IPHER представляет собой проект IN.TE.X-OIL, объединяющий передовые технологии для решения задачи мониторинга и очистки нефтяных  резервуаров, а  также  экологически чистого извлечения углеводородов.   Его   эффективность основывается   на    двух   главных факторах: модульности структуры IPHER и междисциплинарном опыте специалистов нашей компании. Такой  подход  позволяет  каждый раз  предлагать нужное техническое решение и применять разработанные   технологии   независимо друг   от  друга   в   соответствии  с требованиями заказчикаНовейшие методы очистки нефтяных резервуаров в первую очередь направлены на извлечение и повторное использование углеводородов, а также на значительное снижение   количества   отходов,   что позволяет  получить  ряд  преимуществ экономического и экологического плана Как эффективное управление нефтеперерабатывающим заводом (НПЗ), так      и          результативная       очистка нефтяных резервуаров зависят от множества технических факторов, в    число   которых,  несомненно,  входит  правильный и подробный мониторинг   и   сбор   данных   на месте эксплуатации IPHER объединяет такие технологические системы с независимыми  функциями,  позволяя усовершенствовать   управление  объектом  заказчика  и  достичь наилучшей      эффективности      очистки нефтяных резервуаров

• Автоматический мониторинг и сбор данных на нефтяных резервуарах;
• Извлечение углеводородов из шлама;
• Значительное уменьшение воздействия на окружающую среду
• Автоматическое увеличение вместимости резервуара.

    Модульность процесса позволяет  каждый   раз   применять    нужную  технологию  для  решения  конкретной задачи.

Междисциплинарный подход обеспечивает  правильное  рассмотрение и оценку всех аспектов (технических,  экономических, экологических и аспектов безопасности) предстоящей задачи.

IPHER

ЦЕЛИ

ТЕХНОЛОГИИ

ЭТАПЫ

Технические

EPSYS

Выезд на место и отбор проб

Экономические

BRHS

Технико-экономическое обоснование и определение технических требований

Экологические

PHASES

Монтаж нефтезаводского двора

Социальные

EEC

Автоматическое смешивание

Вопросы безопасности

Автоматическое извлечение углеводородов

Получение свидетельства об отсутствии газов в нефтяных резервуарах

Технические

• Оценка текущего состояния нефтяных резервуаров
• Контроль эффективности технологического процесса в ходе эксплуатации
• Усовершенствование этапов технологического процесса в ходе эксплуатации
• Извлечение углеводородов (до 90% и выше) из шлама, содержащегося  в резервуаре

Экономические

• Перевод извлеченных углеводородов в денежное выражение
• Заметное снижение износа нефтяных резервуаров
• Заметное снижение количества отходов

Экологические

• Заметное снижение воздействия на окружающую среду
• Автоматический контроль газовыделения в ходе эксплуатации
• Улучшение социальных аспектов

Вопросы безопасности

• Заметное сокращение времени пребывания людей внутри резервуара
• Снижение и контроль взрывоопасности и выбросов токсичных газов
• Заметное уменьшение рисков при перевозке отходов для последующей утилизации

Эффективность сбора данных и результативность очистки нефтяных резервуаров зависит не только от применения правильных процедур мониторинга, но также от используемых контрольноизмерительных приборов, профессиональных знаний специалистов - но, прежде всего, от сравнения и оценки собранных данных для составления полного технико-экономического отчета. Очень часто статистика и наличие доступа к определенным базам данных позволяют сравнить похожие случаи и предложить усовершенствования для будущих работ – например, путем прогнозирования возможных результатов и избегания  повторения прошлых ошибок. EPSYS представляет собой программное обеспечение, разработанное IN.TE.X-OIL. Принцип его работы состоит в применении теплогидродинамической теории для улучшения технической эффективности BRHS(Гидромеханической системы смешивания шлама и извлечения углеводородов подробную информацию см. в соответствующей главе). На основе данных, полученных с помощью EPSYS, может быть выбрана конфигурация нефтезаводского двора (расположение устройств для смешивания и извлечения), принято решение об изменении продолжительности каждого этапа во время очистки, изменении химических и физических параметров (таких, как рабочая температура) и т.п. Программное обеспечение включает в себя систему данных, накапливающую информацию о предыдущих работах по мониторингу и очистке нефтяных резервуаров, и имитационную систему. Последняя сначала выбирает аналогичные случаи и присваивает им код сходства с текущей задачей, а затем разрабатывает динамическую имитацию, в ходе которой могут быть предложены действия, необходимые для достижения наилучшего конечного результата. Таким образом, EPSYS представляет собой программу, автоматически обновляющуюся помере расширения ее базы данных и накопления информации взаимосвязи между различными проделанными работами.

Эта модульная система включает в себя устройства для смешивания шлама и  извлечения углеводородов, разработанные на основе практического опыта  профессионалов  IN.TE.X+OIL путем тщательного подбора материалов для конструкций,   разработки   и  интеграции   новейших   механических  устройств и расчета всех химических и физических рабочих параметров – давления, расхода, температуры и т.д. Эта    система    является    основой процесса очистки IN.TE.X+OIL. В ее состав  входят  специальные механические устройства, оснащенные фланцами для установки на люках резервуаров. Могут   устанавливаться два типа устройств: первый тип называется «гидромеханическое смесительное устройство» (BHD) и предназначается для смешивания и рециркуляции содержащегося в резервуаре шлама; второй  тип  называется «гидромеханическое устройство извлечения» (RHD) и предназначается для извлечения углеводородов после смешивания.

Каждое  устройство   BHD  включает  в себя   два   напорных   трубопровода, проходящих    через     устанавливаемый на люке фланец. Первый трубопровод  представляет   собой 8-дюймовую  впускную  трубу,  оканчивающуюся   мундштуком.  Этот  мундштук перемещается горизонтально и вертикально внутри резервуара. Второй трубопровод     представляет    собой 10+дюймовую   выпускную   трубу.   К этим      двум      трубам      подключен центробежный насос. На выпускной трубе установлен специальный фильтр для предотвращения   повреждения    насоса.    Расход через    оба     трубопровода   регулируется вентилями. При работе BHD шлам, содержащийся  в  нефтяном резервуаре,  смешивается с другими продуктами, предварительно  загруженными   в  резервуар   для   улучшения    растворения углеводородов. BHD  может   перемещаться   автоматически или вручную. В первом случае  необходимое  число  вертикальных и горизонтальных движений задается заранее; во втором требуется  вмешательство оператора с внешнего механического клавишного пульта. Количество устанавливаемых BHD зависит  от  результатов технико-экономического  обоснования  и  определяется на основе технических характеристик самого резервуара.

• Смешивание шлама
• Химическое разделение  углеводородов

RHD  также   представляет  собой  устройство, снабженное фланцем и устанавливаемое на свободных люках (на которых  не   установлены   BHD)  совместно с BHD. Через фланец RHD проходят два трубопровода. Один из них представляет собой 80дюймовую трубу, оканчивающуюся  конструкцией   в  форме  колокола  (внутри   резервуара)   с  регулируемой высотой. Другой трубопровод представляет собой 60 - дюймовую трубу, предназначенную для очистки резервуара с помощью струи под высоким давлением параллельно с первым трубопроводом,      работающим      на всасывание. Оба    трубопровода    подключены    к центробежному насосу. Если качество извлеченных углеводородов удовлетворяет требованиям заказчика, поток углеводородов может быть направлен в технологическую линию НПЗ;  в противном  случае  продукт  направляется  в другую  очистную  систему   (см. следующие главы) по обводной трубе со специальными вентилями. Для  защиты   насоса  от   повреждения соединениями необработанного осадка устанавливается фильтр.

• Извлечение углеводородов после завершения этапа перемешивания

Эффективность  извлечения  углеводородов может быть повышена путем    добавления   специальных продуктов (на этапе смешивания), которые   действуют   как   поверхностно-активные вещества (ПАВ), облегчая разрыв химических связей в шламе и позволяя отделять углеводороды. IN.TE.X.-OIL  разработала специальное устройство для автоматического дозирования таких продуктов во время смешивания. Система, обеспечивающая правильную последовательность добавления  этих  специальных  продуктов,  называется  PHASES. Она также позволяет регулировать некоторые химические и физические параметры – такие, как рабочая  температура   и   концентрация продукта. Система  была разработана  в  результате   сотрудничества    между специалистами            IN.TE.X.-OIL, работавшими в лаборатории MIUR (Министерства межуниверситетских     исследований)    в    качестве представителей группы компаний

• Улучшение химического отделения углеводородов от других инертных соединений, содержащихся в шламе
• Повышение эффективности извлечения углеводородов.

EEC  представляет  собой кольцевую  трубу, выполненную  из полиэтилена высокой плотности и снабженную   определенным количеством  форсунок  (в  зависимости   от размера      резервуара).     Система устанавливается  на  крыше резервуара и подключается к бункеру со специальным продуктом и к дозировочному   насосу, обеспечивающему распыление продукта. Химические   свойства  закачиваемого продукта резко снижают взрывоопасность    и   газовыделение    в ходе очистки резервуара.

• Снижение газовыделения и взрывоопасности
• Устранение запахов, вызванных присутствием углеводородов
• Устранение риска взрыва

Мониторинг и определение характеристик нефтяных резервуаров включают в себя:

1. Установку нефтезаводского двора;
2. Смешивание шлама;
3. Контроль газовыделения и взрывоопасности;
4. Экологически чистое извлечение углеводородов;
5. Получение свидетельства об отсутствии газов в нефтяных резервуарах;
6. Утилизацию отходов.

Визуальные методы

• Структурные характеристики резервуара – такие, как расположение наливных труб, количество и расположение люков, наличие и функциональность нагревательных змеевиков, наличие и расположение смесителей
• Логистические данные, необходимые для установки нефтезаводского двора и всех рабочих устройств
• Данные по электро$, водо$ и пароснабжению

Ручные методы

• Отбор проб шлама через люки, впускные отверстия в стойках и т.п.
• Сбор данных о плотности шлама и его глубине по всей поверхности резервуара

Автоматические методы

• Сбор данных о химических и физических параметрах шлама, содержащегося в резервуаре
• Определение взрывоопасности во всех точках рабочей зоны

• Логистическую оценку;
• Химический  и  физический   анализ   проб  углеводородов, отобранных в ходе выезда на место;
• Оценку   количества    и    плотности    шлама,    содержащегося    в резервуаре, а также его распределения внутри резервуара.

Затем   все  эти  данные   сравниваются  друг  с   другом  с   помощью программного     комплекса    EPSYS,   специально     разработанного IN.TE.X-OIL    для    определения     оптимального     режима     очистки резервуаров     и     прогнозирования     максимальных     результатов, которые можно получить путем применения технологий IN.TE.X-OIL. В    рамках    технико)экономического      обоснования    определяются следующие рабочие процессы:

• Оптимальная конфигурация нефтезаводского двора
• Потребление воды, электроэнергии и прочих энергоносителей
• Выбор  оптимальных  продуктов  для  смешивания  и   растворения шлама   и   определение    таких   параметров    среды,   как   рабочая температура   во   время   смешивания   или   возможное    добавление специальных продуктов и их химическая концентрация
• Продолжительность каждого этапа технологического процесса
• Оценка возможных результатов с точки зрения извлечения углеводородов
• Оценка количества отходов, остающихся после этапов смешивания и извлечения
• Экономическая оценка полного процесса очистки резервуаров с целью определения цены для заказчика

Результаты  вышеописанного  технико-экономического обоснования преобразуются в последовательность рабочих операций, которая должна строго соблюдаться персоналом  на  объекте  во   время   очистки нефтяных резервуаров. Ниже перечислены этапы установки всех    рабочих    устройств,    необходимых для очистки резервуара:

• Установка BHD (гидромеханического смесительного устройства) и  RHD (гидромеханического  устройства  извлечения)   на  предназначенных для них люках;
• Установка EEC (системы контроля взрывоопасности и газовыделения), как правило – на крыше резервуара;
• Установка   бойлера   (при  необходимости)   для  поднятия   температуры в резервуаре;
• Установка электрического клавишного пульта;
• Установка  топливного   бака, обеспечивающего     топливом    насосы, подключенные    ко   всем   установленным BHD и RHD;
• Установка  вспомогательных  насосов в различных точках резервуара на случай аварийной ситуации.

Высокие   технические  результаты очистки   нефтяного    резервуара  в первую  очередь   зависят   от   правильного проведения этапа смешивания. Этот этап тщательно планируется  нашими    специалистами  в ходе          технико-экономическогообоснования    путем   определения таких  параметров,   как  количество и   расположение  устройств  BHD  и RHD, а  также  значения  давления, расхода   и   рабочей    температуры внутри     резервуара      во     время смешивания.Перед началом смешивания необходимо наполнить резервуар другим продуктом (парафиновой нефтью, сырой нефтью, мазутом и т.п.), выполняющим роль растворителя шлама; продукт выбирается нашими специалистами по согласованию с заказчиком после технической экспертизы. Резервуар наполняется до плавающей    крыши,    при    этом    внутри резервуара не остается места для испарения и, таким образом, устраняется  риск  взрыва.   Стандартное отношение объема шлама к объему растворителя составляет от 1:2 до 1:4. Задача этапа смешивания – перевести углеводородные соединения   из   шлама  в   растворитель для   извлечения на следующем этапе с помощью RHD. Требуемый результат достигается путем балансировки химических и физических параметров веществ, а     также      путем      выполнения следующих действий:

• При        запуске   BHD  жидкая   фаза  внутри  резервуара  проходит  через 10-дюймовую выпускную трубу и  затем   прокачивается  через 8-дюймовую  впускную трубу. Давление   струи,  истекающей   из мундштука   на   конце   впускного  трубопровода,   разбивает    шлам  на куски меньшего размера и начинает   перемешивать   всю  шламовую массу внутри резервуара.
• Через         несколько   часов   работы  BHD с постоянной сменой ориентации мундштука углеводороды, содержащиеся в шламе,  переходят  в  раствор    благодаря  действию   вышеупомянутого    давления  струи  и    перемешиванию    шлама,   дополненному     химическим      действием   растворителя  и  повышением    рабочей  температуры.
• Наши          специалисты     тщательно   контролируют этап перемешивания, отбирая смешанный продукт внутри  резервуара  через   специально  установленный   для  этого  вентиль.   В   зависимости   от  результата   анализа  пробы   принимается   решение    о   добавление специальных веществ, облегчающих  извлечение   углеводородов. Добавление таких веществ должно быть определено еще до начала  процесса   очистки   нефтяного  резервуара  на  основе   анализов, проведенных    в   ходе    технико-экономического обоснования.

Этап смешивания  длится  48-100 часов. Затем смешивание прекращается, и полученный раствор выдерживается  внутри  резервуара  в  течение  24  часов  для осаждения   крупных   кусков   инертных соединений и физического разделения   двух   фаз   (верхняя   фаза углеводородов    и    нижняя    фаза инертных соединений с водой). После     выполнения      указанных действий раствор разделяется на:

• Верхнюю жидкую фазу,  содержащую растворитель плюс   извлеченные из шлама углеводороды
• Эмульсионную   фазу,  которая  может  содержать  воду  с  небольшим  количеством  углеводородов,  перешедших в нее из шлама
• Нижнюю фазу,  состоящая в основном  из  инертных соединений, а  также  тяжелых углеводородов   (парафины, асфальтены и т.п.)

Перед  началом   извлечения  углеводородов   отбирается  проба  продукта,   полученного  в  результате   смешивания, с целью анализа ее химического состава  и   подтверждения соответствия   ее  качества    требованиям заказчика. Этап  извлечения   разделен  на  два подэтапа:

• Автоматическое извлечение углеводородов при закрытом резервуаре
• Полуавтоматическое извлечение углеводородов  при  открытом  резервуаре

Автоматическое извлечение углеводородов

Растворитель вместе с углеводородами, перешедшими в него во время этапа смешивания, готов к извлечению углеводородов. Если  качество  раствора    соответствует требованиям заказчика, он может быть закачан непосредственно в соответствующий трубопровод насосами НПЗ или подсоединенными к трубопроводу RHD. Устройство RHD работает без демонтажа другого оборудования нефтезаводского  двора   (в    частности, BHD) при закрытом резервуаре, поскольку  в  начале этапа извлечения крыша резервуара все еще плавает, и уровень жидкости находится выше люков. Расход  через  RHD  должен  контролироваться во избежание создания слишком высокого давления внутри резервуара, которое может привести  к  взвешиванию   крупных   кусков шлама  и  ухудшить  качество   извлекаемой верхней фазы.

Выкачиваемый продукт может непосредственно подаваться на переработку  в  соответствии   с   указаниями заказчика. Извлечение прекращается,  когда   дальнейшее   выкачивание углеводородов    становится     невозможным  по техническим   причинам, связанным с коэффициентом наполнения  насосов,   или  когда   уровень жидкости   внутри   резервуара   опускается  ниже  оснований люков,   позволяя их открыть. Кроме того, непосредственно после смешивания    может   быть   принято решение   о   повторной     обработке смеси другими методами IPHER для улучшения ее химических свойств.

Полуавтоматическое извлечение углеводородов

После осторожного открытия люков путем   демонтажа    всех    устройств BHD   и   RHD   резервуар   некоторое время остается открытым для дегазации, после чего начинается очистка  дна  резервуара   от  жидкости   через люки. После этой процедуры на дне  должны  остаться  только  самые твердые соединения шлама. Жидкость    откачивается     специальными насосами, всасывающие     трубы  которых   вводятся   в   резервуар через  люки и  перемещаются  вдоль дна, собирая остатки жидкости и направляя  ее  в  соответствии   с   указаниями  заказчика   (на   водоочистную станцию, в другой резервуар для обработки и сепарации на месте и т.п.). В конце этапа извлечения внутри резервуара    остаются    только    самые твердые соединения шлама с инертными веществами, влагой и некоторым количеством наиболее тяжелых углеводородов.

Если  химическое   качество   продукта,  полученного  в  результате смешивания,    не    удовлетворяет требованиям     заказчика,     после этапа   смешивания    может  быть проведена дополнительная обработка с применением технологии MSD, разработанной IN.TE.X-OIL. Данная    технология     предназначена для опционального повышения  качества  извлеченного   продукта    и     уменьшения     общего количества отходов. Система  может   начинать  работу при  закрытом  резервуаре.   Жидкость,  откачиваемая  RHD,  может направляться на гидроциклонную установку или центрифугу; последний  вариант   способен   удовлетворить  самые  высокие   требования    к    химическому    качеству извлеченного продукта, но требует больше времени. Центрифугирование         позволяет получить    следующие     конечные продукты:

• Углеводороды
• Вода
• Инертные вещества

Свидетельство  об  отсутствии  газов     в     резервуаре    получается после    полной    очистки    поверхности резервуара от всех остатков углеводородов.     Для    получения свидетельства необходимо, чтобы внутри    резервуара    не    определялось   наличие    взрывоопасных соединений. Иногда, по согласованию с заказчиком, в резервуаре методом холодной  резки   может  быть проделано     отверстие,      облегчающее вход персонала внутрь для удаления   самых  твердых    соединений шлама;   в  противном   случае  эта операция выполняется через люки.