DE3014166C2

DE3014166C2 - Verfahren und Vorrichtung zur Lagerung sauerstoffempfindlicher Flüssigkeiten unter Verwendung von Schutzgas in Festdachtanks mit Schwimmdecke

Info

Publication number: DE3014166C2
Application number: DE19803014166
Authority: DE
Inventors: Richard 4450 Lingen Mazurkiewicz; Werner Raetz; Jochen Dipl.-Ing. Wiefel
Original assignee: Wintershall AG
Current assignee: Wintershall AG
Priority date: 1980-04-12
Filing date: 1980-04-12
Publication date: 1982-06-16
Also published as: DE3014166A1

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1 sowie auf eine Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens.

Flüssigkeiten, wie beispielsweise technische Öle oder Treibstoffe, Kohlenwasserstoffe, deren Derivate oder andere Substanzen, die bei Umgebungstemperatur flüssig sind, können in allseitig geschlossenen Tanks, den sogenannten Festdachtanks, gelagert werden. Diese Tanks sind mit Über- und Unterdruckventilen als Sicherheitseinrichtungen ausgerüstet, die auf einen Überdruck von 0,02 bzw. Unterdruck von 0,01 bar eingestellt sein können. Es hat sich bewährt, insbesondere wenn sauerstoffempfindliche Flüssigkeiten oder Flüssigkeiten, deren Dampf mit Sauerstoff explosible Gemische zu bilden vermögen, den in solchen Fesidachtanks über der Fliissigkeitsoberfläche befindlichen Gasraum mit einem Schutzgas zu füllen, das den Luftsauerstoff aus diesem Gasraum verdrängt und darin gegenüber der umgebenden Atmosphäre einen Überdruck von 0,005 bis 0,015 bar aufrechterhält. Der Bedarf an Schutzgas, wie beispielsweise Heizgas, Erdgas, Stickstoff oder andere Inertgase, ist allein abhängig von der möglichen Absenkung des Drucks im Inneren des Festdachtanks, die durch Entnahme der gelagerten Flüssigkeit sowie durch Verkleinerung des Volumens der gelagerten Flüssigkeit und Gases infolge des Absinken der Umgebungstemperatur bewirkt wird. Wenn das Absinken der Umgebungstemperatur, beispielsweise beim Übergang vom Tag zur Nacht oder nach einem Gewitterregen, sehr rasch eintritt und eine größere Anzahl solcher Festdachtanks an ein Schutzgasnetz angeschlossen sind, die dann gleichzeitig

versorgt werden müssen, kann aus dem Schutzgasnetz häufig die benötigte Schutzgasmenge nicht in kurzer Zeit zur Verfugung stehen. Die Folge dieser Mangelsituation ist, daß noch Luft und damit Sauerstoff in die Tanks eingesaugt wird.

;o Um ein Verdampfen der gelagerten Flüssigkeiten in dem Festdachtank möglichst weitgehend zu unterbinden, ist auch die sogenannte Schwimmdecke bereits beschrieben. Die Schwimmdecke besteht aus einem von einem aufstehenden Rand umgebenen Boden, dessen Durchmesser etwas geringer als die lichte Weite des Tanks ist. An der Außenfläche des aufstehenden Randes der Schwimmdecke ist eine Dichtung aus einem weichelastischem Material angeordnet, die den aufstehenden Rand vollständig umgibt. Es hat sich bewährt.

diese Dichtung als Schlauchdichtung auszubilden. Diese Dichtung legt sich mit ihrer freien Oberfläche an die innere Oberfläche der Tankwandung an. Sie ist normalerweise in dem oberen Drittel des aufstehenden Randes der Schwimmdecke angeordnet, damit sie nicht

M in ständigem Kontakt mit der eingelagerten Flüssigkeit steht. Auf diese Weise bildet sich ein von der Unterseite der Dichtung, dem nicht von der Dichtung bedeckten Teil des auf der Schwimmdecke aufstehenden Randes.

der Oberfläche der eingelagerten Flüssigkeit und der inneren Oberfläche der Tankwandung begrenzter Ringraum, der mit dem Dampf der eingelagerten Flüssigkeit gefüllt ist Bei einem Absenken des Flüssigkeitsspiegels im Tank wird stets ein Teil des in dem Ringraum befindlichen Dampfes durch den von Dichtung und innerer Oberfläche der Tankwandung begrenzten Dichtungsspalt hindurch in den Gasraum des Tanks entweichen und sich in dem dort befindlichen Gasvolumen verteilen. Umgekehrt wird beim Aufstei- to gen des Flüssigkeitsspiegels in dem Tank stets Gas aus dem Gasraum in den vorerwähnten Ringraum eindringen. Bei der Einlagerung von sauerstoff-empfindlichen Flüssigkeiten oder von Flüssigkeiten, deren Dämpfe mit Luft explosible Gemische bilden, muß der gesamte Gasraum mit Schutzgas gefüllt sein, um hierbei jeglichen Kontakt mit Luftsauerstoff auszuschließen. Für ein Tanklager mit einer zentralen Schutzgasversorgung, für das im normalen Betrieb 500 bis 700 Nm³/h Schutzgas aufgewendet werden müssen, können im Schutzgasverbrauch aber auch Spitzenwerte von 2500 bis 3000NmVh notwendig sein, die b-A großen Schwankungen der Umgebungstemperatur auch noch überschritten werden können.

Der nachfolgend beschriebenen Erfindung lag daher die Aufgabe zugrunde, die bei Festdachtanks mit Schwimmdecken aufzuwendenden Mengen an Schutzgas drastisch zu vermindern, ohne jedoch die Wirkung abzuschwächen.

Die Merkmale des Verfahrens zur Lösung dieser Aufgabe sind im Anspruch 1 gekennzeichnet.

Bei dem Verfahren nach der Erfindung wird nur der von Dichtung, Tankwandung und Flüssigkeitsspiegel der Tankfüllung begrenzte Ringraum mit Schutzgas beaufschlagt. Da dieser Ringraum stets ein kleineres Volumen hat als beispielsweise der über der Schwimmdecke befindliche Gasraum, der bisher mit Schutzgas gefüllt worden ist, sind die für die Durchführung des Verfahrens nach der Erfindung aufzuwendenden Schutzgasv-'lumen entsprechend erheblich geringer. Sie -to betragen bei dem vorerwähnten Tanklager 0,07 NmVh und 1 fd ■ m Ringraum oder insgesamt 50 NmVh.

Als Schutzgase werden außer den Inertgasen, wie beispielsweise Stickstoff, auch Kohlenwasserstoffe enthaltende Gasgemische, wie beispielsweise Heizgas, Erdgas und dgl. eingesetzt. Da von diesen Schutzgasen stets ein Teil in die umgebende Atmosphäre entweicht oder abgegeben wird, bewirkt das Verfahren nach der Erfindung eine erhebliche Reduzierung der Umweltbelastung.

Eine bevorzugte Vorrichtung zur Durchführung des Verfahren; nach der Erfindung ist in den Ansprüchen 2 bis 7 gekennzeichnet.

Nachfolgend wird die Erfindung anhand eines Ausführungsbeispiels näher erläutert. In

Fig. 1 ist ein Festdachtank mit Schwimmdecke und einer Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens schematisch dargestellt.

F i g. 2 stellt — ebenfalls in schematiscner Darstellung — den in F i g. 1 mit A bezeichneten Ausschnitt dar. ho

Auf dem Boden der Schwimmdecke I des Festdachtanks ist ein Leitungsvertcilcr 2 angeordnet, dessen Hauptarm mit der in der Länge veränderlichen Gaszuführungsleitung 3 und dessen andere Arme mit GasziiführungsleU'jngen 4 verbunden sind, die zu einer &; unterhalb der Schwimnideckendichtung 5 an der Außenfläche des aufste'i.'nden Randes 6 der Schwimmdecke 1 angeordneten Ringleimng 7 führen und damit verbunden sind, welche in regelmäßigen Abständen in ihrer Wandung Gasaustrittsöffnungen aufweist. Der für die Durchführung des Verfahrens erforderliche Ringraum wird außer durch den aufstehenden Rand 6 der Schwimmdecke 1 noch durch die, beispielsweise als Schaummstoff-gefüllter, flexibler Schlauch ausgebildete Dichtung 5, den Flüssigkeitsspiegel 8 und die Tankwandung 9 begrenzt. In der Gaszuleitung 10, die zur Gaszuführungsleitung 3 führt, ist ein automatisch arbeitendes Ventil 11 angeordnet, das über eine druckabhängig bzw. mengenabhängig arbeitende Regeleinrichtung 12 gesteuert wird, die in den von diesem Ventil 11 zu der Ringleitung 7 führenden Leitungen angeordnet ist.

In einer nicht dargestellten Ausführungsform kann die längenveränderliche Gaszuführungsleitung durch das Festdach des Tanks und den darunter liegenden Gasraum zu dem Boden der Schwimmdecke geführt und dort mit dem Hauptarm de* Leitungsverteilers verbunden sein.

Gemäß Fig. 1 ist die längenveränderliche Gaszuführungsleitung 3 in der Nähe des Tankbodens durch die Seitenwandung des Tanks und etwa durch die Mitte des Bodens der Schwimmdecke 1 geführt und dort mit dem Hauptarm des Leitungsverteilers 2 verbunden.

Die längenveränderliche Gaszuführungsleitung 3 kann ein Schlauch aus einem gegen die gelagerte Flüssigkeit resistenten und flexibel-elastischem Material sein, bei dem die Länge des im Tank befindlichen Abschnitts größer ist als die Länge des möglichen Weges der Schwimmdecke 1 in dem Tank. Dort, wo die Gaszuführungsleitung 3 unten in den Tank eingeführt ist, hat es sich bewährt, die Gaszuführungsleitung 3 in ihrem im Tank befindlichen Abschnitt als Gelenkrohr mit wenigstens drei Gliedern auszubilden, deren Gesamtlänge etwas größer ist als die Länge des möglichen Weges der Schwimmdecke 1 im Tank

Beim Befüllen des Tanks oder bei Entnahme steigt bzw. senkt sich die Schwimmdecke 1, die durch die Dichtung 5 gegen die Tankwandung so abgedichtet ist, daß der Bewegung der Schwimmdecke nur eine minimale Reibung der Dichtung 5 entgegenwirkt. Die Schlauchdichtung 5 ist an dem aufstehenden Rand 6 der Schwimmdecke I befestigt. Unterhalb der Dichtung 5 ist die Ringleitung 7 angeordnet und ebenfalls am aufstehenden Rand 6 der Schwimmdecke 1 befestigt und gibt durch die Gasaustrittsöffnungen in ihrer Wandung stets Schutzgas in den sie umgebenden Ringraum ab, das ihr aus der Gaszuleitung 10, gesteuert durch das Ventil 11 über die Gaszuführungsleitung 3, den Leitungsverteiler 2 und die Gaszuführungsleitungen 4, stänuig zugeführt wird. Der verhältnismäßig geringe Schutzgasbedarf, der in dem von der Dichtung 5, dem aufstehenden Rand 6, dem Flüssigkeitsspiegel 8 und der Tankwandung 9 begrenzten Raum eine Schutzgasatmosphäre stets aufrechterhält, reicht vollständig aus, infolge der bestehenden Druckverhältnisse jeder. Kontakt der gelieferten Flüssigkeit mi' Luftsauerstoff zu vermeiden. Der vertikalen Bewegung der Schwimmdecke 1 setzen die Gaszuführungsleitungen keine Hindernisse oder Hemmungen entgegen. Vielmehr folgen sie diesen Bewegungen und bleiben funktionsfähig, so daß die erforderliche Schutzgasatmosphäre in der Randzone der Schwimmdecke stets aufrechterhalten bleibt.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Verfahren zur Lagerung von sauerstoff-empfindlichen Flüssigkeiten unter Verwendung von Schutzgas in Festdachtanks mit Schwimmdecke, bei denen die Außenfläche des aufstehenden Randes der Schwimmdecke mit einer an der Innenfläche der Tankwandung gleitenden Dichtung ausgerüstet ist, die einen Abstand zum Flüssigkeitsspiegel der Tankfüllung aufweist, dadurch gekennzeichnet, daß in den von Dichtung, Tankwandung und Flüssigkeitsspiegel der Tankfüllung begrenzten Ringraum ein dem Volumen dieses Ringraumes etwa entsprechendes Schutzgasvolumen eingeleitet und dieses Schutzgasvolumen unter einem geringen Überdruck dauernd aufrechterhalten wird.

2. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspmch I, dadurch gekennzeichnet, daß auf dem Boden der Schwimmdecke (1) ein Leitungsverteiler (2) angeordnet ist, dessen einer Hauptarm mit einer in ihrer Länge veränderlichen Gaszuführungsleitung (3) und dessen andere Arme mit Gaszuführungsleitungen (4) verbunden sind, die zu einer unterhalb der Schwimmdecken-Dichtung (5) an der Außenfläche des aufstehenden Randes (6) der Schwimmdecke (1) angeordneten Ringleitung (7) führen und damit verbunden sind, welche in regelmäßigen Abständen in ihrer Wandung Gasaustrittsöffnun^en aufweist.

3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß in der Gaszult uung (10) ein automatisch arbeitendes Ventil (1 >.) angeordnet ist, das über eine druckabhängig oder meng «abhängig arbeitende Regeleinrichtung (12) gesteuert wird, die in den von diesem Ventil (11) zu der Ringleitung (7) führenden Gaszuführungsleitungen (3, 4) angeordnet ist.

4. Vorrichtung nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß die längenveränderliche Gaszuführungsleitung (3) durch das Festdach c'ss Tanks und den darunter liegenden Gasraum zu dem eingezogenen Boden der Schwimmdecke (1) geführt und dort mit dem Hauptarm des Leitungsverteilers (2) verbunden ist

5. Vorrichtung nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß die längenveränderliche Gaszuführungsleitung (3) in der Nähe des Tankbodens durch die Seitenwandung des Tanks und etwa durch die Mitte des Bodens der Schwimmdecke (1) geführt und dort mit dem Hauptarm des Leitungsverteilers (2) verbunden ist

6. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 2 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die längenveränderliche Gaszuführungsleitung (3) ein Schlauch aus einem gegen die Lagerflüssigkeit resistenten und flexibelelastischem Material ist, bei dem die Länge des im Tank befindlichen Abschnitts größer ist als die Länge des mögjxhen Weges der Schwimmdecke (I) in dem Tank.

7. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 2 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die längenveränderliche Gaszufülirungsleitung (3) in ihrem im Tank befindlichen Abschnitt als Gelenkrohr mit wenigstens drei Gliedern ausgebildet ist und in ihrer gestreckten Gesamtlänge etwas größer ist als die Länge des möglichen Weges der Schwimmdecke (1) in dem Tank.