способ подготовки газовых цистерн к ремонту и/или техническому освидетельствованию и устройство для его реализации

Формула изобретения

1. Способ подготовки газовых цистерн к ремонту и/или техническому освидетельствованию, включающий передавливание остатков сжиженных газов из цистерны в систему сжатия и охлаждения сжиженного газа посредством подачи в цистерну инертного газа с периодическим контролем концентрации углеводородов и кислорода в цистерне, подачу жидкого растворителя для дегазации и частичного разжижения пирофорных отложений на внутренних стенках цистерны с последующим удалением загрязненного растворителя и разделением на жидкую, твердую и газовую фазы, с возвратом регенерированного растворителя для повторного использования, чистовую промывку внутренней поверхности цистерны нагретым водным раствором с последующим удалением и регенерацией загрязненного раствора и проветривание цистерны, при этом в качестве жидкого растворителя используют керосин, дегазацию и разжижение пирофорных отложений растворителем проводят в две стадии, причем на первой стадии керосин подают в цистерну через барботер, вставляемый в стационарную крышку люка цистерны, а вторую стадию проводят после замены стационарной крышки люка цистерны на монтажную путем распыления керосина посредством моечных головок, устанавливаемых на приспособлении, закрепленном на монтажной крышке, а чистовую промывку проводят водным раствором технического моющего средства.

2. Способ по п.1, в котором в качестве моющего раствора используют следующий состав компонентов, мас.%:

Неионогенное поверхностно-активное вещество (НПАВ) на основе алкоксилата жирного спирта - 2-4

Кальцинированная сода - Остальное до 100

или состав, в котором часть кальцинированной соды заменена на триполифосфат натрия и/или тринатрийфосфат.

3. Способ по п.1 или 2, в котором в зависимости от состава пирофорных отложений, концентрация водного моющего раствора составляет 1,0-3,5 мас.%, а температура 20-50^oС.

4. Устройство для подготовки газовых цистерн к ремонту и/или техническому освидетельствованию, содержащее систему подачи инертного газа в цистерну, газовый коллектор для сбора и транспортировки сжиженных газов на станцию охлаждения или сжигания на факеле, емкости для растворителя и моющего раствора, системы подвода средств для обработки внутренней поверхности цистерны и удаления загрязненных продуктов дегазации и промывки, снабженные соответствующими трубопроводами, запорной арматурой и насосами, средства для разделения загрязненных продуктов, сборники шлама после дегазации и промывки и теплообменник для подогрева моющего раствора, при этом оно дополнительно содержит барботер, вставляемый в стационарную крышку люка цистерны, монтажную крышку люка цистерны, снабженную приспособлением для размещения моечных головок, теплообменники для нагрева загрязненного и охлаждения чистого растворителя, установленные на соответствующих линиях подачи его в цистерну и удаления из нее, в качестве средства для разделения фаз загрязненных продуктов дегазации используется десорбер, а продуктов промывки - сепаратор- отстойник, причем газовые патрубки обоих аппаратов соединены с газовым коллектором, а один их входных патрубков сепаратора соединен с входом емкости моющего раствора через гидрозатвор.

5. Устройство по п.4, в котором барботер выполнен из цветного металла или сплава, например бронзы.

6. Устройство по п.4 или 5, в котором моечные головки установлены с возможностью их свободного вращения.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к способам подготовки к ремонту и/или техническому освидетельствованию цистерн для перевозки сжиженных нефтяных газов (бутан, пропан и др. ) и устройствам для их реализации, но может быть использовано для этих же целей при эксплуатации резервуаров, контейнеров, предназначенных для перевозки или хранения других углеводородных продуктов, когда в емкостях могут образовываться опасные концентрации газов.

Указанные емкости находятся при атмосферном или повышенным давлении и нашли широкое применение в химической и нефтехимической промышленности, где широко применяются процессы абсорбции, адсорбции и десорбции. При работе аппаратов, предназначенных для этих процессов, аварии, как правило, происходят в результате взрыва газов. Взрывоопасная концентрация может возникнуть при нарушении количественных параметров контактирующих в аппарате газов, а также при попадании воздуха в систему.

При перевозках сжатых, сжиженных и растворенных под давлением газов, относящихся к второму классу опасности (по ГОСТ 19433 - 88) должны выполняться "Правила безопасности при перевозке опасных грузов железнодорожным транспортом", утвержденные Постановлением Гостехнадзора России 50 от 16.08.1994 г., а также требования другой нормативно-технической документации, относящейся к эксплуатации цистерн, производстве слива, налива и перевозке конкретных опасных грузов этого класса.

В соответствии с этими Правилами, перед погрузкой опасных грузов цистерны должны пройти технический осмотр в коммерческом отношении, причем только в порожнем состоянии в день погрузки в них опасных грузов.

Предприятия - владельцы обязаны своевременно выполнять установленные виды технического обслуживания и ремонта цистерн и контейнеров, предназначенных для перевозки опасных грузов.

Регламентируемыми (плановыми) видами ремонта являются текущий (ТР), деповский (ДР) и капитальный (КР). В период между этими ремонтами производят техническое обслуживание цистерн, которое проводится согласно инструкциям для рабочих мест. Они содержат указания эксплуатационному и обслуживающему персоналу о регулярном наружном осмотре, обтирке, чистке, смазке, выявлению неисправностей, которые могут привезти к аварии.

Объем, методы и периодичность ДР и КР специализированных цистерн и контейнеров для перевозки конкретного опасного груза должны быть указаны в паспорте и инструкциях по безопасности.

Техническое освидетельствование проводится в следующих случаях:

- после ремонта с применением сварки или пайки отдельных частей емкостей, работающих под давлением;

- если цистерна (резервуар) перед пуском в работу находилась в бездействии более одного года;

- перед наложением на стенку защитного покрытия, если оно производится предприятием - владельцем цистерны;

- если такое освидетельствование необходимо по усмотрению инспектора, осуществляющего надзор за исправным состоянием и безопасной эксплуатацией указанного оборудования.

Порядок подготовки оборудования к ремонту включает подготовительные работы, включающие остановку оборудования, обесточивание, освобождение от продукта, очистку от пирофорных или других углеводородных загрязнений и шлама, нейтрализацию содержимой среды, зачистку цистерны, резервуара, сосуда и т.д.

Известен способ подготовки сосудов, работающих под давлением, который включает стравливание давления путем удаления газа, находящегося в нем, подачей инертного газа, анализ воздушной среды в них до содержания взрывоопасных и токсичных веществ в нем не более ПДК, дегазацию и зачистку внутренней поверхности сосуда от пирофорных отложений. Дегазация осуществляется путем естественной или искусственной вентиляции, с последующим механическим удалением пирофорных отложений и шлама вручную. Доступ в аппарат разрешается после анализа воздушной среды и проветривания. При зачистке нельзя пользоваться предметами, которые могут вызвать искру; зачисткой шланг должен быть заземлен во избежание накопления зарядов статистического электричества. Работа проводится бригадой, состоящей не менее чем из двух или большего числа человек. Продолжительность работы в шланговом противогазе не более 15 мин, затем отдых на свежем отдыхе не менее 15 мин.

При первых же признаках появления внутри аппарата взрывоопасных, горючих паров и газов все работы должны быть прекращены.

Затем осуществляется струйная промывка горячей водой с удалением промывных вод и шлама. (С.А. Фармозов "Охрана труда при эксплуатации и ремонте оборудования химической и нефтеперерабатывающих предприятий", М., "Химия", 1985 г.).

К недостаткам этого способа подготовки газового оборудования к ремонту следует отнести длительность подготовки, большой объем ручного труда, необходимость жесткого соблюдения техники безопасности обслуживающим персоналом, использование горячей воды для разжижения пирофорных отложений, что приводит к значительным расходам энергоресурсов, но при этом не всегда обеспечивается требуемое качество очистки аппарата.

Известен способ подготовки газовых цистерн к ремонту и дальнейшему техническому освидетельствованию, включающий сброс избыточного давления из цистерны на факельную трубу, где сжиженные газы сжигаются. Сброс избыточного давления из цистерны производится через уравнительный вентиль.

Затем цистерна надувается газообразным азотом до давления ~ 0,25 МПа и производится удаление жидкого остатка. По окончании слива жидкого остатка производится сброс избыточного давления азота на свечу.

После сброса давления газообразного азота цистерна пропаривается острым паром в течение 6-ти часов. Давление пара 0,8 МПа, температура 180^oС. Основной целью пропаривания являются окончательная дегазация и разжижение углеводородных отложений на внутренней поверхности цистерны. Избыточное давление сбрасывается через уравнительный вентиль, соединенный с коллектором сброса, на свечу. Избыточный пар проходит через фильтры, где очищается от взвешенных твердых частиц и поступает последовательно в аппараты воздушного охлаждения, в которых конденсируется и охлаждается до температуры 50^oС. Из аппаратов воздушного охлаждения конденсат пара поступает в емкости приема конденсата. По окончании пропарки из цистерны отбирается проба паровой фазы на содержание углеводородов. После пропарки и удаления конденсата цистерна продувается воздухом давлением 0,8 МПа и температурой 20-40^oC.

По окончании продувки из цистерны отбирается проба воздуха на содержание углеводорода и кислорода. Далее, если для технического освидетельствования требуется зачистка внутренней поверхности цистерны, используют промывку ее горячей водой. Промывочные воды удаляются насосом на станцию нейтрализации для дальнейшей очистки (Проект института "Ленгипронефтехим", реализованный на ТЦС Приморского КБСГ).

Это техническое решение позволяет снизить объем ручного труда, но имеет ряд недостатков, основным из которых является большое количество конденсата и промывных вод, подлежащих соответствующей обработке. Длительность обработки составляет ~ 900 мин.

Из анализа патентных и технических источников можно сделать однозначный вывод о том, что, если стадия слива продукта и передавливания сжиженных газов посредством инертного газа с последующим сжиганием его на факеле или подачей на станцию сжижения газа практически аналогичны, то на следующих стадиях предлагаются к использованию различные технические решения.

Следует отметить также общую тенденцию к совмещению заключительной стадии дегазации с одновременным разжижением углеводородных отложений на стенках и днище цистерны.

Так, в Патенте РФ 2109583, публ. 27.04.98 "Способ очистки резервуаров от нефтяных отложений", который включает закачивание размывочной жидкости, содержащей полимеры и углеводородный растворитель, циркуляцию разжиженного продукта с одновременным введением депрессоров, воздействующих на отложения и обеспечивающих их текучесть, периодический вывод продуктов на сепарацию с разделением на нефть, водную фракцию и механические примеси, окончательную очистку внутренних поверхностей резервуаров проводят острым паром и/или горячей водой, и/или их смесью.

Недостатками этого способа являются длительность процесса и значительный расход энергоресурсов.

В патенте РСТ (WO) 93/8864, публ. 30.09.93, ИСМ 3, 1995 г. "Способ и устройство для очистки нефтяного резервуара", в котором нефтяные отложения разжижают, разделяют на фазы, причем нефтяные остатки подогревают, возвращают в резервуар и используют в качестве разжижающего агента путем разбрызгивания на слой нефтяных отложений с периодическим удалением их из резервуара. Температуру внутри потока поддерживают в интервале 20-100^oС.

Аналогичное решение содержится в патенте РФ 2120340, публ. 20.10.98 "Способ очистки нефтяного резервуара от остатков нефти". Отличия этих технических решений лишь в том, что сепарацию загрязненного продукта в первом случае осуществляют в этом же резервуаре, а во втором - вне его, а также в температуре нагрева рециркулируемых остатков нефти.

Вышеуказанные технические решения не могут полностью устранить недостатки ранее приведенных технических решений, т.к. окончательная зачистка осуществляется традиционным способом, т.е. горячей водой или острым паром, или их смесью.

Известен способ чистки внутренней поверхности цистерн водным раствором, содержащим терпеновый экстрагент и ПАВ с температурой 71-110^oС (патент США 5356482, публ. 10.12.91, ИСМ 3, 1994 г.). Контакт с поверхностью осуществляется диспергированием экстрагента и ПАВ в резервуаре в виде паров, которые конденсируются на поверхности, образуя обрабатывающий раствор. Циркулирующий в резервуарах раствор контактирует с поверхностью, происходит проникновение экстрагента и ПАВ в поры твердых отложений, обеспечивающее отслоение и разрушение последних. Через определенное время, достаточное для отделения углеводородных отложений от стенок резервуара, раствор и перешедшие в него частицы отложений смывают горячей водой и отправляют на сепарацию.

К недостаткам этого способа можно отнести высокую температуру и длительность процесса промывки, а также большой расход тепла.

Наиболее близким техническим решением к предлагаемому является техническое решение, содержащееся в ПБ 10-115-96 (раздел 13) "Правила устройства и безопасной эксплуатации сосудов, работающих под давлением". Под термином "сосуды" в нем понимаются сосуды, цистерны, резервуары, бочки, баллоны, барокамеры.

Процесс подготовки газовых цистерн к ремонту практически состоит из следующих основных технологических операций: слив из цистерны сжиженных газов (стравливание давления в цистерне); дегазация с контролем воздушной газовой среды внутри цистерны; очистка внутренней поверхности цистерны от пирофорных отложений; зачистка (промывка) цистерн; проветривание перед техническим освидетельствованием.

Реализация этого процесса происходит следующим образом:

- слив продукта из цистерны производят при одновременной подаче азота в нее;

- стравливают давление и дегазируют (освобождают) от остатков сжиженных газов путем продувки цистерны инертным газом до содержания углеводородов в газах продувки не более 0,5 об.% с дальнейшей продувкой ее воздухом до содержания кислорода не менее 16 об.%;

- затем снимают крышку люка с арматурой;

- промывают горячей водой с помощью разбрызгивающего устройства, установленного в верхней части цистерны, с целью увлажнения твердых отложений (полимеры, осадок);

- собирают и удаляют загрязненные продукты из цистерны на дальнейшую переработку;

- отбирают пробу полифорного отложения и анализируют на содержание полимерных пероксидов при содержании кислорода 0,005 об.%, проводят чистовую зачистку внутренней поверхности ручным способом;

- если же содержание кислорода более 0,005 об.%, цистерну промывают горячим водным раствором сернокислой закиси железа;

- снова отбирают пробу для анализа и, в зависимости от полученного результата, продолжают обработку раствором сернокислой закиси железа;

- проветривают цистерну до содержания концентрации кислорода 19 об.% для возможности ее технического освидетельствования, после чего составляют акт приемки или направляют цистерну в ремонт.

К недостаткам прототипа следует отнести то, что горячая вода слабо растворяет остатки сжиженных газов, что увеличивает затраты времени на полную дегазацию цистерны, необходимость ручного труда и низкое качество отмывки, т. к. сернокислый раствор закиси железа не может его обеспечить - образуется дополнительное количество ржавчины, которую необходимо удалить.

Технической задачей предлагаемого изобретения является разработка способа подготовки газовых цистерн к ремонту и/или техническому освидетельствованию, в котором полностью был бы исключен ручной труд при удалении пирофорных отложений, снизились затраты энергоресурсов и сократилось время на проведение этих работ.

Изобретение ставит своей целью и разработку устройства для реализации предлагаемого способа.

Объем и сущность изобретения определены формулой изобретения.

Актуальность решения этой задачи вытекает из того, что только для перевозки сжиженных газов по территории России требуются десятки тысяч цистерн, но из-за недостатка времени для нормальной их эксплуатации качество подготовки их к железнодорожным перевозкам в некоторых случаях приводит к аварийным ситуациям с человеческими жертвами, а также к загрязнению окружающей среды.

Технический результат достигается за счет того, что в известный способ подготовки газовых цистерн к ремонту и/или техническому освидетельствованию, включающий стравливание давления в цистерне путем опорожнения или слива части сжиженных газов, передавливание остатков сжиженных газов в систему сжатия и охлаждения или на факел посредством подачи в цистерну инертного газа, например, азота с периодическим контролем концентрации углеводородов и кислорода в цистерне, дегазацию и разжижение пирофорных отложений жидким растворителем с последующим удалением и разделением загрязненного раствора и возвратом жидкого растворителя на повторное использование, снятие стационарной крышки с люка цистерны, зачистку внутренних стенок цистерны от пирофорных отложений и чистовую струйную промывку водным раствором, удаление промывочных вод и проветривание цистерны, для технического освидетельствования внесены некоторые изменения и дополнения.

В качестве абсорбента и растворителя ржавчины, содержащих пирофорные отложения, используют керосин, причем дегазацию проводят в две стадии: на первой стадии керосин подают внутрь цистерны через барботер, предварительно вставленный в стационарную крышку люка цистерны взамен одной из труб; вторую стадию проводят после замены стационарной крышки цистерны на монтажную, с подачей керосина и разбрызгиванием его под давлением с помощью турбинных моечных головок, установленных на одном из приспособлений, закрепленных на монтажной крышке. На обеих стадиях керосин, загрязненный остатками газов и твердыми загрязнениями, удаляется на сепарацию, которая включает десорбцию (гравитационное разделение), после чего он используется в качестве чистого растворителя. Чистовую зачистку цистерны проводят водным раствором модифицированного состава технического моющего средства семейства "О-БИС", предназначенного для очистки цистерн и резервуаров от углеводородных загрязнений.

В зависимости от состава пирофорных отложений используют техническое моющее средство следующего состава, мас.%:

Неионогенное поверхностно-активное вещество (НПАВ) на основе алкоксилата жирного спирта 2-4;

Кальцинированная сода - остальное, или состав, в котором часть кальцинированной соды заменяется на триполифосфат натрия и/или тринатрийфосфат.

Концентрация водного раствора указанного моющего средства составляет 1,0-3,5%, а температура 20-50^oС.

Промывочный раствор после каждого цикла промывки направляют на разделение фаз в сепаратор, после чего очищенный моющий раствор используется для дальнейшей промывки цистерны.

Затем цистерна проветривается и подвергается техническому освидетельствованию.

Применение в качестве растворителя керосина повышает эффективность дегазации, т.к. он значительно лучше пара или горячей воды поглощает газы, особенно в охлажденном состоянии, и, кроме того, он хорошо отмывает ржавчину и другие загрязнения. Подача керосина через барботер позволяет предварительно разжижать пирофорные отложения, но из-за большого количества труб, закрепленных на стационарной крышке люка цистерны, обработке подвергается не вся поверхность стенок цистерны, поэтому после предварительной дегазации стационарную крышку заменяют на монтажную и проводят струйную обработку всей внутренней поверхности цистерны керосином, который разбрызгивается моечными головками, например, турбинного типа, в которых давление в струе достигает 1,5 МПа.

Используемое техническое моющее средство относится к семейству ТМС "О-БИС", которые хорошо зарекомендовали себя на практике при очистке различных деталей, изделий и емкостей, в том числе и железнодорожных цистерн, от углеводородных загрязнений, причем некоторые из них защищены патентами РФ (патент РФ 2165318 и др.). В зависимости от состава пирофорных отложений можно пользоваться водным раствором первого из предложенных составов, а при больших количествах и вязких пирофорных отложений - водным раствором, содержащим соли фосфорной кислоты. Соответственно, концентрация водного раствора ТМС зависит от характера и количества пирофорных отложений. При одинаковых условиях концентрация водного раствора ТМС с фосфатами, примерно на 1% меньше, чем без них.

Цистерны для перевозки сжиженных газов снабжены загрузочно-разгрузочной системой, содержащей пучок труб для загрузки продукта и слива его, систему подачи инертного газа, измерения уровня и давления, насос с гидравлическим двигателем, газоотделитель, компрессор для отсоса испарений с гидравлическим приводом, контрольно-измерительную аппаратуру, запорную арматуру и другое специальное оснащение.

Наличие этого оборудования необходимо учитывать при анализе аналогов предлагаемого устройства для реализации способа.

Известно устройство для очистки от загрязнений (патент Германии 4222873, публ. 13.07.94, ИСМ 4, 1994 г.), которое содержит моечные головки для введения воды, средства сбора и удаления отложений из резервуара на шламовую площадку.

Вышеуказанное устройство ограничено в применении и не содержит возможности решения технической задачи, поставленной предлагаемым изобретением.

Известна система для промывки, извлечения и обработки остаточной жидкости из цистерны (патент РФ 2099156, публ. 20.12.97), содержащая средства для всасывания и откачки остаточной жидкости, подачи моющей воды с разделением смеси нефть - вода, соединенные трубопроводами и транспортируемые к цистерне средством для обработки нефтяного компонента и генератором инертного газа, причем эти средства расположены на отдельных транспортных средствах.

Известное устройство обладает рядом недостатков. Оно достаточно громоздко и располагается, по крайней мере, на трех транспортных средствах. Разделение смеси нефть - вода осуществляется в емкости методом отстоя, что не обеспечивает должного качества и производительности. Кроме того, в устройстве отсутствует некоторые узлы, необходимые для реализации предлагаемого способа.

Известна установка для очистки резервуаров от нефтяных отложений, содержащая средства для перекачивания нефтяных отложений, подогреватель и приспособление для размыва нефтяных отложений, причем приспособление для размыва нефтяных отложений выполнено в виде введенных в резервуар эжекторов и гидромоторных головок, предназначенных для циркуляции разогретого продукта, в качестве подогревателя использован источник горячего газа и/или пара, и/или парогазовой смеси, соединенный с теплообменником, а средство для перекачивания нефтяных отложений выполнено в виде комплекса, состоящего из вакуумного насоса для закачивания жидкой фракции через выводы резервуара в промежуточную емкость и агрегата давления (патент 2109583, публ. 27.04.1998).

К недостаткам этого устройства относится то, что для размыва нефтяных отложений в этом устройстве используется неэффективная технологическая схема разделения фаз, что снижает производительность установки.

Наиболее близким по количеству признаков техническим устройством к предлагаемому для реализации способа является техническое решение по заявке 97112815, публ. 27.12.1998 г. "Устройство для утилизации отходов при очистке железнодорожных цистерн от остатков перевозимых нефтепродуктов", включающее систему подвода средств для внутренней обработки цистерн, снабженную трубопроводами воды и пара, систему сбора и отведения стоков, резервуарами и насосами, устройство для очистки стоков от нефтепродуктов и твердых примесей, систему сбора и накопления твердого осадка, устройство принудительной вентиляции, которое снабжено охладителем парообразных выбросов, соединенным с коллектором и вентилятором, а также резервуар для осветленной воды.

Практически это устройство реализует значительную часть известной технологии подготовки цистерн к ремонту с пропаркой и промывкой горячей водой, но оно не может решить техническую задачу реализации предлагаемого способа. Кроме того, оно очень громоздко, а технологическое оборудование не отвечает современным требованиям.

Для реализации предлагаемого способа подготовки и/или техническому освидетельствованию в известное устройство, содержащее систему подачи инертного газа в цистерну, газовый коллектор для сбора и транспортировки сжиженных газов на факел или на станцию сжатия и охлаждения его, системы подвода средств для внутренней обработки поверхности цистерны и удаления загрязненных продуктов дегазации и промывки, снабженные трубопроводами, насосами и запорной арматурой, средствами для разделения загрязненных нефтепродуктов и твердых примесей и промывочного раствора, систему сбора нефтепродуктов и шлама, теплообменник и сборник конденсата, внесены изменения и дополнения.

Так, оно снабжено барботером, вставленным в стационарную крышку люка цистерны и выполненным из цветного материала для первоначальной дегазации цистерны, сменной монтажной крышкой к люку цистерны, на которой установлено приспособление с одной или несколькими моечными головками, предназначенными для подачи растворителя ржавчины и для разжижения пирофорных отложений на внутренней поверхности цистерны, а также для подачи водного раствора ТМС для чистовой зачистки цистерн.

На монтажной головке установлен опуск для возможности удаления загрязненного керосина и моющего раствора. А также трубопровод для отвода газовой фазы в коллектор.

В качестве устройства для очистки загрязненного растворителя использован десорбер, на вход которого поступает через первый дополнительный теплообменник загрязненный растворитель (керосин), а выходы десорбера соединены с соответствующими входами коллектора и сборников керосина и шлама.

Между выходом емкости для водного раствора моющего средства и входом приспособления с моющими головками установлен второй дополнительный теплообменник, а между одним из выходов указанной емкости и входом в сепаратор - гидрозатвор.

В качестве сепаратора для разделения загрязненного моющего раствора используется устройство для очистки жиросодержащих сточных вод, защищенное патентом РФ 2032443, содержащее блок параллельных пластин со скошенной под углом 45^o кромкой.

Барботер выполняется из цветного материала для исключения возникновения искр при дегазации керосином. Для повышения степени извлечения керосина из загрязненного раствора применяется полочный десорбер.

Для повышения эффективности дегазации на выходе емкости керосина может быть установлен теплообменник для охлаждения его.

Пример реализации предлагаемого способа поясняется описанием работы устройства для его реализации.

Общий вид устройства приведен на чертеже.

Условно процесс подготовки газовой цистерны к ремонту и/или техническому освидетельствованию разбит на четыре укрупненные стадии, а именно:

А - первая стадия. Освобождение цистерны от остатков сжиженных газов. Она включает несколько операций: слив сжиженных газов под собственным давлением до 0,03 МПа. Стравливание давления в цистерне продувкой ее азотом до атмосферного давления.

В - вторая стадия. Предварительная дегазация цистерны путем орошения абсорбентом (керосином) через неподвижный барботер.

С - третья стадия. Интенсивная промывка цистерны абсорбентом через вращающиеся моечные головки, установленные на одном из приспособлений, соединенных с монтажной крышкой люка цистерны.

D - четвертая фаза. Интенсивная промывка цистерны моющим раствором ТМС "О-БИС" через те же моечные головки.

На чертеже показаны корпус цистерны 1, барботер 2, моечная головка 3, стационарная крышка цистерны 4, монтажная крышка цистерны 5, система подачи инертного газа 6, газовый коллектор 7, регулирующая и запорная аппаратура (трубопроводы, вентили и т.д.) 8, расходная емкость для абсорбента (керосина) 9, напорный насос 10, теплообменник-холодильник 11, десорбер 12, сборник шлама 13, теплообменник 14, мембранный насос 15, расходная емкость моющего раствора "О-БИС" 16, напорный насос 17, теплообменник 18, мембранный насос 19, сепаратор 20, гидрозатвор 21, сборник отсепарированных углеводородов (нефтепродуктов) 22, сборник шлама 23 и опуск цистерны 24.

Стрелки в элементах, обозначающих насосы, показывают направление потока. Все емкости или оборудование, в которых могут образовываться газы (поз. 1, 9, 12, 20, 21, 22), соединены с соответствующими входами газового коллектора. Теплообменники 14, 18 соединены с линией отвода парового конденсата, который тоже может направляться в газовый коллектор (линия не показана).

Размещение и связи отдельных узлов технологической схемы более ясно видны из следующего описания работы устройства.

Подготовка цистерн для перевозки опасных грузов к ремонту должна проводиться с соблюдением всех требований безопасности в специально предназначенных для этого местах.

После установки газовой цистерны 1 на обработку производится сброс избыточного давления через уравнительный вентиль с одновременным наддувом цистерны газообразным азотом до давления ~0,25 МПа через систему подачи азота 5 и производится слив жидкого остатка через дренажный вентиль цистерны в приемную емкость участка дегазации.

Слив продолжается до полного освобождения цистерны от сжиженных газов. Далее этот вентиль закрывают и остатки сжиженных газов выдавливают азотом через уравнительный вентиль в газовый коллектор 7, причем при наличии станции охлаждения сжиженных газов он направляется в нее, а при отсутствии - на факел для сжигания.

После этого отбирается проба на содержание углеводородов, которое не должно превышать 0,5 об. %. Контроль окончания процесса вытеснения остатков сжиженного газа можно осуществлять и по расходу азота или уровню сжиженного газа в цистерне. По окончании этого процесса и для окончательной дегазации цистерны в один из патрубков крышки люка цистерны вставляют барботер 2, выполненный из цветного металла, чтобы избежать искрения и возможного воспламенения абсорбента.

Для обеспечения мер безопасности при замене трубы цистерны на барботер азот подают в зону патрубка. После установки барботера через него подают в цистерну абсорбент, в качестве которого используют керосин. Керосин из расходной емкости 9 подается напорным насосом 10 через холодильник 11, в качестве которого используется теплообменник. В качестве агента для охлаждения используется холодная вода. Охлажденный керосин разбрызгивается барботером внутри цистерны. Охлажденный керосин эффективно абсорбирует газовую фазу, осуществляя окончательную дегазацию, и одновременно осуществляет предварительное разжижение пирофорных отложений. Подачу керосина на барботер проводят в течение 15 мин, расход составляет 2-5 л/с. Затем загрязненный керосин удаляют из цистерны в течение 15 мин мембранным насосом 15 через теплообменник 14 в десорбер 12 полочного типа, где происходят сепарация и гравитационный отстой загрязненного керосина.

В теплообменнике 14 загрязненный абсорбент нагревают до температуры ~ 70^oС для повышения эффективности разделения его на жидкую, твердую и газовую фазы. Из десорбера газовая фаза поступает в газовый коллектор, жидкая - в расходную емкость керосина 9 для повторного использования в цикле дегазации, а твердая фаза (шлам) - в сборник шлама 13. После этого при одновременной подачи азота в рабочую зону заменяют стационарную крышку люка цистерны на монтажную крышку 5, снабженную приспособлением для установки моечных головок 3, опуском 24 и трубой для стравливания газов. Керосин из емкости 9 по вышеописанной схеме поступает в моющиеся головки 3 турбинного типа, устанавливаемые на приспособлении с возможностью их вращения. Внутренняя поверхность цистерны орошается струями керосина с давлением ~1,5 МПа, при этом растворяя ржавчину и окончательно разжижая пирофорные отложения. Подачу керосина на моющую головку осуществляют в течение 15-20 мин, причем расход керосина составляет 7-10 л/с.

Загрязненный керосин удаляют из цистерны и направляют на разделение фаз в десорбер 12 аналогично вышеуказанному.

Для чистовой зачистки (промывки) внутренней поверхности цистерны используют водный раствор технического моющего средства "О-БИС", различные модификации которого нашли широкое применение для очистки цистерн, резервуаров, изделий и узлов от углеводородных загрязнений ("Подготовка различных поверхностей к ремонту, сборке, сварке, покраске", Санкт-Петербург, 2000г.).

Учитывая особенность состава пирофорных отложений, образующихся на стенках цистерны при перевозке сжиженных газов, рекомендуется применять состав водного раствора ТМС, содержащего 2-4 мас.% НПАВ на основе алкоксилата жирного спирта, и кальцинированную соду - остальное до 100 мас.%, или состав с частичной заменой кальцинированной соды на триполифосфат натрия и/или тринатрийфосфат, причем концентрация его находится в пределах 1,0-3,5%.

В рассматриваемом конкретном случае приготавливают 3,0%-ный водный раствор ТМС, имеющего состав 3,0 мас.% неионогенного ПАВ, представляющего оксиэтилированную полиоксипропиленгликолевую производную этилдиамина (Alcatronic EDP) и 97 мас.% кальцинированной соды. Указанный моющий раствор из емкости 16, напорным насосом 17 через теплообменник 18 подается в моечные головки 3. Подача моющегося раствора осуществляется из расчета расхода на каждую моечную головку ~ 5,5 л/с в течение 15-20 мин. Температура моющего раствора поддерживается в пределах 20-50^oС. Для проведения очистки цистерны емкостью 54 м³ требуется 6-8 м³ моющего раствора.

Загрязненный моющий раствор мембранным насосом 19 направляется в верхнюю часть (патрубок) сепаратора 20, представляющего собой самоочищающийся тонкослойный отстойник, на пластинах которого оседает основная масса нефтяных и илистых загрязнений. Практически очищенный моющий раствор поступает через верхний патрубок и гидрозатвор 21 обратно в расходную емкость 16 моющего раствора для повторного использования. Моющий раствор на отмывку отбирается из нижнего фланца резервуара. Время разделения фаз составило всего несколько минут.

Органическая фаза всплывает в верхнюю часть сепаратора 20 и удаляется с помощью насоса или самотеком в сборник-хранилище 22 декантированного нефтепродукта.

Практически на этом дегазация и зачистка цистерны завершены. С целью технического освидетельствования цистерна продувается воздухом давлением 8 ати и температурой 20-40 ^oС или подвергается естественному проветриванию. После продувки отбирается проба воздуха на содержание углеводородов и кислорода. Составляется акт освидетельствования, после чего цистерна подается под погрузку или в эксплуатацию.

Весь процесс от начала подготовки газовой цистерны к ремонту или техническому освидетельствованию занимает в 2-3 раза меньше времени, чем традиционный с применением пропарки и горячей воды для промывки цистерны.

Другие преимущества предлагаемого изобретения:

- практически исключается ручной труд и повышается безопасность проведения подготовительных работ;

- резко снижается расход энергоресурсов, а качество зачистки повышается, т.к. удаляются пирофорные отложения и ржавчина.

В настоящее время подготавливается проект реализации предлагаемого способа и устройства на ТСЦ Приморской КБСГ, причем отдельные узлы устройства прошли успешную апробацию. Внедрение разработки будет осуществлено в конце с.г. или в начале 2002 г.