Применение разделителей при последовательной перекачке

 

Применение разделителей позволяет уменьшить объем образующейся смеси до 0,1% от объема трубопровода и менее. Разделитель помещается между перекачиваемыми жидкостями и под воздействием потока перемещается по трубопроводу, исключая их прямое контактирование.

Применяют разделители двух основных типов - жидкие и твердые. В качестве жидких разделителей используют жидкости, которые не смешиваются с нефтью и нефтепродуктами, не образуют с ними эмульсий, легко перекачиваются насосами и не расслаиваются при движении по трубопроводам.

В последнее время все шире применяют разного рода загустители (например, полиакриламид), с помощью которых часть жидкости переводится в коллоидное состояние, в результате чего значительно повышается ее вязкость. Такая жидкость движется как вязкоупругий поршень, свободно преодолевающий различные сопротивления, и хорошо разделяет последовательно перекачиваемые жидкости. Недостатком применения вязкоупругих разделительных поршней является то, что при прохождении через насосы они дробятся и теряют свои качества разделителя.

Гораздо проще применять жидкостный разделитель из продукта, по своим свойствам близкого к основным последовательно перекачиваемым жидкостям.

Такой разделитель называют буферной жидкостью. Она не изменяет существенным образом механизма смешения и, следовательно, полный объем образующейся смеси не уменьшается. Однако благодаря тому, что допустимые концентрации примесей буферной жидкости и основных продуктов друг в друге возрастают, большая часть смеси может быть принята в резервуары с товарными продуктами.

Эффективность применения жидкостной разделительной пробки зависит от правильного выбора ее длины и вязкости.

Наиболее распространенный способ разделения последовательно перекачиваемых жидкостей - применение механических разделителей.

Общие требования к ним таковы: простота конструкции, небольшой вес, возможность демонтажа, низкая стоимость. Разделитель должен по возможности не обгонять поток и не отставать от него, чтобы не вызывать дополнительного смесеобразования.

В настоящее время применяют механические разделители различных конструкций: дисковые, манжетные, сферические, комбинированные и др.

Самым простым по конструкции является дисковый разделитель (рис. 1.10, а), состоящий из штанги 1 с металлическими дисками 2, между которыми располагаются диски из упругого материала 3. Упругие элементы дискового разделителя имеют диаметр на 3...5 мм больше внутреннего диаметра трубопровода. Компенсация износа осуществляется только за счет упругости материала. Поэтому такой разделитель быстро теряет свою герметичность (через 30...50 км пробега). Однако и в этом случае объем образующейся смеси может быть сокращен до 50 % по сравнению с объемом смеси, образующейся при прямом контактировании.

 

 

Рис.1.10. Разделители, применяемые при последовательной

перекачке:

а) дисковый; б) манжетный; в) литой манжетный; г) шаровый

1 - штанга; 2 - металлический диск; 3 - диск из упругого материала; 4 - манжета; 5 - толстостенная оболочка;

6 - обратный клапан

Дисковые разделители целесообразно применять на трубопроводах небольшой протяженности, на линейной части которых отсутствуют резкие изменения диаметра, задвижки имеют то же проходное сечение, что и основная магистраль, на трассе не должно быть поворотов с углами, приближающимися к прямому. Материал упругого элемента всех типов разделителей должен быть износостойким, выдерживать длительное воздействие нефти и нефтепродуктов, не изменять существенно своих свойств при воздействии температуры до 80 ^о С. Этим требованиям удовлетворяют полимерные материалы (неопрен, например) и маслобензостойкая резина.

Манжетный разделитель (рис. 1.10, б) отличается от дискового тем, что его уплотнительные элементы выполнены в виде манжет.

Ранее применялись манжеты из упругого материала. Под действием давления в трубопроводе они плотно прижимались к его стенке, обеспечивая хорошее разделение жидкостей. Однако такие манжеты быстро изнашивались.

Манжетные разделители конструкции ОАО “Уралсибнефтепровод”отличаются тем, что их манжеты выполнены из жесткого материала - полиэтилена. Они не разжимаются под действием внутреннего давления и поэтому между манжетой и стенкой трубы сохраняется зазор 1...2 мм. Этот зазор очень мал для того, чтобы объем смеси увеличился значительно. Но он достаточен для того, чтобы разделитель двигался по трубопроводу в режиме полужидкостного трения. Благодаря этому, пробег таких разделителей увеличился до 600...700 км.

Для трубопроводов малого диаметра (до 150 мм) успешно применяются литые эластичные манжетные разделители (рис. 1.10, в) из маслобензостойкой резины, имеющие 2 уплотнительные манжеты. В передней части разделителя запрессован специальный контейнер, куда помещают датчик для контроля за движением разделителя. Разделители данного типа применяются в условиях нефтебаз и шлейфовых трубопроводов. Даже при ламинарном режиме перекачки объем образующейся при этом смеси не превышает 0,15 % от объема трубы.

Большой популярностью пользуются шаровые разделители (рис. 1.10, г) с пробегом до 1500 км, отличающиеся высокой проходимостью и равномерным износом поверхности. На их перемещение расходуется незначительная часть энергии потока. Запуск и прием шаровых разделителей может осуществляться автоматически, что позволяет быстро и точно вводить необходимое число разделителей в зону контакта последовательно перекачиваемых жидкостей.

Конструктивно шаровой разделитель представляет собой толстостенную оболочку 1 из неопрена, в которую запрессован обратный клапан 2. Через него в оболочку закачивается перекачиваемая жидкость, чтобы приблизить их плотности.

Комбинированные разделители получают путем объединения элементов сферических, дисковых и манжетных разделителей.

Для запуска и приема разделителей используются камеры пуска и приема очистных устройств.

Шаровые разделители запускаются в зону контакта, как правило, партиями. Одно из устройств для их автоматического запуска приведено на рис. 1.11.

Устройство для запуска шаровых разделителей с помощью регулирующих плунжеров состоит из кассеты 6, смонтированной наклонно к горизонту, в которой размещается необходимое число шаровых разделителей. Кассета с помощью задвижки 5 соединяется с магистральным трубопроводом 1.

 

 

 

Рис. 1.11. Устройство для запуска шаровых разделителей с

помощью регулируемых плунжеров

1- трубопровод; 2,4- регулирующие плунжеры; 3- реле времени;

5,9-11- задвижка; 6- кассета; 7- вантуз; 8- концевой затвор

 

Диаметр кассеты на 100...150 мм больше диаметра шаров, что необходимо для облегчения их заправки через концевой затвор 8. Для заправки разделителей в кассету закрывается задвижка 5, открываются задвижки 9,10 для слива нефтепродукта и открывается вантуз 7. После слива открывается заглушка 8 и в кассету загружается партия шаровых разделителей, которые под действием силы тяжести прижимаются друг к другу и к плашкам задвижки 5. После загрузки шаров закрываются концевой затвор и задвижка 10, а задвижка 11 открывается. Кассета заполняется нефтепродуктом до тех пор пока он не потечет из вантуза 7. Затем закрываются вантуз 7, задвижки 9 и 11, и открывается задвижка 5.

Запуск разделителей в трубопровод осуществляют с помощью плунжеров 2 и 4, которые приводятся в действие либо вручную, либо автоматически с помощью сервомоторов, срабатывающих по импульсам от реле времени 3. Срабатывание самого реле происходит по сигналу от датчиков, установленных на заданных расстояниях от

устройства ввода разделителей. Получив импульс от датчика, реле включает сервоматор и поднимает плунжер 2. Шаровой разделитель под действием силы тяжести скатывается в трубопровод. После этого плунжер 2 опускается, а плунжер 4 поднимается и очередной разделитель скатывается к плунжеру 2, готовый к запуску в трубопровод.

Через 100...150 км на магистральных трубопроводах расположены перекачивающие станции. Для обеспечения последовательной перекачки с разделителями на большие расстояния применяют два метода:

- запуск и прием разделителей на каждом перегоне между станциями;

- пропуск разделителей через станции с использованием специальных устройств, где разделители ожидают пока смесь пройдет через насосы.