محاور تقنية تنظيف خزانات النفط الخام وطرق معالجة خام البترول

تقنية تنظيف خزانات النفط الخام
CrudeOil Storage Tanks CleaningTechnology
برنامج صيانة وتنظيف الخزانات النفطية

المحاور

فكرة عـامة عن الخامات البترولية وخواصها وتركيبها الكيميائي.
فكرة عـامة عن المنتجات البترولية وخواصها.
( الخزانات والصهاريج والمواسـير ( أنواعها ومواصفاتها .
( الطرق المتبعة في نظافة الخزانات النفطية ( طرق تقليدية / طرق حديثة .
نظـام التصـفية / العزل / التهوية .
كيفية نقــل الرواســب ومخاطرها وطرق الحماية .
طرق تنظيف ومعالجة ودهان الخزانات.
طرق تنظيف ومعالجة ودهان الصهاريج.
طرق تنظيف ومعالجة ودهان المواسير.
أنـواع الخامات المستخدمة في التنظيف ومواصفتها.
أنـواع الدهانات ومواصفتها ومدى قدرتها على تحمل الهيدروكربونات والمذببات والمنتجات البترولية.
أنـواع مزيل الشحوم Degreasers - أنـواع الرمالات.
محولات الصدأ إلي حديد ومركبات عازلة للتـآكل والصدأ.
محولات الصدأ ومعالجة التـآكل - طرق الفسـفتة.
طبقة الاساس ( البرايمر عالي زنك) - الطبقة النهائية.
كيفية التخلص من الرواسـب في الخزانات .
نظافة خزانات البنزين ومخاطر رابع إيثيل الرصاص .
النظافة النهائية للخزانات . - غلق الخزانات بعد التنظيف
التفتيش والاستلام للخزانات وتسليمها للعمليات .
تشغيل الخزانات بعد التفتيش والاستلام .

عمليات معالجة الخام

يصاحب البترول أثناء خروجه من البئرغازات وأملاح ومياه وشوائب ميكانيكية "رمال وطين"، ولذا يجب فصل هذه الأشياء جزئيًافي الحقل، وكلياً بعد ذلك في معمل التكرير.

ويتم فصل الغازات المصاحبة في حقول البترول في أجهزة خاصة "مصايد"، ثم تدفع إلى وحدة الجازولين لفصل المكثفات الخفيفة،التي تكون غالبًا مصاحبه للغازات، والتي يتم فصلها بتكثيفها وتسمى "الجازولينالطبيعي".
ثم يدفع الخام بعد ذلك إلى مستودعات ترسيب، حيث يتم فصل الشوائبالميكانيكية بالترسيب. بعد ذلك يتم نزع الأملاح من البترول عن طريق غسل الأملاح بالماء العذب، ثم ينزع الماء بعد ذلك من البترول.
ويعالج البترول المحتوي على نسبةكبيرة من الأملاح بواسطة 10 – 15% من الماء مرتين أو ثلاث مرات. ويفصل الماء من البترول في بعض الأحيان بسهولة نسبيًا.
ولكن غالبًا ما يكون مستحلبات ثابتة معالبترول صعبة الفصل، خصوصًا خلال عمليات الضخ والنقل في أنابيب بسرعة كبيرة ممايصعب التخلص منه.
أ. إعداد البترول للتكرير

طرد الغازات وتثبيت البترول في الحقول

إنّ الغاز الذي يصاحبالبترول أثناء خروجه من البئر، يجب فصله عن البترول. ويتم هذا الفصل في حقول البترول في أجهزة خاصة "مصايد"، وذلك بواسطة خفض سرعة حركة مخلوط البترول والغاز. وتستخدم طريقة فصل الغاز على عدة مراحل في حالة وجود ضغط عال في البئر.

المستحلبات البترولية
هناك نوعان من المستحلبات البترولية-
"الماء في البترول"= مستحلبات أيدروفوبية" "=مستحلبات ايدروفيلية "البترول في الماء

ومستحلبات النوع الأول أكثر انتشاراً من النوع الثاني. وفي مستحلبات النوع الأول يوجد الماء في البترول على صورة كمية لاحصر لها من القطرات المتناهية في الصغر. أما في مستحلبات النوع الثاني فيكونالبترول على صورة قطرات مفردة معلقة في الماء

وتتلخص عملية تكوين المستحلبات في الآتي:
على الحد الفاصل بين سائلين لا يختلط بعضهما ببعض، وأحدهما مشتت في الآخرعلى صورة جسيمات صغيرة جداً، تتراكم مادة ثالثة ضرورية لتكوين المستحلب وتسمىبالعامل المستحلب أو مثبت المستحلب.
ويذوب العامل المستحلب في أحد السائلين مكوّناًما يشبه الغشاء. ويحجب هذا الغشاء قطرات المادة المشتتة ويمنع اندماجها. وهذهالعوامل المستحلبة في البترول هي الراتنجات والأسفلتينات وصابون الأحماض النفثيةوالأملاح.
وعلاوة على المواد المذكورة، تؤثر الشوائب الصلبة المختلفة المشتتة فيأحد الأطوار على ثبات المستحلب
والعوامل المستحلبة إما أيدروفيلية أوأيدروفوبية. وتُعدّ المواد الراتنجية الأسفلتية والأحماض النفثية الموجودة في البترول مركّبات طبيعية وعوامل مستحلبة أيدروفوبية.
أما الصوابين الصوديوميةوالبوتاسيومية التي تتكوّن أساساً من تفاعل الأحماض النفثية الموجودة في البترول مع أملاح المعادن الذائبة في ماء الحفر، فهي عوامل مستحلبة أيدروفيلية.
وتتمتع نفثينات بخواص أيدروفوبية. Ca, A1, Fe. Mg والمعلقات الصلبة عديمة النشاط السطحي، إلا ، بين البترول والماء يجعل الغشاء أكثر متانةوالمستحلب أكثر ثباتًا.
ويعتمد تكون المستحلبات من النوعين المذكورين أعلاه علىوجود هذا النوع أو ذلك من العوامل المستحلبة والمثبتة

ويكون المستحلب المتكون من خلط الماء والبترول ذا طابع "البترول في الماء" إذا كان المثبت يذوب في الماء.-
- أما إذا كان المثبت يذوب في الوسط الأيدروكربوني فيتكون المستحلب من نوع( الماء في البترول).

الطرق الصناعية لإزالة استحلاب البترول
هناك نوعان من المستحلبات البترولية الماء في البترول" و"البترول في الماء"، يتضح مما تقدم أن سبب ثبات المستحلب البترولي يكمن في وجود غشاء متين واق على سطح القطرات.
ويتلخص هدم المستحلبات فيتحطيم الأغشية التي تمنع اندماج القطرات، والسبب الآخر لثبات المستحلبات هو تراكم شحنات الكهرباء الإستاتيكية على سطح قطرات الماء والمعلقات الصلبة.
فتحت تأثير شحنات الكهرباء الإستاتيكية يحدث تنافر متبادل يمنع اندماج قطرات الماء.
تتلخص عملية إزالة الاستحلاب في تحطيم المستحلب إلى مرحلتين:

تحطيم الأغشية الواقية واندماج قطرات الماء المعلقةإلى الحجم الذي يسمح بترسبها فيما بعد.

ترسب القطرات الموحدة وفصل الماء عنالبترول..

ويُزال استحلاب البترول في الظروف الصناعية تحت تأثير الموادالمانعة للاستحلاب ودرجات الحرارة والمجال الكهربائي، كما يمكن استخدام التأثيرالمشترك لهذه العوامل.
وهناك أيضًا طرق أخرى لتحطيم المستحلبات، مثل الطرد المركزي واستخدام الإلكتروليتات والترشيح.
وتُزال الاستحلابات بالطرق الآتية

أ- الطرق الميكانيكية

وتتم بالترويق أو الطرد المركزي أو الترشيح، ولكن لاتستخدم هذه الطرق على نطاق واسع.

الطرق الحرارية ب-

تتم بتسخين المستحلب،وخلال ذلك تتمدد الطبقة المثبتة للمستحلب، وتتكسر، وبالتالي تتجمع قطرات الماءوتندمج.
وتتلخص الطريقة الحرارية لنزع الماء في تسخين البترول وترويقه في الخزانات وتستخدم هذه الطريقة لمعالجة المستحلبات غير الثابتة فقط، وهي تؤدي إلى فقد كميةكبيرة من قطفات البترول الخفيفة في حالة الإحكام غير الكافي.

ج-الطرق الكيميائية

باستخدام مواد كيميائية مانعة للاستحلاب تكون رخيصة وذات فعالية كافية، وهذه المواد تضعف الغشاء المغلف لقطرات الماء.

وفيها تستخدم موادكيمائية مانعة للاستحلاب، وذلك خلال عملية تسخين المستحلب البترولي.
ويمكن استخدام الطريقة الكيميائية الحرارية لإزالة الاستحلاب بنجاح، إذا وجدت مادة مانعةللاستحلاب تكون رخيصة وذات فعالية كافية، ويسهل الحصول عليها ونقلها، ولا تسبب التحات الكيميائي للأجهزة. كما يجب، علاوة على ذلك، أن تختلط المادة المانعةللاستحلاب بالسائل الذي توضع فيه، لكي تستطيع أن تتفاعل بسهولة مع الغشاء الواقي لقطرات الماء

الطرق الكيميائية الحرارية

يخلطالمستحلب البترولي مع المادة المانعة للاستحلاب مباشرة، في مضخة طاردة مركزية، تضخالخام إلى وحدة إزالة الاستحلاب.
وتدفع المادة المانعة للاستحلاب بواسطة مضخات مجزئة إلى خط سحب مضخات الخام.
ويسخن المخلوط في مبادلات حرارية أو في فرن أنبوبي بواسطة البخار، أو تيار من المنتج البترولي الساخن، أوبواسطة النار إلى درجة 70م.

ويؤدي التلامس بين المادة المانعة للاستحلاب وبين المستحلب، أثناء تحركهما في الأنابيب، إلى تحطيم الأغشية الواقية.
ويدخل المستحلب المحطم بعد ذلك في وعاء نزع الماء أو في خزان حيث يفصل الماء عن البترول.

وعيوب الطريقة المذكورة لإزالة الاستحلاب هي :

.استهلاك كمية كبيرة من المواد المانعة للاستحلاب.
.فقد قطفات البنزين الخفيفة.
.ضرورة استخدام عدد كبير من الخزانات.
.تلويث المياه الصناعية المستهلكة بأملاح السلفا... إلخ.

وللإقلال من زمن الترويق واستهلاك المادة المانعة للاستحلاب، يدفع المستحلب في مستودع به وسادة من الماء المفصول من المستحلب، والذي يحتوي على كمية من المادة المانعة للاستحلاب.

وقد انتشر استخدام طريقة كيميائية حرارية أكثر تطوراً لنزع الماء من البترول، وهي تسمح بالإقلال من الفاقد.
ويتم الترويق في هذه الطريقة في أجهزة محكمة (أوعية خاصة لنزع الماء تعمل تحت الضغط ) ويسخن البترول الاستحلابي في حالة الترويق في أجهزة محكمة إلى درجة 150 – 155°م في مبادلات حرارية أو في
أفران .
ثم يدخل بعد ذلك في أوعية نزع الماء حيث يحفظ الضغط مساوياً لـ 8 ضغط جوي ويتم في أوعية نزع الماء انفصال البترول عن الماء وإبعاد الأخير.

ويمر البترول المنزوع منه الماء خلال مبادلات حرارية حيث يبرد إلى درجة 80 - 90°م بواسطة تيار مضاد من البترول الاستحلابي البارد.
وتستخدم هذه الطريقة الكيميائية الحرارية المطورة لإزالة استحلاب البترول، عند تحطيم المستحلبات الثابتة للخامات البترولية الثقيلة

الطرق الكهربية

وتطبق حاليًا على نطاق واسع لنزع الماء والأملاح من البترول.
وفي هذه الطريقة يؤثر في المستحلب مجال كهربائي ذو جهد عال وتردد صناعي، فتتحرك قطرات الماء المشحونة تحت تأثير هذا المجال وتتجه إلى الإلكترودات.
ويتغير اتجاه حركة القطرات مع تردد المجال، الأمر الذي يؤدي إلى تصادم القطرات بالإلكترودات مما يساعد على اندماجها

.

إزالة الأملاح

تؤدي عملية إزالة استحلاب البترول في الحقول إلى تخلصه من الكتلة الأساسية من الماء والشوائب الميكانيكية، إلا أن البترول الذي أزيل استحلابه يحتوي على الأملاح في حالة معلقة.
وهذه الأملاح هي أساسًا كلوريدات الصوديوم والكالسيوم والمغنسيوم وغيرها.

وقد أثبتت التجربة العملية أنه لكي يمكن تكرير البترول يجب ألا تزيد نسبة الأملاح فيه عن 50 مليجرام/ لتر، بل وأقل من ذلك، في حالة تكرير البترول مع الحصول على منتجات متبقية (الكوك البترولي مثلا).
وتجري عملية نزع الأملاح للحصول على النسبة المذكورة. وتشبه عملية نزع الأملاح عملية إزالة الاستحلاب، إلا أنه في عملية نزع الأملاح يحطم المستحلب الاصطناعي الذي يتكون من البترول وماء غسيله.

ويتم نزع الأملاح من البترول في مصانع التكرير، بصورة أساسية، عن طريق غسل الأملاح بالماء العذب، ثم نزع الماء بعد ذلك من البترول. ويعالج البترول المحتوي على نسبة كبيرة من الأملاح بواسطة 10 – 15% من الماء مرتين أو ثلاث مرات.

وتجري عملية نزع الأملاح من البترول في وحدات نزع الأملاح بالكهرباء، أو في وحدات مركبة من وحدة كيميائية حرارية ووحدة نازعة للأملاح بالكهرباء.

يتجه تياران من البترول الخام المحتوى على 2500 - 3000 مليجرام/ لتر من الأملاح وحتى 5% من الماء إلى المبادلات الحرارية، حيث يسخن الخام على حساب حرارة البترول المنزوعة منه الأملاح، ثم يدخل بعد ذلك مسخنات حيث يتم التسخين بواسطة البخار المنصرف.

ويتجه البترول الخارج من المسخن إلى مروق نزع الأملاح بالطريقة الكيميائية الحرارية.
وتضاف مادة مانعة للاستحلاب إلى البترول الساخن قبل دخوله إلى المروق، ويمر كل تيار بصمام خلط لتوفير التلامس التام بين المادة المانعة للاستحلاب وبين البترول.
ويدخل تيارا البترول الخارجان من مروقي نزع الأملاح بالطريقة الكيميائية الحرارية في المجمع الأول لنزع الأملاح بالكهرباء، ويدفع إلى كل من التيارين ماء قلوي مسخن إلى درجة 70 - 80°م لغسل الأملاح.
يتحد البترول الخارج من المجمع في تيار واحد، ليتجه إلى المرحلة الأولى لأجهزة نزع الماء بالكهرباء، ثم إلى المرحلة الثانية.
ويدفع ماء قلوي في البترول المنزوعة منه الأملاح جزئياً قبل الدخول في المرحلة الثانية لأجهزة نزع الماء بالكهرباء. ويتجه البترول ـ بعد المرحلة الثانية لنزع الأملاح بالكهرباء ـ إلى وعاء تجميع.

وقد انتشر في العالم في السنوات الأخيرة استخدام الأوعية الأفقية لنزع الماء بالكهرباء التي تعمل عند درجة 135 - 150°م وتحت ضغط يبلغ 20 - 24 كجم/ سم2. وتتميز هذه الأجهزة بإمكانية المحافظة على ضغوط ودرجات حرارة عالية، وكذلك بصغر ارتفاع الفصل؛ مما يوفر فصلاً أحسن للماء عن البترول .

صيانة وتصليح خزانات النفط :
في الآونة الأخيرة ظهرت مشاكل في قواعد الخزانات النفطية لأسباب عديدة منها:

-1 قدم الخزانات.

-2 الرواسب المصاحبة للنفط من ماء وأملاح ومواد هايدروكاربونية ثقيلة حيث إن هذه الرواسب تستقر في قاعدة الخزان وتأخذ حيز من حجم الخزان مما يؤثر على الطاقة الخزنية للخزانات .

ولعدم وجود قسم متخصص لإدارة هذه الأعمال بادر قسم صيانة المعدات باستحداث شعبة جديدة في القسم تقوم بمهام إجراء الصيانة للخزانات ومعالجة ظاهرة التآكل التي تحصل لها وسميت بـ (شعبة صيانة الخزانات).

مراحل العمل :

-1إيقاف الخزان عن التشغيل وتفريغه من النفط الخام إلى معدل توقف الخزان (أي بارتفاع 1.5 متر ارتفاع المخلفات أو حسب طبيعة المخلفات.

-2 عملية تدوير المخلفات النفطية داخل الخزان وذلك بإدخال كميات من النفط عبر أنابيب الإثارة أو أنابيب أخرى وذلك لتقليل كمية المخلفاتالنفطية إلى أدنى مستوياتها.

-3 ربط مضخات طرد مركزي تعمل بمحركات ديزل تربط هذه المضخات على أنابيب التصريف للخزانات وضخ النفط إلى منظومات أخرى لتقليل كمية المخلفات النفطية .

-4 عمل حوض كونكريتي أمام البوابات الأرضية لغرض فتح تلك البوابات الأرضية ودخول النفط والمخلفات النفطية إلى هذه الأحواض .

-5 نصب مضخات لولبية تعمل بمحركات كهر بائية تنصب على الأحواض تقوم بسحب النفط والمخلفات وضخها إلى منظومات أخرى.

-6 إدخال نفط خام بدرجات حرارة مرتفعه من نقاط التصريف إلى داخل الخزان واستلامه من تلك الأحواض بواسطة المضخات اللولبية.

-7 إدخال كوادر بشرية تعمل بمعدات يدوية تقوم بدفع ما تبقى من مخلفات نفطية ثقيلة باتجاه الحوض الكونكريتي .

-8 المباشرة بغسل الخزان باستخدام النفط الأبيض والماء المضغوط لإزالة كل ما تبقى من مواد نفطية عالقة .

-9 المباشرة بعمليات التنظيف بالعصف الرملي لرفع طبقات الصدأ والأصباغ القديمة على قاعدة وجدار الخزان .

-10 المباشرة بعمليات الكشف وتقييم الأضرار.

-11 المباشرة بعمليات تصليح الأضرار بواسطة عمليات اللحام بالترقيع أو الاستبدال لصفائح القاعدة المتضررة.

-12 المباشرة بعمليات الفحص الفراغي لقاعدة الخزان بواسطة صندوق الفحص الفراغي

-13 الفحص الهيدروستاتيكي أو الفحص المائي للخزان بعد غلق البوابات الأرضية والجانبية للخزان

-14 المباشرة بفتح جميع البوابات الجانبية والأرضية والمباشرة بعمليات التنظيف بالنسف الرملي والطلاء بمادة الايبوكسي
.
-15 غلق البوابات وفتح صمامات الأنابيب المرتبطة بالخزان وإدخاله بالعمل.

» تقنية تنظيف خزانات النفط الخام
» تنظيف خزانات النفط الخام
» صيانة وتصليح خزانات النفط الخام وحمايتها من الحرائق ومعالجة الحرائق
» CRUDE OIL TANK CLEANING/تنظيف خزانات الزيت الخام
» الطرق الاتوماتيكية لتنظيف خزانات البترول والزيوت والمنتجات البترولية الخام