RU172530U1 - Двухсекционный резервуар для улавливания паров нефтепродуктов - Google Patents

Abstract

Двухсекционный резервуар для улавливания паров нефтепродуктов относится к устройствам для улавливания паров и может быть использован в нефтяной промышленности.Полезная модель включает резервуар, разделенный внутренней перегородкой на две секции. При этом первая секция оборудована устройством для приема паров, валом с центробежными колесами, холодильным блоком, а в качестве абсорбента в данной секции используется низкооктановый компонент. Вторая секция оснащена устройством для приема паров, а в качестве абсорбента в данной секции используется бензин А-76.Технический результат достигается раздельным поступлением паров, связанных с изменением температур при хранении горючего и вытеснением паровоздушной смеси при приеме нефтепродукта в отдельные секции резервуара.При этом пары, связанные с вытеснением паровоздушной смеси, поступают в первую секцию резервуара, которая оборудована устройством для приема паров, валом с центробежными колесами и холодильным блоком, а в качестве абсорбента в этой секции используется низкооктановый компонент.Пары, связанные с изменением температур, поступают во вторую секцию резервуара, которая оборудована устройством для приема паров, а в качестве абсорбента в этой секции используется бензин А-76.

Description

Предлагаемая полезная модель относится к устройствам для улавливания паров нефтепродуктов и может быть использована в нефтяной промышленности и других отраслях нефтепродуктообеспечения.

Полезная модель наиболее применима при выдаче, хранении и приеме автомобильных бензинов различных марок на нефтебазах. Загрязнение воздушного бассейна на нефтебазах происходит при выделении паров нефтепродуктов в процессе «больших и малых дыханий» резервуаров, выдаче горючего в баки машин, неправильной установке дыхательной аппаратуры и другим причинам. Потери от «больших дыханий» обусловлены вытеснением паровоздушной смеси (ПВС) из резервуара при приеме нефтепродукта. При этом объем газового пространства уменьшается и срабатывает дыхательный клапан. Потери от «малых» дыханий вызываются ежесуточными колебаниями температуры и парциального давления паров горючего (в основном бензинов) в газовом пространстве резервуара [В.Г. Коваленко. Экологическая безопасность в системах нефтепродуктообеспечения и автомобильного транспорта. М.: ЛитНефтеГаз, 2004].

Температура нефтепродуктов, хранящихся в наземных резервуарах, зависит от температуры окружающей среды. В летнее время нефтепродукты в наземных вертикальных стальных резервуарах (РВС) нагреваются до 30°С и более. Температура начала кипения бензинов составляет 35°С [В.В. Анферов, В.Г. Коваленко, А.Н. Ременцов. Техническая оснащенность и персонал в системах нефтепродуктообеспечения. Учебное пособие. М.: МАДИ, 2006]. При данной температуре легкокипящие фракции бензинов превращаются в пар и через дыхательный клапан выходят в окружающую среду.

Характерными особенностями в работе нефтебаз являются хранение, прием и выдача горючего в железнодорожные и автомобильные цистерны. Это означает существенные потери от испарения. Данная проблема не только приводит к потерям топлив, но и отрицательно сказывается на здоровье населения. Борьба с потерями горючего от «больших и малых дыханий» резервуаров на нефтебазах становится важной экологической и экономической задачей.

Известна установка улавливания паров нефтепродуктов из автомобильных цистерн и резервуаров с применением охлаждающей смеси [Ю.А. Матвеев и др. Патент на полезную модель №122994 от 20.12.2012. Установка улавливания паров нефтепродуктов из автомобильных цистерн и резервуаров с применением охлаждающей смеси].

В данной установке на горловину автомобильной цистерны устанавливается съемное устройство на гибком рукаве, который соединен с участком паропровода сливо-наливной эстакады. На участке паропровода устанавливается компрессор для прокачки паров нефтепродуктов и обратный клапан. Участок паропровода сливо-наливной эстакады связан 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. Заглубленный резервуар наполовину заливается низкооктановым компонентом, в качестве которого используется дизельное топливо. Основной 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°С относительно температуры земной поверхности. 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.

Установка работает следующим образом. Через приемный трубопровод автомобильной цистерны нефтепродукт поступает в автоцистерну. 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. 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 отверстиями различного диаметра и поглощаются низкооктановым компонентом. Нерастворившаяся часть газообразных углеводородов на выходе из резервуара улавливается фильтром-поглотителем.

При «больших» и «малых» дыханиях с повышением давления парового пространства вертикального резервуара открывается дыхательный клапан рабочего давления и пары нефтепродуктов по паропроводу поступают в теплообменник с перекачиваемой охлаждающей смесью, которая подается из емкости по трубопроводу охлаждающей системы с помощью насоса. После теплообменника смесь паров с жидким нефтепродуктом поступает в приемное устройство и в резервуар с низкооктановым компонентом.

Недостатками указанной установки являются:

1. Низкая эффективность абсорбции паров нефтепродуктов низкооктановым нефтепродуктом. Большой расход абсорбента.

2. Невозможность улавливания легких фракций бензина без смешения с низкооктановым компонентом.

Известна абсорбционная установка улавливания паров АСУР-ПБ [В.В. Анферов, В.Г. Коваленко, А.Н. Ременцов. Техническая оснащенность и персонал в системах нефтепродуктообеспечения. Учебное пособие. М.: МАДИ, 2006]. Данная установка предназначена для улавливания и рекуперации паров нефтепродуктов на АЗС, нефтебазах, нефтеперерабатывающих заводах. В основу работы установки положен принцип абсорбции - поглощение углеводородов жидким абсорбентом. В качестве абсорбента используется дизельное топливо. Установка состоит из двух блоков: абсорбционного и холодильного, а также пульта управления. В абсорбционном блоке происходит улавливание паров охлажденным абсорбентом. Холодильный блок предназначен для охлаждения хладоносителя и подачи его в абсорбционный блок. Пульт управления обеспечивает автоматическую работу установки. Внутри абсорбционного блока на подшипниковых опорах установлен ротор, представляющий собой вал с закрепленными на нем несущими дисками. На каждом несущем диске установлены тонкие кольцевые контактные диски таким образом, чтобы между ними выдерживался определенный зазор. В верхней части абсорбционного блока имеются входной и выходной патрубки для паров, в нижней для абсорбента. Корпус абсорбционного блока заполнен абсорбентом до определенного уровня.

Установка работает следующим образом. При вращении ротора на поверхности контактных дисков, погруженных в дизельное топливо, образуется тонкая пленка абсорбента. Воздух, загрязненный парами нефтепродуктов, поступает в абсорбционный блок через входящий патрубок, проходит по зазорам между контактными дисками, очищается, отдавая углеводороды абсорбенту, и покидает абсорбционный блок через выходящий патрубок. Навстречу потоку паровоздушной смеси по нижней части блока протекает абсорбент. Вращение ротора, частично погруженного в дизельное топливо, обеспечивает постоянную замену пленки абсорбента. Для снижения температуры абсорбента установка включает в себя холодильный агрегат, который выполняется в виде отдельного блока. Снижение температуры абсорбента происходит в теплообменнике.

Для улавливания паров с баков машин при помощи установки АСУР-ПБ топливораздаточные колонки оснащаются узлами для сбора паров нефтепродуктов из горловин топливных баков автомобилей. Это специальные раздаточные краны, имеющие дополнительные клапаны для забора паров, двухканальные раздаточные рукава для отвода паров в резервуары, агрегат для подачи паров в резервуар, специальные клапаны, уравновешивающие расходы топлива и паров. При заправке баков машин установка работает следующим образом. Пары нефтепродуктов из баков автомобилей откачиваются агрегатом колонки через раздаточный кран, двухканальный раздаточный рукав, паропровод в резервуар, из которого происходит заправка автомобилей.

Недостатками указанной установки являются:

1. Большая потребляемая электрическая мощность холодильным и абсорбционным блоками и агрегатом для подачи паров из баков автомобилей.

2. Большой расход абсорбента.

3. Невозможность улавливания легких фракций бензина без смешения с низкооктановым компонентом.

Также известна установка улавливания паров нефтепродуктов с периодической работой холодильного блока на автозаправочных станциях [Ю.А. Матвеев и др. Патент на полезную модель №141280 от 27.05.2014. Установка улавливания паров нефтепродуктов с периодической работой холодильного блока на автозаправочных станциях].

На горизонтальный стальной резервуар, имеющий устройство для выдачи горючего, сливное устройство, дыхательный клапан, дополнительно на корпус дыхательного клапана, горизонтально устанавливается общая трубопроводная линия с задвижкой и обратным клапаном, которая соединена с основным паропроводом, соединенным с заглубленным резервуаром. Заглубленный резервуар оборудуется дыхательным клапаном, фильтром-поглотителем с активированным углем и устройством для приема паров нефтепродуктов, а также наполовину заливается низкооктановым компонентом.

Основной паропровод под земной поверхностью проходит теплообменник змеевикового типа. Теплообменник оборудован линиями охлаждения и связан с холодильным блоком. Холодильный блок с целью включения и выключения соединяется линией связи с соответствующим реле и находится под землей в технологическом колодце.

Также раздаточный кран, который вставляется в топливный бак автомобиля, оборудуется двухканальным раздаточным рукавом, соединенным с топливораздаточной колонкой. Пары нефтепродуктов через рукав с помощью агрегата подаются в участок паропровода, а затем через обратный клапан низкого давления в отдельный резервуар для сбора паров. Резервуар сбора паров оборудован соответствующим манометром. Манометр через линию связи связан с соответствующим реле для включения холодильного блока. Пары нефтепродуктов, откачанные из баков машин, за счет подачи агрегата скапливаются в резервуаре до определенного давления, на которое рассчитан обратный клапан повышенного давления. Давление паров регистрируется соответствующим манометром, который линией связи соединен с соответствующим реле. Реле включает электродвигатель, связанный с помощью муфты с валом, на котором находятся центробежные колеса. Также реле линией связи соединено с соответствующим электродвигателем для открытия задвижки.

Установка работает следующим образом. Через сливное устройство нефтепродукт поступает в резервуар. Оператор включает холодильный блок. С возрастанием давления поднимается тарелка дыхательного клапана резервуара и пары по открытой трубопроводной системе, обратный клапан попадают в основной паропровод, соединенный с дополнительным резервуаром, оборудованным приемным устройством. Пары проходят теплообменник.

При этом основная часть газообразных углеводородов в результате охлаждения в теплообменнике переходит в жидкое состояние, а пары, не перешедшие в жидкость, поглощаются низкооктановым компонентом. Нерастворившаяся часть газообразных углеводородов на выходе из резервуара через дыхательный клапан улавливается фильтром-поглотителем. Пары из баков автомобиля при заправке вытесняются нефтепродуктом. По двухканальному рукаву с помощью агрегата через участок паропровода и обратный клапан низкого давления пары попадают в резервуар для сбора паров. При достижении определенного давления паров соответствующий манометр, через линию связи и соответствующее реле включает холодильный блок для установления заданного температурного режима, который должен быть в пределах от минус 5 до минус 10°С. В резервуаре пары скапливаются до давления срабатывания обратного клапана повышенного давления. При достижении установленного давления соответствующий манометр через линию связи и соответствующее реле включает электродвигатель для вращения вала с центробежными колесами. Одновременно через линию связи соответствующее реле включает соответствующий электродвигатель для открытия задвижки.

После открытия обратного клапана повышенного давления и задвижки пары нефтепродуктов по паропроводу поступают в теплообменник с установленным температурным режимом. Затем смесь паров с жидким нефтепродуктом поступает в приемное устройство и в резервуар с вращающимся валом и центробежными колесами. В резервуаре происходит абсорбция паров нефтепродукта разбрызгиваемым по всему объему низкооктановым компонентом.

Недостатками указанной установки являются:

1. Невозможность улавливания легких фракций бензина без смешения с низкооктановым компонентом.

2. Низкая эффективность работы при «малых дыханиях» резервуаров.

Наиболее близкой к указанной проблеме является установка улавливания паров нефтепродуктов с дополнительным резервуаром сбора паров и системой их охлаждения для наземных вертикальных стальных резервуаров [Ю.А. Матвеев и др. Патент на полезную модель №142402 от 27.06.2014. Установка улавливания паров нефтепродуктов с дополнительным резервуаром сбора паров и системой их охлаждения для наземных вертикальных стальных резервуаров]. На предлагаемый резервуар, имеющий стандартное оборудование, оснащается дополнительный паропровод с обратным клапаном и задвижкой, который соединяется с заглубленным горизонтальным стальным резервуаром. Резервуар оборудуется клапаном, фильтром-поглотителем с активированным углем и устройством для приема паров нефтепродуктов. Заглубленный резервуар наполовину заливается низкооктановым компонентом. Дополнительный паропровод под землей проходит теплообменник с охлаждающей смесью. Охлаждающая смесь из емкости подается в теплообменник по трубопроводу охлаждающей системы с помощью насоса. Также паропровод через участок паропровода с соответствующей задвижкой связан с дополнительным резервуаром для сбора паров. Пары нефтепродуктов при открытии дыхательного клапана рабочего давления регистрируются манометром, который через линию связи с помощью соответствующего реле включает компрессор. Пары нефтепродуктов по паропроводу подаются в участок паропровода, а затем через обратный клапан низкого давления в дополнительный резервуар для сбора паров. Пары нефтепродуктов скапливаются в резервуаре до определенного давления. Давление паров на участке паропровода после обратного клапана повышенного давления регистрируется соответствующим манометром, который линией связи соединен с соответствующим реле. Реле с помощью линии связи включает электродвигатель, связанный с помощью муфты с валом, на котором находятся центробежные колеса. Также через линию связи соответствующее реле включает насос для подачи охлаждающей смеси по теплообменнику. Установка работает следующим образом. При приеме горючего оператор включает электродвигатель для вращения центробежных колес и насос подачи охлаждающей смеси в теплообменник. С целью улавливания паров при «больших дыханиях» открывается дыхательный клапан, обратный клапан и по паропроводу, соединенному с заглубленным резервуаром, пары поступают в теплообменник с перекачиваемой охлаждающей смесью. При этом основная часть паров горючего в результате охлаждения в теплообменнике переходит в жидкое состояние, а пары, не перешедшие в жидкость, абсорбируются низкооктановым компонентом, который перемешивается по всему объему резервуара центробежными колесами. При «малых дыханиях», с повышением давления парового пространства резервуара, также открывается дыхательный клапан и пары нефтепродуктов поступают в паропровод и участок паропровода. Поступление паров в паропровод регистрируется соответствующим манометром, который включает компрессор. После падения давления в паропроводе компрессор автоматически отключается. С помощью компрессора пары попадают в дополнительный резервуар для сбора паров, где скапливаются до давления срабатывания обратного клапана повышенного давления. Поступление паров в участок паропровода после обратного клапана повышенного давления регистрируется манометром, который включает электродвигатель для вращения вала с центробежными колесами. Также через линию связи реле включает насос для подачи охлаждающей смеси по теплообменнику. После открытия обратного клапана повышенного давления пары нефтепродуктов попадают в теплообменник с перекачиваемой охлаждающей смесью. Затем смесь паров с жидким нефтепродуктом поступает в приемное устройство и в резервуар с вращающимся валом и центробежными колесами. В резервуаре происходит абсорбция паров нефтепродукта низкооктановым компонентом. После закрытия обратного клапана повышенного давления оператор открывает задвижку и пары нефтепродукта за счет повышенного давления аналогичным образом поступают в заглубленный резервуар.

Недостатками указанной установки являются:

1. Невозможность улавливания паров при «малых дыханиях» без смешения легких фракций бензина с низкооктановым компонентом.

2. Низкая эффективность работы установки.

3. Большой расход охлаждающей смеси.

4. Отсутствие разделения при приеме паров от «малых и больших дыханий».

Решение указанной задачи достигается тем, что резервуар внутренней перегородкой разделен на две секции, при этом первая секция оборудована устройством для приема паров, валом с центробежными колесами, холодильным блоком, а в качестве абсорбента в данной секции используется низкооктановый компонент, а также тем, что вторая секция оснащена устройством для приема паров, а в качестве абсорбента в данной секции используется бензин А-76.

Данные признаки являются существенными для решения задачи полезной модели, так как повышается эффективность улавливания паров нефтепродуктов в резервуарах, снижается расход абсорбента и потребляемой электрической энергии, а также производится экономия за счет улавливания легких фракций товарных бензинов с последующим их использованием.

Сущность полезной модели пояснена чертежом (фиг. 1), на котором изображен разрез резервуара для улавливания паров нефтепродуктов. Резервуар 1 оборудуется дыхательным клапаном 2, фильтром-поглотителем с активированным углем 3 и устройствами для приема паров нефтепродуктов 4, которые имеет две перегородки с отверстиями различного диаметра 5, 6 для дробления пузырьков пара.

Резервуар 1 разделяется на две секции внутренней перегородкой 7. Первая секция резервуара предназначена для приема паров от «больших дыханий», а вторая секция для приема паров от «малых дыханий». В первую секцию резервуара в качестве абсорбента заливается низкооктановый компонент 8 (дизельное топливо зимнего вида). А во вторую секцию резервуара в качестве абсорбента заливается бензин А-76 летнего вида 9. «Большие дыхания» связаны с вытеснением паровоздушной смеси при приеме нефтепродуктов в резервуары. Для перевода паров при «больших дыханиях» в жидкость необходимо снизить температуру в резервуаре ниже нуля градусов Цельсия. «Малые дыхания» связаны с повышением (изменением) температуры окружающей среды и температуры в резервуаре. Для перевода паров при «малых дыханиях» в жидкость необходимо снизить температуру в резервуаре ниже температуры кипения бензинов на 10-15°С. Температура в подземном резервуаре позволяет переводить пары при «малых дыханиях» в жидкость без дополнительных систем охлаждения.

В первой секции резервуара устанавливается вал 10 с центробежными колесами 11. Вал устанавливается на подшипниковых опорах 12. Также в нижней части первой половины резервуара устанавливается холодильный блок 13, который предназначен для превращения паров от «больших дыханий» в жидкость. Резервуар для приема паров 1 оборудован заборной трубой 14 для откачки нефтепродуктов (смеси нефтепродуктов) и находится под земной поверхностью 15.

Полезная модель работает следующим образом. При приеме горючего в резервуар оператор открывает соответствующую задвижку паропровода. Через устройство для приема паров нефтепродуктов 4, которое имеет две перегородки с отверстиями различного диаметра 5, 6, пары нефтепродуктов 16 поступают в первую секцию резервуара 1. С целью улавливания паров при «больших» дыханиях» включается вал 10 с центробежными колесами 11 для перемешивания низкооктанового компонента 8 по всему объему первой секции резервуара 1. Также в этой секции включается холодильный блок 13.

При этом основная часть паров горючего 16 в результате охлаждения переходит в жидкое состояние, а пары, не перешедшие в жидкость, абсорбируются низкооктановым компонентом 8. Нерастворившаяся часть паров нефтепродуктов на выходе из резервуара 1 при работе дыхательного клапана 2 улавливается фильтром-поглотителем 3. После окончания приема нефтепродукта оператор выключает холодильный блок 13, вал 10, а затем закрывает соответствую задвижку паропровода.

При «малых дыханиях» оператор открывает соответствующую задвижку паропровода. Пары горючего 16 через устройство для приема паров нефтепродуктов 4 поступают во вторую секцию резервуара 1.

В данной секции резервуара 1 происходит превращение паров горючего в жидкость за счет снижения температуры и абсорбции паров нефтепродукта бензином А-76.

После заполнения резервуара 1 нефтепродукт (смесь нефтепродукта) откачивается через заборную трубу 14.

Периодическая работа вала и холодильного блока в первой секции резервуара значительно снижают потребление электроэнергии. Также смесь легких фракций бензинов с бензином А-76 во второй секции резервуара может быть использована для добавления в товарные бензины марок Аи-80 и А-76, что вызывает значительный экономический эффект.

Claims (1)

1. Двухсекционный резервуар для улавливания паров нефтепродуктов, включающий дыхательный клапан, фильтр-поглотитель, устройство для приема паров, вал с центробежными колесами, абсорбент, отличающийся тем, что резервуар внутренней перегородкой разделен на две секции, при этом первая секция оборудована устройством для приема паров, валом с центробежными колесами, холодильным блоком, а в качестве абсорбента в данной секции используется низкооктановый компонент, а также тем, что вторая секция оснащена устройством для приема паров, а в качестве абсорбента в данной секции используется бензин А-76.

Images