NO332911B1

NO332911B1 - Fremgangsmate og anordning for handtering av HC-gass

Info

Publication number: NO332911B1
Application number: NO20052217A
Authority: NO
Inventors: Kristian Utkilen
Original assignee: Hamworthy Plc
Priority date: 2005-05-09
Filing date: 2005-05-09
Publication date: 2013-01-28
Also published as: NO20052217L; NO20052217D0; WO2006121343A1

Abstract

Det omtales en fremgangsmåte for oppsamling av gass som fortrenges ved lasting av hydrokarbonholdig væske til en eller flere tanker, så som skipstanker, og gjenbruk av den oppsamlede hydrokarbonholdige gassen som dekkgass i tanker som tømmes for væske. Fremgangsmåten er kjennetegnet ved at gassen fra tankene som fylles med væske samles opp i et oppsamlingsarrangement og ledes til ett eller flere lagringsvolum for mellomlagring, idet den oppsamlede gassen kan føres tilbake til de samme tankene eller andre tanker som tømmes for væske og fungere som dekkgass for å hindre inntrenging av luft. Gassen ledes følgelig til en eller flere lagertanker, fjellhaller eller kaverner, og anlegget kan utgjøre en del av et råolje- eller råproduktlager i et prosessanlegg. Det omtales også en anordning og anvendelse av oppfinnelsen.

Description

Den foreliggende oppfinnelse vedrører en fremgangsmåte og en anordning for oppsamling av gass som fortrenges ved lasting av hydrokarbonholdig væske til en eller flere tanker, så som skipstanker, og gjenbruk av den oppsamlede hydrokarbonholdige gassen som dekkgass i tanker som tømmes for væske, slik det fremgår av innledningene i de etterfølgende krav 1 hhv 6. Oppfinnelsen vedrører også en anvendelse av fremgangsmåten og anordningen.

Foreliggende oppfinnelse har følgelig befatning med en fremgangsmåte for kontroll av utslipp av flyktige gasser (VOC) fra en oppbevaringstank som fylles med væske, så som fylling av en oljetank ombord i en oljetanker, hvori det blir benyttet et system for oppsamling og mellomlagring av gass eller damp som fortrenges fra tanken under lasting for senere bruk som inert gassatmosfære (dekkgass) i tanker for transport av væske.

Ved transport av flyktige og / eller brennbare væsker, så som råolje-, kondensat eller andre hydrokarbonholdige væsker, benyttes det i tankene vanligvis en inert gass for å fylle det volumet av tanken som ikke okkuperes av væske, slik at luft / oksygen ikke kan trenge inn i tankene og føre til en brennbar gass-blanding. Denne gassatmosfæren benevnes ofte som dekkgass. Som dekkgass benyttes det vanligvis eksosgass, men hydrokarbongass eller andre gasser som har lavt innhold av oksygen kan også benyttes.

Ved fylling av en væske til en tank der det er benyttet en dekkgass, som f.eks. ved lasting av et tankskip for transport av råolje, kondensat eller petroleumsprodukter, vil dekkgassen bli fortrengt av det innkommende væskevolum dersom ikke trykkoppbygging kan tillates. Vanligvis er den fortrengte gassen blitt sluppet direkte til luft. Denne gassen inneholder ofte betydelige mengder hydrokarboner, og vil kunne utgjøre en sikkerhetsrisiko, og være skadelig for personell og miljø.

På samme måte som gass fortrenges under fylling av en væske til en tank, må det tilføres en inert dekkgass til tanken idet væske tappes av / losses. Dersom ikke, vil det oppstå et vakuum som vil kunne føre til inntrenging av luft/oksygen. Den inerte dekkgassen kan være eksosgass fra fremdriftsmaskineri eller gene-ratorer for eksosgass, eller hydrokarbongass. Ved bruk av eksosgass som dekkgass over en flyktig væske, så som råolje, kondensat eller andre petroleumsprodukter, er det erfart at en vesentlig andel av de flyktige kompo-nentene i væsken fordampes.

Det har de siste årene blitt installert gjenvinningsanlegg på enkelte råoljetank-skip eller på eksportterminaler for gjenvinning av hydrokarbondamp under lasting av råolje eller kondensat til tankskip som benytter eksosgass som dekkgass i tankene. Gjenvinningsløsningene baseres typisk på absorpsjon, kondensasjon, adsorpsjon eller en kombinasjon av disse. Disse gjenvinnings-anleggene er store og kostbare, og har den ulempen at de kun klarer å gjen-vinne en del av oljedampen fra dekkgassen.

Oppfinnelsen beskrevet her er relatert til en fremgangsmåte for å begrense utslippene av skadelige stoffer, så som hydrokarbondamp, i forbindelse med lasting av flyktig væske til tankskip, ved at den fortrengte gassen samles opp og ledes til et lagringsvolum. Lagringsvolumet kan være en eller flere store lagertanker eller fjellhaller/kaverner. Det nevnte lagringsvolumet kan være lager for en væske tilsvarende den som fylles til skipstankene eller andre tanker, eller lager for et helt annet formål. Lagringsvolumet kan også være laget spesielt for oppsamling av nevnte gass.

Den oppsamlede gassen benyttes som dekkgass ved tømming av en væske fra et tankskip i stedet for eksosgass. Ved å benytte en gass allerede rik på hydrokarbongass som dekkgass, reduseres tap av hydrokarbonprodukt fra lasten som følge av fordamping, og den totale mengden hydrokarbongass i den tomme tanken vil være tilnærmet lik mengden som ville fordampet fra lasten om det hadde blitt benyttet eksosgass som dekkgass.

Tankene som henholdsvis tømmes og fylles kan være i forskjellige skip eller det kan være de samme tankene. I sistnevnte tilfelle vil et tankskip tømme en last fra tankene der tidligere oppsamlet gass benyttes som dekkgass. Ved fylling av ny last samles så dekkgassen opp igjen for senere bruk.

Den oppsamlede gassen komprimeres ikke vesentlig, og lagres i lagertankene eller fjellhallene/kavernene ved relativt lavt trykk. Det er derfor ikke behov for et utskillingsanlegg for hydrokarboner eller flyktige komponenter som kondenserer eller skilles ut ved trykkøkning. For å overvinne strømningstap og eventuell trykkdifferanse kan det imidlertid være nødvendig å installere et utstyr for trykk-økning for transport av gass mellom lagertankene og skipstankene. Dette kan for eksempel være en gassblåsemaskin eller en vifte.

I norsk patent NO310377 er det beskrevet en løsning der gass fra et prosessanlegg som normalt brennes i fakkel samles opp og ledes til ett eller flere lav-trykkslagre. Gass fra lavtrykkslageret/ene ledes så tilbake til prosessen. NO310377 omhandler ikke gass som slippes ut ved lasting av transportmidler under normal drift. Når det gjelder kjente løsninger, skal det vises spesifikt til US-patentskrifter US 5,367,882, US 6,604,558 og WO 2004/081440.

I US-patentskrift 5,524,456 er det beskrevet en prosess der en dekkgass fra et tankskip er samlet opp, komprimert og nedkjølt i flere trinn for å skille ut flyktige organiske forbindelser, for deretter å lagre den resterende gassen under høyt trykk for senere bruk som dekkgass i tankskip.

Foreliggende oppfinnelse tilveiebringer en fremgangsmåte for oppsamling av gass som fortrenges ved lasting av hydrokarbonholdig væske til en eller flere tanker, så som skipstanker, og gjenbruk av den oppsamlede hydrokarbonholdige gassen som dekkgass i tanker som tømmes for væske for å hindre inntrengning av luft og kjennetegnes ved at gassen fra tankene som fylles med væske samles opp i et oppsamlingsarrangement og ledes til ett eller flere lagringsvolum i form av store lagertanker, fjellhaller eller kaverner for lagring av gass og/eller væske, idet lagringsvolumet benyttes til: samtidig lagring av den oppsamlede gassen og en væske tilsvarende væsken som lastes til skipstanker, og /eller at lagringsvolumet benyttes til samtidig lagring av den oppsamlede gassen og en væske forskjellig fra væsken som lastes til skipstanker. De ytterligere foretrukne utførelsene av oppfinnelsen fremgår av krav 2-5.

Videre tilveiebringer oppfinnelsen en anordning ved anlegg for oppsamling av gass som fortrenges ved lasting av hydrokarbonholdig væske til en eller flere tanker, så som skipstanker, og tilbakeføring for gjenbruk av den oppsamlede hydrokarbonholdige gassen som dekkgass i tanker som tømmes for væske, og omfattende et oppsamlingsarrangement for fortrengt gass samt system for tilbakeføring av gass, som kjennetegnes ved et eller flere lagringsvolumer for mellomlagring omfattende store lagertanker, fjellhaller eller kaverner for lagring av gass og/eller væske. De foretrukne utførelsene fremgår av krav 7-10.

Fremgangsmåten og anordningen ifølge oppfinnelsen anvendes fortrinnsvis i tilknytning til et anlegg som omfatter et prosessanleggs råolje- eller råproduktlager, så som for håndtering av stabilisert eller ustabilisert olje, kondensat, nafta eller andre petroleumsdestillat.

I motsetning til løsningen som omtales i US patentskrift 5,524,456, er prinsippet i foreliggende oppfinnelse å samle opp og lagre ubehandlet dekkgass i det et høyt hydrokarboninnhold gir mindre fordamping av lasten ved bruk av gassen som dekkgass i et tankskip. Ved foreliggende oppfinnelsen benyttes det heller ikke et behandlingsanlegg forden oppsamlede gassen, og heller ikke trykk-tanker til lagring av den oppsamlede gassen.

Den foreliggende oppfinnelsen skal nå beskrives nærmere ved hjelp av figur 1, som viser en hovedprinsippskisse av oppfinnelsen.

En skipstank 10 for transport av flyktig væske er via ledning 12 koplet til et oppsamlingsarrangement for gassblanding. Ledningen 12 fører gassblandingen til en stor lagertank/fjellhall/kaverne 14. For å ivareta overføringen og transporten av gassen fra skipstanken 10 til lagertanken 14 kan det være nødvendig å benytte et trykkøkningsutstyr 13, f.eks. en gassblåsemaskin eller en vifte (innkoplet på ledningen 12) for å øke trykket i den gassen som føres til tanken 14. For å kontrollere gasstrykket i tanken 10 kan trykkøkningsmaskinens 13 sugevolum av gassen varieres, eller det kan benyttes en trykkontrollventil.

Under lasting av væske gjennom ledning 20 til den første skipstanken 10 vil et gassvolum 11 i tanken bli fortrengt av den innkommende væske. Den fortrengte gassen samles opp i oppsamlingsarrangementet 12 og transporteres ved hjelp av gassblåsemaskinen 3 til lagerhallen 4. Her mellomlagres gassen til senere bruk, eller den benyttes umiddelbart som dekkgass ved tømming av andre tanker, for eksempel på andre skip.

Til venstre på figuren er de skjematisk illustrert en skipstank 18 som i utgangs-punktet er fullastet med væske 21 (eksempelvis olje). Under tømming av skipstanken 18 vil det måtte fylles en dekkgass 11 i tanken for å erstatte væskevol-umet 21 som er fjernet. Skipstanken 18 forbindes da med lagertanken 14. Gassen 11 som er lagret i lagertanken 14 transporteres da i et rørsystem 15 og om nødvendig ved hjelp av et trykkøkningsutstyr 16 til tanken 18. En ventil 17 innkoplet på ledningen/røret 15 kan benyttes for å kontrollere trykket i skipstanken 18. Eventuelt kan trykkøkningsutstyrets sugevolum varieres for å variere gassraten inn til tanken 18.

Utførelser av oppfinnelsen.

Utifrå det ovenstående kan fremføringen av gassene fra til de to tank-typene (en som tømmes for væske hhv en som lastes med væske) utøves for mange ulike situasjoner.

Lagringsvolumet kan benyttes til samtidig lagring av den oppsamlede gassen og en væske tilsvarende væsken som lastes til skipstanker, eller det kan benyttes til samtidig lagring av den oppsamlede gassen og en væske forskjellig fra væsken som lastes til skipstanker.

Alternativt kan gassen samles opp fra en eller flere skipstanker og føres til lagervolumet, og at gassen føres videre til andre skipstanker som er under tømming for væske.

Lagringsvolumet kan utgjøres av anleggets råolje- eller råproduktlager, så som stabilisert eller ustabilisert olje, kondensat, nafta eller andre petroleumsdestillat.

Gassen kan samles opp fra en eller flere skipstanker og føres til lagervolumet for mellomlagring, og at gassen på et senere tidspunkt benyttes som dekkgass i skipstanker i forbindelse med tømming av væske fra disse tankene.

Det foran nevnte trykkøkningsutstyr kan, i tilknytning til lagringsvolumet, være for trykkøkning for å transportere den lagrede gassen direkte videre til en tank hvor den benyttes som dekkgass. Trykkøkningsutstyret kan samtidig være for selve fremføringen av gassen og for å regulere trykket i gassen.

Det er også et alternativ at gassen fra lagringsvolumet ikke benyttes som dekkgass, men benyttes til annet egnet formål.

Med foreliggende oppfinnelse er det frembrakt en løsning som medfører at dekkgass kan benyttes på en rekke måter med utgangspunkt i et lager som har et stort volum. Dessuten kan det anvendes store lagringsvolumer som er ment benyttet til annet formål, for eksempel til lagring av hydrokarbonholdig væske.

Selv om det benyttes trykksettingsutstyr ved behov for regulering av gasstrykket og for å fremføre gassen, så er det gjennomgående at lagertanken og hele ledningssystemet kan opereres med lave trykk.

Claims

1. Fremgangsmåte for oppsamling av gass som fortrenges ved lasting av hydrokarbonholdig væske til en eller flere tanker, så som skipstanker, og gjenbruk av den oppsamlede hydrokarbonholdige gassen som dekkgass i tanker som tømmes for væske for å hindre inntrengning av luft, karakterisert vedat gassen fra tankene som fylles med væske samles opp i et oppsamlingsarrangement og ledes til ett eller flere lagringsvolum i form av store lagertanker, fjellhaller eller kaverner for lagring av gass og/eller væske, idet lagringsvolumet benyttes til: samtidig lagring av den oppsamlede gassen og en væske tilsvarende væsken som lastes til skipstanker, og /eller at lagringsvolumet benyttes til samtidig lagring av den oppsamlede gassen og en væske forskjellig fra væsken som lastes til skipstanker.

2. Fremgangsmåte i samsvar med krav 1, karakterisert vedsamtidig med at gassen samles opp fra en eller flere skipstanker og føres til lagervolumet, føres det gass videre til andre skipstanker som er under tømming for væske.

3. Fremgangsmåte i samsvar med krav 1-2, karakterisert vedat den oppsamlete gassen som føres til lagringsvolumet underkastes en trykkøkning for.

4. Fremgangsmåte i samsvar med et av de foregående krav,karakterisert vedat den lagrede gassen som føres tilbake fra lagringsvolumet underkastes en trykkøkning for transport til en tank hvor den benyttes som dekkgass.

5. Fremgangsmåte i samsvar med krav 1,karakterisert vedat gassen fra lagringsvolumet videreføres til andre anvendelser enn som dekkgass.

6. Anordning ved anlegg for oppsamling av gass som fortrenges ved lasting av hydrokarbonholdig væske til en eller flere tanker, så som skipstanker, og tilbakeføring for gjenbruk av den oppsamlede hydrokarbonholdige gassen som dekkgass i tanker som tømmes for væske, og omfattende et oppsamlingsarrangement for fortrengt gass samt system for tilbakeføring av gass,karakterisert ved et eller flere lagringsvolumer for mellomlagring omfattende store lagertanker, fjellhaller eller kaverner for lagring av gass og/eller væske.

7. Anordning i samsvar med krav 6, karakterisert vedat arrangementet for oppsamling av gass omfatter utrustning til å øke gasstrykket for å transportere den oppsamlede gassen til lagringsvolumet.

8. Anordning i samsvar med et av kravene 6-7, karakterisert vedat gass-oppsamlingsarrangementet omfatter utrustning for å øke gasstrykket for å transportere den oppsamlede gassen til lagringsvolumet.

9. Anordning i samsvar med et av kravene 6-8, karakterisert vedat det i tilknytning til lagringsvolumet er anordnet utstyr for trykkøkning for å transportere den lagrede gassen til en tank hvor den benyttes som dekkgass.

10. Anordning i samsvar med et av kravene 6-9, karakterisert vedat oppsamlingsarrangementet og innretningen for tilbakeføring av gass og/eller økning av trykket, omfatter en gassblåsemaskin eller en vifte.

11. Anvendelse av fremgangsmåte og anordning ifølge de foregående krav, i tilknytning til et anlegg som omfatter et prosessanleggs råolje- eller råproduktlager, så som for håndtering av stabilisert eller ustabilisert olje, kondensat, nafta eller andre petroleumsdestillat.