Введение к работе
Актуальность работы. Интенсификация деятельности
нефтепродуктообеспечения привела к тому, что существующие технологии уже не обеспечивают требуемых объемов, темпов и качества очистки резервуаров от нефтяных загрязнений, оказываются малоэффективными и высоко затратными. Они также не удовлетворяют требованиям норм промышленной, пожарной и экологической безопасности.
Из проведенного анализа существующих методов очистки наиболее близким, отвечающим требованиям к технологическому процессу, является криогенный бластинг с применением в качестве рабочей среды гранул сухого льда. Впервые идея использования углекислого газа для получения сухого льда возникла в начале XX века, в СССР - была выдвинута советским ученым, профессором Строгановым С.Н. В дальнейшем к работе был привлечен Ленинградский институт холодильной промышленности, составивший проект завода сухого льда. Исследования по вопросам практического применения низкотемпературных свойств диоксида углерода проводили такие ученые как член-корреспонденты АН СССР А.А. Саткевич и И.А. Одинг, доктора наук, профессора Л.М. Розенфельд, А.Г. Ткачев, Н.В. Липин и другие исследователи. Применение твердой фазы диоксида углерода для очистки поверхностей впервые было предложено в конце XX века американским изобретателем Walter Н. Whitlock. Однако отсутствие теоретических (научных) основ метода очистки поверхностей диоксидом углерода, сложность и дороговизна оборудования не способствуют его широкому применению в России.
В связи с этим, разработка теоретических основ, исследование процесса очистки внутренних поверхностей резервуаров методом углекислотного бластинга и разработка аппаратных средств для реализации метода являются актуальными задачами, получение результатов которых позволит установить
дальнейшую целесообразность широкого применения предлагаемого метода в нефтегазовой отрасли.
Цель работы. Исследование методов очистки внутренних поверхностей резервуаров, разработка алгоритма контроля качества очищенной поверхности и аппаратных средств очистки методом углекислотного бластинга.
Задачи исследований.
1. Исследовать существующие методы очистки резервуаров, определить
конструкционно-технологические требования, предъявляемые к резервуарам и
процессу их очистки, а также разработать алгоритм контроля качества
очищенной поверхности.
Разработать математический аппарат, позволяющий определять основные параметры процесса удаления нефтяных загрязнений.
Разработать информационно-измерительный комплекс с целью контроля параметров процесса очистки поверхностей, методом углекислотного бластинга.
Исследовать метод углекислотного бластинга и уточнить механизм удаления нефтяных загрязнений с внутренних поверхностей резервуаров;
Разработать и внедрить криогенную систему очистки внутренних поверхностей резервуаров.
Объект исследований - процесс очистки внутренней поверхности резервуаров методом углекислотного бластинга.
Предмет исследований - повышение качества удаления нефтяных загрязнений с внутренних поверхностей резервуаров, контроль параметров процесса удаления загрязнений и качества очищенной поверхности.
Методы исследования. Для решения поставленных задач использовались потенциометрический и частотомерный методы измерения параметров процесса, исследование нефтепродуктов на основе термодинамической теории адгезии, также применялись визуальный и люминесцентный методы контроля.
Достоверность научных положений и выводов, полученных автором, обеспечивается корректным использованием математического аппарата, необходимым объемом экспериментальных исследований, удовлетворительной сходимостью теоретических и экспериментально полученных зависимостей, непротиворечивостью исследованиям других авторов, использованием сертифицированного измерительного оборудования, позволяющего с достаточной точностью осуществлять измерения величин требуемых параметров, обработкой полученных результатов с применением средств вычислительной техники и программного обеспечения. Все выводы и алгоритмы получены со строгим доказательством выдвигаемых положений.
На защиту выносятся:
Алгоритм контроля качества очищенной поверхности.
Научно обоснованный метод очистки внутренних поверхностей резервуаров от нефтяных загрязнений.
Разработанный информационно-измерительный комплекс контроля параметров процесса и качества очищенной поверхности.
Результаты экспериментальных исследований параметров метода углекислотного бластинга и уточненный гипотетический механизм удаления загрязнений с внутренних поверхностей резервуаров дисперсной струей диоксида углерода.
Криогенная система очистки внутренних поверхностей резервуаров методом углекислотного бластинга.
Научная новизна:
Разработан алгоритм процесса обработки информационных сигналов и предоставления результатов контроля качества очищенной поверхности.
Предложен метод аппаратного контроля параметров процесса при очистке поверхностей методом углекислотного бластинга.
Предложен и исследован научно обоснованный метод углекислотного бластинга для очистки внутренних поверхностей резервуаров от нефтяных загрязнений.
Разработана, внедрена и испытана криогенная система очистки внутренних поверхностей резервуаров, позволяющая значительно уменьшить взрывоопасность процесса очистки.
Значение для теории. Разработаны теоретические основы процесса удаления нефтяных загрязнений с внутренних поверхностей резервуаров методом углекислотного бластинга.
Значение для практики. Предложенный метод очистки углекислотным бластингом и разработанная криогенная система, могут быть применены в отраслях нефтедобычи и нефтепереработки. Результаты диссертационной работы внедрены на АЗС №1 ООО «Ачинскнефтепродукт», что подтверждено актом внедрения.
Личный вклад автора. Автором лично разработан алгоритм контроля качества очищенной поверхности, создана опытно-экспериментальная установка со встроенным информационно-измерительным комплексом, позволяющая проводить контроль параметров процесса очистки, проведены эксперименты и получены результаты, определяющие параметры метода углекислотного бластинга, разработана криогенная система для реализации метода очистки. Направления исследований и теоретические основы процесса очистки сформулированы при участии научного руководителя.
Апробация работы. Основные результаты работы докладывались на
научных мероприятиях: II Всероссийской научно-технической
конференции студентов, аспирантов и молодых ученых, посвященной 50-летию
первого полета человека в космос; III Международная научно-практическая
конференция «Проблемы диагностики и эксплуатации автомобильного
транспорта»; IV Международная заочная конференция «Актуальные вопросы
современной техники и технологии»; V Международная заочная
конференция «Актуальные вопросы современной техники и технологии».
Публикации. По теме диссертации опубликовано 7 научных работ, в том числе 1 статья из списка изданий, рекомендованных ВАК.
Объем и структура диссертации. Диссертация состоит из введения, пяти глав, основных выводов, библиографического списка из 77 наименований и одного приложения. Работа выполнена на 111 страницах, включая 32 рисунка и 11 таблиц.
