RU2062744C1

RU2062744C1 - Oil products storage reservoir

Info

Publication number: RU2062744C1
Application number: RU94022870/13A
Authority: RU
Inventors: Сергей Михайлович Богачев
Original assignee: Сергей Михайлович Богачев
Priority date: 1994-06-15
Filing date: 1994-06-15
Publication date: 1996-06-27

Abstract

FIELD: oil industry; equipment for collecting, preparation and storage of oil products. SUBSTANCE: reservoir has cylindrical housing with roof, safety and breathing valves installed in roof and unit to change direction of atmospheric air flow inside the reservoir. This unit has bent branch pipe secured inside reservoir to breathing valve. Branch pipe is bent at obtuse angle and its outlet end is pointed to side opposite to center of roof. It has also cylindrical deflector installed coaxially with outlet hole of bent branch pipe. Area of working section of cylindrical deflector is smaller than area of section of bent branch pipe outlet hole. EFFECT: enhanced reliability of operation, prevention of contamination of atmosphere with gaseous hydrocarbons, preservation of light fractions of oil in reservoir. 2 dwg

Description

Изобретение относится к оборудованию для сбора, подготовки и хранения нефтепродуктов и может быть использовано в нефтяной и нефтехимической промышленности. The invention relates to equipment for the collection, preparation and storage of petroleum products and can be used in the oil and petrochemical industries.

Известен резервуар, содержащий корпус, приемораздаточные патрубки, предохранительный и дыхательный клапаны, диод-отражатель, установленный внутри резервуара под монтажным патрубком дыхательного клапана / Ф.Ф. Арбузова и др."Борьба с потерями нефти и нефтепродуктов при их транспортировании и хранении". М. Недра, 1981, с. 98-99/. A well-known reservoir containing a housing, receiving pipes, safety and breathing valves, a reflector diode mounted inside the tank under the mounting pipe of the breathing valve / F.F. Arbuzova et al. "Combating the loss of oil and oil products during their transportation and storage." M. Nedra, 1981, p. 98-99 /.

Недостатком данного резервуара является недостаточно эффективное и рациональное, с точки зрения равномерности заполнения верхней части резервуара, формирование струи воздуха, входящей в него через дыхательный клапан. В результате чего происходит перемешивание воздуха с газообразными углеводородами у поверхности нефтепродукта. Этот недостаток усугубляется тем, что профиль крыши расположен под углом к диску-отражателю, а дыхательный клапан с патрубком и диском-отражателем расположены у боковой стенки резервуара. В результате, при "выдохе" резервуара происходит выброс в атмосферу газа, насыщенного газообразными углеводородами, что приводит к потерям ценных углеводородов и загрязнению атмосферы. The disadvantage of this tank is insufficiently efficient and rational, from the point of view of uniformity of filling the upper part of the tank, the formation of a stream of air entering it through a breathing valve. As a result, air is mixed with gaseous hydrocarbons at the surface of the oil product. This disadvantage is compounded by the fact that the roof profile is located at an angle to the reflector disk, and the breathing valve with a pipe and reflector disk are located near the side wall of the tank. As a result, when the reservoir is “exhaled”, gas saturated with gaseous hydrocarbons is released into the atmosphere, which leads to the loss of valuable hydrocarbons and air pollution.

Наиболее близким по технической сущности к достигаемому результату является резервуар по а.с. СССР N 1486421 В 65 Д 90/28, Б.И. N 22, 89г. в котором частично устраняется недостаток аналога. Резервуар содержит цилиндрический корпус с крышей, предохранительный и дыхательный клапаны, установленные на крыше, узел изменения направления воздушной струи из дыхательного клапана, размещенный внутри резервуара под дыхательным клапаном. Узел выполнен в виде изогнутого патрубка, прикрепленного одним концевым участком к дыхательному клапану, а другой концевой участок установлен так, что его выпускное отверстие обращено к центру крыши, причем угол между осью выпускного отверстия и поверхностью крыши составляет 45-90^o. Эта конструкция узла позволяет сосредоточить поступающий в резервуар при "вдохе" воздух в верхней его части, т.е. снизить вероятность смешения его с газообразными углеводородами над нефтепродуктом внизу резервуара.The closest in technical essence to the achieved result is a tank by a.s. USSR N 1486421 B 65 D 90/28, B.I. N 22, 89g. in which the lack of analogue is partially eliminated. The tank contains a cylindrical body with a roof, safety and breathing valves mounted on the roof, a unit for changing the direction of the air stream from the breathing valve, located inside the tank under the breathing valve. The node is made in the form of a curved nozzle attached by one end section to the breathing valve, and the other end section is installed so that its outlet opens to the center of the roof, and the angle between the axis of the outlet and the roof surface is 45-90 ^o . This design of the unit allows you to concentrate the air entering the tank during "inspiration" in its upper part, i.e. reduce the likelihood of mixing it with gaseous hydrocarbons over the oil at the bottom of the tank.

Однако, вследствие высокой скорости струи воздуха, поступающей в резервуар /несколько десятков метров в секунду/ имеет место эжектирование /подсасывание/ воздухом газообразных углеводородов из верхней части резервуара и перемешивание их с воздухом, т.е. недостаток аналога устраняется не полностью. При заполнении резервуара нефтью дыхательный клапан работает в режиме "выдоха" и в атмосферу выбрасывается смесь воздуха с газообразными углеводородами. Особенно активно эжектирование газообразных углеводородов будет происходить при больших взливах /высоких уровнях/ нефти в резервуаре, когда слои газообразных углеводородов находятся в непосредственной близости к патрубку дыхательного клапана, т.е. потери углеводородов и загрязнение ими окружающей среды неизбежны. However, due to the high speed of the air stream entering the reservoir (several tens of meters per second), gaseous hydrocarbons are ejected / sucked in / from the upper part of the reservoir and mixed with air, i.e. the lack of analogue is not completely eliminated. When the tank is filled with oil, the breathing valve operates in the “exhale” mode and a mixture of air with gaseous hydrocarbons is released into the atmosphere. Particularly active ejection of gaseous hydrocarbons will occur during large spills / high levels / oil in the tank, when the layers of gaseous hydrocarbons are in close proximity to the pipe of the breathing valve, i.e. loss of hydrocarbons and their environmental pollution are inevitable.

Эта проблема особенно актуальна для промысловых технологических резервуаров, в которых происходит отделение нефти от пластовой воды. В этих резервуарах уровень нефти поддерживается особенно высоко и слой газообразных углеводородов находится особенно близко к патрубку дыхательного клапана. Кроме того, как показал опыт эксплуатации, существенным недостатком прототипа является наличие перегиба в нижней части изогнутого патрубка. Там наблюдается накопление пирофорного железа, а затем намерзание газоконденсата. Это затрудняет работу дыхательного клапана и снижает безопасность работы резервуара. This problem is especially relevant for field technological reservoirs in which oil is separated from produced water. In these tanks, the oil level is maintained particularly high and the layer of gaseous hydrocarbons is located especially close to the nozzle of the breathing valve. In addition, as shown by operating experience, a significant disadvantage of the prototype is the presence of kink in the lower part of the curved pipe. There is an accumulation of pyrophoric iron, and then the freezing of gas condensate. This complicates the operation of the breathing valve and reduces the safety of the reservoir.

Задачей изобретения является создание резервуара, надежного в работе, не загрязняющего атмосферу выбросами газообразных углеводородов и обеспечивающего сохранность в нефти ее ценных углеводородных легких фракций. The objective of the invention is to create a reservoir, reliable in operation, not polluting the atmosphere with gaseous hydrocarbon emissions and ensuring the safety of its valuable hydrocarbon light fractions in oil.

Поставленная задача решается следующим образом. В резервуаре для хранения нефтепродуктов, содержащем цилиндрический корпус с крышей, предохранительный и дыхательные клапаны, установленные на крыше, и размещенный внутри резервуара узел изменения направления струи воздуха, узел состоит из изогнутого патрубка, прикрепленного внутри резервуара к дыхательному клапану. Отличие заключается в том, что патрубок изогнут под тупым углом и выпускной конец его обращен в сторону, обратную от центра крыши. Причем этот конец снабжен цилиндрическим отражателем, установленным соосно с выпускным клапаном, и площадь его рабочего сечения не меньше площади сечения отверстия выпускного конца патрубка. Совокупность заявленных признаков позволяет предотвратить эжектирование струей воздуха из дыхательного клапана углеводородных газов из объема резервуара. Это достигается взаимодействием формы и размеров отражателя, его расположением по отношению к патрубку, форма изгиба патрубка /тупой угол/, расположение патрубка и отражателя относительно стенок резервуара и его крыши. Все эти показатели позволяют расширить струю входящего в резервуар воздуха, снизить его скорость и направить его так, чтобы не вызвать смешения с ним углеводородных газов. Это подтверждено проведенными испытаниями. Расчетным и экспериментальным путем выведены формулы, по которым можно определить расположение цилиндрического отражателя, а именно: Д≥1,414d, где D диаметр цилиндра отражателя, d диаметр выпускного отверстия изогнутого патрубка; h≥0,067D, где h длина образующей цилиндра отражателя; 0,25d≅L≅0,533D, где L расстояние от днища цилиндрического отражателя до выпускного отверстия изогнутого патрубка. The problem is solved as follows. In a tank for storing petroleum products containing a cylindrical body with a roof, safety and breathing valves installed on the roof, and a unit for changing the direction of the air stream located inside the tank, the unit consists of a bent pipe attached inside the tank to the breathing valve. The difference is that the pipe is bent at an obtuse angle and its outlet end is turned to the side opposite from the center of the roof. Moreover, this end is equipped with a cylindrical reflector mounted coaxially with the exhaust valve, and the area of its working section is not less than the cross-sectional area of the opening of the outlet end of the pipe. The combination of the claimed features allows you to prevent ejection by a stream of air from a breathing valve of hydrocarbon gases from the volume of the tank. This is achieved by the interaction of the shape and dimensions of the reflector, its location with respect to the nozzle, the bend shape of the nozzle / obtuse angle /, the location of the nozzle and reflector relative to the walls of the tank and its roof. All these indicators allow you to expand the stream of air entering the tank, reduce its speed and direct it so as not to cause mixing of hydrocarbon gases with it. This is confirmed by tests. Calculated and experimentally derived formulas by which you can determine the location of the cylindrical reflector, namely: D≥1.414d, where D is the diameter of the cylinder of the reflector, d is the diameter of the outlet of the curved pipe; h≥0,067D, where h is the length of the generatrix of the cylinder of the reflector; 0.25d≅L≅0.533D, where L is the distance from the bottom of the cylindrical reflector to the outlet of the curved pipe.

Испытания показали также, что для отражателя к патрубку дыхательного клапана резервуара хранения нефтепродуктов целесообразна именно цилиндрическая форма, т.к другие /диск, конус, усеченный конус, полусфера и т.д/, не позволяют достичь требуемого результата. Tests also showed that for the reflector to the pipe of the breathing valve of the oil storage tank, it is precisely the cylindrical shape that is appropriate, because the others (disk, cone, truncated cone, hemisphere, etc. /) do not allow achieving the desired result.

На прилагаемом чертеже представлен заявляемый резервуар в сечении фиг. 1, на фиг. 2 узел изменения направления воздушной среды. The attached drawing shows the inventive reservoir in cross section of FIG. 1, in FIG. 2 node changes the direction of the air.

Резервуар содержит корпус 1, крышу 2, дыхательный клапан 3, предохранительный клапан 4, приема-раздаточные патрубки 5 и 6, изогнутый патрубок 7 с цилиндрическим отражателем 8 с днищем 9. Патрубок прикреплен к дыхательному клапану, а отражатель 8 креплением 10 присоединен к патрубку. The tank contains a housing 1, a roof 2, a breathing valve 3, a safety valve 4, receiving and distributing nozzles 5 and 6, a curved pipe 7 with a cylindrical reflector 8 with a bottom 9. The pipe is attached to the breathing valve, and the reflector 8 is attached to the pipe with an attachment 10.

Дыхательный клапан предназначен для регулирования величины избыточного давления в газовом пространстве резервуара при наливе, сливе хранимого продукта или при изменении давления в резервуаре под воздействием других факторов. При уменьшении давления в газовом пространстве резервуара /"вдохе"/ внешний воздушный поток втягивается через дыхательный клапан в резервуар. При этом струя воздуха направляется на поверхность нефтепродукта и перемешивается с газообразными углеводородами, находящимися над поверхностью продукта. При повышении давления в газовом пространстве резервуара насыщенный газообразными углеводородами воздух через дыхательный клапан уходит в атмосферу/"выдох"/. Чередование "вдохов" и "выдохов" приводит к выкачиванию газообразных углеводородов из резервуара. The breathing valve is designed to regulate the amount of excess pressure in the gas space of the tank during filling, discharge of the stored product or when the pressure in the tank changes under the influence of other factors. When the pressure in the gas space of the tank / "inspiration" / decreases, the external air flow is drawn through the breathing valve into the tank. In this case, an air stream is directed to the surface of the oil product and mixed with gaseous hydrocarbons located above the surface of the product. With increasing pressure in the gas space of the tank, the air saturated with gaseous hydrocarbons goes through the breathing valve into the atmosphere / "exhale" /. The alternation of "inspirations" and "exhalations" leads to the pumping of gaseous hydrocarbons from the tank.

Резервуар работает следующим образом. The tank works as follows.

При "вдохе" резервуара /вывод нефтепродукта из 1 через раздаточный патрубок 6, т. е. при снижении давления внутри резервуара/ через дыхательный клапан 3 и изогнутый патрубок 7 в резервуар начинает поступать атмосферный воздух. Т.к. патрубок изогнут под тупым углом и обращен в сторону, обратную от центра крыши, то струя воздуха, выходящая из его выпускного отверстия, попадает на отражатель 8 и, ударившись о днище 9,направляется цилиндрическими стенками отражателя на поверхность крыши 3 резервуара. Величиной рабочего сечения отражателя /разница между диаметром отражателя и выпускного отверстия изогнутого патрубка/, задается скорость выхода струи воздуха из отражателя, а именно ее снижение, стенки же отражателя и изгиб патрубка формируют ее и задают ей направление. Отраженная струя воздуха растекается по поверхности крыши. Т.е. предотвращается эжектирование струей воздуха углеводородных газов, находящихся над поверхностью нефтепродукта в резервуаре и их перемешивание. При "выдохе" резервуара /ввод нефтепродукта через приемный патрубок 5, т.е. при повышении давления внутри резервуара/ через дыхательный клапан выходит воздух, практически не содержащий газообразных углеводородов. В случае возникновения аварийной ситуации, когда давление газа внутри резервуара превышает допустимое, срабатывает предохранительный клапан 4. Как видно из выше сказанного, понятие "цилиндрический отражатель" носит довольно условный характер, т.к. он работает не только как отражатель, но и как распределитель и формирующей элемент, обеспечивающий в совокупности с крышей резервуара и его стенками достижение заданного эффекта, а именно надежность и экологичность резервуара в целом, снижение потерь ценных легких фракций нефти. Эксперименты, проведенные на модели резервуара РВС 5.000, выполненной из оргстекла в масштабе 1:50, подтвердили сделанные ранее выводы. When the tank is "inhaled" / the oil product is withdrawn from 1 through the dispensing pipe 6, that is, when the pressure inside the tank decreases / through the breathing valve 3 and the bent pipe 7, atmospheric air begins to flow into the tank. Because the pipe is bent at an obtuse angle and facing the direction opposite from the center of the roof, the air stream leaving its outlet opens onto the reflector 8 and, having hit the bottom 9, is directed by the cylindrical walls of the reflector onto the surface of the roof 3 of the tank. The magnitude of the working cross section of the reflector / the difference between the diameter of the reflector and the outlet of the bent pipe / sets the rate of exit of the air stream from the reflector, namely its decrease, the walls of the reflector and the bend of the pipe form it and give it a direction. A reflected air stream spreads over the roof surface. Those. ejection by a stream of air of hydrocarbon gases located above the surface of the oil product in the tank and their mixing is prevented. When the tank is "exhaled" / input of oil through the inlet pipe 5, i.e. when the pressure inside the tank rises, air that practically does not contain gaseous hydrocarbons comes out through the breathing valve. In the event of an emergency, when the gas pressure inside the tank exceeds the permissible limit, the safety valve 4 is activated. As can be seen from the above, the concept of a "cylindrical reflector" is rather arbitrary, because It works not only as a reflector, but also as a distributor and a forming element, which, together with the roof of the tank and its walls, provides the desired effect, namely the reliability and environmental friendliness of the tank as a whole, and the reduction of losses of valuable light oil fractions. The experiments conducted on the model of the RVS 5.000 tank made of plexiglass at a scale of 1:50 confirmed the conclusions made earlier.

Claims

A reservoir for storing petroleum products, comprising a housing, a roof, safety and breathing valves installed on the roof, and a unit for changing the direction of the air stream from the breathing valve, including a curved pipe attached inside the reservoir to the breathing valve, characterized in that it is provided with a curved mounted coaxially at the outlet end a pipe with a cylindrical reflector of the air stream, made so that the area of the working section of the reflector is not less than the cross-sectional area of the outlet of the outlet end of nozzle, the latter is bent at an obtuse angle and faces toward the discharge end of the center of the roof.