Применяемые методы очистки нефтяных остатков из промышленных резервуаров

Громова Алина Дмитриевна

Студент 3 курса

Факультет Нефтетехнологический

Самарский Государственный Технический Университет

Самара, ул. Революционная, дом 130

e-mail: alinagro131@gmail.com

Аннотация

Нефтяная промышленность сталкивается с серьезной проблемой, связанной с большим количеством нефтяных остатков, образующихся в резервуарах для хранения и переработки сырой нефти или продуктов ее переработки. Исследования показали, что остатки нефтяного шлама, которые, согласно образцу с нефтеперерабатывающего завода Аззавия в Ливии, в основном состоят из нефти, воды и твердых остатков на 42,8%, 2,9% и 55,2% соответственно, приводят к изменению качества продукта и снижению вместимости резервуаров. Решение этой проблемы, а также необходимость осмотра и технического обслуживания требуют удаления этого нефтяного осадка и внутренней очистки резервуаров. Целью данной статьи является обзор применяемых методов очистки, доступных на мировом рынке, и определение наиболее эффективного, безопасного, экономичного и экологически чистого процесса очистки.

Annotation

The oil industry is facing a serious problem associated with a large amount of oil residues formed in tanks for the storage and processing of crude oil or its refined products. Studies have shown that oil sludge residues, which, according to a sample from the Azzaviya oil refinery in Libya, mainly consist of oil, water and solid residues by 42.8%, 2.9% and 55.2%, respectively, lead to a change in product quality and a decrease in tank capacity. The solution to this problem, as well as the need for inspection and maintenance, require the removal of this oil sludge and the internal cleaning of the tanks. The purpose of this article is to review the applied cleaning methods available on the world market and to determine the most efficient, safe, economical and environmentally friendly cleaning process.

Ключевые слова: очистка резервуаров; нефтяные остатки; нефтешлам; способы очистки; остатки на дне резервуаров для сырой нефти; ручная очистка; автоматизированная очистка; роботизированная очистка.

Key words: tank cleaning; oil residues; petroleum sludge; cleaning methods; crude oil tank bottom residues; manual cleaning; automated cleaning; robotic cleaning.

Актуальность проблемы (менеджмент исследуемого процесса)

Очистка резервуаров от остатков нефтепродуктов — одна из значимых проблем эксплуатации резервуаров. В нефтепродуктах, хранимых в резервуарах, происходят различные процессы и превращения (окисление, разложение и др.) Эти процессы влияют на выделение и накопление нефтяных отложений на внутренних стенках сосудов и резервуаров. Причиной образования осадка на стенках резервуара является выделение и осаждение твёрдой фазы нефти.

Осадок на стенках резервуара распределяется неравномерно. Отложения большей плотности скапливаются на днищах резервуара. Они состоят из твёрдых песчано-глинистых частиц, парафинов, а также подтоварной воды. Самое большое количество отложений накапливается на стенке, противоположной приёмно-раздаточным патрубкам. Через небольшое количество времени этот осадок уплотняется. Поэтому в некоторых зонах его трудно удалить.

Периодически нужно проводить очистку резервуаров для надёжной и долговечной работы резервуаров.

Поиск новых и качественных способов и технологий для очистки резервуаров является актуальной задачей. Так как известные методы очистки от отложений не достаточно безупречны и совершены.

Компании сосредоточились на поиске методов уборки, направленных на безопасность персонала, эффективность уборки, экономию времени и денег и защиту окружающей среды. Методы, которые можно было бы использовать для очистки резервуара, могут быть ручными, автоматическими (механическими) и роботизированными. Выбор подходящего метода определяется требованиями владельца, обычно связанными с безопасностью, стоимостью, временем выполнения и экологическим сознанием.

В большинстве случаев для завершения работы требуется вход персонала внутрь резервуара, но время, проведенное в резервуаре, и количество людей варьируются в зависимости от процедуры. Некоторые из целей эффективной очистки заключаются в сокращении числа сотрудников, входящих в ограниченное пространство, требующее разрешения, поскольку воздействие опасных сред сопряжено с рядом рисков, при этом исследования показывают увеличение числа несчастных случаев в последние годы. Кроме того, необходимость снижения затрат на очистку и повышения безопасности привела к появлению более автоматизированных методов, которые требуют меньше труда и доказали свою безопасность. Другой важной целью является извлечение нефти, содержащейся в больших количествах в осадочных остатках, которые осели на дне резервуара. Многочисленные тематические исследования показали, что доход, получаемый от нефти, извлеченной из шлама, перевешивает затраты на очистку. Более того, поскольку экологические нормы с каждым годом ужесточаются, безопасная транспортировка и хранение осадка внутри замкнутого контура и других отходов очистки из резервуара в определенное место, а оттуда на очистные сооружения также является важным фактором эффективного метода очистки.

Решение проблемы (возможность оптимизации исследуемого процесса)

Новизна этой статьи заключается в представлении многих методов очистки в одном исследовательском отчете, которые предоставляют более подробную информацию перед очисткой резервуара. Выводы, сделанные на основе сравнения преимуществ и недостатков, являются ценным руководством по оценке для тех, кто пытается решить, какой метод очистки является наиболее подходящим для резервуара. Из подробного обсуждения проиллюстрирована необходимость совершенствования и инноваций, направленных на совершенствование практики в будущем.

Ручная очистка

Ручная очистка  (рис. 1) является одним из первых методов, используемых в промышленности, поскольку она не требует какой-либо специальной технологии или изучения. Оборудование, необходимое для завершения проекта, является самым простым из имеющихся на рынке, а персонал для выполнения задачи может быть легко специализирован. Движущей силой процесса является рабочая сила, которая, используя вакуумные насосы или грузовики, лебедки, тележки, воду под давлением и другие простые механические средства, пытается удалить осадок с водой и твердые остатки изнутри резервуара и хранить их в правильно сконфигурированных складских помещениях снаружи резервуара.

Рисунок 1. Ручная очистка резервуара для сырой нефти

Последующая обработка остатков (нефтешлама) не является частью процесса очистки и может быть проведена на втором этапе другой компанией. Все это, казалось бы, простое и недорогое решение для очистки резервуара, но, тем не менее, в последние годы этот метод часто подвергался критике за большой процент недостатков, некоторые из которых перечислены ниже:

  • низкая эффективность очистки;
  • работа ведется в ограниченном пространстве;
  • работники должны носить тяжелые средства индивидуальной защиты с дыхательным аппаратом;
  • работа возможна только в течение нескольких минут;
  • ручное удаление осадка;
  • использование струи воды под высоким давлением;
  • ценность масла теряется вместе с осадком;
  • образуется большое количество отходов (вода, шлам, масло), которые необходимо утилизировать;
  • существует значительное использование оборудования и рабочей силы;
  • забота руководителя по охране труда (HSE) применяется во время выполнения работы;
  • время простоя огромно;
  • квалифицированных работников для этой работы мало, и их трудно найти;
  • влияние затрат может многократно превышать затраты на механическую очистку.

Если возникнет необходимость в очистке резервуара, руководители составят план работ, которые будут выполняться от начала до конца проекта. Основные части плана касаются безопасности (персонал, окружающая среда, объекты), метода, который будет использоваться для выполнения проекта, стоимости, объема работ и времени выполнения. Этому процессу следуют практически перед началом любой деятельности в отрасли, и руководители, как правило, выбирают наиболее эффективное и безопасное решение.

Как только ручной метод очистки резервуара выбран и проект поручен соответствующему подрядчику, следующим шагом является подготовка к началу работ. Это включает в себя различные семинары, обновленную информацию о методологии реализации проекта и уроки безопасности для тех, кто собирается участвовать. Затем происходит организация строительной площадки вокруг резервуара. На этом этапе начинается процесс перевода резервуара на безгазовый режим. В резервуаре горячий продукт (масло) перерабатывается, чтобы размягчить осадок и иметь возможность извлекать как можно больше из всасывающей системы резервуара. С помощью этого метода достигается небольшое уменьшение количества осадка. Затем резервуар опорожняется, но все равно большая часть осадка остается на дне. Все люки, двери для уборки и другие отверстия на крыше открыты. Затем устанавливаются вентиляторы для увеличения подачи свежего воздуха, чтобы ускорить процесс. Первоначально вход производится с использованием респиратора для получения необходимых измерений. Измерения относятся к процентному содержанию взрывоопасных и токсичных газов в атмосфере, а также к уровню кислорода. До тех пор, пока соблюдаются необходимые ограничения, процесс очистки лицензируется и начинается. Прибывающий персонал обеспечен всем необходимым оборудованием для обеспечения безопасности, таким как водонепроницаемая одноразовая униформа, ботинки, перчатки, очки, шлемы, респираторы и т.д. Пространство внутри резервуара должным образом освещено, а наблюдатели и спасатели расположены вокруг резервуара, чтобы наблюдать за людьми, работающими внутри резервуара. Первая проблема, которая обычно возникает, заключается в том, что осадок находится почти в твердом состоянии, что затрудняет перекачку. Чтобы уменьшить вязкость, вода под высоким давлением наносится с использованием воды под давлением в сочетании с химическими растворителями несколько раз, чтобы уменьшить поверхностное натяжение осадка. Когда осадок превращается в перекачиваемую жидкость, он транспортируется за пределы резервуара с помощью вакуумных тележек или пневматических или объемных насосов, приводимых в движение гидравлическими или электрическими атмосферными взрывчатыми веществами. (ATEX) — сертифицированные двигатели, которые направляют жидкость в заранее определенные точки (обычно цементные пруды). После полного удаления осадка резервуар необходимо снова очистить с помощью струи воды под высоким давлением с добавлением экологически совместимых растворителей. Этот процесс характеризуется сложностью частого ручного перемещения и позиционирования вакуумного всасывающего шланга в различных точках на дне резервуара. Кроме того, время пребывания для работы внутри резервуара ограничено, поскольку она проводится во вредной среде. Персонал заменяется с интервалами, установленными международными правилами и заводским надзором.

Автоматизированная очистка

В последние годы негативные последствия ручной очистки резервуаров привели к ужесточению требований, к промышленности в отношении работы в замкнутых пространствах с опасными веществами и защиты окружающей среды. По этой причине потребность в более безопасном и безвредном для человека, окружающей среды и объектов методе очистки привела к появлению автоматической очистки резервуаров. Автоочистка начала процветать в торговле примерно в середине 20-го века, с главной целью исключить допуск человека на работу в замкнутые пространства с вредной атмосферой.

Система BLABO от ORECO

Одна из таких систем описана компанией ORECO A/S, которая разработала портативную автоматическую систему очистки под названием BLABO, предназначенную для очистки без участия человека, способную извлекать до 100% углеводородов, присутствующих в составе осадка. Процесс (рис. 2) осуществляется по замкнутому контуру, в котором осадок на дне резервуара сначала растворяется, всасывается, отделяется и осаждается.

Рисунок 2. Процесс BLABO

Затем внутренняя поверхность резервуара промывается водой и доставляется чистой для осмотра и технического обслуживания. Этот процесс не требует проникновения человека в резервуар. Первоначально персонал транспортирует и устанавливает оборудование из резервуара в соответствии с планом, организованным владельцем и сотрудниками клининговой компании. Все оборудование интегрировано в контейнерные модули для облегчения транспортировки и монтажа. Всасывающий трубопровод подсоединяется через уже существующие форсунки, установленные на резервуаре, в то время как на крыше с использованием безопасного метода холодной нарезки резьбы сделаны отверстия для установки струйных форсунок и труб подачи азота. Чтобы избежать риска взрыва, внутренняя часть резервуара заполняется азотом до тех пор, пока содержание кислорода не упадет до 8%. Это значение постоянно контролируется панелями мониторинга, чтобы поддерживать его постоянным на данный момент. Если по какой-либо причине это значение превышает допустимые пределы, процесс автоматически останавливается до тех пор, пока не вернется к точке безопасности по умолчанию.

Затем, как только оборудование успешно установлено, операция выполняется с помощью панелей управления, расположенных на модулях в безопасной зоне и на расстоянии от резервуара. Ключевым условием транспортировки, установки и эксплуатации оборудования является использование квалифицированного персонала, обученного компанией для сертификации надежности, эффективности и безопасности процесса. Более подробно система состоит из модуля всасывания, модуля разделения, модуля рециркуляции, модуля обезжиривания, струйных форсунок и вспомогательного оборудования. Основная функция всасывающего модуля  заключается в отсосе осадка со дна резервуара с помощью вакуумных и центробежных насосов и подаче в модуль рециркуляции. Для обеспечения наиболее эффективной работы всасывающий модуль расположен как можно ближе к поддону резервуара. Кроме того, чтобы избежать засорения потока, перед всасыванием насоса устанавливаются два параллельных фильтра. На нем установлена панель управления, с помощью которой можно регулировать работу модуля. Модуль рециркуляции используется для удаления осадка, достигаемого рециркуляцией чистящих средств до тех пор, пока осадок полностью не растворится и не будет удален изнутри резервуара. Это ключевой момент процесса, поскольку он включает в себя первое отделение самых тяжелых твердых частиц осадка (приводимое в действие всасывающим модулем) с помощью трех установленных гидроциклонов, способных производить 43 м3/ ч каждый. Струйные форсунки, которые установлены на крыше резервуара, являются ключом к процессу, поскольку они пропускают очищающую среду через дно резервуара и разбивают осадок, чтобы его можно было легко отсосать. Очищающая среда — это масло, которое первоначально присутствовало в составе осадка и было извлечено в процессе разделения. Панель управления управляет струйными форсунками и поддерживает давление на выходе постоянным. Для достижения более эффективной циркуляции используется теплообменник для повышения температуры очищающей среды и облегчения потока. Также должны быть получены нижний предел взрывоопасности (LEL) и уровни кислорода, которые должны соответствовать правилам техники безопасности для поддержания безопасности процесса и предотвращения любого случая взрыва или пожара.

Модуль разделения  работает одновременно с модулем рециркуляции. Этот модуль производит окончательное отделение осадка в соответствии с требованиями владельца резервуара. Буровой раствор можно разделить на нефть, воду и твердые остатки, извлекая таким образом почти 100% присутствующих в нем углеводородов. Процедура заключается в следующем: модуль разделения приводится в действие модулем рециркуляции, и осадок первоначально проходит через кожухотрубный теплообменник, который повышает его температуру. Затем он переносится в двухфазный декантер, где твердые остатки отделяются от жидкостей. Твердые отходы хранятся в контейнерах для дальнейшей обработки, если это необходимо, или выбрасываются непосредственно в окружающую среду, если нет ограничений государственными нормативными актами. Водонефтяная смесь проходит через второй теплообменник, в результате чего образуется высокоскоростной водонефтяной сепаратор, где происходит окончательное разделение масла и воды. Вода направляется на очистные сооружения, в то время как масло доставляется владельцу в виде восстановленного масла для продажи или использования в другом процессе. На этом этапе в резервуаре не остается осадка, а только тонкий слой масла на дне и стенках.

Полная очистка резервуара требует окончательной промывки водой для удаления остатков масла на стенках и дне резервуара. В качестве чистящей среды для этого процесса используется горячая вода, которая пропускается через струйные форсунки. Чтобы обеспечить более экономичный процесс и снизить потребление, используемая вода рециркулируется и отделяется от масла и твердых частиц, смешанных с ней во время очистки. Это разделение происходит в модуле скимминга, который используется исключительно на данном этапе. Разделение достигается с помощью коалесцирующих пластин, которые отделяют воду от твердых частиц и масла в две стадии. На первой стадии отделяются твердые частицы, а на второй масло отделяется от воды. Вода возвращается в струйные форсунки для продолжения очистки, в то время как масло отправляется на переработку. На этом процесс очистки подходит к концу, и можно открывать люки для выпуска воздуха из резервуара. Учитывая результаты за то время и производительность этой системы, в следующей таблице суммируется некоторая работа, которая была проделана в прошлом в соответствии с кейсами клиентов ORECO.

Система Zhaopin COW представляет собой автоматическую систему очистки резервуаров для сырой нефти, очень похожую на систему BLABO. Процесс очистки состоит из следующих этапов:
  1. Заполнять резервуар азотом до тех пор, пока уровень кислорода не опустится ниже 8%
  2. Разжижение — дезинтеграция осадка рециркуляционным маслом (чистящим средством), которое распыляется через чистящие форсунки.
  3. Откачка осадка со дна резервуара
  4. Отделите осадок от твердых частиц воды и извлеките содержащееся в нем чистое масло
  5. Окончательная очистка с рециркуляцией воды

(опционально). Для удаления очень тяжелых отложений, которые не удалось отсосать, используйте специализированный очистительный бульдозер с гидравлическим приводом, который входит через сопло и легко монтируется в резервуар и управляется только одним человеком.

Все оборудование установлено в четырех стандартных контейнерах 20 GP 6 × 2,35 × 2,8 м, которые легко транспортируются грузовиком и устанавливаются рядом с резервуаром. Модулями являются: (i) блок генерации азота и диспетчерская, (ii) модуль разделения масла и твердых частиц, (iii) модуль разделения масла и воды и (iv) модуль трубопровода. Как только все вышеуказанное оборудование подключено к резервуару, на крыше или на люках, расположенных в корпусе резервуара, устанавливается ряд ударопрочных моющих пушек без какого-либо холодного отвода. Количество пушек, необходимых для псевдоожижения осадка, варьируется от 1 до 4, в зависимости от размера резервуара, и состоит из очистительного сопла, которое может поворачиваться на 180 ° вдоль своей вертикальной и горизонтальной оси, и камеры. После того, как резервуар заполнен азотом, вырабатываемым автономной установкой для выработки азота, и содержание кислорода падает ниже 8%, очистительные форсунки, управляемые диспетчерской, начинают перекачивать горячее масло из того же или другого существующего резервуара, при этом давление достигает 25 бар, чтобы начать промывку масла (удаление осадка).

Затем осадок прокачивается через одну из различных стадий разделения для удаления ценных масел, воды и твердых остатков. Ценное масло хранится в другом резервуаре для продажи, а вода, отделенная либо от осадка, либо от промывочной воды, извлекается с помощью дисковой центрифуги и после отделения становится достаточно чистой, чтобы ее можно было немедленно доставить на станцию очистки сточных вод. Наконец, твердые остатки извлекаются из осадка через декантер и могут быть отправлены на сжигание или специальную утилизацию на свалке. Что касается производительности системы, то максимальная производительность очистки составляет 150 000 м3, в то время как потребление электроэнергии колеблется от 135 до 180 кВт*ч. Рассматривая некоторые недавние проекты, мы обнаружили следующую информацию о требуемом времени очистки с помощью системы Zaopin COW.

Система MEGAMACS КМТ

MEGAMACS  — это мобильная, энергонезависимая система, оборудование которой хранится в двух контейнерах, которые можно перевозить на грузовике. Он может быть использован для очистки углеводородов или загрязненных углеводородами материалов, которые можно найти в сосудах, цистернах, карьерах, нефтяных танкерах, баржах, прудах, озерах и других резервуарах. Удаляемый осадок разделяется на масло, воду и твердые остатки. Нефть, извлеченная из шлама, возвращается владельцу резервуара для продажи, тем самым превращая ее в чистую стоимость. Система может быть установлена на расстоянии до 150 м от очищаемого резервуара, что позволяет решить частые проблемы, возникающие из-за ограниченного пространства. Кроме того, процедура выполняется с большей безопасностью. Оборудование занимает всего 70  и не требует специальной подготовки грунта для монтажа, благодаря универсальной гидравлической системе для адаптации к пересеченной местности. Для перемещения оборудования требуется всего 5 человек, а для его установки без использования крана — всего 4 часа. Система состоит из теплообменника, вибросепаратора, основного технологического бака, основного промывочного насоса, бурового насоса, вакуумной системы, трехфазной центрифуги, легкофазного насоса и резервуара для сбора масла, водяного насоса и резервуара для сбора воды, экстрактора осадка, роботизированной пушки высокого давления, вспомогательного оборудования, промывочных головок и бустерный насос.

Как только все оборудование транспортировано и установлено в соответствующем месте (рис. 3), как согласовано заказчиком, основной технологический резервуар заполняется 30  воды, которая нагревается до 85 °C через спирально-трубчатый теплообменник. Вода рециркулируется с помощью одноступенчатого центрифужного насоса, называемого промывочным насосом. Этот насос переключает режим, как только вода (или другие чистящие средства) достигает соответствующей температуры, и передает ее в резервуар для очистки. Затем, поскольку уровень осадка в резервуаре ниже высоты люка, роботизированная танковая пушка и бустерный насос помещаются внутри резервуара. В качестве альтернативы, роботизированная танковая пушка также может быть установлена на крыше танка. Если уровень осадка превышает высоту сопла люка, то его открывают до определенного уровня и затем предпринимают действия по удалению как можно большего его количества, чтобы создать достаточное пространство для бустерного насоса и установки роботизированной танковой пушки. Эта процедура может потребовать временной установки роботизированной танковой пушки в отверстии люка.

Рисунок 3. Очистка резервуара, технологическая схема MEGAMACS

Когда роботизированная танковая пушка устанавливается в соответствующей точке резервуара, она начинает распылять горячую воду или другие чистящие средства под давлением до 20 бар, чтобы разбить затвердевший или отвердевший осадок, чтобы его можно было легко отсосать из резервуара. бустерный насос. Это приводной механизм с гидравлическим приводом, и направлением потока можно управлять снаружи резервуара. Бустерный насос  размещен внутри резервуара и отсасывает осадок вместе с твердыми остатками, направляя их в основной блок очистки. Насос может быть погружен в осадок без каких-либо повреждений, поскольку он приводится в действие гидравлической энергией. Затем масляно–водно–твердая смесь (шлам) поступает в вибросепаратор, где производится первоначальное отделение твердых частиц размером более 6 мм. Эти частицы хранятся в специальных контейнерах и отправляются на дальнейшую обработку и хранение. Оставшаяся смесь воды с маслом и мелкими частицами поступает в основной технологический резервуар. Там происходит следующее разделение, при котором твердые частицы оседают на дно, а на поверхности остается более легкая фракция, состоящая из 60% масла и 40% воды.

По словам MEGAMACS, эту смесь можно использовать двумя способами. Первый будет продаваться в качестве конечного продукта на коммерческой основе, в то время как второй будет отправлен в трехфазную центрифугу для дальнейшего разделения. Если происходит последнее, то плавающий скиммерный насос в сочетании с твердотопливным насосом подает подаваемый материал в трехфазную центрифужную установку. Оба насоса имеют прогрессивный полостной тип с гидравлическим приводом и производительностью 100 gpm при 87 фунтов на квадратный дюйм. Смесь, выходящая из трехфазного сепаратора, состоит из трех фаз воды–масла и твердых веществ. Качество масла довольно хорошее, с содержанием до 95%, поэтому его можно продавать по разумной цене, в то время как воду можно перекачивать в установку водоочистки завода или возвращать в резервуар для дополнительной промывки водой. Твердые частицы хранятся и транспортируются для осаждения или дополнительной обработки. В некоторых случаях, когда резервуар большой, вместо роботизированной танковой пушки и бустерного насоса можно использовать шламовый экстрактор  для удаления шлама со дна резервуара и транспортировки его к основному блоку очистки. Транспортное средство легко разбирается на легкие части, так что оно может легко входить в люк и выходить из него. Как только все детали пройдут через это, необходимое время сборки составит 2 часа. Он приводится в движение с помощью гидравлической силы. Для управления транспортным средством в резервуаре требуется только один оператор. Для перемещения машины внутри резервуара используются два независимых гусеничных привода с электроприводом. Рычаг спереди выкапывает осадок и подает его на всасывающий шнековый насос, который установлен вместе с ним. На этом этапе осадок смешивается с водой и разжижается, чтобы его можно было легко откачать из резервуара. Рассматривая производительность этой системы на основе спецификации, предоставленной MEGAMACS, в следующей таблице показаны результаты.

Что касается безопасности системы, то эта система рассчитана на работу на расстоянии до 150 метров. Кроме того, вообще нет необходимости использовать электричество, что снижает риск взрыва из-за искры или пожара в резервуаре. Все движущиеся и вращающиеся компоненты защищены для предотвращения любых несчастных случаев. Панель управления системы очистки напрямую подключена к резервуару для контроля в любое время определенных рабочих параметров, таких как соответствующая атмосфера в резервуаре (более низкий уровень взрыва, токсичные газы, уровень кислорода, концентрация углеводородов) и надлежащее заземление резервуара на землю. Если один или несколько рабочих параметров превысили допустимые рабочие пределы, то процесс очистки автоматически завершается после срабатывания предупредительных сигналов благодаря системе автоматического управления. Кроме того, поскольку система не вырабатывает статического электричества, нет необходимости инертить резервуар. Но, по запросу заказчика по какой-либо причине, KMT может предоставить такое оборудование для подачи азота, чтобы удовлетворить эту потребность. Что касается расхода системы (основного блока и трехфазного двигателя), то он колеблется от 30 до 50 л/ч дизельного топлива.

Роботизированная Уборка

Роботизированная очистка — это новая технология, которая в последние годы применяется в нефтяной промышленности для очистки резервуаров, емкостей, карьеров и других резервуаров. Это не самый распространенный выбор, поскольку он все еще находится в зачаточном состоянии, и его многочисленные преимущества не были известны во всем мире, чтобы завоевать доверие владельцев резервуаров. Тем не менее, возможности для развития велики. Это было вызвано общей необходимостью избегать изнурительного ручного труда человека в замкнутых пространствах с вредной атмосферой, которая представляет много опасностей. Этот метод заменяет человеческий труд методом самонаправленной очистки, который не требует постоянного присутствия людей в замкнутых пространствах (например, резервуаре), поскольку обработка оборудования осуществляется снаружи. Роботизированная система очистки обычно является съемной и содержит необходимое оборудование в контейнерах, которые легко транспортируются грузовиком. Ключом к процессу является транспортное средство с дистанционным управлением, которое въезжает в корпуса и используется для дробления и удаления осадка со дна резервуара. Основные компоненты автомобиля перечислены ниже: цилиндр, гидравлический двигатель, пропорциональный электромагнитный клапан, детектор горючих газов взрывозащищенного типа, взрывозащищенная распределительная коробка, электромагнитный клапан регулирования расхода, взрывозащищенная инфракрасная лампа, взрывозащищенная / пылезащитная камера, стеклоочистители, водяная струя, поворотно-наклон–зум-камера (PTZ) и перелопачивание.

Транспортное средство въезжает в люк резервуара и может перемещаться по поверхности дна для всасывания или механической транспортировки осадка из резервуара. Транспортное средство управляется опытным специализированным оператором, который управляет транспортным средством с пульта дистанционного управления за пределами резервуара в безопасную зону. Использование этого метода не требует, чтобы в баке не было газа для подачи в транспортное средство. Поэтому, чтобы исключить любую возможность взрыва или возгорания, все компоненты, установленные на транспортном средстве, являются антивзрывными и имеют гидравлический привод. Гидравлическая сила создается снаружи бака и передается в транспортное средство для приведения в действие его компонентов через шланги высокого давления, встроенные в транспортное средство. Транспортное средство может быть легко демонтировано и собрано таким образом, чтобы оно могло легко входить в резервуар и выходить из него. Шлам, удаляемый из резервуара, проходит несколько стадий очистки для разделения его на нефтяную воду и твердые остатки. Это съемная система, состоящая из оборудования, установленного снаружи резервуара на некотором расстоянии от него, и оборудования, которое входит в резервуар. Снаружи резервуара установлены: центробежные насосы, всасывающие насосы (вакуумные насосы), гидравлические и энергетические машины, системы разделения шлама (в масле, воде и твердых остатках) (опция) и центр дистанционного управления и мониторинга. С другой стороны, внутри резервуара установлено следующее: устройство дистанционного управления со встроенной струей воды (или другими чистящими средствами) для сжижения или разделения осадка и системой мониторинга (камера в реальном времени).

Технологическая система MARTin Oil от MIRRICO

MARTin Oil tech — это инновационная роботизированная установка для очистки нефтяных резервуаров. Отличие этой системы от всех предыдущих систем очистки заключается в том, что она полностью автоматизирована. Мартин разработал эту возможность, спроектировав роботизированный мусоросборник (рис. 4), оснащенный системами видеонаблюдения и освещения, разгрузочным устройством и устройством подачи моющего средства, которым оператор может управлять вне резервуара через специально спроектированное пространство в диспетчерской. Вкратце, комплекс этой системы очистки состоит из следующих блоков:

  1. Блок для извлечения донных отложений и промывки внутренних поверхностей от нефтяных отложений
  2. Блок для очистки и переработки (разделения фаз) осадков
  3. Блок для хранения и транспортировки дополнительного оборудования и перевязочных материалов.
  4. Четвертый блок для утилизации (нейтрализации) нефтяных отходов и очистки воды находится в стадии разработки группой “ MIRRICO ”.

Рисунок 4. Роботизированный процесс очистки резервуаров MIRRICO MARTin

Блоки (прицепы) имеют одинаковый размер и вес и транспортируются грузовиками к месту установки, которое может находиться на расстоянии до 150 м от очищаемого резервуара. Процесс переработки осадка похож на метод, описанный ранее путем анализа процесса MEGAMACS, поэтому он описываться не будет. По словам Мартина, производительность, с которой роботизированный экскаватор может удалять осадок из резервуара, составляет не менее 10  / ч, а из технологической схемы видно, что она может достигать 90  / ч, обеспечивая при этом высокое качество разделения извлеченного нефтешлама на нефть, воду и торт, производительностью 40 тонн в час. Это означает, что при средней плотности ила 1000 кг/  производительность по переработке донных отложений составляет 40 /ч. Это автономный дизельный генератор, но он также может работать с электричеством в качестве источника энергии. Для монтажа требуется всего 5 человек и 4-6 часов, без использования крана и правильно выровненного грунта. Помещения оснащены освещением, отоплением, кондиционером и очень хорошо изолированы, поэтому могут работать в условиях окружающей среды от -30 до +45 °C. Он может очищать резервуары объемом от 500 до 100 000 .

Выводы

Коммерческие методы очистки делятся на ручные, автоматизированно-механические и роботизированные. Основные критерии оценки метода очистки сосредоточены на четырех факторах, таких как безопасность, производительность, воздействие на окружающую среду и стоимость. В этой статье обсуждались некоторые различные методы очистки: (i) ручной, (ii) BLABO (автоматизированно-механический), (iii) COW (автоматизированно-механический), (iv) MEGAMACS (автоматизированно-механический) и (v) MARTin (роботизированный). Некоторые очень важные выводы были:

Более быстрая система очистки — это автоматизированные (механические) MEGAMACS с экстрактором осадка. Все остальные автоматизированные и роботизированные системы с точки зрения времени имеют очень незначительные отклонения друг от друга и обеспечивают одинаковое качество очистки. Ручная очистка в конечном итоге оказывается самым медленным и болезненным методом очистки.

Что касается безопасности, роботизированная система очистки MARTin занимает лидирующие позиции, являясь единственным исключением, когда присутствие людей внутри резервуара не требуется ни на одном этапе очистки. При всех других методах ввод в резервуар на одном из этапов очистки является обязательным.

Наиболее опасным и вредным методом очистки является ручной, при котором от начала до конца процесса требуется присутствие людей внутри резервуара.

С экологической точки зрения все автоматизированные (механические) и роботизированные системы имеют замкнутые контуры очистки и очень эффективную систему извлечения углеводородов. Единственный метод, который очищает с помощью открытой системы и не перерабатывает образующиеся отходы, — это ручной, который значительно нагружает не только людей, но и окружающую среду.

У MARTin и MEGAMACS самые низкие затраты на уборку, в то время как BLABO является самым дорогим.

Современная потребность в области промышленной очистки резервуаров сосредоточена на изобретении методов очистки за короткое время с помощью автоматизированной системы, которая не требует, чтобы люди входили внутрь резервуара, с возможностью извлечения почти всех углеводородов из отходов с меньшими затратами.

Список используемой литературы

  1. Учреждение, A.P. Требования к безопасному входу и очистке резервуаров для хранения нефти; Издательские услуги API: Вашингтон, округ Колумбия, США, 2018.
  2. Руководящие принципы и процедуры по вводу и очистке резервуаров для хранения нефти. В Рекомендуемой практике ANSI/API 2016; Издательские услуги API: Вашингтон, округ Колумбия, США, 2006.
  3. Очистка Резервуара Для Хранения Nuova Saimar — Традиционный Метод Очистки Резервуара. Доступно онлайн: https://www.nuovasaimar.it/en/our-services/tank-cleaning / (дата обращения 4 марта 2020 года).
  4. ЗАМЕНИТЕ ТРАДИЦИОННУЮ ОЧИСТКУ РЕЗЕРВУАРА. Доступно онлайн: https://www.tradebeindustrialservices.com/traditional-tank-cleaning (дата обращения 3 марта 2020 года).
  5. Комплексные Решения для очистки резервуаров и удаления осадка. Доступно онлайн: http://www.alltankcleaning.com / (дата обращения 21 сентября 2022 года).
  6. Аль-Дусари, С.; Дхаран, Г.П.Т. Внедрение технологии ввода без участия человека — Автоматизированной Технологии удаления осадка и очистки резервуаров. На выставке и конференции SPE Kuwait Oil and Gas Show and Conference; Общество инженеров-нефтяников: Мишреф, Кувейт, 2015; стр. 9.
  7. Процесс и услуги по очистке резервуаров Oreco. Доступно онлайн: https://www.oreco.com/solutions/crude-oil-tank-cleaning/the-tank-cleaning-process / (дата обращения 21 сентября 2022 года).
  8. Процесс слайд-шоу Blabo. Доступно онлайн: https://www.slideshare.net/Oreco/blabo-process (дата обращения 21 сентября 2022 года).
  9. Услуги по очистке резервуаров, Процесс Blabo. Доступно онлайн: https://www.oreco.com/solutions/crude-oil-tank-cleaning/the-tank-cleaning-process / (дата обращения 21 сентября 2022 года).
  10. Всасывающий модуль Oreco. Доступно онлайн: https://www.oreco.com/solutions/crude-oil-tank-cleaning/how-blabo-works/suction-module / (дата обращения 21 сентября 2022 года).
  11. Модуль рециркуляции Oreco. Доступно онлайн: https://www.oreco.com/solutions/crude-oil-tank-cleaning/how-blabo-works/recirculation-module / (дата обращения 21 сентября 2022 года).
  12. Oreco Top Entry — Уборочная машина с одним соплом для эффективной очистки резервуара. Доступно онлайн: https://www.oreco.com/media/1427/190321_oreco_sns_top_entry_brochure.pdf (дата обращения 21 сентября 2022 года).
  13. Разделительный модуль Oreco. Доступно онлайн: https://www.oreco.com/solutions/crude-oil-tank-cleaning/how-blabo-works/separation-module / (дата обращения 21 сентября 2022 года).
  14. Модуль Обезжиривания Масла Oreco. Доступно онлайн: https://www.oreco.com/solutions/crude-oil-tank-cleaning/how-blabo-works/skimming-module / (дата обращения 21 сентября 2022 года).
  15. Яйла, С.; Сабах, С.; Олкей, А. Инженерные приложения вычислительной механики жидкости Численное исследование системы коалесцирующих пластин для понимания разделения воды и масла на водоочистных сооружениях нефтяной промышленности Численное исследование системы коалесцирующих пластин для понимания разделения воды и масла на водоочистных сооружениях нефтяной промышленности. Анг. Приложение. Вычислить. Жидкостный механизм. 2017, 11, 184-192.
  16. Дела клиентов Oreco. Доступно онлайн: https://www.oreco.com/references/customer-cases / (дата обращения 21 сентября 2022 года).
  17. Услуги VAOS по автоматизированной рекуперации углеводородов и очистке резервуаров (AHRTC). Доступно онлайн: http://www.vaos.com/en/services/services/4/automated-hydrocarbon-recovery-and-tank-cleaning-ahrtc-services.htm (дата обращения 21 сентября 2022 года).
  18. Технологии, З. Системы очистки резервуаров для сырой нефти. Доступно онлайн: http://www.zp-tec.com/products/crude-oil-tank-cleaning (дата обращения 21 сентября 2022 года).
  19. Очистка резервуаров KMT Mega Macs для сырой нефти и шлама. Доступно онлайн: https://kmt-tankcleaning.com/megamacs (дата обращения 21 сентября 2022 года).
  20. Очистка, K.-T. УЛЬТРАСОВРЕМЕННАЯ МОБИЛЬНАЯ СИСТЕМА УДАЛЕНИЯ И ПЕРЕРАБОТКИ ОСАДКА. Доступно онлайн: https://kmt-tankcleaning.com/process (дата обращения 21 сентября 2022 года).
  21. Вспомогательное оборудование KMT Mega Macs. Доступно онлайн: https://kmt-tankcleaning.com/aux-equipment (дата обращения 21 сентября 2022 года).
  22. Сулейман О.М.Э.; Осман М.Ю.; Кассала С. Отклонение прямоугольных слоистых композитных пластин методом динамической релаксации; Академическое издательство ЛАПЛАМБЕРТА, член издательской группы Omni Scriptum: Латвия, Германия, 2007; ISBN 978-3-330-33164-8.
  23. Амиранте П.; Клодовео М.Л.; Леоне А.; Тамборрино А.; Патель В.Б. Глава 10 — Влияние различных систем центробежной экстракции на содержание антиоксидантов и стабильность оливкового масла первого отжима. В книге «Оливки и оливковое масло в здравоохранении и профилактике заболеваний»; Прейди В.Р., Уотсон Р.Р., ред.; Академическая пресса: Сан-Диего, Калифорния, США, 2010; стр. 85-93.
  24. Санпэн, Д.; Сяоли, Х.; Чуннинг, Л.; Синхуэй, З. Исследование роботизированной системы очистки шлама нефтяных резервуаров. В материалах Международной конференции 2010 года по механической автоматизации и технике управления, Ухань, Китай, 26-28 июня 2010 года.
  25. Группа, A.T.K. Комплект оборудования для Дистанционно управляемого удаления осадка из нефтяных резервуаров. Доступно онлайн: https://www.adroctech.com / (дата обращения 21 сентября 2022 года).
  26. MARTin, МАРТин — Инновационное решение для очистки резервуаров без посторонней помощи. Доступно онлайн: https://www.mirrico.ru/en/services-products/products/robotic-method-of-stripping-petrochemical-equipmen (дата обращения 21 сентября 2022 года).
  27. StockExpo MARTIN — Мобильное Роботизированное Решение Для Очистки Резервуаров. Доступно онлайн: https://www.stocexpo.com/en/products/martin-mobile-robotic-tank-cleaning-solution / (дата обращения 21 сентября 2022 года).
  28. Технология, М.О. Мартин: Инновационная роботизация. Установка для очистки масляных баков. Доступно онлайн: https://martinoil.tech / (дата обращения 21 сентября 2022 года).
  29. Роботизированный способ очистки нефтепромыслового оборудования MIRRICO. Доступно онлайн: https://www.mirrico.ru/en/services-products/products/robotic-method-of-stripping-oil-field-equipment-fr/#technologies (дата обращения 21 сентября 2022 года).
  30. МИРРИКО провел сравнительный расчет экономической эффективности ручного и роботизированного методов очистки нефтяных резервуаров. Доступно онлайн: https://www.mirrico.ru/en/services-products/products/robotic-method-of-stripping-oil-field-equipment-fr/#calc (дата обращения 21 сентября 2022 года).
  31. Переход ORECO с ручной очистки резервуаров на автоматическую сэкономил время и деньги. Доступно онлайн: https://www.oreco.com/media/1093/cases-fawley-uk.pdf (дата обращения 21 сентября 2022 года).