NO177202B - Fremgangsmåte ved tömming av en tank som inneholder gass i dampform, og anlegg til bruk ved tömming av en slik tank ifölge fremgangsmåten - Google Patents

Description

Foreliggende oppfinnelse angår en fremgangsmåte ved tømming av en tank som inneholder gass i dampform - etter at dens innhold av gass i flytende form er tømt - ved tilførsel til tanken av fordampet nitrogen som oppbevares i flytende form i et forråd. Oppfinnelsen angår dessuten et anlegg til bruk ved tømming av

en slik tank, omfattende et forråd av flytende nitrogen for tilførsel til tanken i fordampet form.

Nitrogen tilføres for å fjerne rester av brennbare gasser i tanker, og dessuten for å unngå at tankene kommer til å inne-holde en blanding av forskjellige gasser når det skal skiftes fra en gasstype til en annen. Fordampet nitrogen tilføres således tankene etter at de hovedsakelig er tømt for sitt innhold av flytende gass, for å drive ut restene av gassene i dampform som finnes i tankene. Restgassene kan enten brennes eller slippes ut i atmosfæren. Derved skjer en forurensning enten på grunn av forbrenningen eller ved at gassene i seg selv virker forurensende. Dessuten går det tapt en ikke ubetydelig mengde restgass hver gang dette utføres, noe som har vært akseptert som uunngåelig.

En annen side ved spyling av tanker med nitrogen er at nitrogenet oppbevares i flytende form, slik at det forbrukes varme til å fordampe nitrogenet før det tilføres tankene. Riktignok kan omgivelsesluften benyttes som varmeavgivende medium for fordampningen, men dermed utnyttes ikke den store kjølekapasiteten som flytende nitrogen har til annet enn å

kjøle luften som bevirker fordampningen.

I henhold til den foreliggende oppfinnelse er det kommet frem

til en fremgangsmåte og et anlegg som samtidig gjør det mulig å samle opp innholdet av restgasser i dampform i tanker som er tømt for sitt innhold av gass i flytende form og å fordampe flytende nitrogen som skal tilføres tankene ved utnyttelse av varmen i restgassene.

Fremgangsmåten og anlegget i henhold til oppfinnelsen fremgår

av de etterfølgende patentkrav.

I henhold til oppfinnelsen drives således restgasser i dampform fra en ufullstendig tømt tank til varmeveksling med flytende nitrogen som i fordampet form skal tilføres tanken. Varmen i de fordampede restgasser utnyttes til fordampning av nitrogenet, og restgassene kan kondenseres til væskefase, for å oppsamles.

Oppfinnelsen kan utnyttes både i landbaserte og flytende anlegg, for tanker på kjøretøy (lastebiler, jernbane), gasstankskip, stasjonære tanker på land og til sjøs. I alle tilfeller oppnås at det unngås utslipp av restgasser til atmosfæren eller at det dannes forbrenningsgasser ved forbrenning av restgassene.

For alle de vanligste gasser som transporteres i flytende fase ligger kokepunktet vesentlig høyere enn for nitrogen, som har kokepunkt -197°C (ved atmosfæretrykk), slik at når restgassene er på kokepunktet vil det vil være en stor temperaturforskjell ved varmevekslingen. Restinnholdet i en tank etter ufullstendig tømming kan f.eks. ha følgende temperatur, avhengig av gasstypen: etylen -100°C, etan -80°C, propylen -45/-20°C, propan -40/-20°C, NH3 -33°C, butadien og bu tylen -1°C, butan +3°C, dvs. litt høyere enn kokepunktet ved atmosfæretrykk. Restinnholdet av slike gasser i en tank etter vanlig (ufullstendig) tømning kan anslås som følger, når tankvolumet er 6500 m<3>: etylen 17000 kg, etan 19500 kg, propylen 17000/42500 kg, propan 17000/35500 kg, NH3 5700 kg, butadien 18500 kg, butylen 20800 kg og butan 19500 kg.

Anlegget kan selvsagt ha flere samletanker, i det minste én for hver type restgass som skal samles opp.

Varmeveks1ingen kan skje i to trinn. Restgass som tilføres fra tanken som er ufullstendig tømt kan føres til en første varmeveksler eller varmevekslergruppe, der fordampet, kald nitrogengass fra en lagringstank varmeveksles med restgassen og ledes til den ufullstendig tømte tanken. Restgassen, som derved ikke nødvendigvis må kondensere, kan deretter ledes til kondensering i et eget kretsløp inne i lagringstanken for nitrogen. Denne kondensering vil bevirke at nitrogen fordamper og drives ut av lagringstanken til den første varmeveksleren. Varmevekslingen i lagringstanken kan skje slik at det bare inntreffer en passende grad av underkjøling av kondensatet.

Oppfinnelsen skal i det følgende forklares nærmere, under henvisning til den vedføyde tegning, som skjematisk illustrerer et eksempel på et anlegg i henhold til oppfinnelsen.

Anlegget omfatter tre hovedenheter, nemlig en gjenvinningsenhet 1, i hvilken restgass og nitrogen utsettes for varmeveksling og separering, en isolert tank 2 med en varmeveksler (kondensator) i et forråd av flytende nitrogen og en isolert tank 3 for mottak av rekondensert restgass.

Fra tanken (ikke vist) som er ufullstendig tømt for sitt innhold av flytende gass, slik at den inneholder en restgass i dampform, ledes restgassen inn i gjenvinningsenheten 1 gjennom en ledning 10. I ledningen 10 er det vist en vifte 6, for pumping av restgassen. Restgassen ledes til en varmeveksler 4, som også tilføres fordampet, kald nitrogen fra tanken 2, gjennom en ledning 14. Nitrogen i dampform fra varmeveksleren 4 passerer en varmer 7, for deretter å ledes inn i tanken som inneholder restgass, gjennom en ledning 11. Nitrogen og restgass i tanken vil i den første fasen innta en lagdeling. Nitrogenet vil virke til å drive restgass ut av tanken og inn i gjenvinningsenheten 1. Pumpen 6 kan derfor i prinsippet utelates, men den vil fremskynde transporten av restgass til anlegget. Varmeveksleren 4 kan f.eks. være en rørvarmeveksler av kjent type.

Under varmeveksleren 4 er montert en oppsamler 9, som mottar kondensert restgass og ukondensert restgass med økende tilstedeværelse av nitrogengass. Den kondenserte restgassen ledes videre til en separator 5, fra hvilken den kondenserte restgassen ledes gjennom en ledning 16 til samletanken 3.

Oppsamleren 9 er dessuten tilkoblet en kondensator 8 for restgassen. Kondensatoren 8 befinner seg i det flytende nitrogenet i tanken 2. Den ukondenserte restgassen og tilstedeværende nitrogen ledes fra oppsamleren 9 gjennom kondensatoren 8, der det skjer en fullstendig kondensering og underkjøling av restgassen. Den underkjølte restgassen og det tilstedeværende nitrogenet ledes gjennom ledningen 13 til separatoren 5. Fra separatoren 5 slippes nitrogenet ut, og den kondenserte restgassen ledes via ledningen 16 til tanken 3.

Samletanken 3 for kondensert restgass er dessuten tilkoblet ledningen 10 for innkommende restgass til anlegget, via en ledning 18. Ved overtrykk i samletanken 3 vil således restgass bli resirkulert.

Anlegget kan omfatte stengeventiler, som på tegningen er vist som en ventil 19 i ledningen 15, en ventil 2 0 i ledningen 14, en ventil 21 i ledningen 18 og en ventil 22 i ledningen 16. Det kan selvsagt også inngå flere ventiler, f.eks.

sikkerhetsventiler.

Anlegget kan være konstruert til bruk for, men er ikke begrenset til, alle typer flytendegjorte gasser som har et gasstrykk på over 2,8 kp/cm<2> ata ved en temperatur på 37,8°C. Anlegget kan kun brukes til én restgass av gangen. Dersom anlegget skal benyttes for flere typer restgasser, må anleggets restgasside spyles med nitrogengass før en ny restgasstype tilføres. Dessuten må en ny samletank tilkobles.

Anlegget omfatter selvsagt, i tillegg til ventiler, (ikke viste) følere og regulatorer.

Når restgass i dampform, f.eks. etylen med en temperatur på ca.

-100°C, ledes til varmeveksleren 4, samtidig med at kald

nitrogengass på ca. -190°C tilføres varmeveksleren 4 fra lagringstanken 2, kjøles restgassen, men nitrogenet oppvarmes ytterligere før det strømmer til tanken som skal tømmes. En ytterligere oppvarming er i enkelte tilfeller ønskelig for å oppnå en gunstig lagdeling av nitrogen og restgass i tanken som skal tømmes.

Nitrogenet vil drive restgassen fra tanken til anlegget, eventuelt hjulpet av viften 6. I ledningen 10 vil det etter en viss tid etter starten av anlegget strømme en blanding av restgass og nitrogen. På restgass-siden i varmeveksleren 4 er derfor separatoren 5 tilkoblet, slik at nitrogen som følger med den kondenserte restgassen blir utskilt og slippes ut gjennom ledningen 17. Restgass-kondensat ledes fra separatoren 5 til samletanken 3. De ukondenserte restgasser i oppsamleren 9 samt det nitrogenet som følger med ledes til kondensatoren 8 som befinner seg i nitrogen-lagringstanken 2. Det kan her sørges for at restgass-kondensatet bare blir begrenset underkjølt,

dvs. at kjølingen ikke skjer til kondensatet er i nærheten av det flytende nitrogenets temperatur. Nitrogenet som følger med vil fortsatt være i gassfase. Fra kondensatoren 8 ledes . restgass-kondensatet og det tilstedeværende nitrogenet til separatoren 5, der kondensatet blandes med kondensat som kommer direkte fra oppsamleren 9. Nitrogenet separares og ledes ut gjennom ledningen 17.

Det oppnås således at restgassen kan samles fullstendig opp. Restgassen i tanker som er ufullstendig tømt kan utgjøre i størrelsesorden 1 % av tankens innhold i fylt tilstand. Det er således tale om i alt store mengder restgass som kan samles opp. I tillegg til den forurensning som unngås samles det derfor opp restgass med en betydelig verdi.

Claims (4)

1. Fremgangsmåte ved tømming av en tank som inneholder gass i dampform - etter at dens innhold av gass i flytende form er

tømt - ved tilførsel til tanken av fordampet nitrogen som oppbevares i flytende form i et forråd,karakterisert ved at gassen i dampform føres til en første varmeveksling med nitrogendamp, slik at deler av gassen kondenseres, hvoretter nitrogendampen føres til tanken, at restene av gass i dampform bringes til å kondensere ved en andre varmeveksling, med det flytende nitrogenet i forrådet, slik at nitrogen i forrådet fordamper og benyttes ved den første varmevekslingen, og at den kondenserte restgassen føres til en samletank.

2. Fremgangsmåte som angitt i krav 1,karakterisert ved at fordampet nitrogen og innstrømmende restgass fra tanken som skal tømmes varmeveksles i en varmeveksler utenfor forrådet av nitrogen.

3. Anlegg til bruk ved tømming av en tank ifølge fremgangsmåten i krav 1, omfattende et forråd (2) av flytende nitrogen for tilførsel til tanken i fordampet form, karakterisert ved at det i anlegget er anordnet et varmevekslersystem (4, 8) som er tilkoblet nitrogenforrådet (2), slik at fordampning av nitrogen skjer i en første del (8) av systemet (4, 8) som er i forbindelse med det flytende nitrogenet i forrådet (2), hvorved det oppstår et drivtrykk i forrådet som fører nitrogendamp til varmeveksling med restgassen fra tanken i en andre del (4) av systemet (4,8), hvilken del ikke er i forbindelse med det flytende nitrogenet i forrådet, slik at deler av restgassen kondenseres i den andre delen (4), mens resterende restgass i dampform føres til kondensasjon i den første delen (8) av systemet (4,8), og at en samlebeholder (3) er tilkoblet systemet (4, 8) for å motta den kondenserte restgassen.

4. Anlegg som angitt i krav 3,karakterisert ved at den første delen (8) av systemet (4,8) for varmeveksling utgjør en kondensator (8) for restgassen, anordnet i nitrogenforrådet (2).