RU122994U1 - Установка улавливания паров нефтепродуктов из автомобильных цистерн и резервуаров с применением охлаждающей смеси - Google Patents

Abstract

Установка улавливания паров нефтепродуктов из автомобильных цистерн и резервуаров с применением охлаждающей смеси, отличающаяся тем, что на горловину автомобильной цистерны герметично устанавливается съемное устройство на гибком рукаве, соединенное с участком стационарного паропровода, оборудованного компрессором для перекачки паров нефтепродуктов и связанного с основным паропроводом, соединенным с заглубленным резервуаром, который оснащается приемным устройством для паров нефтепродуктов и фильтром поглотителем, при этом основной паропровод под землей проходит систему охлаждения, включающую теплообменник змеевикового типа, трубопровод с задвижками, насос и емкость с охлаждающей смесью.

Description

Полезная модель относится к устройствам для приема, хранения и выдачи нефтепродуктов и может быть использована в нефтехимической и других отраслях нефтепродуктообеспечения.

Полезная модель наиболее применима при приеме, хранении и транспортировании бензинов различных марок на терминалах и нефтебазах, оборудованных наливными автомобильными эстакадами и наземными вертикальными стальными резервуарами большой вместимости (РВС).

Загрязнение воздушного бассейна на нефтебазах и терминалах происходит при выделении паров нефтепродуктов в процессе «больших» и «малых» дыханий резервуаров, при заливе автомобильных цистерн, неправильной установке дыхательной аппаратуры и другим причинам. Потери от «больших» дыханий обусловлены вытеснением паровоздушной смеси из резервуара или автоцистерны при приеме нефтепродукта. При этом объем газового пространства уменьшается, что вызывает срабатывание дыхательного клапана в резервуаре, или вытеснение паровоздушной смеси через горловину автоцистерны. Потери от «малых» дыханий вызываются ежесуточными колебаниями температуры и парциального давления паров горючего в газовом пространстве резервуара. Температура нефтепродуктов, хранящихся в наземных резервуарах, зависит от температуры окружающей среды. В летнее время нефтепродукты в наземных РВС нагреваются до 30 градусов Цельсия и более. Температура начала кипения бензинов составляет 35 градусов Цельсия [1]. При данной температуре легкокипящие фракции бензинов превращаются в пар и через дыхательный клапан выходят в окружающую среду.

Характерными особенностями в работе нефтебаз являются периодическая выдача нефтепродуктов в автоцистерны, получение горючего из железнодорожных цистерн и трубопроводного транспорта, а также длительные сроки хранения горючего в резервуарах. Это означает существенные потери от испарения в результате «малых» дыханий, а также периодические потери от «больших» дыханий. Выбросы углеводородов в атмосферу при испарении нефтепродуктов из резервуаров очень велики. Это не только приводит к потерям топлив и загрязнению атмосферы, но и отрицательно сказывается на здоровье населения.

Борьба с потерями горючего от испарения становится важной экологической и экономической задачей.

Известна установка улавливания паров нефтепродуктов и удаления воды для наземных горизонтальных стальных резервуаров [2].

В данной установке дыхательные клапаны резервуаров оборудуются общей газовой линией с обратными клапанами и запорной арматурой для отвода паров нефтепродуктов при «малых» и «больших» дыханиях, которая соединяется с дополнительным заглубленным горизонтальным стальным резервуаром с двойными стенками Р-5. При этом резервуар вместимостью 5000 литров заполняется низкооктановым компонентом, оборудуется фильтром-поглотителем с активированным углем и приемником паров нефтепродуктов с двумя перегородками, имеющими ячейки различного диаметра. К нижней части резервуаров с нефтепродуктами привариваются трубопроводные коммуникации для слива воды, оборудованные задвижками и смотровыми устройствами. Трубопроводные коммуникации сводятся в общую линию, которая соединяется с двойными стенками резервуара для улавливания паров.

Установка работает следующим образом. С повышением температуры в резервуарах, высокооктановые нефтепродукты начинают испаряться. Пары бензинов поднимают тарелку тарельчатого клапана и поступают в общую газовую линию. В данной линии под давлением паров открывается обратный клапан и при открытой задвижке пары, поступают в устройство для приема паров нефтепродуктов, оборудованное двумя перегородками с отверстиями различного диаметра. Пары последовательно проходят перегородки с отверстиями большего и меньшего диаметра и поступают в резервуар для улавливания, в межстенное пространство которого с целью охлаждения заливается вода.

При этом газообразные углеводороды в результате понижения температуры ниже 35 градусов и дробления пузырьков абсорбируется низкооктановым компонентом.

При осуществлении «больших» дыханий, связанных с приемом нефтепродуктов пары бензинов аналогичным образом поступают в резервуар для улавливания. При этом газообразные углеводороды в результате дробления пузырьков абсорбируется низкооктановым компонентом. Нерастворившаяся часть газообразных углеводородов на выходе из резервуара улавливается фильтром-поглотителем.

В процессе движения паров по газовой линии обратный клапан препятствует их попаданию в соседние резервуары.

В зимнее время в связи с низкой температурой вода из межстенного пространства резервуара для улавливания удаляется.

Недостатками указанной установки являются:

1. Отсутствие возможности улавливания паров нефтепродуктов при наливе автомобильных цистерн;

2. Низкая эффективность охлаждения паров высокооктановых нефтепродуктов при прохождении в трубопроводе до приемного устройства;

3. Малая длина охлаждающего трубопровода;

4. Низкая эффективность улавливания паров нефтепродукта при «больших» дыханиях.

Также известен наземный вертикальный резервуар с двойным дном, оборудованный установкой улавливания паров нефтепродуктов [3].

В данном резервуаре дыхательный клапан оборудуется трубопроводом с задвижкой для отвода паров нефтепродуктов при «малых» и «больших» дыханиях, который соединяется с дополнительным заглубленным горизонтальным резервуаром Р-5. При этом трубопровод под землей находится в трубопроводе-холодильнике большего диаметра, оборудованным задвижками и заполненным водой (охлаждающей жидкостью в зимнее время). Резервуар Р-5 заполняется низкооктановым компонентом, оборудуется фильтром-поглотителем с активированным углем и приемником паров нефтепродуктов.

Техническое устройство работает следующим образом. Через приемный трубопровод нефтепродукт поступает в резервуар. При этом уровень горючего начинает увеличиваться, а соответственно объем парового пространства уменьшаться. С целью улавливания паров при «больших» дыханиях открывается дыхательный клапан, обратный клапан и по трубопроводу пары поступают в резервуар с низкооктановым компонентом, оборудованным приемным устройством. При этом часть газообразных углеводородов в результате дробления пузырьков двумя перегородками с дырками различного диаметра, поглощается низкооктановым нефтепродуктом. Нерастворившаяся часть газообразных углеводородов на выходе из резервуара улавливается фильтром-поглотителем.

При «малых» дыханиях, связанных с изменением температур, с повышением давления, также открывается дыхательный клапан и пары нефтепродуктов по трубопроводу через приемное устройство с перегородками, поступают в резервуар с низкооктановым компонентом.

При этом большая часть паров превращается в жидкость за счет охлаждения в подземном участке трубопровода, находящегося в трубопроводе холодильнике.

Недостатками указанного резервуара с установкой улавливания паров являются:

1. Отсутствие возможности улавливания паров нефтепродуктов при наливе автомобильных цистерн;

2. Отсутствие теплообменника с перекачивающейся охлаждающей жидкостью. Низкая эффективность охлаждения паров высокооктановых нефтепродуктов при прохождении в трубопроводе до приемного устройства;

3. Отсутствие значительного снижения температуры охлаждающей жидкости по сравнению с температурой земной поверхности, что не позволяет пары нефтепродуктов полностью перевести в жидкое агрегатное состояние;

4. Низкая эффективность улавливания паров нефтепродукта при «больших» дыханиях.

Также известен наземный вертикальный резервуар с двойным дном, оборудованный установкой улавливания паров нефтепродуктов с охлаждающей смесью [4].

В данном резервуаре оборудуется дополнительный паропровод с обратным клапаном и задвижкой, который соединяется с заглубленным горизонтальным стальным резервуаром. Резервуар оборудуется фильтром-поглотителем с активированным углем и устройством для приема паров нефтепродуктов, которое имеет две перегородки с дырками различного диаметра для дробления пузырьков пара. Заглубленный резервуар наполовину заливается низкооктановым компонентом.

Дополнительный паропровод под земной поверхностью проходит теплообменник змеевикового типа с охлаждающей смесью, представляющей 15% водный раствор карбоната натрия. Данная охлаждающая смесь экономически целесообразна, так как обладает малой стоимостью и высокой эффективностью, что позволяет снизить температуру в теплообменнике до 7-9 градусов Цельсия относительно температуры земной поверхности. Это является достаточным для перевода паров бензина в жидкое состояние.

Охлаждающая смесь из емкости подается в теплообменник по трубопроводу охлаждающей системы, оборудованному задвижками с помощью насоса. Вода в емкость для охлаждающей смеси подается из пожарного трубопровода. Теплообменник оснащается коленами и сливным краном для слива охлаждающей смеси. Охлаждающая система с теплообменником, насосом и емкостью находится под землей в технологическом колодце.

Техническое устройство работает следующим образом. Через приемный трубопровод нефтепродукт поступает в резервуар. При этом уровень горючего начинает увеличиваться, а соответственно объем парового пространства уменьшаться. В резервуаре создается избыточное давление паров. С целью улавливания паров при «больших» дыханиях открывается дыхательный клапан, обратный клапан и по паропроводу, соединенному с дополнительным резервуаром, оборудованным приемным устройством пары поступают в теплообменник с перекачиваемой охлаждающей смесью, которая подается из емкости по трубопроводу охлаждающей системы с помощью насоса. Охлаждающая смесь создает температуру в теплообменнике на 7-9 градусов Цельсия ниже температуры земной поверхности.

При этом основная часть газообразных углеводородов в результате охлаждения в теплообменнике переходит в жидкое состояние, а пары, не перешедшие в жидкость, расслаиваются двумя перегородками с дырками различного диаметра и поглощаются низкооктановым нефтепродуктом. Нерастворившаяся часть газообразных углеводородов на выходе из резервуара улавливается фильтром-поглотителем. После окончания приема нефтепродуктов в резервуар насос охлаждающей системы выключается.

При «малых» дыханиях, связанных с изменением температур, с повышением давления парового пространства резервуара, также открывается дыхательный клапан и пары нефтепродуктов по паропроводу через приемное устройство с перегородками поступают в резервуар с низкооктановым компонентом. Насос охлаждающей системы при указанных дыханиях целесообразно включать при температурах свыше 30 градусов Цельсия.

В период «малых» дыханий пары превращаются в жидкость за счет охлаждения в теплообменнике.

1. Отсутствие устройства сбора паров нефтепродуктов с автомобильных цистерн;

2. Отсутствие общей линии паропроводов, улавливающей пары нефтепродуктов, как с резервуаров, так и с автомобильных цистерн.

Наиболее близким к указанной проблеме является система улавливания паров при наливе (сливе) нефтепродуктов в автоцистерны [5]. Необходимо учитывать, что налив нефтепродуктов на нефтебазах осуществляется двумя способами [6]:

- нижний налив в автомобильные и железнодорожные цистерны;

- верхний налив в автомобильные и железнодорожные цистерны.

При этом налив нефтепродуктов свободно падающей струей не допускается.

В данной установке автомобильная цистерна оборудуется коллектором сбора паров нефтепродуктов, клапаном пневмоуправляемым с огнепреградителем, пневмоуправляемым клапаном вывода паров, шлангом, соединяющим коллектор сбора паров с клапаном, установкой утилизации паров нефтепродуктов, стыковочным устройством для соединения коллектора сбора паров с приемным трубопроводом установки утилизации паров нефтепродуктов.

Клапан пневмоуправляемый с огнепреградителем предназначен для соединения коллектора сбора паров с атмосферой в случае отсутствия устройства утилизации.

При этом коллектор представляет трубопровод, жестко закрепленный сверху цистерны, который с помощью трубопроводных коммуникаций соединяется с установкой утилизации паров нефтепродуктов.

В данном техническом устройстве используется способ нижнего налива нефтепродуктов в автоцистерну. Техническое устройство работает следующим образом. Перед заполнением автоцистерны нефтепродуктом коллектор сбора паров с помощью стыковочного устройства соединяется с приемным трубопроводом установки утилизации паров нефтепродуктов. Через приемный трубопровод нефтепродукт поступает в автоцистерну. При этом уровень горючего начинает увеличиваться, а соответственно объем парового пространства уменьшаться. С повышением давления в паровом пространстве открывается дыхательный клапан автомобильной цистерны и по шлангу, соединяющему клапан с коллектором сбора паров, а затем по трубопроводу коллектора пары поступают в установку утилизации. В случае отсутствия установки утилизации паров нефтепродуктов пары, поступающие в трубопровод коллектора при заполнении автоцистерны удаляются в атмосферу через пневмоуправляемый клапан с огнепреградителем.

Недостатками указанной системы улавливания паров при наливе (сливе) нефтепродуктов в автоцистерны являются:

1. Отсутствие коллектора сбора паров нефтепродуктов на большинстве автомобильных цистерн;

2. Отсутствие компрессора для прокачки паров нефтепродуктов при наливе автомобильных цистерн в систему охлаждения;

3. Отсутствие общей линии паропроводов, улавливающей пары нефтепродуктов, как с резервуаров, так и с автомобильных цистерн;

4. Отсутствие теплообменника с перекачивающейся охлаждающей жидкостью. Низкая эффективность охлаждения паров высокооктановых нефтепродуктов.

Полезная модель позволяет решить задачу повышения эффективности улавливания паров нефтепродуктов при наливе автомобильных цистерн, а также при приеме и хранении нефтепродуктов в наземных вертикальных резервуарах, когда испарения происходят в основном в связи с изменением температуры и с приемом горючего.

Решение указанной задачи достигается тем, что на горловину автомобильной цистерны герметично устанавливается съемное устройство на гибком рукаве, соединенное с участком стационарного паропровода, оборудованного компрессором для перекачки паров нефтепродуктов и связанного с основным паропроводом, соединенным с заглубленным резервуаром, который оснащается приемным устройством для паров нефтепродуктов и фильтром поглотителем, при этом основной паропровод под землей проходит систему охлаждения, включающую теплообменник змеевикового типа, трубопровод с задвижками, насос и емкость с охлаждающей смесью.

Данные признаки являются существенными для решения задачи полезной модели, так как значительно повышается эффективность улавливания паров нефтепродуктов при наливе в автомобильные цистерны, а также в наземных вертикальных резервуарах при хранении и приеме горючего.

Сущность полезной модели пояснена чертежами (фиг.1, фиг.2, фиг.3), на которых изображены: разрезы системы улавливания паров, автомобильной цистерны и наземного вертикального резервуара (фиг.1), теплообменника с системой охлаждения, дополнительным резервуаром и паропроводами (фиг.2), а также вид сзади автомобильной цистерны (фиг.3).

На горловину 1 предлагаемой автомобильной цистерны 2, имеющую крышку 3 приемный трубопровод 4, дыхательный клапан рабочего давления 5, устанавливается съемное устройство 6 на гибком рукаве 7, который соединен с участком паропровода сливо-наливной эстакады 8. На участке паропровода устанавливается компрессор 9 для прокачки паров нефтепродуктов, обратный клапан 10. Участок паропровода сливо-наливной эстакады соединяется с основным паропроводом 11, оборудованным обратным клапаном 12 и задвижкой 13, который соединяется с заглубленным горизонтальным стальным резервуаром 14. Резервуар 14 оборудуется фильтром-поглотителем с активированным углем 15 и устройством для приема паров нефтепродуктов 16, которое имеет две перегородки с дырками различного диаметра 17,18 для дробления пузырьков пара. Заглубленный резервуар наполовину заливается низкооктановым компонентом 19.

Основной паропровод под земной поверхностью 20 проходит теплообменник змеевикового типа 21 с охлаждающей смесью 22, представляющей 15% водный раствор карбоната натрия. Данная охлаждающая смесь экономически целесообразна, так как обладает малой стоимостью и высокой эффективностью, что позволяет снизить температуру в теплообменнике до 7-9 градусов Цельсия относительно температуры земной поверхности. Это является достаточным для перевода паров бензина в жидкое состояние.

Охлаждающая смесь из емкости 23 подается в теплообменник по трубопроводу охлаждающей системы 24, оборудованному задвижками 25 с помощью насоса 26. Вода в емкость для охлаждающей смеси подается из пожарного трубопровода 27. Теплообменник оснащается коленами 28 и сливным краном 29 для слива охлаждающей смеси. Охлаждающая система с теплообменником, насосом и емкостью находится под землей в технологическом колодце 30.

Гибкий рукав присоединяется к участку паропровода с помощью хомута 31. Также участок паропровода для улавливания паров с автомобильной цистерны оборудуется огнепреградителем 32.

Полезная модель работает следующим образом. Перед заполнением автоцистерны нефтепродуктом открывается крышка 3 горловины 1 автомобильной цистерны 2. На горловину цистерны устанавливается съемное устройство 6 на гибком рукаве 7. Через приемный трубопровод 4 автомобильной цистерны нефтепродукт поступает в автоцистерну 2. При этом уровень горючего 33 начинает увеличиваться, а соответственно объем парового пространства 34 уменьшаться. В цистерне создается избыточное давление паров. При этом пары по гибкому рукаву 7 поступают в участок паропровода 8 и откачиваются с помощью компрессора 9 через открытый под давлением компрессора обратный клапан 10 в основной паропровод 11, соединенный с дополнительным резервуаром 14, оборудованным приемным устройством 16. Пары проходят теплообменник 21 с перекачиваемой охлаждающей смесью 22, которая подается из емкости 23 по трубопроводу охлаждающей системы 24 с помощью насоса 26. Охлаждающая смесь создает температуру в теплообменнике на 7-9 градусов Цельсия ниже температуры земной поверхности.

При этом основная часть газообразных углеводородов в результате охлаждения в теплообменнике переходит в жидкое состояние, а пары, не перешедшие в жидкость, расслаиваются двумя перегородками с дырками различного диаметра 17,18 и поглощаются низкооктановым нефтепродуктом 19. Нерастворившаяся часть газообразных углеводородов на выходе из резервуара улавливается фильтром-поглотителем 15. После окончания налива нефтепродуктов в автомобильную цистерну компрессор и насос охлаждающей системы выключаются.

Попаданию паров в резервуар с нефтепродуктом 35 препятствует обратный клапан 12.

При «больших» и «малых» дыханиях с повышением давления парового пространства резервуара, который оборудован дыхательными клапанами рабочего и повышенного давления 36,37, замерным и световым люками 38,39, вентиляционным патрубком 40, люк-лазом 41, трубопроводом для приема и выдачи нефтепродуктов 42 с задвижками 43, открывается дыхательный клапан рабочего давления 36 и пары нефтепродуктов 44 по паропроводу 11 поступают в теплообменник 21 с перекачиваемой охлаждающей смесью 22, которая подается из емкости 23 по трубопроводу охлаждающей системы 24 с помощью насоса 26.

После теплообменника смесь паров с жидким нефтепродуктом поступает в приемное устройство 16 с перегородками 17,18 ив резервуар 14 с низкооктановым компонентом 19. Поступлению паров нефтепродукта из резервуара в участок паропровода для улавливания паров горючего из автомобильной цистерны 8 препятствует обратный клапан 10.

Использованные источники:

1. А.С.Сафонов и др. Автомобильные топлива. Химмотология. Эксплуатационные свойства. Ассортимент. СПб.: НПИКЦ, 2002.

2. К.Р.Кундротас, Ю.А.Матвеев и др. Патент на полезную модель №84253. Установка улавливания паров нефтепродуктов и удаления воды для наземных горизонтальных стальных резервуаров.

3. Ю.А.Матвеев, С.М.Аноприенко. Патент на полезную модель №101023. Наземный вертикальный резервуар с двойным дном, оборудованный установкой улавливания паров нефтепродуктов.

4. Матвеев Ю.А., Кузнецов В.А. и др. Патент на полезную модель №116478. Наземный вертикальный резервуар с двойным дном, оборудованный установкой улавливания паров нефтепродуктов с охлаждающей смесью.

5. В.Г.Коваленко, Е.И.Зоря, Ю.Н.Фролов. Экологическая безопасность в системах нефтепродуктообеспечения и автомобильного транспорта. Учебное пособие. М.: ООО «Центр ЛитНефтеГаз», 2004, 176 с.

6. Правила технической эксплуатации нефтебаз. - Т.: ООО «Альба Плюс». 2003. - 128 с.

Claims (1)

1. Установка улавливания паров нефтепродуктов из автомобильных цистерн и резервуаров с применением охлаждающей смеси, отличающаяся тем, что на горловину автомобильной цистерны герметично устанавливается съемное устройство на гибком рукаве, соединенное с участком стационарного паропровода, оборудованного компрессором для перекачки паров нефтепродуктов и связанного с основным паропроводом, соединенным с заглубленным резервуаром, который оснащается приемным устройством для паров нефтепродуктов и фильтром поглотителем, при этом основной паропровод под землей проходит систему охлаждения, включающую теплообменник змеевикового типа, трубопровод с задвижками, насос и емкость с охлаждающей смесью.