NO314423B1 - Fremgangsmåte ved gjenvinning av VOC-gass og anlegg for gjenvinning av VOC-gass - Google Patents

Description

Oppfinnelsen vedrører en fremgangsmåte ved gjenvinning av VOC-gass som angitt i krav 1 's innledning.

Oppfinnelsen vedrører også et anlegg for gjenvinning av VOC-gass som angitt i krav 5's innledning.

VOC (Volatile Organic Compounds hydrokarbongasser) utslipp fra tankskip under lasting er et miljøproblem. For å redusere/fjerne slike utslipp er det kjent å kondensere VOC-gassen og ta vare på den.

Kondenseringsprosessen er energikrevende, da det må benyttes kompressorer for å øke trykket på gassen før kondensering. Det benyttes i dag elektriske motorer for drift av kompressorene. Dette er komplisert og dyrt. Systemet er også forurensende da det benyttes tungolje som drivstoff for strømgenerator-enheter.

Hensikten med foreliggende oppfinnelse er å fange opp/gjenvinne VOC-gass på en energigunstig og miljøvennlig måte.

Det skal nevnes at det fra NO 176454 er kjent en fremgangsmåte og et anlegg for utnyttelse/tilveiebringelse av brenngass fra avkok fra flytende gass hvor avkoket og den flytende gass før komprimeringen overhetes henholdsvis fordampes i hver sin seksjon før de føres sammen i et felles blandekammer.

Ifølge oppfinnelsen foreslås det derfor en fremgangsmåte som definert i krav 1. Ytterligere trekk ved fremgangsmåten er angitt i de uselvstendige fremgangsmåtekrav.

Ifølge oppfinnelsen foreslås det også et anlegg som definert i krav 5.

Ytterligere trekk ved anlegget vil gå frem av de uselvstendige anleggskrav.

Oppfinnelsen skal nå forklares nærmere under henvisning til tegningene, hvor

Fig. 1 viser et tankskip under lasting av råolje og med et kjent gjenvinningsanlegg,

fig. 2 viser et kjent prosessarrangement, som benyttes om bord i tankskipet i fig. 1, og

Fig. 3 viser et nytt prosessarrangement hvor oppfinnelsen benyttes.

For bedre forståelse av oppfinnelsen skal først et eksempel på kjent teknikk omtales nærmere, under henvisning til fig. 1 og 2.

Et tankskip 1 har et antall tanker 2,3,4 og 5. Tanken 5 er under lasting, gjennom lasteledningen 6. Tankene 2 og 4 er ferdiglastet mens tanken 3 er tom.

Et anlegg om bord i tankskipet 1 for gjenvinning av VOC-gass og inertgass er i fig. 1 vist tilknyttet tanken 5, som er under lasting. Gjenvinningsanlegget innbefatter et kondenseringsanlegg 7 og en lagertank 8 for kondensert, dvs. flytende VOC. I den i fig. 1 viste situasjon er kondenseringsanlegget 7 tilknyttet den tank 5 som er under lasting. Inertgass og VOC går da til kondenseringsanlegget 7.1 lagertanken 8 blir kondensert VOC-gass lagret. Inertgass går gjennom ledningen 9 til en ventilasjons-stigeledning 10.

Nærmere detaljer ved prosessanlegget er vist i fig. 2, hvor man finner tankskipet 1 og VOC-kondensattanken 8. Tankene om bord i tankskipet 1 er ved hjelp av et rør-arrangement 11 tilknyttet en demister 12 (dråpefanger), hvorfra VOC-gassen går til en kompressor 13. Kompressoren 13 drives på kjent måte av en her ikke vist elektromotor. Fra kompressoren 13 går den komprimerte gass til en sjøvannskjølt kondensator 14 og derfra til en trefase-separator 15. Her dreneres vann gjennom en ledning 16. VOC-separeres fra vannet og pumpes 17 til VOC-tanken 8.

Tørr gass går fra separatoren 15 til en totrinns varmeveksler (kondensator) 18.1 det første trinn i varmeveksleren 18 benyttes overskuddsgass og kald VOC fra totrinns separatoren 19 som kjølemiddel. I det andre trinn i varmeveksleren 18 benyttes kald propylen 20 som kjølemiddel. Kjøleanlegget 21 kjøles med sjøvann 22.

Gass/væskeblandingen går til separatoren hvor lette hydrokarboner så som etan, propan og butan skilles ut som væske.

Flytendegjort VOC pumpes 23 via varmeveksleren 18 og blandes med væske fra separatoren 15 før den går inn i VOC-Iagertanken 8, som er plassert på tankskipets 1 dekk. Fra VOC-tanken 8 går det ledninger til en dekksmanifold 24.

Energi for drift av det foran viste og beskrevne prosessarrangement kan tas fra skipets eget kraftanlegg dersom overskytende energi er til rådighet. Hvis ikke benyttes det en separat kraftenhet som settes om bord.

Den gjenvunnede VOC kan føres tilbake til lasten (råoljen) eller eksporteres til land for bruk der som forbrenningsmiddel, eller for viderebehandling (raffinering).

Ifølge oppfinnelsen benyttes VOC-gassen som oppstår under lasting for produksjon av damp, som benyttes for drift av dampturbiner som på sin side driver gasskompressorene i gjenvinningsanlegget. VOC-kondensat og overskuddsgass brukes altså som drivstoff for et dampsystem. Videre kan VOC-kondensatet fordelaktig også benyttes som "inert" oksygenfri dekkgass i lasttankene.

Oppfinnelsen skal nå beskrives nærmere under henvisning til fig. 3, som viser et prosessanlegg ifølge oppfinnelsen.

På dekket til tankskipet 1 er det anordnet et VOC-gjenvinningsanlegg 25. Videre er det på tankskipets 1 dekk anordnet en VOC-kondesattank 8. Fra VOC-gjenvinningsanlegget 25 går det en ventilerings-stigeledning 10, se også fig. 1 og 2.

VOC-gjenvinningsanlegget 25 innbefatter en første kompressor 26 som drives av en dampturbin 27, en andre kompressor 28 som drives av en dampturbin 29, og en kompressor 30 med tilhørende dampturbin 31. Kompressoren 30 med turbinen 31 inngår i et kjøleanlegg (se fig. 2).

Fra tankskipet 1 går VOC-gass gjennom en ledning 32 til VOC-gjenvinningsanlegget 25. Det ved hjelp av kompressorene 26,28 og kjøleanlegget 30,31 tilveiebragte VOC-kondensat går gjennom en ledning 33 til VOC-kondensattanken 8.

Fra VOC-kondensattanken 8 går det en ledning 34 til en dampkjel 35, hvor VOC-kondensat fra tanken 8 benyttes som drivstoff (brensel). Luft og tungolje tilføres etter behov som antydet med pilene 36 henholdsvis 37.

Overskuddsgass går ut gjennom ventilerings-stigeledningen 10 og kan gjennom den avgrenende ledning 38 tilføres dampkjelen 35 for forbrenning der. Overskuddsgassen gjennom ledningen 38 vil inneholde metan, etan og N2.

Damp fra dampkjelen 35 går gjennom dampledningen 39 til turbinene 27,29,31 og går også gjennom en varmeveksler 40 hvor VOC-kondensat fra tanken 8 varmes opp og gjennom ledningen 41 kan tilføres den aktuelle lastetank om bord i tankskipet 1 som dekkgass.

Turbinene 27,29,31 er tilknyttet en kondensator 42 hvorfra kondensat går til en føde-vanntank 43 og derfra til dampkjelen 35. Sjøvannskjøling er antydet med pilene ved 44. I et praktisk utførelseseksempel kan VOC-kondensattanken 8 ha et volum på 450 m<3> og arbeide under et trykk på 5-12 bar. Turbinene 27,29 kan hver levere 1400 kW, med et omdreiningstall pr. minutt på 3600. Turbinen 31 i kjøleanlegget kan eksempelvis levere 600 kW med et omdreiningstall pr. minutt på 3600.1 kondensatoren 52 kan det arbeides med et trykk på 0,2 bar a. Dampkjelen 35 kan levere damp med 16 bar abs og med en kapasitet på 38 tonn pr. time. Som brenner i dampkjelen 5 kan det benyttes en vanlig "dual fuel burner". Med oppfinnelsen har man således utnyttet kondensatet som produseres fra avgassing i lastetankene som drivstoff for dampkjelen, som produserer damp for drift av gjenvinningsanlegget. Overskuddsgass som normalt ikke gjenvinnes og som ellers ville gå ut i atmosfæren, blandes med luftinntaket på dampkjelen 35 og forbrennes der.

Ved at VOC-kondensat regenereres til "inertgass", vil man i utgangspunktet kunne ha en mettet gassatmosfære som reduserer avgassingen i tankene. Ved den konvensjonelle bruk av inertgass (N2 + CO2) i tankatmosfæren, vil hydrokarboner blandes lett og det vil foregå en øking i gassutviklingen. Spesielt er dette ugunstig ved påbegynnelsen av lastingen, da man har mye N2 i inertgassen. Samtidig vil det foreligge en større mengde gass å prosessere, noe som krever ytterligere energi. Dette unngår man med oppfinnelsen.

Claims (7)

1. Fremgangsmåte ved gjenvinning av VOC-gass som dannes ved lasting av hydrokarboner i en tank, hvilken VOC-gass oppfanges, komprimeres og kjøles og føres til en VOC-kondensattank, karakterisert ved at VOC-kondensatet benyttes som drivstoff for et dampsystem og at den i dampsystemet tilveiebragte damp benyttes for drift av kompressorer for nevnte komprimering av VOC-gassen.

2. Fremgangsmåte ifølge krav 1, karakterisert ved at den i dampsystemet tilveiebragte damp benyttes for drift av et kjøleanlegg for nevnte kjøling.

3. Fremgangsmåte ifølge krav 1 eller 2, karakterisert v e d at overskytende gass fra gjenvinningen føres til dampsystemet som tilskudd til nevnte drivstoff.

4. Fremgangsmåte ifølge krav 1-3, karakterisert ved at VOC-kondensat varmeveksles med den nevnte damp og føres tilbake som dekkgass i tanken.

5. Anlegg for gjenvinning av VOC-gass som dannes ved lasting av hydrokarboner i en tank, innbefattende en eller flere kompressorer (26,28,30) for VOC-gassen, et kjøle-anlegg (30,31) for den komprimerte VOC-gass og en VOC-kondensattank (8), karakterisert ved at den eller de nevnte kompressorer (26,28,30) er tilknyttet en respektiv dampturbin (27,29,31), og at VOC-kondensattanken (8) er tilknyttet en kjel (35) for tilveiebringelse av damp under utnyttelse av VOC-kondensatet som drivstoff i kjelen (35), idet dampkjelen (35) er tilknyttet den/de nevnte dampturbiner (27,29,31).

6. Anlegg ifølge krav 5, karakterisert ved at dampkjelen (35) også er tilknyttet en turbin (31) for drift av en kjølekompressor (30) for VOC-gassen.

7. Anlegg ifølge krav 4 eller 5, karakterisert ved en varmeveksler (40) for varmeveksling av VOC-kondensat fra VOC-kondensattanken (8) med damp fra dampkjelen (35), for regenerering av VOC-kondensatet til en egnet dekkgass.