Установка для приема и выдачи сырой нефти и фильтрации механических примесей

Предполагаемая полезная модель относится к средствам приема и хранения жидкости и может быть применена в нефтяной промышленности для приема, хранения и выдачи нефти и вязких нефтепродуктов. Решение указанной задачи достигается тем, что на приемный трубопровод резервуара дополнительно устанавливаются два фильтра отстойника, оборудованных фильтрующими сетками, с ячейками различных диаметров, к которым от резервуара подводится трубопровод с горячим паром, оборудованной запорной арматурой. С целью удобства обслуживания и замены, фильтрующие сетки вставляются в специальные вставки, вмонтированные в отстойник. Фильтры отстойники оборудуются трубопроводами и запорной арматурой для удаления механических примесей. На трубопроводных коммуникациях фильтров отстойников устанавливаются специальные задвижки, которые позволяют при наполнении механическими примесями первого фильтра отстойника включить в работу второй фильтр отстойник. Полезная модель работает следующим образом. Через приемный трубопровод и соответствующую задвижку сырая нефть с механическими примесями поступает в первый фильтр отстойник. В фильтре нефть нагревается, и часть механических примесей за счет гравитационных сил осаждаются на дне фильтра отстойника. Механические примеси более крупного диаметра задерживаются первой сеткой, а меньшего диаметра сеткой с меньшим размером ячеек. Заполнение фильтра определяется с помощью разности показаний манометров, установленных до и после отстойника. При заполнении первого фильтра отстойника с помощью специальной запорной арматуры нефть направляется во второй фильтр отстойник. При этом механические примеси из первого отстойника удаляются по трубопроводу путем открытия соответствующей задвижки. Подача пара с помощью задвижек переключается с первого фильтра на второй. Заполненные фильтрующие сетки с первого отстойника вынимаются из специальной вставки и заменяются на новые с последующим обслуживанием и ремонтом. Предварительное удаление механических примесей в фильтре отстойнике позволяет увеличить вместимость РВС, уменьшить погрешность измерения объема нефти и время зачистки резервуара, а также повысить экономическую эффективность переработки сырой нефти.

Предполагаемая полезная модель относится к средствам приема и хранения нефти и нефтепродуктов, и может быть применена в нефтяной промышленности для приема, хранения и выдачи сырой нефти, содержащей механические примеси.

Под сырой нефтью подразумевается жидкая природная ископаемая смесь углеводородов широкого физико-химического состава, которая содержит воду, механические примеси, растворенный газ, минеральные соли [1].

Механические примеси, содержащиеся в сырой нефти, попадают в резервуар и оседают на его дно. При этом на дне неравномерно по диаметру резервуара образуется плотный слой осадка. Высота осадка, состоящего из механических примесей, может достигать значений более одного метра. Максимальная высота наблюдается около приемной задвижки резервуара.

Слой осадка в вертикальном стальном резервуаре (РВС) приводит к следующим отрицательным последствиям в работе нефтяного предприятия:

1. Уменьшает полезную вместимость резервуара;

2. Увеличивает погрешность измерения количества нефти в резервуаре;

3. Увеличивает время зачистки резервуара;

4. Увеличивает вероятность перелива нефти при заполнении РВС.

Указанные недостатки наносят материальный ущерб нефтяному предприятию, затрудняют учет нефти, а также повышают пожарную опасность объекта.

Известен резервуар для приема, хранения и отделения сырой нефти от воды [2].

В данной полезной модели на резервуар для темных нефтепродуктов, оборудованный подогревателями дополнительно устанавливаются раздаточные патрубки, сифонные краны и дренажный патрубок. В частности, вместо одного раздаточного патрубка и одного сифонного крана устанавливается вертикально три раздаточных патрубка и три сифонных крана на расстояниях, соответствующих правилам устройства вертикальных, цилиндрических, стальных резервуаров для нефти и нефтепродуктов. Рекомендуемые значения условных проходов патрубков составляют 100, 150, 200 и 250 мм [3]. Патрубки оборудуются задвижками соответствующего диаметра и трубопроводными коммуникациями.

Одновременно к нижней части стенки резервуара приваривается дренажный патрубок, который оборудуется задвижкой и трубопроводом. По трубопроводу вода с помощью насоса или самотеком поступает в отдельный резервуар, откуда затем откачивается в специальную скважину или емкость.

Дополнительные сифонные краны предназначены для определения уровня воды в резервуаре. Уровень воды между сифонными кранами может определяться с помощью универсального устройства для определения уровней различных жидкостей в резервуарах [4]. Применение второго и третьего дополнительных раздаточных патрубков, находящихся выше основного раздаточного патрубка, позволяет решить задачу более эффективной выдачи сырой нефти из предлагаемого резервуара для дальнейшей подготовки. Установка дополнительных раздаточных и дренажных патрубков, а также сифонных кранов позволяет в постоянном режиме откачивать сырую нефть, находящуюся выше уровня воды. При этом одновременно с откачкой будет происходить ускоренное отделение воды от сырой нефти за счет использования внутренних подогревателей, а также дренаж воды из резервуара с помощью дренажного патрубка, задвижки и трубопроводных коммуникаций.

Данный резервуар позволяет решить проблему постоянного уменьшения уровня сырой нефти, за счет откачки нефтяной жидкости и воды с помощью дополнительного оборудования.

Недостатками указанного резервуара при приеме сырой нефти являются:

1. Отсутствие устройства, значительно уменьшающего попадание механических примесей в резервуар.

2. Наличие погрешности измерения за счет осадка, состоящего из механических примесей.

Наиболее близким по технической сущности предполагаемой полезной модели является резервуар для приема, хранения и выдачи сырой нефти, содержащей механические примеси.

В данной полезной модели резервуар для приема, хранения и отделения сырой нефти от воды дополнительно оборудуется двумя фильтрами отстойниками, выполненных в виде усеченного конуса и оборудованных запорной арматурой, приборами для измерения давления, а также устройством для удаления механических примесей.

Угол при вершине конуса предлагается не более 60 градусов с целью направленного движения осажденных частиц вниз под действием гравитационных сил. Конструкция и рабочий объем фильтра должны обеспечивать достаточное время нахождения сырой нефти в отстойнике для наиболее полного осаждения грубодисперсных механических примесей, которые являются основным фактором образования осадка на дне РВС.

На вертикальный стальной резервуар, который имеет приемный, раздаточный, дренажный и вентиляционный патрубки, задвижки, сифонные краны, световой и замерной люки, люк-лаз, дыхательный клапан, трубопроводы для приема и выдачи нефти и воды, внутренние секционные подогреватели с паром перед задвижкой на приемном трубопроводе устанавливаются два фильтра отстойника с манометрами. Фильтры отстойники оборудуются трубопроводами и запорной арматурой для удаления механических примесей. На трубопроводных коммуникациях фильтров устанавливаются специальные задвижки, которые позволяют при наполнении механическими примесями первого фильтра отстойника включить в работу второй отстойник.

Данный резервуар позволяет решить проблему частичного отстаивания и удаления механических примесей, содержащихся в сырой нефти.

Недостатками указанного резервуара при приеме сырой нефти являются:

1. Низкая эффективность фильтрации и отстаивания механических примесей, содержащихся в сырой нефти.

2. Наличие погрешности измерения в резервуаре за счет осадка, состоящего из механических примесей.

Предполагаемая полезная модель позволяет решить задачу повышения эффективности приема сырой нефти, содержащей механические примеси, в РВС в целях ее дальнейшей подготовки для производства товарной нефти. При этом значительно уменьшается содержание мехпримесей в нефти, поступающей в резервуар, а также осадок, состоящий из механических примесей на дне РВС.

Решение указанной задачи достигается тем, что в отстойники дополнительно устанавливаются две фильтрующие сетки, с ячейками различных диаметров, а также от резервуара подводится трубопровод с горячим паром, оборудованной запорной арматурой.

Данные признаки являются существенными для решения задачи полезной модели, так как повышается эффективность фильтрации и отстаивания сырой нефти, содержащей механические примеси, а также уменьшается содержание осадка в резервуаре, погрешность измерения объема нефти и время на зачистку резервуара.

Сущность полезной модели пояснена чертежами (фиг.1, фиг.2. фиг.3), на которых изображены: разрез и вид сверху резервуара и фильтров отстойников, а также вертикальный разрез отстойника по линии фильтрующей сетки.

На предлагаемый резервуар 1, имеющий приемные патрубки 2, трубопровод для выдачи нефти 3, задвижки 4, сифонные краны 5, световой и замерной люки 6, 7, вентиляционный патрубок 8, люк-лаз 9, дыхательный клапан 10, трубопровод для приема нефти 11, внутренние секционные подогреватели 12 с паром 13, дренажный патрубок 14, трубопровод для отвода воды 15 с дренажной задвижкой 16, устанавливаются на приемном трубопроводе два фильтра отстойника 17, с манометрами 18. Фильтры отстойники оборудуются трубопроводами 19 и задвижками 20 для удаления механических примесей 21. На трубопроводных коммуникациях фильтров отстойников устанавливаются специальные задвижки 22, которые позволяют при наполнении механическими примесями первого фильтра отстойника включить в работу второй отстойник. Также дополнительно отстойники оборудуются двумя фильтрующими сетками, с ячейками различных диаметров 24, 25. К отстойникам от резервуара 1 подводится трубопровод 26 с горячим паром, оснащенный задвижками 27. В первой половине фильтра в специальную вставку 28 вставляется сетка с ячейками большего диаметра, а затем аналогичным образом вставляется сетка с ячейками меньшего диаметра.

Полезная модель работает следующим образом. Через приемный трубопровод 11 и соответствующую задвижку 4 сырая нефть с механическими примесями поступает в первый отстойник 17, который оборудован фильтрованными сетками 24, 25 с ячейками различного диаметра и трубопроводом подачи горячего пара 26. В фильтре нефть нагревается, и часть механических примесей 21 за счет гравитационных сил осаждаются на дне фильтра отстойника. Механические примеси более крупного диаметра задерживаются сеткой 24, а меньшего диаметра сеткой 25. Заполнение фильтра определяется с помощью разности показаний манометров 18, установленных до и после отстойника. При заполнении первого фильтра отстойника с помощью специальных задвижек 22 нефть направляется во второй фильтр. При этом механические примеси из первого отстойника удаляются по трубопроводу 19 путем открытия задвижки 20. Подача пара с помощью задвижек 27 переключается с первого фильтра на второй.

Заполненные фильтрованные сетки с первого отстойника вынимаются из специальной вставки 28 и заменяются на новые.

После прохождения фильтра отстойника сырая нефть поступает в резервуар 1, в котором значительно уменьшается количество механических примесей. В РВС сырая нефть нагревается при помощи внутренних подогревателей 12, использующих горячий пар 13. Вода за счет более высокой плотности осаждается на дно резервуара. После этого открывается дренажная задвижка 16 для откачки воды по трубопроводу 15. Определив уровень воды 23 в резервуаре с помощью сифонных кранов 5, оператор открывает необходимую задвижку 4 трубопровода для откачки сырой нефти 3.

Предварительное удаление механических примесей в фильтре отстойнике, а также откачка сырой нефти, отделение и дренаж воды в отдельный резервуар позволяют снизить общий уровень нефти в РВС, что значительно снижает вероятность выброса нефтяной пены.

Предполагаемая полезная модель решает задачу повышения эффективности приема и выдачи сырой нефти, содержащей механические примеси.

Эффективная очистка нефти от механических примесей позволяет:

1. Увеличить вместимость РВС.

2. Уменьшить погрешность измерения объема нефти и время зачистки резервуара.

3. Сократить время и повысить экономическую эффективность переработки сырой нефти.

Литература

1. ГОСТ Р 51858 Нефть. Общие технические условия. М.: ГОССТАНДАРТ, 2002.

2. И.А.Еланский, Ю.А.Матвеев. Патент на полезную модель 62909. Резервуар для хранения, выдачи и отделения сырой нефти от воды.

3. Правила устройства вертикальных цилиндрических стальных резервуаров для нефти и нефтепродуктов. М. (Постановление Госгортехнадзора России 76) 2003.

4. И.А.Еланский, Ю.А.Матвеев и др. Патент на полезную модель 46352. Устройство для определения уровня подтоварной воды в резервуаре.

5. Ю.А.Матвеев, А.Ю.Богданов, А.Д.Вьюшин. Патент на полезную модель 79535. Резервуар для приема, хранения и выдачи сырой нефти, содержащей механические примеси.

Установка для приема и выдачи сырой нефти и фильтрации механических примесей, отличающаяся тем, что на приемном трубопроводе резервуара дополнительно устанавливаются два отстойника, оснащенных специальными вставками для фильтрующих сеток с ячейками различного диаметра, манометрами, трубопроводами с запорной арматурой для подвода горячего пара и для удаления механических примесей, а также оборудованных специальными задвижками для направления нефти на второй фильтр отстойник при заполнении первого.