RU100061U1

RU100061U1 - ADAPTING INSTALLATION FOR STEAMING OF VAPORS OF HYDROCARBONS AND EASY-BOILING LIQUIDS FROM RESERVOIRS WHEN STORING OR TRANSMISSION

Info

Publication number: RU100061U1
Application number: RU2010105835/12U
Authority: RU
Inventors: Василий Юрьевич Емельянов
Original assignee: Василий Юрьевич Емельянов
Priority date: 2010-02-19
Filing date: 2010-02-19
Publication date: 2010-12-10

Abstract

1. Адаптирующаяся установка улавливания паров углеводородов и легкокипящих жидкостей из соединенных системой трубопроводов резервуаров для хранения/перевозки нефтепродуктов, содержащая резервуар/ы в виде емкости (1) с нефтепродуктом или легковоспламеняющейся жидкостью, объединенные газоуравнительной линией (2), ресивер (газгольдер) (3), выход которого по конденсату подсоединен к нижней части резервуара-сборника конденсата (4), и соединенные с ним датчики предельных значений вакуума (6) и избыточного давления (7), газодувку-нагнетатель (5), подключенную к линии подачи газа ресивера (3), байпасной линии с клапаном (8), а выходом по газу соединенной через обратный клапан (9) с испарителем-теплообменником (10), осуществляющим конденсацию паровоздушной смеси (ПВС) с установленными на выходе регулятором давления типа «до себя» (11) и холодильную машину (12) для охлаждения и конденсации ПВС в испарителе-теплообменнике (10), соединенным посредством обратного клапана (13) с линией слива с резервуаром-сборником конденсата (4). ! 2. Установка по п.1, отличающаяся тем, что для увеличения степени конденсации углеводородов, увеличения времени полезной работы и уменьшения количества вымерзающей влаги в теплообменниках испаритель-теплообменник (10) выполнен из двух ступеней, первая (10') из которой служит для охлаждения ПВС до температуры +0,5…+1°С, а вторая (10”) - до требуемой низкой температуры, в частности от -60 до -30°С, при этом у первой (10') ступени предусмотрено средство разделения и отвода воды (14), оснащенное гидростатическим затвором (13). ! 3. Установка по п.1, отличающаяся тем, что для уменьшения потребляемой электрической мощности холодильной 1. Adaptable installation for the capture of hydrocarbon vapors and low boiling liquids from pipelines connected to the system for storing / transporting petroleum products, containing the tank (s) in the form of a tank (1) with an oil product or flammable liquid, combined by a gas equalization line (2), a receiver (gas holder) (3 ), the condensate outlet of which is connected to the lower part of the condensate reservoir tank (4), and the sensors for the limit values of vacuum (6) and overpressure (7) connected to it, a gas blower-blower (5), connected to the gas supply line of the receiver (3), the bypass line with the valve (8), and the gas outlet connected through a non-return valve (9) to the evaporator-heat exchanger (10), which condenses the vapor-air mixture (PVA) with a pressure regulator installed at the output “to yourself” type (11) and a refrigeration machine (12) for cooling and condensing the PVA in the evaporator-heat exchanger (10) connected via a non-return valve (13) to the drain line with the condensate reservoir tank (4). ! 2. Installation according to claim 1, characterized in that to increase the degree of condensation of hydrocarbons, increase the useful life and reduce the amount of freezing moisture in the heat exchangers, the evaporator-heat exchanger (10) is made of two stages, the first (10 ') of which is used for cooling PVA to a temperature of + 0.5 ... + 1 ° C, and the second (10 ”) to the required low temperature, in particular from -60 to -30 ° C, while at the first (10 ') stage there is a means of separation and removal water (14) equipped with a hydrostatic shutter (13). ! 3. Installation according to claim 1, characterized in that to reduce the consumed electric power of the refrigeration

Description

Полезная модель относится к конструкции установок, предназначенных для хранения нефтепродуктов или легкокипящих жидкостей, используемых в нефтяной, нефтехимической и нефтеперерабатывающей промышленности, а также других отраслях, связанных с хранением и оборотом легкокипящих, а следовательно легко испаряющихся жидкостей, например при хранении и розничной реализации бензинов на территории городских АЗС или нефтебазах.The utility model relates to the design of installations intended for the storage of petroleum products or low boiling liquids used in the oil, petrochemical and oil refining industries, as well as other industries related to the storage and circulation of low boiling and, therefore, easily evaporating liquids, for example, during storage and retail sale of gasoline on the territory of urban gas stations or tank farms.

Предложенное устройство может быть использовано там, где применяются системы хранения и выдачи нефтепродуктов: автозаправочные станции (АЗС), нефтебазы, нефтеперерабатывающие предприятия, автотранспортные предприятия, на территории которых осуществляется заправка транспорта и т.д.The proposed device can be used where storage and distribution systems for petroleum products are used: gas stations, oil depots, oil refineries, motor transport enterprises, in the territory of which refueling is carried out, etc.

Задачей является снижение потерь нефтепродуктов за счет улавливания паров углеводородов или легкокипящих жидкостей (ЛКЖ) из паровоздушной смеси (ПВС), выбрасываемой в атмосферу из подземных или наземных резервуаров, содержащих углеводородные жидкости (нефть, бензин, керосин и т.д.) путем конденсации углеводородных паров, что приводит к улучшению экологической и противопожарной обстановки в районе размещения резервуаров (наземных, подземных) с любой формой поперечного сечения с хранящимися в них нефтепродуктами. Последнее особенно важно для городов-мегаполисов, например таких как г.Москва, с большой концентрацией автомобильного транспорта и плотной городской застройкой.The objective is to reduce the loss of petroleum products by trapping hydrocarbon vapors or low boiling liquids (LFL) from a vapor-air mixture (PVA) emitted into the atmosphere from underground or ground reservoirs containing hydrocarbon liquids (oil, gasoline, kerosene, etc.) by condensing hydrocarbon vapors, which leads to an improvement in the ecological and fire situation in the area where the tanks are located (above ground, underground) with any cross-sectional shape with the oil products stored in them. The latter is especially important for megacities, such as Moscow, with a high concentration of road transport and dense urban development.

Известно техническое решение, направленное на сокращение потерь легкоиспаряющихся продуктов, согласно которому паровоздушную смесь (ПВС) пропускают через двухступенчатую систему охлаждения. Первая ступень охлаждает ПВС до температуры плюс 0,5-1,5°С, вторая до минус 1-7°С (патент США №3266262, кл. 62-54). Недостатком данного изобретения является то, что указанная температура охлаждения недостаточна для эффективного (более 50%) улавливания углеводородов (см. книгу Константинов Н.Н., Борьба с потерями от испарения нефти и нефтепродуктов, М., "Гостоптехиздат", 1961, с.185). Кроме этого, температура выходящей ПВС отлична от температуры окружающей среды, что приводит к обмерзанию дыхательных клапанов (в теплое время года) и низкой термодинамической эффективности установки (затраты холода на выхолаживание окружающей среды).A technical solution is known to reduce the loss of volatile products, according to which a vapor-air mixture (PVA) is passed through a two-stage cooling system. The first stage cools the PVA to a temperature of plus 0.5-1.5 ° C, the second to minus 1-7 ° C (US patent No. 3266262, CL 62-54). The disadvantage of this invention is that the indicated cooling temperature is insufficient for efficient (more than 50%) capture of hydrocarbons (see book N. N. Konstantinov, Combating losses from evaporation of oil and oil products, M., "Gostoptekhizdat", 1961, p. 185). In addition, the temperature of the outgoing PVA is different from the ambient temperature, which leads to freezing of the breathing valves (in the warm season) and low thermodynamic efficiency of the installation (the cost of cold for cooling the environment).

Известно техническое решение, предусматривающее хранение нефтепродуктов с утилизацией паров (а.с. СССР №1406074, кл. B65D 90/30, 1988 г.), согласно которому конденсация ПВС производится путем барботажа последней через конденсатор, заполненный охлажденным нефтепродуктом. Предварительное охлаждение ПВС до 0°С обратным потоком холодного воздуха, позволяет как избежать ледяных пробок (при замерзании воды), так и уменьшить энергозатраты на предварительное охлаждение (до 0°С) ПВС. Недостатком данного способа охлаждения ПВС являются его ограниченные возможности, поскольку холода обратного потока выхоложенного воздуха оказывается недостаточно.A technical solution is known that provides for the storage of petroleum products with vapor recovery (AS USSR No. 1406074, class B65D 90/30, 1988), according to which PVA is condensed by sparging the latter through a condenser filled with chilled oil. Pre-cooling the PVA to 0 ° C with a return flow of cold air allows both to avoid ice plugs (when water freezes) and to reduce the energy consumption for pre-cooling (up to 0 ° C) of the PVA. The disadvantage of this method of cooling PVA is its limited capabilities, since the cold return flow of the expired air is not enough.

Известно техническое решение, также направленное на хранение нефтепродуктов с утилизацией паров (а.с. СССР №1406075, B65D 90/30, 1988 г.), заключающееся в отборе ПВС из газового пространства (ГП) резервуара, пропускании ее в режиме барботажа через слой того же нефтепродукта и возвращении воздуха после барботажа обратно в ГП резервуара. Охлаждение барботируемого нефтепродукта происходит до температуры, ниже температуры соответствующих придонных слоев нефтепродукта и выше температуры, соответствующей нулевому парциальному давлению паров, посредством охлаждения низкотемпературным хладагентом и термостатирования заглублением в грунт.A technical solution is known, also aimed at storing petroleum products with vapor recovery (AS USSR No. 1406075, B65D 90/30, 1988), consisting in the selection of PVA from the gas space (GP) of the reservoir, passing it in a bubble through layer of the same oil product and the return of air after bubbling back to the reservoir GP. The bubbling oil product is cooled to a temperature below the temperature of the corresponding bottom layers of the oil product and above a temperature corresponding to zero partial vapor pressure by cooling with a low-temperature refrigerant and thermostating by penetration into the soil.

Однако данное решение обладает ограниченностью его применения для резервуаров с переменным сечением (цилиндрические типа РГС, трапецеидальные), поскольку в указанных типах резервуаров невозможно использование эффективных плавающих защитных покрытий. Последнее обстоятельство является важным, поскольку при обеднении ПВС в ГП, из-за конденсации углеводородов и возврате чистого воздуха в ГП резервуара, происходит донасыщение последнего углеводородами (дополнительное испарение с поверхности жидкости), что приводит к возрастанию внутрирезервуарного давления (обратный выдох). Несмотря на то, что возвращаемый, очищенный воздух имеет температуру более низкую, чем отбираемая смесь, данный эффект имеет место некоторое время, поскольку скорость охлаждения ГП возвращаемым воздухом, а следовательно и верхних слоев нефтепродуктов меньше, чем скорость испарения последних в пространстве ненасыщенными углеводородами. В указанном решении используется плавающее покрытие и поэтому возможно сколь угодно малое обеднение или выхолаживание ГП резервуара без ущерба для сохранности нефтепродукта. При этом скорость нарастания концентрации углеводородов в несколько раз меньше, чем над незащищенной поверхностью.However, this solution has its limited use for tanks with a variable cross-section (cylindrical type RGS, trapezoidal), since it is impossible to use effective floating protective coatings in these types of tanks. The latter circumstance is important, since when PVA is depleted in the GP, due to condensation of hydrocarbons and the return of clean air to the GP of the reservoir, the latter is saturated with hydrocarbons (additional evaporation from the surface of the liquid), which leads to an increase in the intra-reservoir pressure (reverse exhalation). Despite the fact that the returned, purified air has a lower temperature than the selected mixture, this effect takes some time, since the cooling rate of the GP by the returned air, and therefore the upper layers of oil products, is lower than the rate of evaporation of the latter in space by unsaturated hydrocarbons. In this solution, a floating coating is used and therefore an arbitrarily small depletion or cooling of the GP of the reservoir is possible without compromising the safety of the oil product. Moreover, the rate of increase in the concentration of hydrocarbons is several times lower than over an unprotected surface.

Также известны другие технические решения в рассматриваемой области, патент США №5476986, 1995 г.; патент США №5490873, 1996 г.; патент США №5185486, 1993 г.; патент Японии №08-048984, 1996 г.; патент РФ №2050170, 1995 г.; патент РФ №2193001, 2002 г.; патент РФ №2367494, 2006 г, патент РФ №2372955, 2008 г.Other technical solutions are also known in the art, US Pat. No. 5,469,986, 1995; US patent No. 5490873, 1996; U.S. Patent No. 5,185,486, 1993; Japan Patent No. 08-048984, 1996; RF patent No. 2050170, 1995; RF patent No. 2193001, 2002; RF patent No. 2367494, 2006, RF patent No. 2372955, 2008

Однако все известные конструкции установок улавливания и утилизации паров углеводородов из резервуаров нефтепродуктов обладают рядом недостатков, связанных либо с большими затратами и сложностью их эксплуатации, либо с недостаточной эффективностью и ограниченностью использования.However, all known designs of hydrocarbon vapor recovery and utilization systems from oil product tanks have a number of disadvantages associated either with the high cost and complexity of their operation, or with insufficient efficiency and limited use.

Задачей предложенной полезной модели является снижение концентраций выбрасываемых паров углеводородов или ЛКЖ в атмосферу до величины 1…35 г/м³, снижение потерь нефтепродуктов при хранении и перевалке, утилизация паров углеводородов или ЛКЖ для резервуаров с любой формой поперечного сечения при отсутствии плавающего покрытия-понтона при обороте нефтепродуктов или ЛКЖ с отличающимися упругостями паров.The objective of the proposed utility model is to reduce the concentration of emitted hydrocarbon vapors or liquids to the atmosphere to a value of 1 ... 35 g / m ³ , to reduce the loss of oil products during storage and transshipment, to utilize hydrocarbon vapors or liquids for reservoirs with any cross-sectional shape in the absence of a floating pontoon during the circulation of petroleum products or liquid coatings with different vapor pressure.

Для решения поставленной задачи была разработана конструкция адаптирующейся установки улавливания паров углеводородов и легковоспламеняющихся жидкостей с различными упругостями, из соединенных системой трубопроводов резервуаров для хранения/перевозки нефтепродуктов, содержащая резервуар в виде емкости (1) с нефтепродуктом или легковоспламеняющейся жидкостью, к газоуравнительной линии (2) которого/ых подключены ресивер или газгольдер (3) выход которого по конденсату подсоединен к нижней части резервуара-сборника конденсата (4), а по газу ко входу газодувки (5), датчики предельных значений вакуума (6) и избыточного давления (7), газодувку-нагнетатель (5), подключенную входом к ресиверу (3) и байпасной линией с клапаном (8), а выходом по газу через обратный клапан (9) с испарителем-теплообменником (10), осуществляющим конденсацию паровоздушной смеси (ПВС) с установленными на выходе регулятором давления типа «до себя» (11), холодильную машину(12) для охлаждения и конденсации ПВС в испарителе-теплообменнике (11), соединенным через обратный клапан (13) с линией слива с резервуаром-сборником конденсата (4).To solve this problem, a design was developed for an adaptive installation for capturing hydrocarbon vapors and flammable liquids with various elasticities from pipelines for storing / transporting oil products, containing a tank in the form of a tank (1) with an oil product or flammable liquid, to a gas equalization line (2) which receiver or gas tank (3) is connected, the condensate outlet of which is connected to the bottom of the condensate reservoir tank (4), and to the inlet of the gas blower (5), limit sensors for vacuum (6) and overpressure (7), the gas blower-blower (5) connected to the inlet to the receiver (3) and the bypass line with the valve (8), and the gas outlet through a non-return valve (9) with an evaporator-heat exchanger (10), which condenses the vapor-air mixture (PVA) with an upstream pressure regulator installed (11), a refrigeration machine (12) for cooling and condensing the PVA in the evaporator-heat exchanger ( 11) connected through a check valve (13) to the drain line with the collection tank to ondensate (4).

При этом для увеличения степени конденсации углеводородов, увеличения времени полезной работы и уменьшения количества вымерзающей влаги в теплообменниках испаритель-теплообменник (10) выполнен из двух ступеней, первая (10') из которой служит для охлаждения ПВС до температуры +0.5…+1°С, а вторая (10”) - до требуемой низкой температуры, в частности от -60 до -30°С, при этом у первой (10') ступени предусмотрен сепаратор - средство разделения и отвода воды (14), оснащенное гидростатическим затвором.Moreover, to increase the degree of condensation of hydrocarbons, increase the useful life and reduce the amount of freezing moisture in heat exchangers, the evaporator-heat exchanger (10) is made of two stages, the first (10 ') of which serves to cool the PVA to a temperature of + 0.5 ... + 1 ° С and the second (10 ”) - to the required low temperature, in particular from -60 to -30 ° С, while at the first (10 ') stage a separator is provided - a means for separating and draining water (14) equipped with a hydrostatic shutter.

Для уменьшения потребляемой электрической мощности холодильной машиной (12), предотвращения выбрасывания холодного воздуха в атмосферу и обмерзания предохранительных (дыхательных) клапанов (11), увеличения термодинамической эффективности используется дополнительный теплообменник (15), охлаждаемый обратным потоком, двухпоточнный теплообменник (10') заменяется трехпоточным (16), уменьшающим время работы холодильной машины, причем на выходе двухпоточных теплообменников 10, 10” располагаются сепараторы (24) для осаждения аэрозолей - взвешенных частиц размером 0.3…0.5 мкм и капель размером более 10 мкм.To reduce the electric power consumed by the chiller (12), to prevent the release of cold air into the atmosphere and to freeze the safety (breathing) valves (11), to increase the thermodynamic efficiency, an additional heat exchanger (15) cooled by the return flow is used, the two-flow heat exchanger (10 ') is replaced by a three-flow (16), which reduces the operating time of the refrigeration machine, and at the output of the double-flow heat exchangers 10, 10 ”there are separators (24) for the deposition of aerosols - weighted hours astits with a size of 0.3 ... 0.5 microns and drops larger than 10 microns.

Для понижения температуры охлаждения ПВС, увеличения степени конденсации углеводородов или легковоспламеняющихся веществ и эффективного использования низкотемпературных фреонов, холодильная машина (12) выполняется из двух, первая (12') из которых служит для охлаждения ПВС до температуры +0.5…+1°С, а вторая (12”) - до требуемой низкой температуры, в частности от -30 до -60°С, зависящей от упругостей утилизируемых паров и допустимого уровня эмиссии паров углеводородов или ЛКЖ (1…35 г/м³) в атмосферу. Данное решение позволит сэкономить электрическую энергию, для различных марках нефтепродуктах или ЛКЖ, отличающихся упругостями паров, концентрация (допустимый уровень эмиссии) углеводородов или ЛКЖ в выходном тракте контролируется датчиком-газоанализатором проточного типа (17), связанным по линии управления с ШИМ-регулятором (18) напряжения питания компрессора холодильной машины (12”), изменяющего холодопроизводительность посредством изменения частоты вращения коленвала компрессора холодильной машины.To lower the cooling temperature of PVA, increase the degree of condensation of hydrocarbons or flammable substances and efficient use of low-temperature freons, the chiller (12) is made of two, the first (12 ') of which serves to cool the PVA to a temperature of + 0.5 ... + 1 ° С, and the second (12 ”) - to the required low temperature, in particular from -30 to -60 ° C, depending on the elasticities of the utilized vapors and the acceptable level of emission of hydrocarbon vapors or LCL (1 ... 35 g / m ³ ) into the atmosphere. This solution will save electric energy for various brands of petroleum products or LCL, differing in vapor pressure, the concentration (allowable emission level) of hydrocarbons or LCL in the output path is controlled by a flow-type gas analyzer (17) connected via a control line to a PWM controller (18 ) the supply voltage of the compressor of the refrigeration machine (12 ”), which changes the cooling capacity by changing the speed of the crankshaft of the compressor of the refrigeration machine.

Для непрерывной работы при перевалке больших объемов нефтепродуктов или ЛКЖ в условиях нефтебаз, терминалов налива и т.д. добавляются дополнительные контуры теплообменников-испарителей (10,'” 16”), переключаемых между режимами «работа-оттайка» посредством соленоидных вентилей (19), управляемых по датчику-напоромеру (20) на входе системы. В случае обмерзания одного из трактов, гидравлическое сопротивление цепочки газодувка - дыхательный клапан резко возрастает, датчик-напоромер формирует сигнал переключения соленоидных вентилей (19) и начала оттайки замерзшего тракта.For continuous operation during the transshipment of large volumes of petroleum products or liquid paint in the conditions of oil depots, loading terminals, etc. additional contours of heat exchangers-evaporators (10, '”16”) are added, switched between the “work-defrost” modes by means of solenoid valves (19) controlled by a pressure sensor (20) at the system input. In the case of freezing of one of the tracts, the hydraulic resistance of the gas blower – breathing valve chain increases sharply, the pressure sensor generates a switching signal for the solenoid valves (19) and the beginning of the defrosting of the frozen tract.

В качестве периодически включающихся устройств оттайки конденсаторов-испарителей используются теплоизолированные снаружи плоские греющие нагревательные взрывозащищенные силиконовые армированные пластины (21), а трубопроводов слива и емкостей- ленты (22). По мере наполнения резервуара (4), конденсат подается по линии выкачки (23) на прием жидкостного насоса (на схеме не показан) в резервуарный парк (1).Condenser-evaporator defrosting devices that are periodically switched on are used externally insulated flat heating heating explosion-proof silicone reinforced plates (21), and drain pipelines and containers, tapes (22). As the reservoir (4) is filled, condensate is supplied via a pumping line (23) to the intake of a liquid pump (not shown in the diagram) to the tank farm (1).

Для уменьшения массогабаритных показателей в качестве конденсаторов-испарителей (10, 15, 16) используются пластинчато-ребристые теплообменники с компактностью поверхности более 2000 м²/м³.To reduce weight and size indicators, plate-fin heat exchangers with a surface compactness of more than 2000 m ² / m ³ are used as condensers-evaporators (10, 15, 16).

Данная установка может быть использована при улавливании паров нефтепродуктов или ЛКЖ как из транспортных цистерн: автомобильные, железнодорожные и водные, так и стационарных: емкости подземного и/или наземного размещения любой формы поперечного сечения используемые на АЗС/АЗК, НПЗ, нефтебазах, базовых хранилищах, терминалах налива.This installation can be used to capture oil vapor or liquid fuel vapor from both transport tanks: automobile, railway and water, and stationary: underground and / or ground storage tanks of any cross-sectional shape used at gas stations / gas stations, oil refineries, oil depots, basic storage facilities, loading terminals.

Сущность предложенной полезной модели иллюстрируется на представленных фиг.1-4:The essence of the proposed utility model is illustrated in the presented figures 1-4:

Фиг.1 - изображение основной блок-схемы установки;Figure 1 - image of the main block diagram of the installation;

Фиг.2 - изображение блок-схемы установки с раздельным двухступенчатым испарителем-теплообменником 10`, 10`` и гидростатическим затвором отвода воды 14;Figure 2 - image of the installation block diagram with a separate two-stage evaporator-heat exchanger 10`, 10`` and a hydrostatic shutter for water drain 14;

Фиг.3 - изображение блок-схемы установки с дополнительным рекуперативным теплообменником с трехпоточным испарителем-теплообменником 15 и с двумя холодильными машинами 12' и 12”, работающих на разных фреонах и температурных уровнях и;Figure 3 - image of a block diagram of an installation with an additional recuperative heat exchanger with a three-flow evaporator-heat exchanger 15 and with two refrigeration machines 12 'and 12 ”operating at different freons and temperature levels and;

Фиг.4 - изображение блок-схемы установки с дополнительным рекуперативным теплообменником, с трехпоточным испарителем-теплообменником 16 и с двумя холодильными машинами 12' и 12”, работающими на разных температурных уровнях и фреонах с датчиком газоанализатором выходного потока, ШИМ-регулятором 18 холодильной машины 12” управляемым по датчику 17, с дополнительным контуром конденсации 10 и 16 сепараторами 24, датчиком-напоромером 20 и устройствами оттайки 21, 22.Figure 4 - image of a block diagram of an installation with an additional recuperative heat exchanger, with a three-flow evaporator-heat exchanger 16 and with two refrigeration machines 12 'and 12 ”, operating at different temperature levels and freons with a gas detector of the output stream, PWM controller 18 of the refrigeration machine 12 ”controlled by a sensor 17, with an additional condensation circuit 10 and 16 of the separators 24, a pressure sensor 20 and defrost devices 21, 22.

Обозначения на фиг.1-4:Designations in figure 1-4:

1 - резервуар/ы (емкость) стационарный и/или транспортный;1 - tank / s (capacity) stationary and / or transport;

2 - газоуравнительная система;2 - gas equalization system;

3 - ресивер (газгольдер);3 - receiver (gas holder);

4 - резервуар-сборник конденсата;4 - condensate reservoir tank;

5 - газодувка-нагнетатель;5 - gas blower-supercharger;

6 - датчик предельного значения вакуума;6 - vacuum limit value sensor;

7 - датчик предельного значения избыточного давления;7 - gauge extreme value of overpressure;

8 - байпасная линия с клапаном;8 - bypass line with valve;

9 - механический обратный клапан;9 - mechanical check valve;

10 - испаритель-теплообменник;10 - evaporator-heat exchanger;

10' - двухпоточный среднетемпературный испаритель-теплообменник;10 '- two-line medium temperature evaporator-heat exchanger;

10” - двухпоточный испаритель-теплообменник низкотемпературный;10 ”- low-temperature double-flow evaporator-heat exchanger;

11 - регулятор давления «до себя»;11 - pressure regulator "to yourself";

12 - холодильная машина (ХМ);12 - refrigeration machine (XM);

13 - обратный клапан (гидростатический затвор);13 - check valve (hydrostatic shutter);

14 - средство разделения и отвода воды (сепаратор);14 - a means of separation and drainage of water (separator);

15 - дополнительный рекуперативный теплообменник;15 - additional recuperative heat exchanger;

16 - трехпоточный теплообменник;16 - three-flow heat exchanger;

17 - датчик-газоанализатор проточного типа;17 - sensor gas analyzer flow type;

18 - ШИМ регулятор напряжения питания компрессора ХМ;18 - PWM compressor voltage regulator XM;

19 - соленоидные вентили;19 - solenoid valves;

20 - датчик-напоромер;20 - pressure sensor;

21 - взрывозащищенный плоский подогреватель;21 - explosion-proof flat heater;

22 - греющие силиконовые кабели/ленты;22 - heating silicone cables / tapes;

23 - линия возврата конденсата в резервуар (линия выкачки);23 - condensate return line to the tank (pumping line);

24 - сепаратор конденсата.24 - condensate separator.

На Фиг.1 изображена схема предлагаемой установки. Установка работает следующим образом. В режиме хранения ПВС отбирается газодувкой 5, через ресивер-пароотделитель 3, после чего пары проходят через испаритель-теплообменник 10, охлаждаются, и через регулятор 11 вытесняются в атмосферу. Сконденсировавшиеся в испарителе-теплообменнике 10 углеводороды или ЛКЖ подается обратно в емкость 4 через обратный клапан 13, конструктивно представляющего собой столб конденсата в емкости 4. Движение ПВС по теплообменнику, и подача конденсата в резервуар происходит за счет давления, создаваемого газодувкой 5. Охлаждение ПВС в испарителе-теплообменнике 10, осуществляется циркулирующим фреоном холодильной машины 12.Figure 1 shows a diagram of the proposed installation. Installation works as follows. In storage mode, the PVA is taken by gas blower 5, through the receiver-steam separator 3, after which the vapors pass through the evaporator-heat exchanger 10, are cooled, and are displaced through the regulator 11 into the atmosphere. Condensed hydrocarbons in the evaporator-heat exchanger 10 are fed back to the tank 4 through the check valve 13, which is constructively a column of condensate in the tank 4. The PVA moves through the heat exchanger and the condensate is supplied to the tank due to the pressure created by gas blowing 5. The PVA is cooled in the evaporator-heat exchanger 10 is carried out by a circulating freon of the refrigeration machine 12.

На Фиг.2-5 изображены схемы предлагаемых модификаций установки. Поскольку, тепло ХМ 12, особенно при "больших дыханиях" тратится на охлаждение ПВС от температуры окружающей среды до отрицательной температуры конденсации нефтепродукта, то целесообразно использовать холод обратного потока для предварительного охлаждения ПВС. Для этой цели служит дополнительный рекуперативный теплообменник 15. В рекуперативном теплообменнике-испарителе осуществляется предварительное охлаждение вытесняемой ПВС до температур +10…+5°С, а также нагрев обратного потока (очищенная ПВС) до температуры близкой к температуре окружающей среды, что приводит к увеличению термодинамической эффективности установки, снижению потребляемой электроэнергии и отсутствию инея, наледи на выходном конце трубопровода выхода очищенных паров. Разделение испарителя-теплообменника 10 на два: 10` (со средством отвода воды 14) и 10`` позволяет избежать ледяных пробок в тракте прохождения ПВС.Figure 2-5 shows a diagram of the proposed modifications of the installation. Since the heat of ХМ 12, especially during “big breaths”, is spent on cooling the PVA from the ambient temperature to the negative condensation temperature of the oil product, it is advisable to use return flow cold for pre-cooling the PVA. An additional recuperative heat exchanger 15 serves for this purpose. In the recuperative heat exchanger-evaporator, the displaced PVA is pre-cooled to temperatures of + 10 ... + 5 ° C, as well as the return flow (purified PVA) is heated to a temperature close to the ambient temperature, which leads to an increase the thermodynamic efficiency of the installation, reducing the consumed electricity and the absence of frost, ice on the outlet end of the outlet pipe for purified vapors. The separation of the evaporator-heat exchanger 10 into two: 10` (with a water drain 14) and 10`` avoids ice plugs in the passage of the PVA.

Холодильная машина 12 служит для охлаждения-конденсации углеводородов в составе ПВС. Наиболее эффективными и надежными в настоящее время для достижения температур в диапазоне -60…0°С, являются парокомпрессионные холодильные машины, работающие на фреонах: R22, R134, R404, R507 и т.д., имеющих отличные друг от друга температуры кипения при постоянном давлении. С целью повышения надежности, термодинамической эффективности при различных уровнях термостатирования целесообразно использовать ХМ, имеющие отличные холодопроизводительности и соответствующие им фреоны. С этой целью ХМ 12 разбивается на две: 12'-среднетемпературную и 12”-низкотемпературную, управляемую ШИМ-регулятором 18 по сигналу, формируемым датчиком-газоанализатором 17. По сигналу датчика 17 происходит подстраивание (адаптация) установки под допустимый уровень эмиссии, посредством изменения нижней температуры охлаждения теплообменника 10, достигаемой при работе компрессора ХМ 12”. Охлажденная ПВС - аэрозоль со следами капельной влаги дополнительно доощищается от частиц размера 0.5…10 мкм. в сепараторе 24.The refrigeration machine 12 is used for cooling-condensation of hydrocarbons in the composition of the PVA. The most effective and reliable at present to achieve temperatures in the range of -60 ... 0 ° C are steam compression refrigeration machines operating on freons: R22, R134, R404, R507, etc., having different boiling points at constant pressure. In order to increase reliability, thermodynamic efficiency at various levels of temperature control, it is advisable to use XM with excellent cooling capacities and corresponding freons. To this end, the XM 12 is divided into two: 12'-medium temperature and 12 ”low-temperature, controlled by the PWM controller 18 according to the signal generated by the sensor-gas analyzer 17. According to the signal of the sensor 17, the installation is adjusted (adapted) to the permissible emission level, by changing the lower cooling temperature of the heat exchanger 10 achieved when the compressor XM 12 ”. Cooled PVA - aerosol with traces of droplet moisture is additionally cleaned from particles of size 0.5 ... 10 microns. in the separator 24.

Для непрерывной работы при перевалке больших объемов нефтепродуктов или ЛЮК в условиях нефтебаз, терминалов налива и т.д. добавляется дополнительный контур теплообменников-испарителей 10, 16, переключаемый между режимами «работа-оттайка» посредством соленоидных вентилей 19, управляемых по датчику-напоромеру 20 на входе теплообменника 15. В случае обмерзания одного из трактов, гидравлическое сопротивление цепочки газодувка 5 - регулятор давления 11 резко возрастает, датчик-напоромер формирует сигнал переключения соленоидных вентилей 19 и начала оттайки замерзшего тракта и линий слива конденсата.For continuous operation during the transshipment of large volumes of oil products or LUK in the conditions of oil depots, loading terminals, etc. an additional circuit of heat exchangers-evaporators 10, 16 is added, switched between the “work-defrost” modes by means of solenoid valves 19 controlled by a pressure sensor 20 at the inlet of the heat exchanger 15. In case of freezing of one of the ducts, the hydraulic resistance of the gas blower circuit 5 is a pressure regulator 11 increases sharply, the pressure sensor generates a switching signal for the solenoid valves 19 and the beginning of the defrost of the frozen path and condensate drain lines.

В качестве устройств оттайки конденсаторов-испарителей используются теплоизолированные плоские греющие нагревательные взрывозащищенные пластины (21), а трубопроводов слива и емкостей-ленты (22).As devices for defrosting condensers-evaporators, heat-insulated flat heating heating explosion-proof plates (21) are used, and drain pipelines and tank containers (22).

Следующие конкретные элементы могут использоваться для создания предложенной установки:The following specific elements can be used to create the proposed installation:

Резервуары (емкости) для хранения нефтепродукта производства ОАО "Уралтехнострой-Туймазыхиммаш", Республика Башкортостан либо ОАО «Резметкон», г.Батайск на 10, 25, 50, 75, 100 м³, или серийно выпускаемые ГУП нефтебаза "Красный Яр", Новосибирская обл., резервуары типа РГС/РГСП, ЕП и т.д. Ресивер-пароотделитель производства ЗАО "Остров", г.Мытищи или эластичные газгольдеры производства ООО НПИК "ЗИРКА", Украина, г.Запорожье или ООО НПФ «Политехника», г.Москва. Вихревые компрессоры-газодувки марки ВВК производства ООО «НПФ «Энга», г.Москва. Холодильная машина производства ЗАО "Остров", г.Мытищи или фирмы "Норд", г.Москва, ЗАО «Фармина», г.Москва; датчики концентраций углеводородов или других веществ производства фирмы ФГУП НПП «Дельта» или Drager, Германия; электромагнитные вентили производства ООО «НПП «Сенсор», г.Зареченский, Пензенская область; тягонапоромеры производства ООО «НПО «Юмас», г.Москва; ШИМ-регуляторы производства ООО «ПО ОВЕН», г.Москва. Теплообменники (рекуперативный или конденсаторы-испарители) производства ООО «НПЦ «Современные теплообменные системы» или ЗАО «Газхолодтехника», г.Москва.Tanks (tanks) for storing oil products manufactured by Uraltechnostroy-Tuimazykhimmash OJSC, the Republic of Bashkortostan or Rezmetkon OJSC, Bataysk at 10, 25, 50, 75, 100 m ³ , or commercially available from Krasniy Yar oil depot, Novosibirsk region., reservoirs type RGS / RGSP, EP, etc. Receiver-steam separator manufactured by CJSC Ostrov, Mytishchi or elastic gas holders produced by LLC NPIK ZIRKA, Ukraine, Zaporizhia or LLC NPF Polytechnika, Moscow. VVK vortex compressors-gas blowers produced by NPF Enga LLC, Moscow. The refrigerating machine manufactured by CJSC Ostrov, Mytishchi or the company Nord, Moscow, CJSC Farmina, Moscow; concentration sensors for hydrocarbons or other substances produced by the FSUE NPP Delta or Drager, Germany; electromagnetic valves manufactured by NPP Sensor LLC, Zarechensky, Penza Region; weight gauges produced by NPO Yumas LLC, Moscow; PWM controllers manufactured by PO OVEN LLC, Moscow. Heat exchangers (recuperative or condensers-evaporators) produced by NPTs Modern Heat Exchange Systems LLC or Gazholodtekhnika CJSC, Moscow.

Использование предложенной адаптирующейся установки позволяет не только эффективно снизить концентрацию выбрасываемых углеводородов или ЛКЖ в атмосферу и потерю нефтепродуктов при хранении и выдаче. Но и эффективно утилизировать пары веществ с любой упругостью насыщенных паров в резервуарах с любой формой поперечного сечения с минимальными затратами электроэнергии, обеспечивая требуемый уровень эмиссии а также обеспечивает легкость переналадки имеющихся установок, простоту в обслуживании и ремонте.The use of the proposed adaptive installation allows not only to effectively reduce the concentration of emitted hydrocarbons or liquid waste in the atmosphere and the loss of oil products during storage and delivery. But it is also effective to utilize vapors of substances with any elasticity of saturated vapors in tanks with any cross-sectional shape with minimal energy consumption, providing the required level of emission and also provides ease of readjustment of existing installations, ease of maintenance and repair.

Claims

1. Adaptable installation for the capture of hydrocarbon vapors and low boiling liquids from pipelines connected to the system for storing / transporting petroleum products, containing the tank (s) in the form of a tank (1) with an oil product or flammable liquid, combined by a gas equalization line (2), a receiver (gas holder) (3 ), the condensate outlet of which is connected to the lower part of the condensate reservoir tank (4), and the sensors for the limit values of vacuum (6) and overpressure (7) connected to it, a gas blower-blower (5), connected to the gas supply line of the receiver (3), the bypass line with the valve (8), and the gas outlet connected through a non-return valve (9) to the evaporator-heat exchanger (10), which condenses the vapor-air mixture (PVA) with a pressure regulator installed at the output “to yourself” type (11) and a refrigeration machine (12) for cooling and condensing the PVA in the evaporator-heat exchanger (10) connected via a non-return valve (13) to the drain line with the condensate reservoir tank (4).

2. Installation according to claim 1, characterized in that to increase the degree of condensation of hydrocarbons, increase the useful life and reduce the amount of freezing moisture in the heat exchangers, the evaporator-heat exchanger (10) is made of two stages, the first (10 ') of which is used for cooling PVA to a temperature of + 0.5 ... + 1 ° C, and the second (10 ”) to the required low temperature, in particular from -60 to -30 ° C, while at the first (10 ') stage there is a means of separation and removal water (14) equipped with a hydrostatic shutter (13).

3. Installation according to claim 1, characterized in that in order to reduce the electric power consumed by the chiller (12), to prevent the release of cold air into the atmosphere and to freeze the control valves (11), to increase the thermodynamic efficiency, an additional heat exchanger (15) is used, which is cooled by the return flow , the evaporator-heat exchanger (10) is made of two stages, the first (10 ') of which serves to cool the PVA to a temperature of + 0.5 ... + 1 ° C, and the second is a three-flow heat exchanger (16), which reduces the operating time a refrigerating machine cooling the PVA to the required low temperature, in particular from -60 to -30 ° C, while at the first (10 ') stage there is a means for separating and draining water (14), equipped with a hydrostatic shutter (13).

4. Installation according to claim 2, characterized in that in order to lower the PVA cooling temperature, increase the degree of condensation of hydrocarbons or flammable substances and efficiently use low-temperature freons, the chiller (12) is made of two, the first (12 ') of which is used for cooling PVA to a temperature of + 0.5 ... + 1 ° C, and the second (12 ”) to the required low temperature, in particular from -30 to -60 ° C, depending on the permissible level of emission of trapped substances.

5. Installation according to claim 3, characterized in that in order to ensure the residual content of hydrocarbons or LAC in the amount of 1 ... 35 g / m ³ and to save electric energy, for various brands of oil products that differ in vapor pressure, the concentration of hydrocarbons or LAC in the output path is controlled a flow-type gas analyzer (17) connected via a control line with a PWM controller (18) of the compressor supply voltage of the refrigeration machine (12 ”), which changes the cooling capacity by changing the crankshaft speed to compressor compressor.

6. Installation according to claim 4, characterized in that for continuous operation during the transshipment of large volumes of oil products or liquid coatings, additional circuits of heat exchangers-evaporators (10 ”, 16) are added, switched between the“ work-defrost ”modes by means of solenoid valves (19), controlled by a pressure sensor (20) at the inlet of the heat exchanger (15).

7. Installation according to claim 5, characterized in that in order to reduce weight and size indicators, plate-fin heat exchangers with a surface compactness of more than 2000 m ² / m ³ are used as condenser-evaporators (10, 15, 16).

8. Installation according to claim 6, characterized in that as devices for defrosting condensers-evaporators, heat-insulated flat heating heating explosion-proof silicone reinforced plates (21) are used, and drain pipelines and tape containers (22) are used.

9. The installation according to claim 7, characterized in that transport tanks are used as reservoirs for transporting petroleum products or LCL: automobile, railway and water, and stationary storage tanks of underground and / or ground placement of any shape of cross section as storage tanks.

10. Installation according to claim 1, characterized in that the check valve on the condensate drain line (13) from the condenser-evaporator heat exchangers (10, 15, 16) is a hydrostatic shutter for the condensate level in the condensate reservoir tank (4).

11. Installation according to claims 1 and 9, characterized in that to increase the separation efficiency, the condensate separator-collector (24) constructively consists of a device for cyclone cleaning of PVA from aerosols larger than 1 μm in size, a section of the gravitational separation from particles larger than 40 μm and drop eliminator.

12. Installation according to claims 1 and 10, characterized in that to ensure the required operating pressure in the tank (1), the bypass line (8) of the blower-blower (5) is equipped with a pilot valve controlled by a signal generated by a vacuum limit value sensor (6).

13. Installation according to claims 1 and 11, characterized in that elastic reservoirs made of polymer materials are used as an intermediate receiver (3).