-
Bereich der
Erfindung
-
Die
Erfindung betrifft Verfahren zur Entfernung von Kohlenwasserstoffverunreinigungen,
wie Rohöl, Erdölprodukte,
Schmierstoffe, Fette in technischer und Haushaltsqualität und Öle, und
kann in verschiedenen Bereichen der Industrie für chemisches und mechanisches
Waschen und Reinigen von Prozess- und Transportmitteln verwendet
werden.
-
Beschreibung
des Standes der Technik
-
Der
Prozess zur Behandlung (Reinigen, Waschen, Entfetten) von Geräten, Mechanismen,
Anlagen und Teilen sowie Kesseln und Behältern, die mit Rohöl, Erdölprodukten,
Fetten oder anderen flüssigen
Kohlenwasserstoffen verunreinigt sind, ist eines der dringendsten
Probleme sowohl vom Gesichtspunkt der Arbeits-, Umwelt und Brandsicherheit
als auch finanzieller Aufwendungen.
-
Bisher
angewendete bekannte Behandlungsverfahren erfüllen nun moderne Anforderungen
nicht mehr. Grund dafür
ist die Komplexität
und früher
ungenügende
Untersuchung von physikalisch-chemischen Prozessen, die stattfinden,
während
flüssige
Kohlenwasserstoffe von Oberflächen
entfernt werden, deren Ergebnisse durch verschiedene Faktoren beeinflusst
werden, d. h. Oberflächenmaterial,
chemische Zusammensetzung und Eigenschaften der Verunreinigungen,
Reinigungsprozessparameter und -bedingungen, Zusammensetzung technischer
Reinigungsmittel (Detergentien), Besonderheiten der Wechselwirkung
von Detergentien mit Verunreinigungen und so weiter.
-
Einige
Verfahren und Zusammensetzungen sowie verschiedene Lösemittel
sind bekannt und werden in der Industrie verbreitet angewendet,
um Metalloberflächen
von Öl-,
Schlamm-, Rohöl-,
und Asphalt- und Pechverunreinigungen zu reinigen. In der Regel
werden Universallösemittel
verwendet, die verschiedene Substanzen lösen können, die in solchen Verunreinigungen
enthalten sind, wie Aceton, Kerosin, Testbenzin und so weiter (B.
G. Petrik, P. V. Choulkov und S. I. Kalashnikov „Handbook: Solvents and compositions
for cleaning machines and mechanisms", Moskau, „Khimia", 1989). Die hauptsächlichen Vorgänge bei
diesen Verfahren sind Waschen der zu behandelnden Oberflächen, Abpumpen
der gebildeten Emulsion aus Lösemittel
und flüssigen
Kohlenwasserstoffen und ihre Entfernung gefolgt vom Entsorgen in
Behandlungseinrichtungen.
-
Hohe
Brandgefahr und ökologische
Schädlichkeit
für die
Umwelt und Arbeitspersonal sind die Hauptnachteile verschiedener
flüssiger
Lösemittel,
die als Detergentien (Reinigungsmittel) verwendet werden. Obwohl
bekannte Lösemittel
mit hoher Zündtemperatur
(Trichlorethan, Trichlorethylen und andere) die Brennbarkeit reduzieren,
sind sie äußerst toxisch
und gefährlich
für die
Gesundheit der Arbeitskräfte
und erfordern daher sehr strenge Einhaltung von Sicherheitsmaßnahmen.
-
Es
ist ein Verfahren zur Entfernung von Petroleumprodukten von Oberflächen bekannt
(USSR, Author's
certificate Nr. 944685), das darin besteht, eine Oberfläche mit
der wässrigen
Lösung
von Detergentien auf Basis von oberflächenaktiven Stoffen und Elektrolyten
zu reinigen, die mit Kohlenwasserstoffverunreinigungen eine stabile
Emulsion bilden. Zum Reinigen einer Oberfläche unter Verwendung eines
geschlossenen Verfahrens, wird die Waschlösung durch Phasenseparation
der Emulsion mit Hilfe elektrischer Flotation, gefolgt von Entfernung
der organischen Phase und Rückführung der
wässrigen
Suspension in den Reinigungszyklus regeneriert.
-
Das
oben genannte Verfahren gewährleistet
das geforderte Maß an
Oberflächenreinigung
und die Möglichkeit
wiederholter Verwendung der Waschlösungen, doch der technologische
Prozess ist kompliziert, wegen der Bildung stabiler Emulsionen,
die entweder lange Absetzzeiten oder die zusätzliche Separation nach einem
anderen Verfahren benötigen.
-
Es
ist ein Verfahren bekannt zur Entfernung von Kohlenwasserstoffverunreinigungen
von Oberflächen, insbesondre Öl- und Fettverunreinigungen
(RU, Nr. 2019318), das zwei Flüssigkeiten
verwendet. Waschen einer Artikeloberfläche gemäß diesem Verfahren wird mit
Waschlösung
vorgenommen, aber Verunreinigungen werden aus der Waschlösung unter
Einsatz einer Hilfsflüssigkeit
entfernt, die keine stabile Emulsion mit der Waschlösung bildet
und außerdem
selektiv Öl-
und Fettverunreinigungen daraus zurückholen kann. Wenn die Waschprozedur
beendet ist, wird die Hilfsflüssigkeit
regeneriert, insbesondere durch Destillation, und in den Waschkreislauf
zurückgeführt.
-
Dieses
Verfahren hat Nachteile, d. h.: Verwendung von zwei Flüssigkeiten,
was den Verfahrensablauf verkompliziert, zusätzliches Gerät erfordert
und auf diese Weise die Aufwendungen für die Oberflächenreinigung
erhöht.
-
Es
sind Verfahren bekannt zur Entfernung von Rohölverunreinigungen von Oberflächen mit
Hilfe von Koagulationsmitteln und verschiedenen Depressionsmitteln,
d. h. Additiven, die Kohlenwasserstofflösemittel und Polymere enthalten
(RU, Nr. 2109583) oder wässrige
Kohlenwasserstoffsuspension und Stickstoff-, Phosphor- und Kaliumsalze
(RU, Nr. 2104103) gefolgt vom Waschen einer Innenfläche mit
heißem
Wasser oder Dampf.
-
Diese
Verfahren weisen Nachteile auf, d. h. die hohe Prozesstemperatur
(bis zu 95–100°C), was den Energieverbrauch
erhöht
und die Sperrigkeit der Reinigungsprozessgeräte.
-
Das
in RU Nr. 2135304 beschriebene Verfahren kommt dem vorgeschlagenen
am nächsten.
Es besteht im Wesentlichen im Folgenden: eine mit verschiedenen
Kohlenwasserstoffverunreinigungen verschmutzte Oberfläche wird
mit wässriger
Detergenslösung
gewaschen, die in der Lage ist, Kohlenwasserstoffverunreinigungen
zu emulgieren. Die Waschlösung
wird dann mit Hilfe der Emulsionsphasenseparation regeneriert, gefolgt
von der Separation der organischen Phase und der Wasserphase, unter
Rückführung in
den Reinigungszyklus. Das technische Detergens „UBON" (RU, Nr. 2101337) oder das Detergens „BOK" (RU, Nr. 2132367)
werden als Waschlösungen
unter Bildung von instabilen Emulsionen mit Kohlenwasserstoffverunreinigungen
verwendet.
-
Das
oben genannte Detergens „UBON" weist die folgende
Zusammensetzung auf, in Gew.-%: Natriumsalz von Polyacrylsäure modifiziert
mit Ethergruppen 0,1–10;
Elektrolyt 0,5–40;
Wasser bis auf 100.
-
Das
Detergens „BOK" weist die folgende
Zusammensetzung auf, in Gew.-%: nichtionisches Tensid 0,2–14; Polyelektrolyt
2,5–5,5;
ein aktives Additiv – die
restl. Acrylsäurepolymere
werden als Polyelektrolyt in der Verbindung verwendet, z. B. Natriumsalz
von Carboxymethylcellulose (Na-CMC) und Natriumcarbonat oder Natriumcarbonat
kombiniert mit Natriumcarbamid und/oder Metasilicat als aktives
Additiv. Neonol oder Synthanol werden als nichtionische Tenside
in der Detergenszusammensetzung verwendet.
-
Zum
Eliminieren organischer Verunreinigungen, die in die Waschlösung übergehen,
wird eine Emulsionsphasenseparation in einem Trenngefäß durchgeführt und
die Wasserphase, die in den Waschkreislauf zurück geführt werden soll, wird durch
ein Zwischenreservoir geleitet. Die Wasserphase wird aus dem unteren
Teil des Trenngefäßes genommen
und dem Reinigungszyklus vom unteren Teil des Zwischenreservoirs
zugeführt. Bei
diesem Prozess der Emulsionsphasenseparation wird ein Volumenverhältnis von
organischen Verunreinigungen und Waschlösung von nicht weniger als
1:2 vorgesehen.
-
Das
Verfahren gewährleistet
das erforderliche Maß an
Oberflächenreinigung
und die Möglichkeit
zum wiederholten Verwenden der Waschlösung, doch das gewünschte Ergebnis
wird durch eine Komplikation im Verfahrensablauf erreicht, da getrennte
Stufen des Prozesses in Zwischengefäßen stattfinden, aber das Vorsehen
eines Volumenverhältnisses
von Verunreinigungen und Waschlösung
erfordert die Bestimmung, dass ein Volumen an Verunreinigungen vor
dem Beginn eines Oberflächenreinigungsprozesses
entfernt wird. Eine solche Bestimmung ist ziemlich schwierig genau
vorzunehmen.
-
Bei
Verwendung des technischen Detergens „BOK" als Waschlösung ist es notwendig, zu berücksichtigen,
dass Neonol und Synthanol zu den nichtionischen Tensiden gehören, die
starke Schaumbildung bewirken und während eine Waschlösung bei
relativ niedrigen Temperaturen hergestellt wird, können sie
sich zersetzen und ihre Eigenschaften verlieren. Die Verwendung
von Metasilicaten in der Waschlösung
ist auch unerwünscht,
da sie die Ursache für
Korrosion an der Tankinnenseite sein können.
-
Polyelektrolyte
neigen zur Bildung von Polymer-Kolloidkomplexen, was zur Reduzierung
der Abtrennung von organischen Verbindungen und des Reinigungsgrads
der Waschlösung
führen
kann.
-
Kurze Zusammenfassung
der Erfindung
-
Die
technische Aufgabe der vorgeschlagenen Erfindung ist die Vereinfachung
des technologischen Reinigungsprozesses, die Erhöhung der Abtrennung von Kohlenwasserstoffverunreinigungen
bei der Regenerierung der Waschlösung
und die Reduktion des Energieverbrauchs beim Reinigungsprozess.
-
Die
Aufgabe wird aufgrund der Tatsache gelöst, dass einige Veränderungen
und Modifikationen beim bekannten geschlossenen Verfahren zur Entfernung
von Kohlenwasserstoffverunreinigungen von Oberflächen eingeführt wurden, was die Bereitung
von wässriger
Detergenslösung
beinhaltet, die nichtionisches Tensid und eine aktive Komponente
enthält,
Abwaschen der Oberfläche
mit wässriger
Detergenslösung,
Abpumpen der erhaltenen Emulsion, Trennen der Emulsion in wässrige und
organische Phase, gefolgt von der Rückführung der wässrigen Phase in den Reinigungszyklus
und das periodische Abführen
der organischen Phase in einen Lagertank.
-
Die
Rolle des nichtionischen Tensids spielt ein nichtionisches Tensid
auf Basis von Fettalkoholalkoxylat in einer Menge von 2–4 Gew.-%
und eine aktive Komponente in einer Menge bis auf 100%.
-
Die
Separation der Emulsion, die in wässrige und organische Phase
abgepumpt werden soll, wird durch Leiten der Emulsion durch einen
selbstreinigenden Dünnschichtabscheider
(Separator) vorgenommen.
-
Die
Rolle des Fettalkoholalkoxylats spielen oxyethylierte Polyoxypropylenglycolderivate
von Ethylendiamid oder oxyethylierte Polypropylenethylendiamin,
die unter den Handelsnamen „Alcatronic
EDP, EGE, PGP" bekannt
sind und andere, die eine Reihe von nützlichen Eigenschaften besitzen,
darunter Emulgier- und Verdickungseigenschaften.
-
Als
aktive Komponente eines Detergens wird calciniertes Soda verwendet
oder eine Verbindung, in der calciniertes Soda teilweise durch Phosphorsäurenatriumsalze
ersetzt ist, wobei das Komponentengewichtsverhältnis gleich 1,9–2,3:1 ist.
-
Als
Natriumsalze der Phosphorsäure
können
Tripolyphosphat oder Trinatriumphosphat oder eine Mischung davon
verwendet werden.
-
In
Abhängigkeit
von der Art der Verunreinigung (Rohöl, Fette, Öl) und dem Material der zu
reinigenden Oberfläche
(Stahl, Aluminium oder andere Nichteisenmetalle) wird eine wässrige Waschlösung mit
einem wechselnden Gehalt an Detergens verwendet, d. h. von 1,5 bis
4,0 Gew.-%, die Waschtemperatur wird in den Grenzen von 40–55°C gewählt.
-
Der
gesamte Komplex von Merkmalen ermöglicht, eine Reihe von Vorteilen
im Vergleich zu bekannten technischen Lösungen zu erreichen, nämlich:
- • Erhöhung des
Grads an Rückgewinnung
von Kohlenwasserstoffverbindungen aus verunreinigter Waschlösung bis
zu 97–98,5%;
- • Reduzierung
des Energieverbrauchs aufgrund der Verringerung der Temperatur der
Waschlösung
im Verlaufe des Reinigungsprozesses;
- • Verbesserung
der Umweltqualität
und Schutz der Arbeitsbedingungen des Personals aufgrund der Eliminierung
von schädlichen
und gefährlichen
Komponenten aus der Detergenszusammensetzung;
- • Reduzierung
von Kosten und Zeitaufwand bei der Entfernung von Kohlenwasserstoffverunreinigungen von
einer betroffenen Flächeneinheit
aufgrund der Effizienz der angebotenen Detergenszusammensetzung.
-
Kurze Beschreibung
der verschiedenen Ansichten in der Zeichnung
-
1 stellt
ein Fließdiagramm
der Entfernung von Kohlenwasserstoffverunreinigungen von einer Oberfläche unter
Verwendung des Beispiels einer Eisenbahntankreinigung dar.
-
Beschreibung
der bevorzugten Ausführungsform
der Erfindung
-
Das
Verfahren zur Entfernung von Kohlenwasserstoffverunreinigungen von
einer Oberfläche
beinhaltet die folgende Abfolge von Vorgängen:
- • Bereitung
einer Waschlösung
in einer bestimmten Konzentration auf Basis des Detergens in der
gewählten
Zusammensetzung;
- • Anwärmen und
Zuführen
der Waschlösung
zum Abwaschen einer kontaminierten Oberfläche;
- • Abpumpen
der verunreinigten Waschlösung
(Emulsion) in einen Behälter
mit Waschlösung,
die zuvor durch einen selbstreinigenden Dünnschichtabscheider gelaufen
ist;
- • Ableiten
der organischen Phase vom selbstreinigenden Dünnschichtabscheider in einen
Tank, der abgetrenntes Petroleumprodukt enthält;
- – Entfernen
von Schlamm aus dem selbstreinigenden Dünnschichtabscheider;
- • wenn
die Waschlösung
wiederholt verwendet wird, sollte ihre Alkalinität kontrolliert werden, und
wenn ihre Konzentration von einem bestimmten Wert schwankt, wird
sie durch Hinzufügen
von Wasser und Detergens eingestellt.
-
Die
Zusammensetzung eines Detergens, die hergestellt werden soll, wird
ausgehend von einer Reihe von Faktoren bestimmt, d. h. Zusammensetzung
der Verunreinigung, Material, aus dem ein Tank oder Behälter gemacht
sind, Alter der Verunreinigung und so weiter.
-
Die
Verwendung eines nichtionischen Tensids auf Basis von Fettalkoholalkoxylat
als nichtionisches hydrophiles Tensid ist durch die Tatsache begründet, dass
es sich in Wasser gut löst
und in neutralem und alkalischem Medium eine geringe Schaumbildung
aufweist. Außerdem
besitzt es hohe Oberflächen-
und Grenzflächenaktivität in alkalischem
Medium und gute Benetzungseigenschaften auf einer polaren und harten
Oberfläche
und weist ebenso Emulgier- und Verdickungseigenschaften auf.
-
Die
Auswahl einer solchen quantitativen Zusammensetzung wird durch die
Tatsache erklärt,
dass wenn der Gehalt an nichtionischem Tensid weniger als 2,0 Gew.-%
beträgt,
der Reinigungsprozessindex reduziert ist, da die Ablösung von
Kohlenwasserstoffverunreinigungen von einer zu reinigenden Oberfläche schwierig
wird und die Reinigungsrate sich verlangsamt; wenn der Gehalt an
nichtionischem Tensid mehr als 4,0 Gew.-% beträgt, sind die finanziellen Aufwendungen
für die
Reinigung erhöht,
was unzweckmäßig ist,
da es die Reinigungsprozesskosten erhöht.
-
Oft
wird calciniertes Soda als aktive Komponente verwendet, da es das
billigste und am weitesten verbreitete Detergens ist, obwohl seine
Effizienz etwas geringer ist als die Effizienz von teureren Detergentien,
z. B. Tripolyphosphat und Trinatriumphosphat. Doch in den Fällen, wo
Kohlenwasserstoffverunreinigungen, speziell tiefsitzende, eine sehr
komplexe Zusammensetzung aufweisen oder eine Oberfläche sehr
stark verunreinigt ist, ist es den Einsatz eines effizienteren Detergens
wert. Eine solche Notwendigkeit kann auftreten, wenn es an Soda
oder Zeit mangelt und Natriumsalze von Phosphorsäure verfügbar sind.
-
Die
Erfahrung hat gezeigt, dass zum Erreichen optimaler Werte der Reinigung
es ausreichend ist, ungefähr
30% Soda zu ersetzen, d. h. das Verhältnis calciniertes Soda:Natriumsalz
der Phosphorsäure
sollte in den Grenzen von 1,9–2,3:1
liegen. Wenn das Verhältnis
größer ist,
kann die Reinigungsqualität
nicht erreicht werden; wenn das Verhältnis kleiner ist, steigen
die Kosten des Reinigungsprozesses.
-
Der
Bereich der zulässigen
Konzentration der Waschlösung
von 1,5–4,0
Gew.-% wird auf der Grundlage einer Studie ausgewählt, die
unter Verwendung der aus den genannten Zusammensetzungen erhaltenen Waschlösungen durchgeführt wurde,
um flüssige
Kohlenwasserstoffe von Oberflächen
zu entfernen. Es wurde gefunden, dass wenn ein Tank aus Nichteisenmetall,
z. B. Aluminium, hergestellt ist, es besser ist, eine wässrige Detergenslösung von
1,5–2,5%
Konzentration zu verwenden, wenn aber eine Oberfläche aus
Stahl oder Gusseisen ist, es besser ist, eine wässrige Detergenslösung von
2,0–4%
Konzentration zu verwenden.
-
Wenn
die Konzentration der Waschlösung
geringer ist, steigt die Zeit für
den Reinigungsprozess, wenn die Konzentration höher ist, steigen die Reinigungskosten.
-
Nachdem
eine bestimmte Zusammensetzung an Detergens ausgewählt und
auf eine bestimmte Konzentration verdünnt ist (die Bereitung der
Waschlösung
kann in einem separaten Gefäß oder direkt
im Behälter 3 vorgenommen
werden), befördert
eine Druckpumpe 4 sie durch einen Wärmetauscher 5 zu Waschköpfen 2, die
im Tank 1 installiert sind. Ein Aufwärmen der Waschlösung auf
40–55°C wird im
Wärmetauscher 5 durchgeführt. Eine
konkrete Temperatur wird ausgehend von der Detergenszusammensetzung,
Lösungskonzentration
und optimalen Reinigungsdauer ausgewählt. Bei Temperaturen unter
40°C ist
die Reinigungsprozessdauer signifikant höher, aber bei Temperaturen über 55°C ist die
Reinigungsprozesseffizienz reduziert, da die Schaumbildung zunimmt,
was die Bedienung des Prozessgeräts
schwierig macht; die Aktivität
des nichtionischen Tensids fällt
ab. Mit Waschköpfen
vom Turbinentyp wird eine Innenfläche eines zu reinigenden Behälters nach
einem Sprühwaschverfahren
gewaschen. Zum Erreichen maximaler Effizienz werden die Waschköpfe so angeordnet,
dass ihre Orientierung wenn nötig
verändert
werden kann. Die durchschnittliche Waschdauer beträgt 8–20 Minuten.
-
Verbrauchte
Waschlösung
wird mit Hilfe einer Membranpumpe 6 zu einem selbstreinigenden
Dünnschichtabscheider 7 befördert, wo
die flüssige
Phase getrennt wird in Waschlösung,
die während
sie gereinigt wird, zur anschließenden Verwendung zum Behälter 3 geführt wird,
und in leichtere Phase, d. h. Kohlenwasserstoffverunreinigungen,
die in der oberen Zone des Abscheiders 7 angesammelt sind,
und so weit sie angesammelt sind, werden sie in einen Lagerbehälter 8 für dekantiertes
Produkt gepumpt; Schlamm wird in der unteren Stagnationszone des
Separators angesammelt.
-
Der
selbstreinigende Dünnschichtabscheider
ist ein gemeinsamer Separator, in dessen Gehäuse eine planparallele Packung
installiert ist. Die Selbstreinigung der Packung wird durch die
Auswahl der Behandlungsweisen erreicht, sowie die geeignete Neigung
der Platten, die von der Zusammensetzung und den Eigenschaften der
zu trennenden Mischung abhängt.
Aufgrund der Packungen ist ein Schlitzspalt zwischen den Platte
vorgesehen. Eine zu trennende Mischung (Emulsion) wird durch ein
oberes Verzweigungsrohr in den Spalt zugeführt und unter den Schlitzkanälen verteilt,
die drei Bereiche aufweisen, d. h. einen vertikalen Bereich, wo die
Separation von Petroleumproduktpartikeln an den Plattenwänden stattfindet;
einen Rotationsbereich, wo die Strömung ihre Orientierung im Schwerkraftfeld
verändert
und einen Expansionsbereich, wo die abgetrennte organische Phase
nach oben zum oberen Teil des Geräts strömt und in den Tank für dekantiertes
Petroleumprodukt entleert wird. Abgesetzter Schlamm wird durch das
untere Abzweigungsrohr des selbstreinigenden Dünnschichtabscheiders entfernt.
-
Im
Vergleich zu den besten ausländischen
Analogen, z. B. dem von der Firma Utility Vault Co entwickelten
Analogen, erfordert der selbstreinigende Dünnschichtabscheider keine häufige Unterbrechung
und Zerlegung, um die planparallele Packung zu reinigen und zu regenerieren.
Im Vergleich zu Abscheidern, die mit einer Faltenpackung „Quantek" mit 45° Neigung
ausgerüstet
sind, gewährleistet
der oben genannte Abscheider jegliche Neigung von Platten und erfordert
keine wiederholte Vermischung abgetrennter Phasen.
-
Im
Verlaufe der wiederholten Verwendung der Waschlösung wird ihre Konzentration
entsprechend einem Alkalinitätswert
mit Hilfe von Salzsäuretitration
unter Verwendung von Methylorangeindikator kontrolliert, und wenn
nötig wird
sie durch Hinzufügen
von Wasser und Detergens in den Behälter 3 angepasst.
Die Abhängigkeit
der gesamten Alkalinität
der Waschlösung
von der Konzentration ist in Tabelle 1 gezeigt.
-
-
Gewöhnlich wird
die Einstellung der Lösung
in 6–8
Durchgängen
des Reinigungsprozesses durch Zusetzen von frisch zubereiteter Waschlösung in
einer ausreichenden Menge vorgenommen, um die Gesamtkonzentration
der Lösung
auf einen bestimmten Wert zu bringen.
-
Gemäß dem in 1 gezeigten
Fließbild
ist es möglich,
Eisenbahntanks und Tankwagen, vertikale, horizontale und unterirdische
stationäre
Reservoirs sowie andere Behälter
zum Lagern und Transportieren von flüssigen Kohlenwasserstoffen
zu waschen.
-
Konkrete
Beispiele der Implementierung des Verfahrens sind unten angegeben.
-
Beispiel
1: Waschen eines Stahltanks, 63 m3, wird
durchgeführt
mit 3,5% Lösung
des Detergens (35 kg Detergens pro 1000 Liter Wasser) mit der folgenden
Zusammensetzung: 3,0 Gew.-% nichtionisches Tensid in Form des oxyethylierten
Polyoxypropylenglycolderivats von Ethylendiamin (Alcatronic EDP)
und 97 Gew.-% calciniertes Soda.
-
Die
Waschlösung
wird zum Waschen aus dem Reservoir 3 (1)
vom unteren Flansch des Reservoirs mit Hilfe einer Wasserstrahlpumpe 4 abgenommen
und Waschköpfen 2 zugeführt, die
im Tank installiert sind, wobei jeder der Köpfe zwei Düsen aufweist. Der Druck der
Waschflüssigkeit
beträgt
1,5 MPa. Die Waschlösungstemperatur
wird mit Hilfe eines Thermometers kontrolliert und durch Aufwärmen mit
einer Heizeinrichtung 5 im Bereich von 45–55°C gehalten.
Nach 10 Minuten Sprühwaschen
wird die erhaltene Emulsion, die eine Mischung von Waschlösung und
flüssigen
Kohlenwasserstoffen darstellt, mit Hilfe einer Membranpumpe 6 abgepumpt.
Verunreinigte Waschlösung
wird dem oberen Teil (einem Abzweigungsrohr) des selbstreinigenden
Dünnschichtabscheiders 7 zugeführt. Der
Durchlauf der Emulsion, die eine Mischung aus Waschlösung und
flüssigem
Kohlenwasserstoff darstellt, durch den selbstreinigenden Dünnschichtabscheider
ermöglicht, das
Grundvolumen an Verunreinigungen in dieser Stufe zu entfernen und
auf diese Weise die Stufe der Gravitationsabscheidung der verunreinigten
Waschlösung
praktisch zu eliminieren. Gereinigte Waschlösung wird über das obere Abzweigungsrohr
zum Reservoir 3 geleitet, das Waschlösung enthält. Die Dauer der Phasentrennung
beträgt
nur einige Minuten.
-
Nach
oben in den oberen Teil des Abscheiders 7 aufgeschwommene
organische Phase wird mit Hilfe einer Pumpe oder speziellen Fettfängern in
den Lagertank für
dekantiertes Produkt 8 entfernt. Eine solche Separation
der Emulsion führt
zu 98,5% Rückgewinnung
flüssiger
Kohlenwasserstoffe im Vergleich zu 95% für den Prototyp.
-
Es
werden periodisch Proben durch eine in der Leitung der Waschlösungszufuhr
installierte Probennahmeeinrichtung genommen (in 1 nicht
gezeigt) und die Gesamtalkalinität
der Lösung
geprüft.
-
In
Beispiel 1 werden nach acht Waschdurchgängen zum Einstellen der bestimmten
Konzentration ungefähr
30 Liter Wasser und 800 g Detergens zugesetzt.
-
Beispiel
2: Waschen eines ähnlichen
Eisenbahntanks wird durchgeführt,
aber die Detergenszusammensetzung ist durch teilweises Ersetzen
des Soda durch Natriumsalz von Phosphorsäure verändert. Das Detergens hat die
folgende Zusammensetzung, Gew.-%: nichtionisches Tensid 3,0; Tripolyphosphat
30 und calciniertes Soda der Rest auf 100. Die Waschlösungskonzentration
beträgt
3,5% wie in Beispiel 1. Der Waschprozess wird ähnlich wie in Beispiel 1 beschrieben
durchgeführt,
aber die Dauer der Tankwäsche
auf 7,5 Minuten reduziert.
-
Der
Grad der Kohlenwasserstoffrückgewinnung
aus der Emulsion beträgt
98%.
-
Beispiel
3: Reinigung eines Messingbehälters,
5 m3, von Maschinenölablaufresten wird durchgeführt. 20
kg Detergens mit einer Zusammen setzung entsprechend Beispiel 1 werden
in 1000 Litern Wasser bei 45°C gelöst, während permanent
gerührt
wird. Die Reservoirreinigung wird ähnlich wie in Beispiel 1 beschrieben durchgeführt.
-
Die
Waschdauer beträgt
6 Minuten, der Grad der Kohlenwasserstoffrückgewinnung 97,5%.
-
Beispiel
4: Reinigung eines Reservoirs ähnlich
wie in Beispiel 3 dargestellt wird durchgeführt, aber das Detergens hat
die folgende Zusammensetzung, Gew.-%: nichtionisches Tensid auf
Basis von oxyethyliertem Polypropylenethylendiamin als Fettalkoholalkoxylat
3,0; Trinatriumphosphat 20,0; Tripolyphosphat 12,0 und der Rest
calciniertes Soda auf 100. Die Konzentration der wässrigen
Detergenslösung
beträgt
2% wie in Beispiel 3.
-
Die
Waschdauer beträgt
5 Minuten, der Grad der Kohlenwasserstoffrückgewinnung (Maschinenöl) 98,5%.
-
Das
Verfahren wurde nicht nur in Bezug auf Eisenbahntanks erprobt, sondern
auch anderen Gegenständen.
Daher gibt Tabelle 2 Daten bezüglich
der Reinigung von Lagerreservoirs für Petroleumprodukte und Tabelle
3 gibt Daten bezüglich
der Reinigung von vertikalen zylindrischen Reservoirs unterschiedlicher
Volumen, die unter einem Flachdach installiert sind. Es werden Waschlösungen verwendet,
die 3–4%
Detergens enthalten.
-
-
-
Im
Mittel schwankt die Dauer des Waschens um 8–12%, wenn ein Detergens verwendet
wird, das eine ähnliche
Menge an nichtionischem Tensid und unterschiedlichen aktiven Komponenten
enthält
(nur calciniertes Soda oder dieses teilweise ersetzt durch Natriumsalze
von Phosphorsäure).
Um die Waschdauer unverändert
zu halten, sollte die Waschlösungskonzentration
um 0,10–0,18
Gew.-% reduziert werden. Die Rückgewinnung
von Kohlenwasserstoff beträgt
97,5–98,5%.
-
Es
ist kann der Schluss gezogen werden, dass die Effizienz der Verwendung
des selbstreinigenden Dünnschichtabscheiders
erhöht
ist, bedingt durch die Tatsache, dass keine elektrostatische Aufladung
der verunreinigten Lösung
als Folge der Verwendung der Waschlösung dieser Zusammensetzung
auftritt. Sie ist praktisch neutral, deshalb wird die organische
Phase auf die Platten gedrückt
und über
ihre Oberflächen
verteilt, was den Separationsgrad von der verunreinigten Lösung erhöht.
-
Auf
diese Weise weist das vorgeschlagene Verfahren im Vergleich zu bekannten
Verfahren zur Entfernung von Kohlenwasserstoffen von Oberflächen und
Zusammensetzungen eines Detergens zur Verwendung zu diesem Zweck
verschiedene Vorteile auf, nämlich:
- • erhöhte Kohlenwasserstoffrückgewinnung
von der verunreinigten Waschlösung
bis zu 97–98,5%;
- • Reduktion
des Energieverbrauchs aufgrund einer Verringerung der Waschlösungstemperatur
im Verlaufe des Reinigungsprozesses;
- • Eliminierung
der Verwendung von teureren Detergentien, die zusätzlich Natriumsalze
von Polyacrylsäure und
Korrosionsinhibitor enthalten;
- • Verbesserung
der Umwelt und Schutz der Arbeitsbedingungen des Personals aufgrund
der Eliminierung der oben genannten Komponenten;
- • Reduktion
von Kosten und Zeitaufwand für
die Entfernung von Kohlenwasserstoffverunreinigungen von einer Flächeneinheit.
-
Industrielle
Anwendbarkeit
-
Das
Verfahren kann in verschiedenen Industriezweigen angewendet werden,
insbesondere im Schiffsbau, Transport, Erdölgewinnungs- und Raffinerieindustrie,
wo die Notwendigkeit besteht, Lagerbehälter und Transportbehälter für flüssige Kohlenwasserstoffe
zu waschen.
