Результат интеллектуальной деятельности: СПОСОБ ОЧИСТКИ РЕЗЕРВУАРА

Изобретение относится к процессам очистки, в частности к очистке внутренних поверхностей резервуаров, и может быть использовано в газовой и нефтехимической отраслях промышленности.

Известны способ промывки цистерны, извлечения и обработки остаточной жидкости цистерны и система для его осуществления, в котором путем подачи моющей воды и инертного газа в резервуар и их рециркуляции разделяют смесь нефть-вода (см. RU №2099156 МПК В08В 9/08, 1997).

К причинам, препятствующим достижению указанного ниже технического результата при использовании известного способа, относится то, что в известном способе не осуществляют обезвреживания резервуара и предполагают наличие в очищаемом резервуаре отвода на дне или около него, через который можно рециркулировать моющую воду с загрязнениями, что невозможно в случае емкостей хранения одоранта из-за конструктивных особенностей их исполнения.

Известны способ очистки внутренней поверхности цистерн от остатков органических продуктов и моющее средство, используемое в способе, в котором путем мойки внутренней поверхности цистерны водным раствором моющего средства при заданном давлении, откачки полученной эмульсии, разделения эмульсии, с последующим возвращением водной фазы моющего средства в цикл мойки, производят очистку цистерны (см. RU №2357811 С1 МПК В08В 9/093, C11D 3/04, 2007).

К причинам, препятствующим достижению указанного ниже технического результата при использовании известного способа, относится то, что в известном способе не увеличивают моющую способность первоначальной моющей жидкости за счет дополнительного образования поверхностно-активных веществ, в результате чего не используют моющую жидкость повторно, что увеличивает стоимость очистки.

Известны способ очистки резервуаров от вязких нефтяных отложений и вязких отложений нефтепродуктов и устройство для его осуществления, в котором путем подачи через эжекторные головки в резервуар под давлением рабочего тела в виде газа или жидкости осуществляют разжижение и перемещение отложений (см. RU №2225270 МПК В08В 9/093, 2004).

К причинам, препятствующим достижению указанного ниже технического результата при использовании известного способа, относится то, что в известном способе не понижают класс опасности отходов очистки и перемещают во внутреннем пространстве резервуара эжекторные головки, что невозможно в случае емкостей хранения одоранта, из-за конструктивных особенностей их исполнения, а именно фланцевых соединений малого (менее 100 мм) диаметра.

Наиболее близким способом того же назначения к заявленному изобретению по совокупности признаков является способ очистки резервуара, включающий нагнетание в резервуар моющей жидкости и газа, удаление моющей жидкости с загрязнениями из резервуара под действием разности давлений, отводе моющей жидкости с загрязнениями в сепаратор, при этом нагнетание моющей жидкости в резервуар осуществляют из сепаратора под давлением (см. SU №1696012 А1 МПК В08В 9/08, 1984), принят за прототип.

К причинам, препятствующим достижению указанного ниже технического результата при использовании известного способа, принятого за прототип, относится то, что в известном способе значительное время теряют на переключение режимов работы, что нарушает непрерывность процесса очистки и приводит к увеличению времени очистки, при этом не увеличивают моющую способность жидкости в процессе реализации способа.

Кроме того, в процессе очистки резервуара известным способом образуются значительные объемы паровоздушных смесей, что делает известный способ непригодным для очистки резервуаров, содержащих в качестве загрязнителей вещества с давлением насыщенных паров выше, чем у моющей жидкости, такие как, например, легко воспламеняющиеся жидкости, поскольку при создании вакуума потребуется значительное время для откачивания более летучих паров загрязнителя, а попадание горючей паровоздушной смеси в насос приводит к взрыву.

Проблема при утилизации емкостей хранения и рабочих емкостей одоранта заключается в том, что возникла необходимость снижения затрат на их утилизацию за счет реализации полученного из них металлического лома и снижения затрат на осуществление экологических платежей, а также сокращения времени полного обезвреживания и дезодорации емкостей.

Технический результат - сокращение времени полного обезвреживания и дезодорации емкостей, снижение класса опасности веществ, получаемых в процессе утилизации со второго до четвертого, увеличение моющей способности моющей жидкости в процессе реализации заявляемого способа для ее повторного использования, исключение опасности взрыва паровоздушной смеси.

Указанный технический результат достигается тем, что в известном способе очистки резервуара, заключающемся в нагнетании в резервуар моющей жидкости и газа, удалении моющей жидкости с загрязнениями из резервуара под действием разности давлений, отводе моющей жидкости с загрязнениями в сепаратор, при этом нагнетание моющей жидкости в резервуар осуществляют из сепаратора под давлением, в соответствии с изобретением нагнетание моющей жидкости и газа в резервуар осуществляют напорным насосом через диспергирующее устройство эжекторного типа, в которое дополнительно подают озоносодержащую газовую смесь, при этом в резервуаре происходит глубокое окисление загрязнений до полного обезвреживания и дезодорации резервуара, а удаление моющей жидкости с газом из резервуара в сепаратор осуществляют под давлением, равным давлению в сепараторе, при этом в сепараторе разделяют газ и моющую жидкость, которую непрерывно рециркулируют в резервуаре напорным насосом.

Кроме того, в процессе очистки увеличивают моющую способность первоначальной моющей жидкости за счет образования поверхностно-активных веществ при окислении загрязнений, при этом моющую жидкость с увеличенной моющей способностью применяют повторно для других резервуаров.

Описание изобретения содержит фиг.1 и 2.

Сведения, подтверждающие возможность осуществления изобретения с получением вышеуказанного технического результата, получены в ходе апробации способа очистки резервуара, в результате экспериментов на опытной установке утилизации остатков одоранта и донного шлама, выведенных из эксплуатации емкостей хранения и рабочих емкостей одоранта.

Способ очистки резервуара осуществляют следующим образом (см. фиг.1). Резервуар 1, подлежащий утилизации, заполняют моющей жидкостью любым известным способом («Утилизация емкостей хранения и рабочих емкостей одоранта на ГРС, очистка контейнеров на пункте заправки», СТО Газпром 2-3.5-187-2008. Офиц. изд. М.: ИРЦ Газпром. 2008, III, 17 с.). Включают напорный насос 2, и моющая жидкость 3 под давлением поступает в диспергирующее устройство эжекторного типа 4, в которое одновременно из генератора озона 5 подают озоносодержащий газ 6. Из диспергирующего устройства эжекторного типа 4 газожидкостную смесь 7 подают в резервуар 1. При этом в резервуаре 1 производят глубокое окисление загрязнений озоном - сильным окислителем и получают при этом поверхностно-активные вещества, которые увеличивают моющую способность первоначальной моющей жидкости. Затем моющую жидкость с газами 8 из резервуара 1 под действием разности давлений подают в сепаратор 9. Разность давлений возникает потому, что сепаратор 9 находится под атмосферным давлением. В сепараторе 9 осуществляют разделение моющей жидкости 10 и газов 11. При этом моющую жидкость непрерывно рециркулируют напорным насосом 2 в резервуаре 1, а газы 11 выводят в атмосферу. Таким образом, осуществляют непрерывный процесс очистки резервуара и достигают при этом заявленный технический результат, заключающийся в полном обезвреживании и дезодорации резервуара 1, а так же понижении класса его опасности как отхода, со второго до четвертого за счет окисления остатка одоранта озоном.

Одоризация природного газа - важная часть процесса транспортировки газа до потребителя, обеспечивающая безопасность его использования. Абсолютное большинство газораспределительных станций применяют в своей работе одорант СПМ - смесь низших природных меркаптанов. Обладая чрезвычайно высокой коррозионной активностью, одорант СПМ способствует быстрому разрушению металлических емкостей хранения и рабочих емкостей в составе одоризационных установок. Поэтому срок эксплуатации данных емкостей ограничивается десятью годами, что при отсутствии эффективного способа очистки подобных резервуаров приводит к тому, что по мере вывода из эксплуатации они накапливаются на площадках газораспределительных станций, создавая при этом постоянную опасность загрязнения почвы, водного и воздушного бассейнов. Обезвреживание емкостей производится путем окисления остатка одоранта природного газа в процессе обработки озоном в водном растворе. При этом остаток одоранта, состоящий из смеси меркаптанов C₂-C₅ с диалкилдисульфидами, окисляется озоном до алкансульфокислот C₂-C₅, обладающих поверхностно-активными свойствами. В результате обезвреживания, таким образом, класс опасности отхода - емкости хранения одоранта, понижается со второго до четвертого. При этом моющая жидкость растворяет алкансульфокислоты C₂-C₅, за счет чего увеличивается ее моющая способность. Поэтому моющую жидкость после очистки одной емкости можно использовать в полном объеме для очистки следующих резервуаров неоднократно. Таким образом, снимают необходимость в утилизации отработанной моющей жидкости, что повышает экологическую безопасность предлагаемого метода очистки и удешевляет его реализацию. Моделирование предлагаемого способа очистки резервуаров осуществляли на опытной установке утилизации остатков одоранта и донного шлама, выведенных из эксплуатации емкостей хранения и рабочих емкостей одоранта. В качестве остатка одоранта природного газа и донного шлама емкости хранения одоранта были использованы соответствующие образцы, отобранные из демонтированной емкости хранения одоранта.

График, иллюстрирующий эффективность предлагаемого способа очистки, показан на фиг.2, где приведена экспериментальная зависимость (линия Э) концентрации одоранта в растворе от времени очистки. Для сравнения приведена аналогичная зависимость (пунктирная линия П) при осуществлении очистки известным способом, принятым за прототип. Поскольку в прототипе не приведены экспериментальные данные, подтверждающие эффективность известного способа очистки, на основании имеющихся данных и нашего опыта в этой области можно предположить, что концентрация одоранта в растворе будет снижаться ступенчато. Это связано с тем, что процесс перетекания самотеком моющей жидкости с загрязнениями в сепаратор происходит за промежуток времени T₁=T₂=T₃. При этом из опыта известно, что время переключения режимов работы T₁-T₃ составляет не менее 30 мин, а в промежутки времени переключения режимов работы концентрация одоранта не уменьшается и постоянна. Следовательно, процесс очистки резервуара известным способом займет значительно больше времени, чем предлагаемым способом. Установившееся значение концентрации одоранта в растворе (линия Э), равное нулю, определяют по полному исчезновению сигнального запаха одоранта. При этом время достижения установившегося значения концентрации одоранта в растворе , полученное на основании анализа экспериментальных данных, равно примерно 3Т_Э≈180 мин, где Т_Э - постоянная времени экспериментального процесса окисления. Время достижения установившегося значения концентрации прототипа - - может быть подсчитано (Бесекерский В.А., Попов Е.П. Теория систем автоматического регулирования. М., Наука, 1975. С.69) как пересечение графика П с горизонтальной линией, проведенной на уровне ±5% от установившегося значения, а т.к. установившееся значение в пределе равно нулю, то горизонтальная линия должна пройти на уровне 5%, а именно значения концентрации одоранта в растворе равном 0,05 г/л. Значит, мин, полученное на пересечении графика П и горизонтальной линии, проведенной на уровне 5% от установившегося значения равного нулю. Таким образом, , что подтверждает эффективность предлагаемого способа очистки резервуара.