способ и устройства для очистки емкости от загрязненной воды и нефтешлама

Формула изобретения

1. Способ очистки емкости от загрязненной воды и нефтешлама, включающий откачку из емкости товарной продукции, размещение в ней устройства для охлаждения загрязненной воды и выделение из нее в процессе охлаждения нефтепродуктов и растворенных веществ, удаление из емкости устройства, откачку и утилизацию очищенной воды, а также размещение в емкости зачистного устройства, подачу в емкость под давлением нагретого нефтепродукта, очистку стенок, днища от нефтешлама, удаление нефтешлама и устройства из емкости, обезвреживание и отверждение нефтешлама в ходе термической обработки и полимеризации, отличающийся тем, что устройство для охлаждения воды размещают непосредственно в загрязненной толще воды, послойно охлаждают ее до температуры 4 0°C и поддерживают температурный режим до полного выделения из воды нефтепродуктов и растворенных веществ, а после размещения в емкости зачистного устройства в зону контакта его с нефтешламом по шлангам подают нефтепродукт, нагретый на 15°C ниже температуры вспышки, и с использованием входящих в состав зачистного устройства режущих элементов, шнеков, вакуумного насоса очищают стенки, днище емкости от нефтешлама.

2. Зачистное устройство для очистки емкости от нефтешлама, включающее шнековый транспортер, имеющий в верхней части гибкий шланг для удаления из емкости загрязненных веществ, а в нижней части шарнирно закрепленную секцию с конусным диффузором, вакуумный насос и механизм для пространственного перемещения зачистного устройства, причем шнековый транспортер оснащен шлангом для подачи в зону контакта его с нефтешламом нагретого нефтепродукта, отличающееся тем, что основная часть транспортера выполнена из трубных и шнековых секций, при этом шнековая секция, размещенная в конусном диффузоре, и сам диффузор оснащены соответственно режущими элементами и эластичным кольцевым уплотнителем.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к области промышленно-экологической безопасности при добыче, транспортировке, хранении, переработке, потреблении углеводородного сырья и подготовке воды для хозбытовых целей. Технология может быть использована при очистке емкостей (резервуаров, прудов-накопителей, шламовых амбаров) от загрязненных вод и нефтешламов.

Известен способ очистки аэротенков, резервуаров (емкостей) от шлама, устройство для его осуществления и предусматривает создание специальным устройством центробежных сил, разрушение и вымывание горячими водами имеющиеся в емкостях донные и другие отложения (Патент РФ 2206416, МКИ В08В 9/093, опубл. 20.06.2003 - аналог).

К существенным недостаткам данного решения относятся следующие: горячая вода препятствует экстрагированию, отделению твердых парафинов от механических примесей донных отложений (нефтешламов); для ремонтов резервуары необходимо пропарить водяным паром в течение 2 3-х суток. Способ не включает решение вопросов обезвреживания, утилизации или ликвидации нефтезагрязненных отходов.

Известны технология и устройство для очистки резервуара от нефтешлама (Патент РФ 2314882, МКИ В08В 9/093, опубл. 20.01.2008 - аналог). Она включает закачку, очистку под давлением стенок и дна струями нагретого рабочего агента. По данному способу до закачки нагретого рабочего агента резервуар заполняют нефтью, а затем в донные отложения и в нефть подают струю мятого пара. Через 1 2 сут из емкости откачивают нефть и расплавленный парафин. В донный осадок повторно вводят фракцию нефти, подогретую до 150 360°C, и вторично воздействуют на него струей острого пара. После отстаивания в течение 1 2 сут из емкости удаляют смесь нефти и экстрагированного продукта, производят слив воды.

Недостатками технологии являются: большие энергетические и капитальные затраты и сроки проведения работ.

Для зачистки резервуаров от остатков нефтепродуктов, донных отложений известна вакуумная установка. Установка включает захватывающее устройство с гибким шлангом для отвода загрязненных остатков и донных отложений, резервуары-сборники, параллельно подключенные к вакуумному насосу системой труб, механизм перемещения захватывающего устройства и блок подачи моющего раствора. Устройство выполнено в виде диффузора, установленного на конце коленообразной трубы. Механизм перемещения устройства выполнен в виде тележки (RU № 58958 U1, кл. В08В 9/08, опубл. 09.06.2006 - аналог). Недостатком установки является необходимость в дополнительных емкостях для слива из резервуара продуктов зачистки, последующего отстаивания и разделения загрязненных веществ.

Наиболее близким к заявляемому решению является «Способ утилизации промышленных отходов» (RU № 2223832 С1, кл. ⁶С04В 26/10, опубл. 20.02.2004 - прототип), по которому отходы, размещенные в емкости, послойно охлаждают и разделяют на твердую, жидкую фазы. Жидкую фазу отходов обезвреживают в процессе формирования и удаления из нее льда. Нейтрализацию твердой фазы отходов производят при термической обработке в специализированной установке, например в асфальтобетонной установке. К недостаткам данного способа относятся: значительные энергозатраты на промораживание воды и удаление из оставшейся загрязненной жидкости нефти (нефтепродуктов) и донных отложений.

Задачей изобретения является: снижение затрат на очистку, удаление из емкостей загрязненных веществ, обезвреживание и утилизацию отходов нефтегазовой деятельности.

Сущность заявляемого решения заключается в следующем. После откачки товарной продукции в емкости размещают устройство для охлаждения загрязненной воды. В процессе охлаждения из воды выделяются нефтепродукты и растворенные вещества. На заключительной стадии очистки воды устройство удаляют из емкости, а воду откачивают и утилизируют. Затем в емкости размещают зачистное устройство и в емкость под давлением подают нефтепродукт, нагретый на 15°C ниже температуры вспышки. Потом производят очистку стенок, днища и удаление из емкости нефтешлама. Его обезвреживание, отверждение осуществляют в ходе термической обработки и полимеризации. Необходимо отметить, что устройство для охлаждения воды размещают непосредственно в загрязненной толще воды и послойно охлаждают до температуры 4 0°C, после чего в ней поддерживают температурный режим до полного выделения из воды нефтепродуктов и растворенных веществ. Для повышения эффективности очистки стенок и днища емкости нагретый нефтепродукт подают по шлангам непосредственно в зону контакта зачистного устройства с нефтешламом. При этом за счет использования входящих в состав зачистного устройства режущих элементов, шнеков, вакуумного насоса активизируют процесс очистки стенок и днища емкости от нефтешлама. После очистки производят удаление устройства и нефтешлама из емкости, обезвреживание и отверждение нефтешлама в ходе термической обработки и полимеризации.

Способ предусматривает использование специализированного устройства для очистки емкостей от нефтешлама. Зачистное устройство включает шнековый транспортер (конвейер), имеющий в верхней части гибкий шланг для удаления из емкости загрязненных веществ, а в нижней части шарнирно закрепленную секцию с конусным диффузором. Устройство дополнительно оснащено вакуумным насосом и механизм для пространственного перемещения зачистного устройства в емкости. Следует отметить, что шнековый транспортер оснащен шлангом для подачи в зону контакта его с нефтешламом нагретого нефтепродукта, а основная часть транспортера выполнена из трубных и шнековых сборно-разборных секций. Причем шнековая секция, размещенная в конусном диффузоре, и сам диффузор оснащены соответственно режущими элементами и эластичным кольцевым уплотнителем.

Способ очистки емкости от нефтешлама, необходимое для этого устройство поясняется чертежами, где на фиг.1 приведен вертикальный разрез резервуара, оснащенного охлаждающим устройством, а на фиг.2 - разрез резервуара с зачистным устройством. Способ реализуется следующим образом.

Способ реализуется следующим образом.

До начала проведения основного этапа очистки емкости 1 от загрязнителей из нее откачивают товарную продукцию. Затем в толще загрязненной воды 2 размещают охлаждающее устройство, включающее систему труб 3 для прокачки по ним рабочего агента из рассольной емкости 4, подключенной к холодильному компрессору 5 (см. фиг.1). При охлаждении происходит повышение плотности воды 2 до 1 г/см³ и выделение из воды 2 нефтепродуктов 7 и рассолов 8, имеющих соответственно плотности менее и более 1 г/см³. Очищенную воду 2 откачивают по шлангу 9 из емкости 1 и утилизируют, а систему труб 3 механизмом 6 удаляют из емкости 1.

Технология очистки стенок и днища емкости 10 от нефтешлама 11 предусматривает размещение в емкости 10 зачистного устройства. Оно включает шнековый транспортер 12, имеющий в верхней части гибкий шланг 13 для удаления из емкости 10 нефтешлама 11 (загрязненных веществ), а в нижней части шарнирно закрепленную секцию с конусным диффузором 14. Зачистное устройство дополнительно оснащено вакуумным насосом 15, механизмом 16 для пространственного перемещения устройства и связями 17 для фиксации шнекового транспортера 12 к опорной стойке 18 и очищаемой поверхности емкости 10. Следует отметить, что шнековый транспортер 12 выполнен из трубных и шнековых сборно-разборных секций, оснащен шлангом 19 для подачи непосредственно в зону контакта конусного диффузора 14 с нефтешламом 11 нефтепродукта, нагретого на 15°C ниже температуры вспышки. При этом шнековая секция, размещенная в конусном диффузоре 14, оснащена режущими элементами 20, а диффузор 14 эластичным кольцевым уплотнителем 21. Для очистки из емкости 10 нефтешлама 11 в зону контакта его с конусным диффузором 14 по шлангу 19 подают нагретый до температуры вспышки нефтепродукт и за счет использования режущих элементов 20, шнекового транспортера 12, вакуумного насоса 15 очищают стенки и днище емкости 10 от нефтешлама 11. Затем производят удаление зачистного устройства и нефтешлама 11 из емкости 10, обезвреживание и отверждение нефтешлама 11 в ходе его термической обработки и полимеризации.

Устройство для очистки емкостей от нефтешламов практически применимо для нефтехранилищ распределительного типа с большим оборотом товарной продукции. Особенно актуально применение данного устройства в условиях нефтехранилищ на территории Крайнего Севера и приравненных к ним, вследствие наличия на территориях соответствующего заданному температурного режима.

Внедрение предлагаемого решения позволит при оптимальных затратах обеспечить промышленно-экологическую безопасность работ по транспортировке, хранению, переработке и потреблению углеводородного сырья.