Описание метода устранения накопления донных отложений резервуара
Нефтетехнологический факультет
Кафедра «Трубопроводный транспорт»
ПРАКТИКО-ОРИЕНТИРОВАННЫЙ ПРОЕКТ
Анализ существующей системы размыва и удаления донных отложений резервуаров и разработка альтернативной системы.
АВТОРЫ:
студент 3-НТФ-4
Гришин Роман Сергеевич
студент 3-НТФ-4
Спигин Денис Юрьевич
РУКОВОДИТЕЛЬ:
Старший преподаватель кафедры «Трубопроводный транспорт»
Терегулов Марат Рустамович
Самара, 2020
| МИНОБРНАУКИ РОССИИ Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования «Самарский государственный технический университет» (ФГБОУ ВО СамГТУ) |
Нефтетехнологический факультет
Кафедра «Трубопроводный транспорт»
ПРОЕКТНОЕ ЗАДАНИЕ
Студентам Гришину Роману Сергеевичу,
Спигину Денису Юрьевичу
гр. 3-НТФ-4
Срок сдачи студентом готовой работы «20» декабря 2020
1. Тема проекта: Анализ существующей системы размыва и удаления донных отложений резервуаров и разработка альтернативной системы удаления
2. Содержание пояснительной записки (перечень подлежащих разработке вопросов)
3. Дата выдачи задания на выполнение проекта
« 12 » сентября 2019
Руководитель проекта Терегулов М.Р / (Подпись) (Ф И О)
*Примерная форма календарного плана проекта
КАЛЕНДАРНЫЙ ПЛАН
|
|
|
выполнения проекта
Студенты: Гришин Р.С., Спигин Д.Ю.
Руководитель Терегулов М.Р.
Дата выдачи «1» сентября 2019
| № п/п | Недели | Название разделов проекта/работы | Процент выполнения | Дата и отметка о выполнении |
| 1 | 1-2 неделя | Определение темы | 5% | 05.09.2019 |
| 2 | 2 неделя | Выдача задания | 5% | 12.09.2019 |
| 3 | 2 неделя | Выдача календарного плана, планирование работы по этапам | 5% | 12.09.2019 |
| 4 | 1 Этап: | 10% | 12.09.2019- 21.11.2019 | |
| 5 | 2 Этап: | 15% | 25.11.2019- 06.03.2020 | |
| 6 | ||||
| 7 | Контрольная точка 1 | Контроль 40% | 21.11.2019 | |
| 8 | Подготовка пояснительной записки | 25% | 31.03.2020 | |
| 9 | Отзыв студентов: заполнение студентами листа обратной связи по проекту | 5 % | 31.03.2020 | |
| 10 | Отзыв преподавателя | 10% | ||
| 11 | Контрольная точка 2 | Контроль 40% | 12.05.2020 | |
| 12 | Защита проекта | 20% | ||
| ИТОГО | 100 % | 26.05.2020 |
РЕЗЮМЕ ПРОЕКТА
Полное наименование проекта:
Анализ существующей системы размыва и удаления донных отложений резервуаров и разработка альтернативной системы удаления
Даты начала и завершения проекта:
12.09.2019-20.12.2020
Идея проекта /решаемая проблема
Автоматизация процесса удаления донных отложений из РВС в процессе эксплуатации.
|
|
|
Предпосылки проекта
Ремонт РВСП после выхода из строя системы «Диоген-700» и заклинивание трубопровода в системе водоспуска в результате накопления отложений и отсутствия долговременных размывов и извлечений осадка.
Цели проекта
Провести анализ методов размыва и удаления донных отложений в РВС и предложить альтернативный способ удаления отложений в процессе эксплуатации.
Результат/продукт проекта
Приямки-сборники с необходимым оборудованием и технологическим трубопроводом.
Общие инвестиционные затраты
Критерии оценки успешной реализации проекта
Ожидаемые эффекты проекта
Разработка эффективной, экономичной и автоматизированной дополненной системы удаления донных отложений.
ДЕФЕКТНАЯ ВЕДОМОСТЬ
Этап формирования дефектной ведомости
Участники этапа Гришин Р.С., Спигин Д.Ю.
| Критерий оценки/соответствия | Запланированный результат | Фактический результат | Причины отклонения |
Текущее состояние проекта
Общие выводы по этапу
Составитель Дата 1.
Структура Устава проекта
|
|
|
| № | Раздел/Поле | Описание |
| 1. | Аннотация | В работе предлагается дополнить существующую систему размыва донных отложений (СРДО) в резервуарах, - системой накопления и удаления данных отложений (УДО). Предлагаемая УДО конструктивно состоит из донных приямков-сборников по периметру днища резервуара, выполняющие функции аккумулирования и сбора донного осадка. |
| 2. | Терминология | РВС - резервуар вертикальный стальной, приямки-сборники, АСО-асфальто-смолистые отложения, ВВН-высоковязкая нефть. |
| 3. | Полное наименование проекта | Анализ существующей системы размыва и удаления донных отложений резервуаров и разработка альтернативной системы удаления |
| 4. | Краткое наименование проекта* | Разработка устройства удаления донных отложений РВС во время его эксплуатации. |
| 5. | Дата начала проекта* | 12.09.2019 |
| 6. | Дата завершения проекта* | 12.05.2020 |
| 7. | Цели проекта | Провести анализ методов размыва и удаления донных отложений в РВС и предложить альтернативный способ удаления отложений в процессе эксплуатации. |
| 8. | Предпосылки проекта | Ремонт РВСП после выхода из строя системы «Диоген-700» и заклинивание трубопровода в системе водоспуска в результате накопления отложений и отсутствия долговременных размывов и извлечений осадка. |
| 9. | Благоприятствующие связи с проектами | |
| 10. | Препятствующие связи с проектами | Одной из препятствующих связей будет то, что на рынке существует множество предприятий, которые предоставляют свои услуги по размыву и удалению донных отложений. Поэтому между компаниями будет конкуренция, но ее выиграет тот, кто предложит меньшую цену за единицу объема и лучшую технологию. |
| 11. | Критерии оценки успешной реализации проекта | |
| 12. | Ожидаемые эффекты проекта* | Автоматизация процесса очистки РВС во время его эксплуатации. |
| 13. | Объем проекта | |
| 14. | Необходимые материальные ресурсы | Резервуар |
| 15. | Менеджер проекта | Гришин Р.С. |
| 16. | Стейкхолдеры проекта | |
| 17. | Организационная схема реализации проекта | |
| 18. | Функциональная ответственность Участников проектной команды | Спигин Д.Ю. – разработка идей и их обоснование на основе патентного поиска и научно-технической литературы Гришин Р.С. – проведение патентного поиска, проработка технологических решений, ответственный за разработку чертежей и технических расчетов |
| 19. | Коммуникации проекта | Обеспечения эффективности взаимодействия между участниками проекта и научными руководителями. |
| 20. | Перечень этапов работ и их результатов* |
|
| 21. | Матрица ответственности* | |
| 22. | Риски проекта | |
| 23. | Решение проблем проекта | Предлагаемое техническое решение позволит автоматизировать процесс очистки резервуара от тяжёлых примесей и асфальто-смоло-парафинистых отложений. Извлекаемые отложения могут быть переработаны, что позволит вернуть часть нефти обратно в резервуарный парк, использовать извлекаемые битумы и различные металлы в промышленности. Данное решение приведёт к повышению производительности в резервуарных парках, экономии, экологии и автоматизации процесса очистки РВС. |
|
|
|
Аннотация
В современных условиях работы предприятий приёма переработки и транспортировке товарного продукта зачастую возникают проблемы, при которых предприятие переработки настаивает на отмене размыва донных отложений существующими способами (механический размыв винтовой мешалкой). При этом применяют штрафные санкции относительно организации перекачивающей продукт. В результате на конечных участках сдачи нефтепродукта в резервуарных парках участились случаи накопления не размываемой массы донных отложений в резервуарных парках и резервуарах, которые могут привести к выходу из строя основного технического оборудования резервуара.
В данной работе рассматриваются используемые методы размыва отложений, а также проведена оценка их функционала. Предлагается инновационный подход к решению указанных проблем. Предложенная технология сбора асфальто-смолистых отложений (АСО) заключается в следующем: в днище резервуара будут внедрены устройства, в которых после размыва и отстоя будут накапливаться отложения. Данные устройства носят название приямки-сборники(стаканы). После чего из данных приямков (стаканов) АСО, при подогреве, будут изыматься и отправляться на трехфазные центрифуги, в которых они будут разделяться на легкие и тяжелые (битумы, парафины и т.д.) составляющие, а также воду. Легкая нефть будет возвращена в резервуар, а тяжелые части будут отправлены на дальнейшую переработку.
Содержание
Аннотация. 6
Введение. 8
1 Основная часть. 9
Патентный поиск. 14
Заключение. 15
Список использованных источников. 16
Введение
Нефть с давних пор является важнейшей сырьем в промышленности России. Особую роль в данной отрасли играет ее хранение и транспортировка.
В России существует огромная и развитая система нефтепроводов с большим количеством РП, в которых хранится большое количество нефти. Российская компания ПАО АК «Транснефть» владеет крупнейшей системой нефтепроводов в мире, длина которой составляет более 50 тыс. км. и 24,4 млн кубометров резервуарных ёмкостей. Так же в компании ПАО «НК «Роснефть» имеется большое количество резервуаров и трубопроводов, которые с течением времени так же могут быть загрязнены.
Отложения образуются при хранении нефти на стенках и днищах резервуаров в больших количествах. На 1 тонну нефти приходится 7 кг АСО. Это очень острая насущная экологическая и экономическая проблема. Примерно 0,5–0,7 % нефти теряется на всех стадиях технологического процесса в виде загрязнений в оборудовании и трубопроводах, а большая её часть накапливаясь в виде отложений в днищах резервуаров.
Во время совместной работы компаний добычи, транспорта и переработки нефти происходят проблемы, при которых НПЗ прекращает приём нефти при проведении размыва донных отложений в резервуарах поставщика и вводят штрафные санкции на поступление нефти с повышенным содержанием асфальто-смоло-парафиновой доли.
В работе предлагается так построить общий технологический процесс, чтобы предотвратить накопление асфальто-смолистых (АС) составляющих и НШ на днище резервуаров в резервуарном парке (РП) нефтеперекачивающей станции МНП, где производится прием нефти от поставщиков, создать устройство по накоплению отложений и дальнейшим их откачкой и разделением на составляющие.
Цель работы заключается в следующем: провести анализ методов размыва и удаления донных отложений в РВС и предложить альтернативный способ удаления отложений в процессе эксплуатации.
Основная часть
Описание метода устранения накопления донных отложений резервуара
Асфальтосмолистые вещества, присутствующие в ВВН, способствуют возникновению плотных отложений на днищах резервуаров. Для борьбы с АСО в резервуарах проводят профилактические и очистные мероприятия.
Всевозможные исследования показали, что отложения располагаются по днищу резервуара крайне неравномерно. Уровень осадка колеблется от 0,3 до 3 метров, а объем - от 300 до 6000 м3. Осадок препятствует движению нефти и перемешиванию различных ее слоев в резервуаре, что способствует локализации концентрированных агрессивных растворов солей и развитию коррозионных процессов в районе днища, и первого пояса резервуара.
Для поддержания работы РП, регулярно требуется проводить профилактические мероприятия по предупреждению АС отложений или очистку днища и стенок от них.
К профилактическим мероприятиям относятся:
● проведение перемешивания нефти в резервуаре при помощи механических мешалок с периодичностью раз в 15 дней на 12-14 часов;
● проведение ежегодных зачисток резервуаров от остатков нефти;
● смешение ВВН нефти с маловязкой или малопарафинистой нефтью;
● применение термообработки ВВН, которая заключается в подогреве нефти до определенной для каждого сорта температуры и охлаждении;
● введение специальных ингибиторов в ВВН нефть, повышающих текучесть нефти, и другие способы.
| Рис.1 - Распределение асфальто-смолистых отложений (нефтеосадка) в РВСП-20000 с нефтью |
Распределение асфальтосмолистых отложений (нефтеосадка) в резервуаре с нефтью представлено на рисунке 1.
Мировые ресурсы тяжелых и битуминозных нефтей значительно превышают запасы легких нефтей и оцениваются в количестве 750 млрд тонн. Наиболее крупными запасами располагают Канада (386 млрд тонн, из которых 25 млрд тонн извлекаемые) и Венесуэла (335 млрд тонн, из них 70 млрд тонн извлекаемые), значительные запасы также имеют Мексика, США, Россия, Кувейт и Китай. На территории Российской Федерации основная часть ресурсов тяжелых нефтей и природных битумов приурочена к месторождениям Волго–Уральской, Тимано–Печорской и Западно–Сибирской нефтегазоносных провинций, их геологические ресурсы по разным оценкам составляют 30–75 млрд. тонн. Вопрос освоения ресурсов таких нефтей особенно актуален сейчас, в связи со снижением в последнее время объемов прироста запасов кондиционных нефтей.
Тяжелые нефти и природные битумы характеризуются высоким содержанием ароматических углеводородов, АС веществ, высокой концентрацией металлов и сернистых соединений, высокими значениями плотности и вязкости, повышенной коксуемостью, что приводит к высокой себестоимости добычи, практически невозможной транспортировке по существующим нефтепроводам и проблемным хранением её в РП.
Поэтому в настоящий момент активно используется большое количество методов размыва и уменьшения образования донных отложений, такие как:
1) Электроподогрев. Уменьшение донных отложений с применением электроподогрева сводится к тому, чтобы поднять выше температуру нефти, хранящейся в резервуаре, для уменьшения скорости образования АС отложений.
2) Ингибитор асфальтосмолистых отложений (АСПО) ЮКСОН-А представляет собой смесь поверхностно-активных веществ (ПАВ) на основе высших жирных кислот в органическом растворителе.
3) Система размыва донных отложений типа СПВК. Система осуществляет размыв и предотвращение накопления парафинистого осадка за счет кинетической энергии нефти, подаваемой в резервуар через систему насосным агрегатом.
4) ПРУ-3. Поток закачиваемой нефти или нефтепродукта, попадая в ПРУ-3, по направленным конфузорам, разделяется на три конфузора. Затопленная гидравлическая турбулентная струя, выходящая из трёх конфузоров со скоростью 18-36 м/с (в зависимости от технологического режима), расширяется под углом 15° относительно оси, что позволяет с максимальным эффектом использовать ее скорость и зону расширения для размыва донных отложений.
5) Мешалки «НХ» предназначены для перемешивания сырья (нефть и др.), нефтепродуктов и нефтехимических жидкостей в вертикальных цилиндрических резервуарах
6) Тайфун. Принцип работы изделия заключается в образовании процесса перемешивания нефти или нефтепродуктов направленной затопленной струей, создаваемой вращающимся гребным винтом, при котором тяжелые осадки и механические примеси взвешиваются в общей массе нефтепродуктов.
7) «Диоген». Общий принцип, работы которого схож с устройством «Тайфун», оба устройства направленной струей нефти воздействую на хранимую массу приводя ее в движение, чем и поднимает донный осадок.
В представленной таблице показан сравнительный анализ данных методов размыва и уменьшения донных отложений РВС-5000. (Таблица 1). Исходя из данных следует то, что наиболее эффективным и экономичным методом все же является применение механических мешалок.
Основным недостатком размыва донных отложений механическими мешалками является то, что после размыва донных отложений взвешенную массу необходимо откачать в направлении грузополучателя, но сделать это достаточно затруднительно, ведь должны быть сохранены качественные характеристики транспортируемой нефти.
Таблица 1. Сравнительный анализ методов размыва РВС-5000
Для достижения размыва и качественного удаления АС отложений, с применением минимального человеческого труда, предлагается кардинальное решение - соорудить в днище РВС специальные приямки-сборники, которые будут служить для сбора и удаления оседающей массы тяжелых углеводородов после размыва их винтовой мешалкой типа «Диоген» или «Тайфун». Затопленная струя, создаваемая вращающимся гребным винтом, будет закручивать всю взвешенную массу с нефтью против часовой стрелки. Данное направление движения обусловлено тем, что у приямков-сборников будет установлена направляющая преграда, при столкновении с которой оседающие отложения попадут в устройство сбора. Данные устройства (приямки) для сбора асфальто-смолистых отложений (АСО), можно внедрить в резервуарный парк (РП), непосредственно в сами резервуары, двумя способами: первый способ заключается в том, что устройства будут внедрены в каждый резервуар, в его днище и после размыва механическими мешалками отложения с течением некоторого времени будут оседать в них, далее при подогреве приямков из системы двух резервуаров АСО будут перемещаться в некий общий коллектор, откуда они уже будут забираться и отвозиться на переработку; второй способ внедрения заключается в следующем, АСО после размыва будут перемещаться в специальные резервуары отстойники (их предлагается использовать два основных и один в резерве), в которых будут внедрены устройства приямки-сборники (на всем резервуарном парке устройства будут только в них) и из которых будут удаляться отложения при подогреве с дальнейшей переработкой. При заполнении приямка, нефтеосадок будет откачан по трубопроводу, который подведен к основанию устройства и который снабжен обогревом трубы с теплоизоляцией. Данные "стаканчики" могут находится в днище в виде вершин правильного треугольника (Рис2.-б), либо в виде вершин равнобедренного треугольника, основание которого проходит через центр днища резервуара (Рис2.-а).
| а |
| Рис.2. Расположение приямков-сборников (а-по равнобедренному треугольнику, б- по равностороннему-правильному треугольнику) |
| б |
После сбора АСО в приямках, отложения будут изыматься и отправляться на трехфазные компактные центрифуги, в которых отложения будут разделяться на легкие и тяжелые (битумы, парафины и т.д.) составляющие, а также воду. Легкая нефть будет возвращена в резервуарный парк, а тяжелые части будут отправлены на переработку. Это приведет к малым потерям нефти предприятия и значительно облегчит эксплуатацию РП тем, что будет снижено количество остановок и выведения резервуаров из работы на длительный срок, а также снизится к минимуму использование ручного труда, который является очень опасным для человека.
Данная технология является практически безотходной и помогает решить сразу несколько проблем. С точки зрения охраны окружающей среды, данный метод позволит осуществить переработку АСО на территории РП до отправки их на НПЗ. С точки зрения экономики, потенциал увеличивается в ходе переработки АС, т.к. извлекается 95-97% стратегически важных и ценных металлов, что увеличивает их добычу по сравнению с объемами, получаемыми в настоящее время. А также удается вернуть в производство часть утраченной нефти, в зависимости от того в какой точке общего технологического процесса производится переработка тяжелых углеводородов.
Дата добавления: 2021-01-20; просмотров: 341; Мы поможем в написании вашей работы! |
Мы поможем в написании ваших работ!