (горизонтальными) коллекторами с возможностью создания единого многосекционного канала для теплоносителя, патрубок подачи которого размещен в нижней части установки со стороны первой по ходу движения обводненного вязкого нефтепродукта полости, образованной внутренними вертикальными перегородками бака, а патрубок выхода теплоносителя размещен со стороны полости для накопления отделенной воды, при этом трубы и коллекторы теплообменника размещены в горизонтальных (вертикальных) пазах теплоизолирующего кожуха.