3. Описание технологической схемы установки очистки и регенерации щелочных стоков.
Сырьё объёмом 41 м3/сутки подаётся постоянно за счет сброса отработанной щелочи с емкостей 54-V-101, 103 (клапан-регулятор поз.54-LV-101, 54-LV-103), периодически насосом НП-54-15, который установлен на дренажной ёмкости Е-54-15 установки демеркаптанизации нефти, в две накопительные емкости Б4 и Б5, объёмом 20 м3 каждая. На ёмкостях Б4 и Б5 расположены датчики верхнего уровня (далее по тексту - ДВУ), датчики среднего уровня (далее по тексту - ДСУ), датчики нижнего уровня (далее по тексту - ДНУ) и датчики температуры (TIC1, TIC2). При достижении верхнего уровня в емкостях Б4 и Б5 на экране монитора на автоматизированном рабочем месте (далее по тексту АРМ) появляется сообщение о переполнении данных ёмкостей, в этом случае необходимо прекратить закачку и остановить насос НП-54-15 на УДН, раствор щелочи от аппаратов 54-V-101, 103 перевести на наполнение дренажной емкости Е-54-16. При дальнейшем наполнении дренажной емкости Е-54-16 раствор щелочи из емкости вывозить передвижной техникой. Из емкостей Б4 и Б5 сырьё откачивается при помощи насоса Н6, его работа осуществляется по датчикам ёмкости Б4, либо по датчикам ёмкости Б5 (выбор рабочих датчиков осуществляется вручную оператором с экрана монитора АРМ). Условием включения насоса Н6 является срабатывание датчиков Б4-ДНУ и Б4-ДСУ или Б5-ДНУ и Б5-ДСУ. Если в емкостях Б4 и Б5 при их раскачке срабатывает (отсутствует) ДНУ - насос Н6 отключается. Насос Н6 отключается также при срабатывании Б2-ДВУ в накопительной ёмкости стоков Б2, которая расположена после нефтемаслоотделителей А2 и А3. Контроль за работой насоса Н6 осуществляется с АРМ оператора по показаниям датчика давления РД3, который расположен на линии нагнетания насоса Н6. Если показания РД3 меньше заданного значения ( меньше или равно 3 КПа), то на экране монитора АРМ появится сообщение об аварии насоса Н6 и насос Н6 автоматически отключается и закрывается шаровой кран К1.
Сырьё насосом Н6 подаётся в нефтемаслоотделитель А3, из которого отводятся нефтепродукты, механические примеси и очищенный от них раствор щёлочи. На линии нагнетания насоса Н6 расположен шаровой кран К1. При включении насоса Н6 шаровой кран К1 открывается, а при срабатывании Б2-ДВУ К1 автоматически закрывается. При достижение верхнего уровня в емкости Б2 на экране монитора АРМ появляется сообщение о переполнении данной ёмкости.
Нефтемаслоотделитель А3 оборудован четырьмя датчиками уровня: А3-Д1,А3- Д2, А3-Д3, А3-Д4. При получении сигнала от датчика А3-Д1 и отсутствии сигнала от А3-Д2 и А3-Д3 автоматически включается насос Н3 на откачку отделившихся нефтепродуктов. Отключение насоса Н3 происходит автоматически при наличии сигналов от А3-Д3, А3-Д2 и А3-Д1 или при наличии сигнала от Б1-ДВУ.
При отсутствии жидкости в нефтемаслоотделителе А3 на АРМ отсутствует сигнал от датчика А3-Д4.
Очищенный от основной части нефтепродуктов и механических примесей щелочной раствор, самотёком перетекает в нефтемаслоотделитель А2, где происходит дополнительная его очистка. Нефтемаслоотделитель А2 также оборудован четырьмя датчиками уровня: А2-Д1, А2-Д2, А2-Д3, А2-Д4. При получении сигнала от датчика А2-Д1 и отсутствии сигнала от А2-Д2 и А2-Д3 автоматически включается насос Н2 на откачку отделившихся нефтепродуктов.
Отключение насоса Н2 происходит автоматически при наличии сигналов от А2-Д3, А2-Д2 и А2-Д1 или при наличии сигнала от Б1-ДВУ.
При отсутствии жидкости в нефтемаслоотделителе А2 на АРМ отсутствует сигнал от датчика А2-Д4.
Осадок со дна нефтемаслоотделителей А2 и А3 откачивается шламовым насосом Н7 и поступает в нутч-фильтр Ф1. В нутч-фильтре Ф1происходит разделение на перфорированной перегородке с хлориновой тканью осадка от жидкости. Осадок остается на хлориновой ткани, а жидкость рециркулирующим насосом Н8 перекачивается обратно в нефтемаслоотделитель А3. Насосы Н7 и Н8 включаются в ручном режиме с монитора АРМ. При включении насоса Н7 автоматически открывается электромагнитный клапан К6.
Обезвоженный осадок ручным способом перегружается в контейнер сыпучих веществ Б7 на выкатной тележке на рельсах, которые расположены во вспомогательном отделении блок-модуля №1.
Режим работы насосов Н7 и Н8:
- ручное включение насоса Н7 с монитора АРМ оператора осуществляется каждые 168 часов;
- насос Н7 откачивает механические примеси из нефтемаслоотделителей А2 и А3 в нутч-фильтр Ф1 в объёме 90 л за 9 мин. (процесс откачки 90 литров осуществляется в три этапа);
- насос Н7 работает по 3 мин, откачивая по 30 литров донного осадка из А2 и А3;
- закачка каждой следующей порции 30 литров донного осадка из А2 и А3 осуществляется только после полной фильтрации 30 литров раствора на фильтровальной ткани нутч-фильтра Ф1;
- насос Н8 откачивает из нутч-фильтра Ф1 в нефтемаслоотделитель А2 по 9 литров отфильтрованного раствора, работая по 11 сек. После 11 сек. работы оператор вручную с монитора АРМ отключает насос Н8, и включает его на новый цикл работы, равный 11 сек., после снижения уровня жидкости в Ф1.
Уловленные нефтепродукты откачиваются из нефтемаслоотделителей А2 и А3 автоматически насосами Н2 и Н3 в емкость сбора нефтепродуктов Б1. При срабатывании Б1-ДВУ в емкости Б1 на экране монитора АРМ появляется сообщение о переполнении Б1 и насосы Н1, Н2, Н3 отключаются.
Из емкости Б1 нефтепродукты откачиваются насосом Н1 через нормально закрытый электромагнитный клапан К9 в емкость Е-25-15. При включении насоса Н1 клапан К9 открывается, при отключении Н1 – закрывается. Насос Н1 включается автоматически при срабатывании Б1-ДНУ и Б1-ДСУ. Если при откачке из емкости Б1 отсутствует сигнал от Б1-ДНУ - насос Н1 отключается.
Очищенный от нефтепродуктов щелочной сток поступает самотеком в накопительную емкость Б2 объемом 800 литров и далее на установку ультрафильтрации (далее по тексту – УРЖ) насосом Н1-УРЖ.
На УРЖ щелочной сток проходит несколько стадий очистки. На первой стадии щелочной сток поступает на самопромывной механический фильтр Ф1-УРЖ, где происходит отделение механических частиц размером более 20 мкм.
Насос Н1-УРЖ и самопромывной фильтр Ф1-УРЖ включаются при наличии Б2-ДНУ и Б2-ДСУ, а выключаются при отсутствии сигнала от Б2-ДНУ (сухой ход насоса Н1-УРЖ) или при срабатывании Б3-ДВУ или Б2-ДВУ.
После самопромывного фильтра Ф1-УРЖ сток через шаровой кран К1 -УРЖ поступает на два механических картриджных полипропиленовых фильтра Ф2-УРЖ и Ф3-УРЖ, где отделяются частицы более 5 мкм.
После механических фильтров Ф2-УРЖ и Ф3-УРЖ щелочной сток поступает на вход ультрафильтрационных мембран – Ф4-УРЖ и Ф5-УРЖ, расположенных в стеклопластиковых корпусах. Под действием давления, выставляемого вручную вентилем ВН4-УРЖ по манометру МН1-УРЖ в диапазоне от 2 до 3 Бар, происходит разделение на фильтрат (очищенный от механических частиц щелочной сток) и концентрат ( щелочной сток с механическими частицами). Фильтрат поступает в ёмкость промывки Б1-УРЖ и в накопительную ёмкость Б3 через открытые шаровые краны К5-УРЖ и К2-УРЖ при закрытых шаровых кранах К4-УРЖ, К7-УРЖ, К6-УРЖ. Концентрат через открытый шаровой кран К3-УРЖ поступает в нефтемаслоотделитель А2.
При срабатывании сигнала от Б1-УРЖ – ДВУ шаровой кран К5-УРЖ закрывается и фильтрат в полном объёме поступает в ёмкость Б3.
Производительность УРЖ определяется по показаниям расходомера РП-УРЖ. Расходомер РП-УРЖ снабжён электронным дисплеем, на котором отображается текущая производительность. Также на расходомере РП-УРЖ вручную выставляется значение (10% ниже номинального расхода) при котором будет автоматически включаться режим промывки фильтров Ф4-УРЖ и Ф5-УРЖ. Сигнал о начале промывки выводится на АРМ оператора.
При переходе в режим промывки закрываются ранее открытые шаровые краны: К1-УРЖ, К2-УРЖ, К3-УРЖ. Шаровые краны К4-УРЖ и К7-УРЖ открываются. Отключается насос Н1-УРЖ. При наличии сигнала от Б1-УРЖ-ДВУ включается насос Н2-УРЖ, который забирает жидкость из ёмкости Б1-УРЖ и подает ее на вход фильтров Ф2-УРЖ и Ф3-УРЖ. Так как насос Н2-УРЖ создает незначительное давление (не более 0,4 атм), жидкость не продавливается через мембрану, а удаляет осевшие на ней примеси и смывает их обратно в ёмкость Б1-УРЖ. Происходит циркуляция жидкости по контуру: насос Н2-УРЖ> фильтры Ф2-УРЖ и Ф3-УРЖ>фильтры Ф4-УРЖ и Ф5-УРЖ >ёмкость Б1-УРЖ> насос Н2-УРЖ> фильтры Ф2-УРЖ и Ф3-УРЖ. Процесс циркуляции проводится определенное время. По окончании времени циркуляции шаровые краны К4-УРЖ и К7-УРЖ закрываются, открывается шаровой кран К6-УРЖ. Насос Н2- УРЖ не отключается и сливает отработанную жидкость из Б1-УРЖ через шаровой кран К6-УРЖ в нефтемаслоотделитель А2. Расходомер РП-УРЖ включается с задержкой для того чтобы не поступил сигнал от Б1-УРЖ –ДВУ, так как в начальный момент пуска установки расход будет меньше порога срабатывания. При отсутствии сигнала от Б1-УРЖ-ДНУ насос Н2-УРЖ отключается, шаровые краны К1 и К3 открываются, К6-УРЖ закрывается, включается насос Н1-УРЖ. При открытых шаровых кранах К1-УРЖ и К3-УРЖ осуществляется сброс оставшейся загрязнённой жидкости из фильтров Ф2-УРЖ, Ф3-УРЖ, Ф4-УРЖ, Ф5-УРЖ и трубопроводов в нефтемаслоотделитель А2 в течение 2 минут, по истечении которых открываются шаровые краны К2-УРЖ и К5-УРЖ и УРЖ входит в рабочий режим. При срабатывании Б1-УРЖ-ДВУ клапан К5-УРЖ закрывается.
Во время промывки самопромывного фильтра Ф1-УРЖ насос Н1-УРЖ находится в работе. Происходит закрытие клапанов-отсекателей на входе и выходе из фильтра и открывается клапан посбросу концентрата в емкость А2. (время промывки 4 сек.).
С УРЖ очищенный щелочной сток поступает в накопительную ёмкость Б3. При срабатывании Б3-ДВУ на экране монитора АРМ появляется сообщение о переполнении Б3 и насос Н1-УРЖ автоматически отключится.
После УРЖ раствор щёлочи из ёмкости Б3 насосами Н4 и Н5 подаётся в ёмкость Б8. Насосы Н4, Н5 включаются при срабатывании Б3-ДНУ и Б3-ДСУ. Также насосы Н4 и Н5 включаются на подкачку уровня в накопительной ёмкости Б8 при отсутствии сигнала от Б8-ДСУ. При достижении Б8-ДВУ перекачивающие насосы Н4 и Н5 отключаются. Контроль работы насосов Н4, Н5 осуществляется по времени заполнения ёмкости от Б8 -ДСУ до Б8 -ДВУ, если через заданное время Б8-ДВУ не сработал, то на экране монитора АРМ появится сообщение об аварии, в этом случае насосы Н4 и Н5 отключаются. Если при откачке из емкости Б3 отсутствует сигнал от Б3-ДНУ - насосы Н4 и Н5 автоматически отключаются. Ёмкость Б8 состоит из двух камер: приёмной и накопительной. Приёмная камера снабжена пакетом коалесцентных вставок, а накопительная камера снабжена змеевиком для охлаждения щелочного раствора, циркулирующего через электролизёры (далее по тексту А6…А24) и ёмкость Б8. Охлаждение ёмкости Б8 осуществляется путём подачи подготовленной воды (1000 мг/л) в змеевик. При срабатывании датчика температуры ёмкости Б8 Б8-TIC3 в диапазоне (55-65)0С открывается кран шаровой К2 и холодная вода заполняет контур охлаждения Б8. Охлаждающая вода из змеевика поступает в ёмкость Б10.
Из накопительной части емкости Б8 раствор насосами Н11.1 (Н11.1 резерв) и Н11.2 (Н11.2 резерв) подаётся в электролизеры. Насос Н11.1 (Н11.1 резерв) работает на группу электролизёров А6-А15 , а насос Н11.2 (Н11.2 резерв) на группу А16-А24. Насосы Н11.1 и Н.11.2 работают параллельно. Насосы Н11.1 (Н11.1 резерв) и Н11.2 (Н11.2 резерв) включаются при срабатывании Б8-ДНУ, Б8-ДСУ и работают постоянно. Если при откачке из емкости Б8 отсутствует сигнал от Б8-ДНУ, то насосы Н11.1 (Н11.1 резерв) и Н11.2(Н11.2 резерв) автоматически отключаются. Контроль за работой насосов Н11.1(Н11.1 резерв) и Н11.2(Н11.2 резерв) осуществляется с АРМ оператора по показаниям датчиков давления РД1 и РД2, которые расположены на выкидах насосов Н11.1(Н11.1 резерв) и Н11.2(Н11.2 резерв), если показания РД1 и РД2 меньше заданного значения (меньше или равно 3 КПа), то на экране монитора АРМ появится сообщение об аварии насосов Н11.1 (Н11.1 резерв) и Н11.2 (Н11.2 резерв) и автоматически отключаются источники питания электролизеров. При необходимости отключить насосы Н11.1 (Н11.1 резерв) и Н11.2 (Н11.2 резерв) произвести остановку насосов с верхнего уровня. В этом случае автоматически перекрываются электромагнитные клапаны К7, К8. В этом случае необходимо осуществить переход на резервные насосы. Электролизёры А6-А24 включаются после пуска насосов Н11.1 (Н11.1 резерв) и Н11.2(Н11.2 резерв), а при отключении насосов Н11.1 (Н11.1 резерв) и Н11.2(Н11.2 резерв) в случае аварии, питание электролизёров отключается и автоматически закрываются электромагнитные клапаны К7 и К8, предотвращая тем самым слив раствора из электролизёров А6-А24.
Электролизёры А6-А24 представляют собой ёмкости объёмом 23,5 литра каждая. В баке электролизера располагаются катодные камеры в количестве 7 штук. На начальном этапе в катодные камеры электролизеров А6-А24 заливается 1% щелочной раствор гидроксида натрия (см. раздел 2). В результате электролиза щелочного раствора, протекающего при токовой нагрузке (391?393) А и температуре (55-65)0С в течении 1 часа, на катоде выделяется водород, на аноде выделяется кислород. Сульфид-ионы щелочного раствора окисляются также под действием токовой нагрузки, образующийся флотошлам вместе с раствором через переливной карман в баках электролизёров А6-А24 поступает в приёмную часть накопительной ёмкости Б8 на коалесцентные вставки. Насосом Н9 осуществляется откачка образовавшегося флотошлама в накопительную ёмкость Б6 с фильтрующим элементом.
Насос Н9 включается через промежуток времени, заданный на АРМ оператора, (через 60 мин) после достижения Б8-ДВУ. Время работы Н9 задаётся на АРМ оператора (6 мин). При срабатывании Б6-ДВУ на экране монитора АРМ появляется сообщение о переполнении ёмкости Б6 и автоматически отключается насос Н9. Из ёмкости Б6 жидкость откачивается насосом Н10. Условия включения Н10 – срабатывание Б6-ДНУ и Б6-ДСУ. Насос Н10 работает 1 минуту. Если по истечении 1 минуты работы насоса Н10 отсутствует сигнал от Б6-ДНУ, то на экране монитора АРМ появиться сообщение об аварии и насос Н10 автоматически отключится. Флотошлам, осевший на фильтровальной ткани в ёмкости Б6 удаляется вручную по мере накопления в ёмкость сыпучих веществ Б7.
Из накопительной части ёмкости Б8 очищенный раствор откачивается насосами Н12 и Н13. Насосы Н12 и Н13 включаются через промежуток времени, заданный на АРМ оператора (60 минут) после получения сигнала от Б8-ДВУ, и отключаются при отсутствии сигнала от Б8-ДСУ, а также при срабатывании Б10-ДВУ.
В накопительную ёмкость Б8 новая порция раствора не добавляется в течение всего процесса регенерации.
Контроль за работой насосов Н12 и Н13 осуществляется по датчику давления РД5, который расположен на выходном трубопроводе самоочищающегося механического фильтра Ф2, если показания датчика давления РД5 меньше заданного значения (меньше или равно 4), то на экране монитора АРМ появится сообщение об аварии и насосы Н12 и Н13 автоматически отключаются. Ф2 включается и отключается одновременно с насосами Н12 и Н13.
Из накопительной емкости Б10 очищенная вода откачивается насосом Н16 в линию пластовой воды на ВФУ-2. Насос Н16 автоматически включается при срабатывании Б10-ДНУ и Б10-ДСУ. При отсутствии сигнала от Б10-ДНУ насос Н16 отключается. При получении сигнала от Б10-ДВУ на экране монитора АРМ появляется сообщение о переполнении ёмкости Б10, в этом случае насос Н16 автоматически отключается.
Также в накопительную ёмкость Б10 осуществляется подача подготовленной воды, используемой для охлаждения ёмкости Б8. Охлаждение раствора в ёмкости Б8 осуществляется посредством автоматического открытия шарового крана К2 при условии повышения температуры раствора в ёмкости Б8 выше 650С.
Непрерывная циркуляция раствора между электролизёрами А6-А24 и ёмкостью Б8 осуществляется с помощью насосов Н11.1(Н11.1 резерв) и Н11.2 (Н11.2 резерв).
Первоначально ёмкости Б11.1 и Б11.2 заполнены 1% раствором гидроксида натрия. Циркуляция щелочного раствора между ёмкостями Б11.1, Б11.2 и катодными камерами электролизёров А6-А24 осуществляется насосами Н14 и Н14.1.
Условие включения насосов Н14(Н14 резерв) и Н14.1(Н14.1 резерв) - срабатывание Б11.1-ДСУ и Б11.1-ДВУ и работа насосов Н11.1, Н11.2. Насосы Н14 и Н14.1 работают постоянно. Если при откачке из емкости Б11.1 отсутствует сигнал от Б11.1-ДНУ - насосы Н14 и Н14.1 отключаются.
Раствор щелочи из катодных камер электролизёров А6-А24 поступает на вход датчика кондуктометра А25, измеряющего концентрацию щёлочи. Если концентрация щелочи меньше 14%, то щёлочь через нормально открытый шаровой кран К5 и емкости подпитки водой Б11.1 и Б11.2 поступает обратно в катодные камеры электролизеров. В катодной камере происходит концентрирование щелочи и при достижении концентрации больше или равно 14%, шаровой кран К5 закрывается, а шаровой кран К4 открывается и щелочь поступает в емкость сконцентрированной щёлочи Б12. При поступлении сигнала от Б12-ДВУ на экране монитора АРМ появляется сообщение об аварии.
В ёмкости Б11.1 и Б11.2 поступает подготовленная вода (1000 мг/л) для подпитки катодных камер электролизёров А6-А24 через шаровой кран К3. При отсутствии сигнала от Б11.1-ДВУ шаровой кран К3 открывается. При получении сигнала от Б11.1-ДВУ К3 закрывается для прекращения подачи подготовленной воды.
Выделяющиеся кислород и водород отводятся через раздельные вентиляционные контуры отдельно друг от друга в атмосферу за пределы блок-модуля №3.
Откачка раствора щелочи из емкости Б12 осуществляется насосом Н15 на щелочное хозяйство УДН в емкость 54-V-105.
При поступлении сигнала от Б12- ДНУ и Б12-ДСУ насос Н15 включается. При откачке сконцентрированной щёлочи из емкости Б12 насос Н15 отключается при отсутствии сигнала от Б12-ДНУ и наличии сигнала от Б12-ДВУ.
Установка очистки и регенерации щелочных стоков работает в автоматическом режиме. При первоначальном нажатии кнопки «Автомат» на мониторе АРМ установка начинает работать в автоматическом режиме. Постоянная работа с описанием работы датчиков, шаровых кранов, указанием на мониторе АРМ аварийных ситуаций описана выше. Периодическая работа (непостоянная подача исходного стока) осуществляется следующим образом: при возобновлении подачи исходного стока всё оборудование включается по мере заполнения накопительных ёмкостей и срабатывания датчиков уровня. Отключение осуществляется также по датчикам уровня. Во время простоя установка находится в ждущем режиме, т.е. насосы отключатся каждый по своим уставкам, заложенным в программе. Насосы Н11.1(Н11.1 резерв) и Н11.2(Н11.2 резерв) работают постоянно. При отсутствии сигнала от Б8-ДНУ насосы Н11.1(Н11.1 резерв) и Н11.2(Н11.2 резерв) отключатся автоматически и автоматически закрываются электромагнитные клапана К7 и К8, тем самым предотвращая слив раствора из электролизёров А6-А24 (аварийная ситуация). При отключении Н11.1 и Н11.2(Н11.2 резерв) снимается питание с электролизеров, и возобновиться подача при включении Н11.1(Н11.1 резерв) и Н11.2. Питание будет подано, но включить нагрузку (ток) нужно будет в ручном режиме на каждом источнике путем нажатия указанной кнопки на источнике.
