Отстойник для отделения от нефтепродуктов воды и механических примесей

Полезная модель относится к отстойникам гравитационного принципа действия для отделения от нефтепродуктов воды и механических примесей и может быть использована на складах и базах горючего для разделения на фазы обводненные и загрязненные нефтепродукты. Отстойник для отделения от нефтепродуктов воды и механических примесей содержит вертикальный цилиндрический резервуар, в нижней части корпуса которого размещены патрубок подачи очищаемого нефтепродукта с закрепленным на нем распределителем потока, патрубок слива воды и патрубок слива очищенного нефтепродукта, отбираемого с верхнего слоя через размещенную в резервуаре трубу. Труба закреплена на патрубке слива очищенного нефтепродукта с возможностью поворота. Отстойник снабжен двумя поплавками, один из которых закреплен на свободном конце трубы, торец которой заглушен. Второй поплавок имеет форму кольца, внутри которого по его верхней кромке закреплена воронка. Выход из воронки сообщен с трубой гибкой полой связью. Место присоединения гибкой полой связи к трубе удалено от заглушенного торца трубы на расстояние l₁, длина которого превышает сумму диаметров поплавков не более чем на 10% 3 ил.

Полезная модель относится к отстойникам гравитационного принципа действия для отделения от нефтепродуктов воды и механических примесей и может быть использована на складах и базах горючего для разделения на фазы обводненные и загрязненные нефтепродукты, образующиеся после зачистки резервуаров и сбора аварийных проливов.

Из практики эксплуатации резервуаров следует, что на складах и базах горючего иногда скапливается большое количество некондиционных нефтепродуктов, образующихся в результате зачистки резервуаров, тушения пожара и сбора аварийных проливов.

Для обеспечения возможности использования отделенных нефтепродуктов по прямому назначению и слива воды, очищенной от нефтепродуктов, в промышленные водоемы или канализацию на складах и базах горючего необходимо иметь отстойники объемом соответствующим предполагаемым аварийным проливам. Как правило, вместимость такого отстойника должна быть не менее вместимости одного резервуара в группе. Вместо одного отстойника, указанной вместимости, может быть два или более отстойников суммарной вместимостью, соответствующей вместимости одного резервуара в группе.

Известен отстойник для разделения эмульсии, включающий вертикальную цилиндрическую емкость и распределитель эмульсии, выполненный в виде горизонтального патрубка ввода эмульсии и набора расположенных последовательно друг за другом направляющих отбойников в форме усеченных конусов. Патрубки распределителя эмульсии и слива воды расположены в нижней части емкости, а патрубок отвода очищенной жидкости - в верхней части емкости (RU №2242265 кл. В01Д 17/04, 20.12.2004).

Недостатком этого отстойника является то, что расположение патрубка отвода очищенной жидкости в верхней части емкости не позволяет слить очищенную жидкость из емкости после прекращения подачи эмульсии. Кроме того, выполнение распределителя эмульсии в виде набора вертикально расположенных отбойников создает расходящийся во все стороны поток эмульсии, который перемешивается с отстоявшейся нефтью и отстоявшейся водой.

Известен также отстойник для отделения от нефтепродуктов воды и механических примесей, содержащий резервуар с патрубками слива воды, обезвоженного нефтепродукта, отвода газа и подачи очищаемой жидкости с закрепленным на нем внутри резервуара расширителем для распределения входящего в резервуар потока жидкости, выполненным в виде короба, верхняя и нижняя стенки которого размещены в горизонтальных плоскостях, а боковые стенки и внутренние перегородки размещены веерообразно в вертикальных плоскостях. При этом патрубки подачи очищаемого нефтепродукта и слива воды размещены в нижней части корпуса резервуара, а патрубок для слива очищенного нефтепродукта размещен в верхней части корпуса резервуара. (RU №54317 U1, кл. В01Д 21/02, 31.01.2006).

Недостатком этого отстойника является то, что слив чистого нефтепродукта возможен только в процессе подачи в резервуар загрязненного нефтепродукта и не обеспечивается слив оставшегося в резервуаре нефтепродукта после прекращения подачи в него жидкости по причине расположения патрубка для слива нефтепродукта в верхней части корпуса резервуара.

Наиболее близким по технический сущности является отстойник для отделения воды от нефти, содержащий резервуар с горизонтальным перфорированным патрубком для подачи водонефтяной эмульсии и патрубками для отвода обезвоженной нефти и воды. Перфорированный патрубок имеет отверстия по бокам и снизу и расположен на высоте 0,2-1,0 м от днища, а патрубок для отвода обезвоженной нефти внутри резервуара выполнен вертикальным с возможностью отбора нефти на уровне не менее 7 м от днища. Патрубок подачи водонефтяной эмульсии и патрубки слива нефти и воды расположены в нижней

части корпуса резервуара (RU №18236 U1, Кл. В01D 19/00, 08.11.2000 - прототип).

Недостатком этого отстойника является то, что слив обезвоженной нефти возможен только в процессе подачи в резервуар водонефтяной эмульсии. После прекращения подачи в резервуар водонефтяной эмульсии прекращается слив обезвоженной нефти и в резервуаре остается слой нефти на уровне 7 м от днища, который практически невозможно слить. Кроме того, наличие перфорации на патрубке для подачи водонефтяной эмульсии с нижней стороны приводит к перемешиванию эмульсии с отстоявшейся водой.

Технический результат полезной модели - повышение эффективности эксплуатации отстойника за счет создания возможности полного слива очищенного нефтепродукта.

Этот технический результат достигается тем, что отстойник для отделения от нефтепродуктов воды и механических примесей, состоящий из вертикального цилиндрического резервуара, в нижней части корпуса которого размещены патрубок подачи очищаемого нефтепродукта с закрепленным на нем распределителем потока, патрубок слива воды и патрубок слива очищенного нефтепродукта, отбираемого с верхнего слоя через размещенную в резервуаре трубу согласно предлагаемой модели отстойник снабжен двумя поплавками, труба закреплена на патрубке слива очищенного нефтепродукта с возможностью поворота на заданный угол в вертикальной плоскости, свободный торец этой трубы заглушен, один из поплавков закреплен на заглушенном конце трубы, а второй поплавок имеет форму кольца, внутри которого по его верхней кромке закреплена воронка для забора очищенного нефтепродукта, выход из которой с помощью гибкой полой связи сообщен с полостью трубы в точке, удаленной от заглушенного торца трубы на расстояние l₁, длина которого превышает сумму диаметров поплавков не более чем на 10%.

На фиг.1 представлен общий вид отстойника для отделения от нефтепродуктов воды и механических примесей;

фиг.2 - то же (вид по А-А на фиг.1 при горизонтальном положении поворотной трубы);

фиг.3 - то же (узел 1 на фиг 1).

Отстойник для отделения от нефтепродуктов воды и механических примесей содержит вертикальный цилиндрический резервуар 1 с патрубками 2, 3, 4, 5 слива воды и очищенного нефтепродукта, отвода газа и подачи загрязненного нефтепродукта, соответственно.

На патрубке 5 подачи загрязненного нефтепродукта внутри резервуара 1 жестко закреплен распределитель потока 6, выполненный по патенту RU №54317 от 31.01.2006 в виде короба, верхняя и нижняя стенки которого размещены в горизонтальной плоскости, а боковые стенки - в вертикальной плоскости. Внутри короба установлены верно расходящиеся вертикальные перегородки.

На патрубке 3 слива очищенного нефтепродукта внутри резервуара 1 установлено поворотное устройство 7, на котором закреплена с возможностью подъема в вертикальной плоскости труба 8. Поворотное устройство 7 снабжено опорой 9, размещенной на днище резервуара 1, и ограничителем 10 угла поворота трубы 8 в вертикальной плоскости. На торце трубы 8 установлена заглушка 11. На свободном конце трубы 8 установлены поплавок 12, обеспечивающий подъем трубы 8 в нефтепродукте, опорная скобка 13, фиксирующая положение трубы 8 в нижнем положении, и соединительное устройство 14, к которому подсоединена гибкая полая связь 15, второй конец которой соединен с сливным устройством, состоящим из кольцевого поплавка 16, воронки 17 и регулятора 18 глубины погружения кольцевого поплавка 16 в нефтепродукт, закрепленного на кольцевом поплавке 16 с помощью штырей 19.

В качестве поворотного устройства 7 может быть использован известный поворотный шарнир, а в качестве ограничителя 10 угла поворота подъемной трубы - трос или цепь.

В качестве гибкой полой связи 15 может быть использован эластичный рукав или гофрированный шланг.

Соединение гибкой полой связи 15 с трубой 8 может быть выполнено в виде патрубка или любого другого устройства. Место присоединения гибкой полой связи 15 к трубе 8 удалено от заглушенного торца трубы на расстояние l ₁.

Регулятор 18 глубины погружения кольцевого поплавка 16 в нефтепродукт представляет собой набор тонких пластинчатых колец с отверстиями под штыри 19.

Для изготовления отстойника, как правило, используют стальные вертикальные резервуары вместимостью от 100 до 1000 м³, серийно выпускаемые промышленностью. В качестве патрубка 3 для слива очищенного нефтепродукта используют уже имеющийся на резервуаре стандартизованный приемо-раздаточный патрубок, к которому внутри резервуара подсоединяют поворотное устройство 7, в качестве которого используют стандартный шарнир, марку которого выбирают в зависимости от диаметра d ₁ патрубка слива очищенного нефтепродукта. К противоположному фланцу поворотного устройства 7 подсоединяют трубу 8, диаметр d₂ которой выбирают в зависимости от диаметра d₁ патрубка 3. Длина L_тр трубы 8 стандартизована в зависимости от вместимости резервуара и составляет L_тр=(0,7÷0,75)·Д _рез.

Диаметр патрубка 5 подачи загрязненного нефтепродукта обычно принимают равным диаметру d₁ патрубка 3.

Габаритные размеры поплавка 12 (диаметр d ₃ и длину l₃) определяют расчетным путем из условия обеспечения подъема свободного конца трубы 8 за счет выталкивающей силы нефтепродукта. При этом, суммарная масса трубы 8 и поплавка 12 должна быть меньше массы нефтепродукта, вытесненного поплавком.

Пример расчета габаритных размеров поплавка 12 приведен в таблице.

С целью упрощения расчетов и опираясь на практику в качестве поплавков используют стандартные бочки вместимостью 100 и 250 л.

Из таблицы следует, что для отстойников вместимостью 200 и 400 м³ с трубами диаметром 100 мм в качестве поплавка можно использовать бочки вместимостью 100 л по ГОСТ 6247 с габаритными размерами: диаметр - 422 мм; длина - 709 мм.

Для отстойников вместимостью 700 и 1000 м³ с поворотными трубами диаметром 150 мм в качестве поплавка можно использовать бочки вместимостью 275 л по ГОСТ 6247 с габаритными размерами: диаметр - 629 мм, длина - 950 мм.

Габаритные размеры кольцевого поплавка 16 определяют экспериментальным путем исходя из условия непрерывного самотечного поступления очищенного нефтепродукта в трубу 8. Экспериментальными исследованиями установлено, что внутренний диаметр кольцевого поплавка d₅ должен быть не менее двух диаметров трубы 8. Наружный диаметр d₄ кольцевого поплавка и его высоту определяют из условия обеспечения его плавучести в нефтепродукте.

Расстояние l₁ от конца поворотной трубы 8 до места присоединения к трубе гибкой полой связи 15 определено расчетно-экспериментальным путем. Это расстояние не должно превышать суммы диаметров поплавков не более чем на 10%.

При значении l₁<1,1(d ₃+d₄) и положении поворотной трубы 8 под углом 60° к горизонтальной линии кольцевой поплавок 15 касается поплавка 12 в результате чего нарушается установленная с помощью регулятора 18 глубина погружения кольцевого поплавка 16 в нефтепродукт. При значении l₁>1,1(d ₃+d₄) увеличивается длина l ₂ гибкой полой связи 15, что вызывает необходимость увеличения габаритных размеров кольцевого поплавка 16.

Отстойник для отделения от нефтепродуктов воды и механических примесей работает следующим образом.

Через патрубок 5 в резервуар подается загрязненный нефтепродукт. Благодаря наличию распределителя потока загрязненный нефтепродукт растекается в резервуаре в горизонтальной плоскости и не перемешивается с отстоявшейся водой и нефтепродуктом.

В процессе подачи загрязненного нефтепродукта в резервуар, он занимает пространство между слоем воды и слоем нефтепродукта, где и происходит гравитационное разделение на нефтепродукт, воду и механические примеси.

Толщина слоя очищенного нефтепродукта в резервуаре зависит от производительности подачи его в резервуар и диаметра вертикального резервуара.

Пары нефтепродукта выводятся через патрубок 4.

Слив очищенного нефтепродукта начинают после заполнения резервуара на половину его высоты. За это время нефтепродукт очистится от воды и механических примесей.

Высота заполнения резервуара регулируется производительностью подачи загрязненного нефтепродукта и производительностью слива очищенного.

После прекращения подачи загрязненного нефтепродукта в резервуар очищенный нефтепродукт из него можно слить полностью. Когда кольцевой поплавок 16 опустится до уровня воды, он в воде всплывает и поступление нефтепродукта в воронку 18 прекратится.

Применение полезной модели позволит повысить эффективность эксплуатации отстойника.

Отстойник для отделения от нефтепродуктов воды и механических примесей, состоящий из вертикального цилиндрического резервуара, в нижней части корпуса которого размещены патрубок подачи очищаемого нефтепродукта с закрепленным на нем распределителем потока, патрубок слива воды и патрубок слива очищенного нефтепродукта, отбираемого с верхнего слоя через размещенную в резервуаре трубу, отличающийся тем, что отстойник снабжен двумя поплавками, труба закреплена на патрубке слива очищенного нефтепродукта с возможностью поворота на заданный угол в вертикальной плоскости, свободный торец этой трубы заглушен, один из поплавков закреплен на заглушенном конце трубы, а второй поплавок имеет форму кольца, внутри которого по его верхней кромке закреплена воронка для забора очищенного нефтепродукта, выход из которой с помощью гибкой полой связи сообщен с полостью трубы в точке, удаленной от заглушенного торца трубы на расстояние l₁, длина которого превышает сумму диаметров поплавков не более чем на 10%.