RU39128U1

RU39128U1 - Резервуар для легкоиспаряющихся жидкостей

Info

Publication number: RU39128U1
Application number: RU2004107646/22U
Authority: RU
Inventors: А.Л. Бушковский; Л.В. Прасс
Priority date: 2004-03-16
Filing date: 2004-03-16
Publication date: 2004-07-20

Abstract

Полезная модель относится к нефтедобывающей промышленности и может быть использована для сокращения потерь нефти и нефтепродуктов из отдельных или далеко расположенных друг от друга нефтяных резервуаров. Наиболее целесообразно ее применение на технологических резервуарах. Задача: уменьшить потери нефти от испарения при больших и малых дыханиях РВС. Технический результат - уменьшение потерь нефти от испарения за счет применения трубного конденсатора. Технический результат достигается тем, что устройство дополнительно снабжено трубным конденсатором жидкости 3, установленным между дыхательным клапаном 4 и патрубком дыхательного клапана 5 наклонно с возможностью отекания конденсата в резервуар, причем трубы конденсатора 6 выполнены из высокотеплопроводного материала, под трубным конденсатором установлен поддон 11, а в летнее время трубы конденсатора 6 обернуты гидрофильным материалом 12, контактирующим с водой в поддоне 11.

Description

Полезная модель относится к нефтедобывающей промышленности и хранению легкоиспаряющейся жидкости, предпочтительно нефти, конденсата и нефтепродуктов в резервуаре, и может быть использована при хранении легкоиспаряющейся жидкости в резервуарах и расходных емкостях далеко расположенных друг от друга. Наиболее целесообразно ее применение на технологических резервуарах, где потери выше.

В процессе технологических операций (залива нефти в РВС - резервуар вертикальный стальной), а также под влиянием суточного изменения температуры окружающей среды через дыхательную арматуру происходит выброс газовой фазы, насыщенной парами легких углеводородов (пентан, гексан, гептан и их изомеры), что приводит к потерям нефти и нефтепродуктов. Потери нефтепродуктов от испарения при транспортировке и хранении составляют 0,5-1,2% от объема добываемой нефти, причем наиболее ценных легких фракций.

Более 75% этих потерь приходится на испарение нефтепродуктов из резервуаров и транспортных емкостей при больших и малых дыханиях (Блинов И.Г. и др. Перспективные методы сокращения потерь нефтепродуктов от испарения в резервуарах. Обзор: информационная серия-Транспорт и хранение нефтепродуктов. ЦНИИТЭХИМ, 1990, №5, с.1-51). Температура нефти (нефтепродуктов) в РВС составляет, как правило +10°С (вход УПН) до 40-45°С (при подготовке нефти), для исключения

замораживания в трубопроводах и РВС в холодное время года используются подогреватели разного типа.

Известен резервуар для легкоиспаряющихся жидкостей, включающий корпус с крышей, на которой установлен дыхательный клапан (Ткачев О.А. и др. Сокращение потерь нефти при транспорте и хранении. М.: Недра, 1988. - с.107-108).

Недостатком этого типа резервуара является то, что данная конструкция не обеспечивает существенного уменьшения потерь нефти и нефтепродуктов при больших и малых дыханиях, т.к. дыхательный клапан срабатывает уже при низком давлении (2,7·10⁴ Па) и не улавливает пары углеводородов.

Известен резервуар для легкоиспаряющихся жидкостей, включающий корпус с крышей, на которой установлено устройство для сокращения потерь жидкостей при испарении, содержащее закрепленные на патрубке дыхательного клапана держатель и диск, при этом диск, выполненный из закрепленного на планках газонепроницаемого эластичного материала и имеет диаметр не менее 0,1 диаметра корпуса резервуара, планки закреплены на осях в нижней части держателя, при этом последний оснащен упорным элементом для ограничения поворота планок, установленным с возможностью осевого перемещения (авт. свид. СССР №1178662, кл. В 65 Д 90/38, 1985). Этот вариант выбран в качестве прототипа.

Недостатком резервуара этого типа является низкая эффективность устройства для сокращения потерь легкоиспаряющихся жидкостей, т.к. пары

нефти, обходя диск, при открытии дыхательного клапана, попадают в атмосферу. Диск создает помехи перемешиванию газовой фазы по высоте РВС, в итоге через дыхательный клапан в атмосферу сбрасывается ненасыщенный парами углеводородный газ.

Поставлена задача: уменьшить потери легкоиспаряющейся жидкости, хранящейся в резервуаре.

Технический результат - уменьшение потерь нефти от испарения за счет применения дополнительного устройства - трубного конденсатора.

Указанный технический результат достигается тем, что резервуар для легкоиспаряющихся жидкостей, включающий корпус с крышей, на которой снаружи установлено устройство для сокращения потерь жидкостей при испарении, дыхательный клапан, патрубок дыхательного клапана, устройство для сокращения потерь жидкостей при испарении дополнительно снабжено трубным конденсатором жидкости (паров нефти, конденсата и нефтепродуктов), который установлен между дыхательным клапаном и патрубком дыхательного клапана наклонно с возможностью стекания конденсата в резервуар, под трубным конденсатором установлен поддон, причем трубы конденсатора выполнены из материала с высокой теплопроводностью (металла), а в летнее время трубы конденсатора обернуты гидрофильным материалом, контактирующим с водой в поддоне. В зимнее время вода и гидрофильный материал не требуются. Высота смачивания гидрофильного материала водой за счет поверхностного

натяжения составляет 0,6-0,9 м, что достаточно для смачивания водой всей поверхности труб.

Сущность данного технического предложения заключается в том, что в результате установки между дыхательным клапаном и патрубком дыхательного клапана наклонно трубного конденсатора из высокотеплопроводного материала (преимущественно металла), выходящие из РВС пары нефти и нефтепродуктов конденсируются за счет разности температур между РВС и окружающей средой и самотеком стекают обратно в резервуар.

Внутри труб конденсатора установлена спиральная вставка, выполненная из коалесцирующего материала, необходимая для интенсификации теплообмена и улавливания микрокапельной взвеси. Потери от испарения уменьшаются также за счет применения такой вставки, т.к. улучшается контакт паров нефти со стенками труб, повышается коэффициент теплоотдачи и сконденсированная капельная нефть на поверхности спиральной вставки коалесцирует и сливается обратно в РВС. В качестве коаслесцирующего материала применяют полиэтилен или другой нефтестойкий полимер.

Трубы конденсатора установлены параллельно друг другу и наклонно (под острым углом 4-8°) к горизонтальной поверхности, с возможностью слива конденсата самотеком в резервуар и выполнены из коррозионностойкого оцинкованного стального или алюминиевого листа, иди тонкого стального листа с антикоррозионным покрытием поверхности

лакокрасочными материалами. Количество труб в конденсаторе может быть от двух и более в зависимости от емкости РВС и частоты перекачки (оборачиваемости РВС).

В качестве гидрофильного материала используют тонкий рыхлый войлок или грубую хлопчатобумажную ткань.

Использование гидрофильного материала увеличивает конденсацию паров на внутренней поверхности труб, т.к. испарение воды под действием солнца и ветра приводит к понижению температуры гидрофильного материала и, соответственно, труб конденсатора на 4-6°С, в итоге разность температур паров нефти и труб конденсатора составляет от 6-8°С летом до 45°С в зимнее время. Потери от испарения уменьшаются также за счет применения спиральной вставки из коалесцирующего материала, т.к. улучшается контакт паров нефти со стенками труб, повышается коэффициент теплоотдачи и сконденсированная капельная нефть на поверхности спиральной вставки коалесцирует и сливается обратно в РВС.

На чертеже приведен резервуар для легкоиспаряющихся жидкостей.

Резервуар включает корпус 1 с крышей 2, на которой установлен трубный конденсатор паров нефти и нефтепродуктов 3, размещенный между дыхательным клапаном 4 и патрубком дыхательного клапана 5. Трубный конденсатор 3 содержит трубы 6, установленные параллельно друг к другу и под острым углом 6° к горизонтальной поверхности с возможностью обеспечения слива конденсата самотеком внутрь корпуса 1 через камеру входа 7 и - выхода 8. Дыхательный клапан 4 соединен с камерой выхода 8

при помощи патрубка 9, а патрубок дыхательного клапана 5 с камерой входа 7 - при помощи патрубка 10. Поддон 11 трубного конденсатора 3 установлен под трубами 6, которые летом обернуты гидрофильным материалом 12, например, войлоком, контактирующим с водой (на чертеже не показано) поддона 11. Трубы 6, камеры входа и выхода 7 и 8, патрубки 9 и 10 изготовлены из коррозионностойкого оцинкованного стального или алюминиевого листа или тонкого стального листа с антикоррозионным покрытием поверхности лакокрасочными материалами. Трубный конденсатор 3 и дыхательный клапан 4 устанавливают в заданном положении при помощи регулируемой опоры 13. Внутри труб 6 установлена спиральная вставка 14, изготовленная из листового полимерного материала.

В качестве труб для конденсатора 3 могут быть использованы, например, спиральные трубы из оцинкованной стали с толщиной стенок 0,4-1,2 мм. Такие трубы выдерживают давление до 6·10⁵ Па (максимально допустимое давление в резервуарах 2,7·10⁴ Па).

Резервуар работает следующим образом. При увеличении уровня жидкости в резервуаре давление увеличивается и дыхательный клапан 4 открывается. Поток паров нефти или нефтепродуктов из резервуара поступает через патрубки 5 и 10 в трубы 6 конденсатора 3. Благодаря спиральной вставке 14, основная масса паров нефти перемешивается (турбулизируется) и соприкасается со стенками труб 6, температура которых, даже летом, ниже температуры окружающей среды и существенно ниже температуры паров нефти внутри РВС. В результате охлаждения

происходит конденсация паров на внутренней поверхности труб 6 и отекание (из-за наклона их к горизонтальной поверхности) конденсата в резервуар. Из-за испарения воды с гидрофильного материала, обернутого на поверхности труб 6 и контактирующего с водой в поддоне 111, поверхность труб 6 летом дополнительно охлаждается на 4-6°С по сравнению с температурой окружающей среды, что дает дополнительный эффект по улавливанию.

В холодный период года (7-8 мес./год) гидрофильный материал и воду убирают из поддона 11, т.к. увеличивается разность температур и высокая степень улавливания паров нефти обеспечивается за счет низкой температуры окружающей среды.

При выборе площади конденсации труб следует исходить из того, что для полной ликвидации потерь от испарения площадь конденсации должна быть не менее 0, 0646 м² на 1 м² площади зеркала испарения (Голомянов А.И. Процесс испарения бензина в замкнутом объеме и конденсация его паров на горизонтальной трубе. Новосибирск, 1985, с.195). При этом

массовый расход продуктов испарения с 1 м² зеркала испарения составляет 2·10^-5 кг/м²·с. Так, например, для РВС-3000 диаметр резервуара равен 19 м, площадь поверхности испарения равна S₃=283,4 м².

Суммарная площадь конденсации равна S_к=0,0646·283,4=18,3 м².

Для двухтрубного конденсатора площадь одной трубы должна быть 9,15 м. Так как максимальный диаметр трубы D ограничивается высотой подъема охлаждающей жидкости (0,6-0,8 м), то длина трубы Д определяется из выражения: S_k/2+3,14·L·D или L=9,15/3,14·0,5=5,83 м.

Известно, что потери нефти из технологических резервуаров (РВС-3000) при отсутствии системы улавливания легких фракций (УЛФ) составляют 150-200 т/год. Но УЛФ с холодильной установкой, трубной разводкой, дренажной и перекачивающей систем, стоит дорого, и его целесообразно применять только в больших резервуарных тарах даже с учетом его высокой эффективности (90-95%).

Применение предложенного трубного конденсатора на таком резервуаре позволит уменьшить потери на 70-80%, т.е. на 100-160 т/год.

Таким образом, оснащение резервуара дополнительным трубным конденсатором паров нефти и нефтепродуктов существенно уменьшит потери от испарения. Дополнительными преимуществами полезной модели являются:

- практически полное отсутствие эксплуатационных расходов;

- улучшение экологической обстановки в районе промысла;

- снижение пожароопасности в зоне РВС.

Claims

1. Резервуар для легкоиспаряющихся жидкостей, включающий корпус с крышей, на которой установлено устройство для сокращения потерь жидкостей при испарении, содержащее дыхательный клапан и патрубок дыхательного клапана, отличающийся тем, что устройство дополнительно снабжено трубным конденсатором жидкости, установленным между дыхательным клапаном и патрубком дыхательного клапана наклонно с возможностью стекания конденсата в резервуар, причем трубы конденсатора установлены параллельно друг другу и выполнены из высокотеплопроводного материала, а под трубным конденсатором установлен поддон для воды.

2. Резервуар по п.1, отличающийся тем, что внутри труб конденсатора установлена спиральная вставка.

3. Резервуар по п.2, отличающийся тем, что спиральная вставка выполнена из полимерного материала.

4. Резервуар по п.1, отличающийся тем, что высокотеплопроводный материал выбран из ряда: оцинкованная сталь, сталь с лакокрасочным покрытием или алюминий.

5. Резервуар по п.1, отличающийся тем, что трубы конденсатора обернуты гидрофильным материалом, контактирующим с водой в поддоне.

6. Резервуар по п.1, отличающийся тем, что гидрофильный материал выполнен из тонкого рыхлого войлока или грубой хлопчатобумажной ткани.