Источники воздействия на окружающую среду объектов нефтегазодобывающего и перерабатывающего комплексов. Учебное пособие

типа, состава и назначения газа. При подготовке исходного газа важная роль отводится компримированию газа с помощью дожимных компрессорных установок.

Объем СВ от процесса компримирования природного газа вычисляют по формуле

VКОМПР = VПРОМ + VВ, м3/год,

где VВ – объем воды, выделяющейся в пылеуловителях, м3/год.

продуктов. Конструкция резервуаров не позволяет полностью откачать

с технологическим продуктом. Освобожденный от продукта резервуар пропаривают. Резервуары емкостью до 1000 м3 пропаривают не менее 15 ч, емкостью от 2000 м3 до 5000 м3 – не менее 24 ч непрерывно.

Данные по количеству пара, расходуемого на одну пропарку резервуаров емкостью от 400 до 5000 м3 при использовании передвижной паропроизводящей установки, определяют в соответствии с табл. 16.

После пропарки, вентиляции и охлаждения внутреннюю поверхность резервуара промывают водой. Данные по количеству воды для промывки резервуаров определяют в соответствии с табл. 17.

41

При промывке резервуара без гидромонитора объём воды равен трехкратному объёму резервуара. Резервуары, используемые для хранения газового конденсата, содержащего сернистые соединения, пропаривают в течение 24 ч. В процессе пропарки через дозировочное устройство вводят небольшое количество воздуха для медленного окисления пирофорных отложений. При отсутствии дозировочных устройств резервуар после пропарки заполняют водой с последующим постепенным снижением уровня в пределах 0,5–1 м/ч, что способствует медленному окислению отложений по мере их высыхания. Воду от пропарки и промывки резервуаров сбрасывают в канализацию.

Среднюю концентрацию загрязняющего вещества в сточных водах от пропарки и промывки резервуаров рассчитывают по формуле

С3 = (SОБЩ· h + VM0) d · C · 106/VCTB, мг/л,

где SОБЩ – общая внутренняя поверхность резервуара или емкости, м2; VM0

– объем мертвого остатка, м3 (учитывают в тех случаях, когда мертвый остаток сбрасывается в канализации); С – средняя весовая доля

VСТВ = VПК + VПР + VМ0, м3.

Если резервуар заполнен такими легколетучими и маловязкими продуктами, как метанол или конденсат газа, пленка вещества на поверхности аппаратов настолько мала, что ею можно пренебречь.

Для выполнения технологических операций по зачистке резервуаров необходимы следующее основное оборудование, системы и устройства,

42

сертифицированные в установленном порядке:

насосная установка на базе ПСГ-160 представляет собой двухступенчатый центробежный насос 6НГМ-7х2 с приводом от двигателя автомобиля. Производительность насоса 110–160 м3/ч и давление 5–14 кПа (50–140 м вод. ст.). Насосная установка предназначена для подачи моющего раствора (ТМС) на очистку резервуара и на гидроэлеватор (эжектор),

гидроэлеватор Г-600А (эжектор) работает на принципе эжекции

и обеспечивает откачку образующейся в процессе мойки эмульсии и механических примесей (песок, ржавчина и т. д.) из очищаемого резервуара.

Производительность гидроэлеватора Г-600А зависит от давления рабочей жидкости в напорной линии. При давлении 0,8 Па производительность составляет 600 л/мин. (36 м3/ч);

рукава с соединительными головками служат для прокладки коммуникационных линий между оборудованием (насос, моечная машинка, гидроэлеватор и т. д.), по которым циркулирует рабочая жидкость. В технологической схеме применяются бензостойкие прорезиненные рукава с внутренним диаметром 51, 66, 77 мм

иупрочненные проволочной спиралью рукава с внутренним диаметром

75 и 125 мм,

рукавное разветвление трехходовое РТ-80 предназначено для управления потоком рабочей жидкости в рукавных линиях,

ствол ручной доочистки РС-Б необходим для смыва остатков шлама с днища очищенного резервуара к гидроэлеватору. Производительность ствола зависит от давления у насадка и изменяется от 0,35 л/с при давлении 0,4 МПа (40 м вод. ст.) до 4,0 л/с при давлении 0,6 МПа (60 м вод. ст.).

Система приготовления, хранения, регенерации ТМС, сбора продуктов зачистки включает:

каскадный отстойник,

систему трубопроводов для подачи ТМС в резервуар и выкачки продуктов зачистки с закрепленным шарниром в передней части на двух колесах, рычага, штанги и моечной машинкой, а также съемных рукавов

илебедки. В резервуаре она передвигается на колесах,

теплообменник,

насосы подачи ТМС,

устройство для сбора продуктов зачистки и экстрагирования остаточного нефтепродукта из него.

Мойка резервуара осуществляется горячей водой, подаваемой через моечные машинки. Промывка проводится в два этапа:

первичная промывка после подогрева и выкачки «мертвого остатка» нефтепродукта,

чистовая промывка после удаления с днищевой поверхности

43

остатка нефтепродукта и пропарки.

Первичная промывка проводится с трёх уровней – на 2/3, 1/2, и 1/3 высоты резервуара. Это позволяет улучшить качество очистки поверхности резервуара как от нефтепродукта, так и от пластовой ржавчины, образовавшейся в процессе эксплуатации.

Количество одновременно работающих моечных машинок

внеконтролируемой паровоздушной среде с целью обеспечения пожаро-, взрывобезопасности должно быть не более четырёх.

Промывка начинается с верхнего уровня с постепенным снижением

всторону днища. Моечные машинки переставляются в смежные горловины только на нижнем уровне.

Промывка проводится горячей водой температурой 75–80 °С, напор воды 10–12 кгс/см2.

Продолжительность промывки на верхнем и среднем уровнях не менее 1–1,5 ч, а на нижнем уровне – 3–4 ч. При промывке горячей водой предварительный разогрев донного осадка не требуется.

Для мойки резервуаров применяют метод оборотного водоиспользования, при котором промывочная вода может использоваться многократно. Циркуляция промывочной воды производится по замкнутому циклу: резервуар (отстойник) – насос – гидромонитор – зачищаемый резервуар – резервуар (отстойник). Резервуаров должно быть не менее двух. Первоначально в обоих резервуарах приготовляется промывочная вода, а затем вода из резервуара (отстойника), подогретая до температуры 60 оС, поступает на промывочный насос, оттуда на теплообменник. Затем на гидромонитор и гидроэжектор – для промывки зачищаемого резервуара. Промывочная вода, содержащая продукты зачистки, поступает в резервуар № 2. Отстоявшаяся в нем вода по переливной трубе перетекает в резервуар № 2 и вновь используется на промывке. Отстоявшийся нефтепродукт из резервуара № 1 самотеком по переливной трубе поступает на приемный трубопровод специально установленного откачивающего насоса. Наличие двух резервуаров создает каскад и дает возможность использовать промывочную воду по замкнутому циклу.

Продолжительность проточного отстоя Т определяют в зависимости от суммарной вместимости отстойников V, м3 и суммарного часового расхода воды, подаваемой всеми одновременно работающими моечными машинками Q, м3:

Т = V/Q, ч.

При удалении продуктов зачистки из резервуара с помощью гидроэжектора продолжительность отстоя составит:

Т = V/(Q + QЭЖ), ч,

44

где QЭЖ – подача моющей жидкости.

Эффективная эксплуатация каскадного отстойника достигается тогда, когда объем его равен 6–8 объемам расходуемой на очистку воды в час при зачистке емкостей от светлых нефтепродуктов и 8–10 объемам – при зачистке емкостей от остатков вязких нефтепродуктов (мазут и др.).

Промывка трубчатых печей и огневых подогревателей

Возможными загрязнениями при промывке трубчатых печей являются продукты, заполняющие змеевики (абсорбенты, жидкие теплоносители). Перед остановкой на ремонт змеевик печи освобождается от продукта продувкой инертным газом или водяным паром. Общая продолжительность пропарки змеевика печи 4 ч, подводящих и отводящих трубопроводов – 1 ч. Затем змеевики и трубопроводы промываются водой.

к ремонту. Если освобождение змеевика происходит продувкой инертным газом, то все содержимое змеевика выдавливается в линию продукта, а в канализацию вместе с паровым конденсатом и промывочными водами попадают только продукты, оставшиеся на внутренней поверхности змеевика. Тогда содержание технологических продуктов рассчитывают по формуле:

С3 = (SЗМ· h · d · C · 106)/VCTB, мг/л,

где SЗМ – внутренняя поверхность змеевика, м2; h – толщина пленки технологического продукта, оставшегося на внутренней поверхности змеевика после продувки, м; С – средняя весовая доля загрязняющего вещества в продукте; 106 – перевод из килограммов в миллиграммы; VCTB – объем сточных вод, равный сумме объемов конденсата пара, образующегося после пропарки, и промывных вод, м3.

При освобождении змеевика продувкой водяным паром весь продукт, находящийся в змеевике вместе с паровым конденсатом, попадает в канализацию, и расчет концентрации загрязнений в сточных водах в миллиграммах на литр производят по формуле:

С3 = VЗМ · d · C · 106/VCTB, мг/л,

где VЗМ – объем жидкости в змеевике, м3; С – средняя весовая доля загрязняющего вещества в продукте; 106 – перевод из килограммов в миллиграммы; VCTB – объем сточных вод, образующихся в результате пропарки и промывки аппарата.

45

Промывка сепарационного оборудования

Возможными загрязнениями при промывке сепарационного оборудования являются газовый конденсат и компоненты, присутствующие в конденсационных и пластовых водах. Перед остановкой на ремонт сепараторы освобождаются от жидкости, пропариваются и промываются.

Среднюю концентрацию загрязняющего вещества в сточных водах от пропарки и промывки сепараторов рассчитывают по формуле

SНАЧ, которая по ориентировочным подсчетам составляет 20 % от SКОРП; VМ0 – объем мертвого остатка, м3 (учитывают только для тех конструкций

в миллиграммы; VCTB – объем сточных вод, равный сумме объемов конденсата пара, образующегося после пропарки и промывки вод, м3.

Промывка теплообменных аппаратов

Возможные загрязнения при промывке теплообменных аппаратов составляют технологические продукты, заполняющие эти аппараты. При

трубок, т. е. S0БЩ = SТР. Для теплообменников типа «вода-продукт» S0БЩ равна сумме поверхности трубок и поверхности стенок аппарата SCT, т. е. S0БЩ = STP + SCT. Для теплообменников типа «продукт-продукт» S0БЩ = 2 STP + SCT; h – толщина пленки загрязняющего вещества, м; d – плотность

конденсата пара, образующегося после пропарки VKП и промывных вод VПP, м3.

Для кипятильников, т. е. теплообменных аппаратов, в которых по трубному пространству идет продукт, а по межтрубному пространству

– пар, расчет производится так же, как для теплообменников типа «продукт-вода».

Задача

Рассчитать содержание газового конденсата в воде после промывки сепараторов при следующих исходных данных:

высота сепаратора h = 3 м; радиус сепаратора r = 1 м;

высота «мертвого остатка» h1 = 0,2 м;

средняя весовая доля газового конденсата в сепараторе по фактическим данным для Шуртанского ГДП составляет 0,1 вес. ч.

Решение

1. Общий объем сточных вод VCTB, который состоит из объёма конденсата пара, образующегося после пропарки VKП и промывных вод

VПPB,

его внутренней начинки SНАЧ,

SКОРП = 2 π · r · h + π · r2 = 6,28 · 1 · 3 + 3,14 · 12 = 21,98 м2;

SНАЧ = SКОРП · 0,2 = 21,98 · 0,2 = 4,396 м2;

SОБЩ = SКОРП + SНАЧ = 21,98 + 4,396 = 26,376 м2.

3. Объем «мертвого остатка»:

VM0 = π · r2 · h1 = 3,14 · 12 · 0,2 = 0,628 м3.

4. Содержание газового конденсата в сточных водах от пропарки и промывки сепаратора:

СГК = (26,376 · 0,000022 + 0,628) 0,8 · 0,1 · 106/31,46 ≈ 1598,424 мг/л.

47

Сточные воды от объектов вспомогательного назначения месторождений нефти и газа

Система теплоснабжения

Объем СВ от системы теплоснабжения:

VТС = V1 + V2 + V3, м3/год,

(гидравлических механизмов, подшипников насосов и дымососов) в случае отсутствия оборотного водоснабжения, м3/год.

Объем СВ при продувке котлов вычисляют по формуле

V1 = t · G · P · n/(100 · ρ), м3/год,

где t – фактическое число часов работы котла в год; G – паропроизводительность котла, т/ч; Р – величина подпитки (продувки), %; n – число котлов, находящихся в работе; ρ – плотность продувочных вод, т/м3.

Продувка котлов осуществляется периодически и непрерывно. Объем водоотведения при непрерывной продувке:

Р = SOB · ПК · 100/(SКВ – SОВ · ПК), %,

где SОВ – сухой остаток обработанной воды, мг/кг; ПК – суммарные потери пара и конденсата в долях от паропроизводительности котельной; SКВ – сухой остаток котловой воды, значение принимают по паспортным данным конкретного котла, мг/кг.

Расчетная величина продувки Р – не более 10 % производительности котла при давлении пара до 1,4 МПа и 5 % – при большем давлении.

Периодическая продувка осуществляется 1–2 раза в сутки в течение 0,5–1,0 мин и составляет 2 % от паропроизводительности котла.

На каждом промышленном предприятии необходима предварительная водоподготовка, потому что вода, проходя свой обычный круговорот, обогащается самыми разнообразными веществами и газами и, соприкасаясь с оборудованием в технологическом процессе, влияет на долговечность его работы.

Промышленная водоподготовка строится по принципу фильтрации, разные технологии которой позволяют получить заданные параметры качества воды.

Объем СВ при водоподготовке вычисляют по формуле:

48

V2 = vРЕГ + vВЗР + vОТМ + vПРФ, м3/год,

где vРЕГ – объем СВ при регенерации ионообменного фильтра, м3/год; vВЗР

– объем СВ при взрыхлении катионита, м3/год; vОТМ – объем СВ от отмывки катионита от регенерационного раствора, м3/год; vПРФ – объем СВ от промывки фильтров, м3/год.

Регенерацию ионообменного натрий-катионитового фильтра производят 8–10 %-ным раствором технической поваренной соли согласно приложению 7 СНиП 2.04.02–84.

Объем СВ при регенерации фильтра:

vРЕГ = 9 · s · h · E · c · m/ρ, м3/год,

где 9 – коэффициент пересчета, учитывающий концентрацию регенерационного раствора; s – площадь фильтра, м2; h – высота слоя катионита в фильтре, м; E – рабочая обменная емкость катионита, г-экв./м3; c – удельный расход поваренной соли на 1 г-экв. рабочей обменной емкости катионита (принимают по данным эксплуатации или по приложению 5 РД 34.37.526–94); m – число регенераций фильтра в год; ρ – плотность регенерационного раствора, г/м3.

Из опыта эксплуатации удельный расход поваренной соли обычно принимают от 120 до 150 г/г-экв. для фильтров первой ступени при двухступенчатой схеме и от 150 до 200 г/г-экв. – при одноступенчатой схеме.

Объем СВ от взрыхления катионита вычисляют по формуле

vВЗР = s · t · i · m, м3/год,

где t – продолжительность взрыхления катионита, с; i – интенсивность взрыхления катионита, м3/(с·м2).

Объем СВ от отмывки катионита от регенерационного раствора:

vОТМ = v · c · n, м3/год,

где v – объем фильтров, м3; с – удельный расход отмывочной воды, равный от 3 до 5 м3/м3 катионита; n – число промывок в год.

Объем СВ от промывки кварцевых фильтров определяют по формуле

vПРФ = s · t · i · n, м3/год,

где i – интенсивность промывки, м3/(с·· м2); t – продолжительность промывки, с.

Объем СВ от охлажденного оборудования и механизмов:

V3 = vН · k · t, м3/год,

49

где vН – нормативный объем воды, по паспортным данным, требуемый для охлаждения одного механизма, м3/ч; k – число механизмов; t – количество часов работы механизмов в год.

Объем СВ при охлаждении гидравлических механизмов, подшипников насосов и дымососов при наличии оборотной системы охлаждения V3, м3/год, равен количеству непрерывно сбрасываемой из системы продувочной воды и составляет 1,5 % от общего объема циркулирующей воды.

Норма водопотребления на охлаждение насосных агрегатов:

QОХЛ = qОХЛ · n · φ · t/1000, м3/сут,

где qагр. – q – норма расхода воды на охлаждение одного насосного агрегата (определяют по паспортным данным), л/ч; nагр – n – количество насосных агрегатов, охлаждаемых водой; φ – коэффициент использования насосных агрегатов (определяют по журналу регистрации работы каждого насосного агрегата); t – время работы насосных агрегатов в сутки; 1000 – коэффициент перевода единицы измерения.

Система пожаротушения

Потребность в воде на пожаротушение учитывают при проектировании систем водоснабжения.

На НПС, складах нефти и нефтепродуктов и других объектах предусматривают системы пенного пожаротушения и водяного охлаждения.

На складах нефти и нефтепродуктов предусматривают пожаротушение воздушно-механической пеной средней и низкой кратности. Пожаротушение воздушно-механической пеной средней и низкой кратности применяется без ограничений.

Для наземных вертикальных резервуаров со стационарной крышей, тушение которых предусматривается пожарной техникой, допускается применять подслойный способ пожаротушения пеной низкой кратности.

по табл. 18 на 1 м2 расчетной площади тушения (для наземных резервуаров объемом до 400 м3, расположенных на одной площадке группой общей вместительностью до 4000 м3 – площади в пределах обвалования этой группы, но не более 300 м2; для сливоналивных железнодорожных эстакад

– площади эстакады по внешнему контуру сооружения, включая железнодорожный путь (пути), но не более 1000 м2; для сливоналивных устройств для автомобильных цистерн – площади, занимаемой заправочными островками, но не более 800 м2; в складских зданиях для хранения нефтепродуктов в таре (на внутреннее пожаротушение) –

50