RU172486U1 - Установка улавливания паров из автомобильных цистерн с возвращением испарившихся легких фракций в товарные бензины - Google Patents

Abstract

Установка улавливания паров из автомобильных цистерн с возвращением испарившихся легких фракций в товарные бензины относится к устройствам улавливания паров и может быть использована в нефтяной промышленности. Полезная модель включает автомобильную цистерну, предохранительно-впускной клапан, трубопроводную линию для отвода паров, двустенный резервуар, частично заполненный бензином А-76, механическое устройство для предотвращения переливов. Межстенное пространство резервуара заполнено углекислым газом. Также двустенный резервуар с внешней стороны покрыт слоем полиуретана с теплоотражающей краской и соединен с автомобильной цистерной. Технический результат достигается охлаждением паров, поступающих в резервуар, и превращением их в жидкость за счет разности температур в цистерне и резервуаре с возможностью непосредственного слива смеси легких фракций бензинов с абсорбентом непосредственно в цистерну с товарным бензином нормаль-80. Охлаждение в резервуаре по сравнению с паровым пространством цистерны происходит за счет того, что резервуар имеет межстенное пространство, заполненное углекислым газом, а с внешней стороны он покрыт полиуретаном с отражающей краской.

Description

Полезная модель относится к устройствам для улавливания паров и может быть использована при транспортировании нефтепродуктов автомобильными цистернами.

Данная полезная модель наиболее применима при улавливании паров высокооктановых нефтепродуктов из автомобильных цистерн. В настоящее время используются автомобильные цистерны большой вместимости более 30 м³. К высокооктановым нефтепродуктам в первую очередь относятся автомобильные бензины. Загрязнение воздушного бассейна при транспортировании нефтепродуктов с помощью автомобильных цистерн происходит при выделении паров горючего в процессе «малых» дыханий. Потери от «малых» дыханий вызываются ежесуточными колебаниями температуры и парциального давления паров горючего (в основном автомобильных бензинов) в газовом пространстве цистерны. Температура нефтепродуктов, транспортируемых в цистернах, зависит от температуры окружающей среды. В летнее время нефтепродукты в цистернах нагреваются до 30 градусов Цельсия и более. Температура начала кипения бензинов составляет 35 градусов Цельсия [А.С. Сафонов и др. Автомобильные топлива. Химмотология. Эксплуатационные свойства. Ассортимент. СПб.: НПИКЦ, 2002]. При данной температуре легкокипящие фракции бензинов превращаются в пар и через дыхательный клапан выходят в окружающую среду.

Загрязнение атмосферы парами нефтепродуктов оказывает вредное воздействие на окружающую среду и здоровье человека. Пары нефтепродуктов относятся к четвертой группе опасности. Поэтому основными требованиями экологической безопасности при транспортировке автомобильных бензинов автомобильным транспортом является уменьшение концентрации паров нефтепродуктов, выделяемых в процессе «малых» дыханий.

Борьба с потерями паров товарных нефтепродуктов при транспортировании горючего автомобильными цистернами становится важной экологической и экономической задачей.

Известна автомобильная цистерна для нефтепродуктов [Артемьев В.Г., Животовский А.И. Автозаправщики и автоцистерны. Ульяновск. УВВТУ, 2005]. Данная автомобильная цистерна состоит из автомобильного шасси с колесами, цистерны для горючего, наружной лестницы, площадки, дыхательного клапана, горловины, люка, откидной крышки, насоса, трубопроводных коммуникаций.

В процессе транспортировки «малые» дыхания осуществляются через дыхательный клапан автомобильной цистерны. При этом пары нефтепродуктов выходят из цистерны в атмосферу.

Через люк или горловину проводятся замер налива горючего и отбор проб на анализ. Недостатки автомобильной цистерны для перевозки нефтепродуктов.

1. Отсутствие установки улавливания паров при транспортировании нефтепродуктов.

2. Загрязнение атмосферы парами нефтепродуктов.

3. Потери нефтепродуктов от испарения при транспортировании.

Известна установка улавливания паров нефтепродуктов из железнодорожных, автомобильных цистерн и резервуаров с автоматической системой охлаждения [Матвеев Ю.А. и др. Патент на полезную модель №129089 от 20.06.2013 г. Установка улавливания паров нефтепродуктов из железнодорожных, автомобильных цистерн и резервуаров с автоматической системой охлаждения]. Указанная установка применяется при заливе автомобильных цистерн нефтепродуктами на нефтебазах.

На горловину автомобильной цистерны, имеющую крышку, дыхательный клапан, устанавливается съемное устройство на гибком рукаве, который соединен с участком паропровода сливоналивной эстакады. На участке паропровода устанавливается компрессор для прокачки паров нефтепродуктов и обратный клапан. Участок паропровода сливоналивной эстакады соединяется с основным паропроводом 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. Основной паропровод под земной поверхностью проходит теплообменник змеевикового типа с охлаждающей смесью. Охлаждающая смесь из емкости подается в теплообменник по трубопроводу охлаждающей системы с помощью насоса.

Полезная модель работает следующим образом. Перед заполнением автоцистерны нефтепродуктом открывается крышка горловины автомобильной цистерны. На горловину цистерны устанавливается съемное устройство на гибком рукаве. Через приемный трубопровод автомобильной цистерны нефтепродукт поступает в автоцистерну. При этом уровень горючего начинает увеличиваться, а соответственно объем парового пространства уменьшаться. В цистерне создается избыточное давление паров. При этом пары по гибкому рукаву поступают в участок паропровода и откачиваются с помощью компрессора через открытый под давлением компрессора обратный клапан в основной паропровод, соединенный с дополнительным резервуаром, оборудованным приемным устройством. Пары проходят 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 компонентом. Нерастворившаяся часть газообразных углеводородов на выходе из резервуара улавливается фильтром-поглотителем.

Недостатки установки улавливания паров нефтепродуктов из железнодорожных, автомобильных цистерн и резервуаров с автоматической системой охлаждения.

1. Отсутствие установки улавливания паров непосредственно при транспортировании нефтепродуктов.

2. Загрязнение атмосферы парами нефтепродуктов при транспортировании горючего.

3. Потери нефтепродуктов от испарения при транспортировании.

4. Отсутствие устройства предотвращения переливов смеси абсорбента и нефтепродукта.

Также известна установка улавливания паров из железнодорожных цистерн с возвращением испарившихся легких фракций в товарные бензины [Матвеев Ю.А. и др. Патент №158753 от 20.01.2016 года. Установка улавливания паров из железнодорожных цистерн с возвращением испарившихся легких фракций в товарные бензины].

На предлагаемую железнодорожную цистерну, имеющую стандартное оборудование, дополнительно на корпус предохранительно-впускного клапана устанавливается общая трубопроводная линия отвода паров с обратным клапаном соединенная с двустенным резервуаром, частично заполненным абсорбентом - бензином А-76 летнего вида, который оборудуется теплообменником змеевикового типа для паров горючего и предохранительным клапаном с фильтром-поглотителем, при этом межстенное пространство резервуара заполняется углекислым газом. Теплообменник двустенного резервуара оборудован коленом для увеличения поверхности соприкосновения паров, поступающих из железнодорожной цистерны и теплообменника. Теплообменник жестко связан с общей трубопроводной линией отвода паров.

Резервуар оснащается сливным трубопроводом с задвижкой для слива смеси абсорбента с нефтепродуктом, а также перегородками жесткости с отверстиями для уменьшения скорости перемещения абсорбента и предотвращения гидравлического удара в процессе движения железнодорожной цистерны, а также для абсорбции паров нефтепродуктов, содержащихся в паровоздушном пространстве резервуара.

Для предотвращения перелива смеси абсорбента с нефтепродуктом общая трубопроводная линия отвода паров внутри двустенного резервуара имеет горизонтальный участок и оснащается механическим устройством для предотвращения переливов поплавкового типа. Смесь абсорбента с нефтепродуктом поступает в общую трубопроводную линию отвода паров внутри двустенного резервуара через отверстия.

С целью снижения температуры внешняя поверхность двустенного резервуара обрабатывается слоем полиуретана, на который наносится слой теплоотражающей краски. Для отвода паров нефтепродуктов при закрытии общей трубопроводной линии отвода паров резервуар железнодорожной цистерны оборудуется дополнительным дыхательным клапаном повышенного давления с фильтром поглотителем.

Полезная модель работает следующим образом. При «малых» дыханиях, связанных с изменением температур и повышением давления парового пространства, в цистерне открывается предохранительно-впускной клапан и пары нефтепродуктов по общей трубопроводной линии поступают в теплообменник, а затем в двустенный резервуар с абсорбентом. При этом большая часть паров превращается в жидкость за счет охлаждения в колене теплообменника и абсорбции бензином А-76.

Другая часть паров нефтепродуктов в результате перемещения абсорбента по отверстиям перегородок жесткости по всему объему резервуара в процессе движения железнодорожной цистерны абсорбируется абсорбентом. Нерастворившаяся часть паров нефтепродуктов на выходе из резервуара при открытии предохранительного клапана улавливается фильтром-поглотителем.

При увеличении уровня смеси абсорбента с нефтепродуктом до определенного уровня срабатывает механическое устройство для предотвращения переливов поплавкового типа. В результате подача паров в двустенный резервуар прекращается.

После закрытия общей трубопроводной линии отвода паров пары нефтепродуктов из резервуара железнодорожной цистерны отводятся в атмосферу через дополнительный дыхательный клапан повышенного давления с фильтром-поглотителем.

С прибытием железнодорожной цистерны уровень смеси абсорбента с нефтепродуктом проверяется через замерной люк резервуара и при необходимости смесь сливается через сливной трубопровод.

Недостатки указанной установки.

1. Возможность применения только для железнодорожных цистерн.

2. Отсутствие устройства, позволяющего перелить смесь абсорбента и нефтепродукта непосредственно в цистерну.

Наиболее близкой к указанной проблеме является установка улавливания паров на автомобильных цистернах для нефтепродуктов с применением двустенного резервуара [Матвеев Ю.А. и др. Патент №155732 от 20.10.2015 года. Установка улавливания паров на автомобильных цистернах для нефтепродуктов с применением двустенного резервуара].

На автомобильную цистерну, имеющую стандартное оборудование, устанавливается общая трубопроводная линия отвода паров с обратным клапаном, соединенная с двустенным резервуаром, частично заполненным абсорбентом, который оборудуется приемным устройством для паров горючего и предохранительным клапаном с фильтром поглотителем, при этом межстенное пространство резервуара заполняется углекислым газом.

Необходимо отметить, что приемное устройство двустенного резервуара оборудуется двумя сетками с отверстиями различного диаметра для абсорбции паров нефтепродуктов. Резервуар оснащается сливным трубопроводом с задвижкой для слива смеси абсорбента с нефтепродуктом, а также перегородками жесткости с отверстиями для уменьшения скорости перемещения абсорбента и предотвращения гидравлического удара в процессе движения автомобильной цистерны, а также для абсорбции паров нефтепродуктов, содержащихся в паровоздушном пространстве резервуара.

С целью определения уровня абсорбента на двустенном резервуаре имеется замерной люк.

Для предотвращения перелива смеси абсорбента с нефтепродуктом общая трубопроводная линия отвода паров внутри двустенного резервуара имеет горизонтальный участок и оснащается механическим устройством для предотвращения переливов поплавкового типа. Данное устройство состоит из поплавка, соединительного рычага и поршня. Внутри трубопроводной линии отвода паров оборудована подставка для опоры поплавка, когда уровень смеси абсорбента с нефтепродуктом недостаточен для подъема поплавка. Для перекрытия поршнем движения паров внутри трубопроводной линии 6 при помощи втулки оборудуется участок с уменьшенным диаметром трубопровода. Смесь абсорбента с нефтепродуктом поступает в общую трубопроводную линию отвода паров 6 внутри двустенного резервуара через отверстия.

Для отвода паров нефтепродуктов при закрытии механического устройства для предотвращения переливов поплавкового типа общая трубопроводная линия отвода паров оборудуется дыхательным клапаном повышенного давления с фильтром поглотителем.

Полезная модель работает следующим образом. При «малых» дыханиях, связанных с изменением температур и повышением давления парового пространства, в цистерне открывается дыхательный клапан и пары нефтепродуктов по общей трубопроводной линии через приемное устройство с сетками, имеющими отверстия различного диаметра, поступают в двустенный резервуар с абсорбентом. При этом большая часть паров превращается в жидкость за счет охлаждения в двустенном резервуаре и абсорбции абсорбентом. Охлаждение на несколько градусов Цельсия в резервуаре по сравнению с паровым пространством автомобильной цистерны происходит за счет того, что резервуар имеет межстенное пространство, заполненное углекислым газом, который имеет более низкий коэффициент теплопроводности по сравнению с воздухом [Луканин В.Н. Теплотехника. Учебник для вузов. М.: Высшая школа, 2003]. Другая часть паров нефтепродуктов в результате перемещения абсорбента по отверстиям перегородок жесткости по всему объему резервуара в процессе движения автомобильной цистерны абсорбируется абсорбентом. Нерастворившаяся часть паров нефтепродуктов на выходе из резервуара при открытии предохранительного клапана улавливается фильтром-поглотителем.

При увеличении уровня смеси абсорбента с нефтепродуктом поплавок начинает подниматься, приводя в движение соединительный рычаг, который толкает поршень для закрытия отверстия на участке с уменьшенным диаметром трубопровода. В результате подача паров в двустенный резервуар прекращается. После закрытия общей трубопроводной линии отвода паров с помощью механического устройства для предотвращения переливов пары нефтепродуктов из цистерны отводятся в атмосферу через дыхательный клапан повышенного давления с фильтром-поглотителем. При необходимости смесь сливается через сливной трубопровод с помощью задвижки.

Недостатки указанной установки.

1. Отсутствие возможности использовать смесь абсорбента и нефтепродукта в товарных бензинах без переработки.

2. Отсутствие устройства, позволяющего перелить смесь абсорбента и нефтепродукта непосредственно в цистерну.

Предлагаемая полезная модель позволяет решить задачу повышения эффективности улавливания паров горючего из автомобильных цистерн при транспортировании горючего и использовать смесь абсорбента и нефтепродуктов в товарных бензинах. В качестве абсорбента используется бензин А-76.

Решение указанной задачи достигается тем, что двустенный резервуар соединен с автомобильной цистерной и с внешней стороны покрыт слоем полиуретана с теплоотражающей краской, при этом в качестве абсорбента используется бензин А-76.

Данные признаки являются существенными для решения задачи полезной модели, так как повышается эффективность улавливания паров нефтепродуктов при транспортировании горючего, улучшается экологическая обстановка в районах движения автомобильных цистерн, возникает экономический эффект за счет использования смеси бензина и абсорбента с товарными бензинами.

Сущность полезной модели пояснена чертежами (фиг. 1, фиг. 2), на которых изображены вид спереди автомобильной цистерны и разрез двустенного резервуара для улавливания паров.

На предлагаемую автомобильную цистерну, имеющую шасси с колесами 1, цистерну 2 с горловиной 3 и откидной крышкой 4, дыхательный клапан 5, дополнительно на корпус клапана устанавливается общая трубопроводная линия отвода паров 6 с обратным клапаном 7, соединенная с двустенным резервуаром 8, частично заполненным автомобильным бензином 9 (А-76), который оборудуется приемным устройством 10 для паров горючего и предохранительным клапаном 11 с фильтром-поглотителем 12, при этом межстенное пространство резервуара 8 заполняется углекислым газом 13.

Необходимо отметить, что приемное устройство двустенного резервуара оборудуется двумя сетками с отверстиями различного диаметра 14, 15 для абсорбции паров нефтепродуктов. Резервуар оснащается сливным трубопроводом 16 с задвижкой 17 для слива смеси абсорбента с нефтепродуктом, а также перегородками жесткости 18 с отверстиями 19 для уменьшения скорости перемещения автомобильного бензина А-76 и предотвращения гидравлического удара в процессе движения автомобильной цистерны, а также для абсорбции паров нефтепродуктов, содержащихся в паровоздушном пространстве резервуара 8.

С целью определения уровня абсорбента на двустенном резервуаре имеется замерной люк 20.

Для предотвращения перелива смеси абсорбента (бензина А-76) с нефтепродуктом общая трубопроводная линия отвода паров 6 внутри двустенного резервуара 8 имеет горизонтальный участок и оснащается механическим устройством для предотвращения переливов поплавкового типа 21.

Смесь абсорбента с нефтепродуктом поступает в общую трубопроводную линию отвода паров 6 внутри двустенного резервуара через отверстия 22.

С целью отвода паров нефтепродуктов при закрытии механического устройства для предотвращения переливов поплавкового типа 21 общая трубопроводная линия отвода паров 6 оборудуется дыхательным клапаном повышенного давления 23 с фильтром поглотителем 12.

Для снижения температуры внешняя поверхность двустенного резервуара обрабатывается слоем полиуретана 24, на который наносится слой теплоотражающей краски 25. Полиуретан имеет низкий коэффициент теплопроводности.

Также сливной трубопровод 16 для слива смеси абсорбента и нефтепродукта в отдельную емкость оснащается дополнительным участком трубопровода 26 с вентилем 27 для слива смеси нефтепродукта и бензина А-76 непосредственно в цистерну 2.

Средняя температура июля в Поволжье составляет 21°C, а июня 20°C [Матвеев Ю.А. и др. Радиационная, химическая и биологическая безопасность. Учебное пособие. Ульяновск. УлГУ, 2009]. Основные испарения паров бензинов происходят в интервале температур от 30 до 35°C [1]. Поэтому в двустенном резервуаре, который имеет межстенное пространство с углекислым газом, слой полиуретана с теплоотражающей краской, максимальная температура может составить 20-22°C. Указанная температура позволяет перевести пары нефтепродуктов, поступающие из автомобильной цистерны, от «малых» дыханий в жидкое состояние.

Полезная модель работает следующим образом. При «малых» дыханиях, связанных с изменением температур и повышением давления парового пространства, в цистерне открывается дыхательный клапан 5 и пары нефтепродуктов по общей трубопроводной линии 6 через приемное устройство 10 с сетками, имеющими отверстия различного диаметра 14, 15, поступают в двустенный резервуар 8 с абсорбентом 9.

При этом большая часть паров превращается в жидкость за счет охлаждения в двустенном резервуаре и абсорбции абсорбентом.

Охлаждение в резервуаре по сравнению с паровым пространством автомобильной цистерны происходит за счет того, что резервуар имеет межстенное пространство, заполненное углекислым газом 13, с внешней стороны покрыт полиуретаном 24 с отражающей краской 25. Углекислый газ и полиуретан имеют низкие коэффициенты теплопроводности.

Другая часть паров нефтепродуктов в результате перемещения абсорбента по отверстиям 19 перегородок жесткости 18 по всему объему резервуара в процессе движения автомобильной цистерны абсорбируется абсорбентом 9. Нерастворившаяся часть паров нефтепродуктов на выходе из резервуара при открытии предохранительного клапана 11 улавливается фильтром-поглотителем 12.

При увеличении уровня смеси абсорбента с нефтепродуктом до определенного уровня механическое устройство для предотвращения переливов поплавкового типа 21 прекращает подачу паров в двустенный резервуар. После закрытия общей трубопроводной линии отвода паров 6 пары нефтепродуктов из цистерны 2 отводятся в атмосферу через дыхательный клапан повышенного давления 23 с фильтром поглотителем 12.

По прибытии автомобильной цистерны на пункт приема уровень смеси абсорбента с нефтепродуктом проверяется через замерной люк 20 резервуара. При необходимости смесь сливается через сливной трубопровод 16 с помощью задвижки 17 в отдельную емкость. Также имеется возможность слить непосредственно смесь нефтепродукта с абсорбентом из двустенного резервуара 8 в автомобильную цистерну 2 с помощью дополнительного участка трубопровода 26 с вентилем 27. Необходимо отметить, что пары бензинов марок нормаль-80, регуляр-92, премиум-95 и супер-98, превращаясь в жидкое состояние, смешиваются с абсорбентом (бензином А-76). Поэтому указанная смесь бензинов может добавляться без потери качества нефтепродуктов из резервуара для улавливания паров в автомобильную цистерну с товарным бензином марки нормаль-80.

Полезная модель позволяет улавливать пары нефтепродуктов из автомобильных цистерн, а также значительно снижает выбросы паров горючего в атмосферу. При этом предотвращаются переливы смеси паров нефтепродуктов с абсорбентом из двустенного резервуара.

Предложенное техническое устройство может быть применено на всех типах автомобильных цистерн независимо от их вместимости. Аналоги установок улавливания паров именно из автомобильной цистерны не имеют такой конструкции резервуара для улавливания, которая для снижения температуры с внешней стороны покрыта полиуретаном с отражающей краской. Соединение резервуара для улавливания непосредственно с автомобильной цистерной не предусмотрено в имеющихся аналогах установок улавливания паров и с железнодорожных цистерн, которые в свою очередь значительно отличаются от автомобильных цистерн вместимостью, конструкцией и порядком использования.

Результатом полезной модели является повышение эффективности улавливания паров горючего с последующим добавлением смеси нефтепродуктов с абсорбентом непосредственно в цистерну с товарным бензином нормаль-80.

Claims (1)

1. Установка улавливания паров из автомобильных цистерн с возвращением испарившихся легких фракций в товарные бензины, включающая дыхательный клапан, трубопроводную линию отвода паров с устройством для предотвращения переливов, двустенный резервуар с абсорбентом, отличающаяся тем, что двустенный резервуар соединен с автомобильной цистерной и с внешней стороны покрыт слоем полиуретана с теплоотражающей краской, при этом соединение резервуара с цистерной позволяет возвратить смесь легких фракций бензинов и абсорбента непосредственно в цистерну с товарным бензином нормаль-80.

Images