Способ хранения легкоиспаряющихся нефтепродуктов в резервуаре с понтоном и резервуар с понтоном для хранения легкоиспаряющихся нефтепродуктов

 

Изобретение относится к резервуаростроению и хранению легкоиспаряющихся нефтепродуктов. Цель изобретения - сокращение потерь от испарения при одновременном повышении эксплуатационной надежности. Новым является то, что в способе хранения, включающем заполнение с одновременной изоляцией поверхности хранимого нефтепродукта, процесс изоляции осуществляют путем размещения приповерхностного объема хранимого нефтепродукта в замкнутой оболочке с возможностью выхода паров в объем хранимого нефтепродукта. Понтон выполнен в виде расположенных одна над другой частей из эластичного материала, соединенных по периметру между собой посредством опорного кольцевого элемента положительной плавучести, на нижней части понтона установлен патрубок для сообщения полости между обечайками с полостью резервуара под понтоном. 2 с.и 1 з.п.ф-лы, 4 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (Ц)5 В 65 D 90/28, 90/30

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К ПАТЕНТУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГННТ СССР (21) 4762358/13 . (22) 13.10.89 (46) 15.08.91. Бюп. У 30 (75) Н.И. Корсаков (SU) (53) 621 ..642. 3 (088. 8) (56) Абузова Ф.Ф. и др. Борьба с потерями нефтепродукта от испарений при их транспортировке и хранении.

M.: Наука, 1981, с. 85-96. (54) СПОСОБ ХРАНЕНИЯ ЛЕГКОИСПАРЯЮ

ЩИХСЯ НЕФТЕПРОДУКТОВ В РЕЗЕРВУАРЕ С

ПОНТОНОМ И РЕЗЕРВУАР С ПОНТОНОМ ДЛЯ

ХРАНЕНИЯ ЛЕГКОИСПАРЯИМЦИХСЯ НЕФТЕПРО=

ДУКТОВ (57) Изобретение относится к резер-. вуаростроению и хранению легкоиспа= ряющихся нефтепродуктов. Цель изоб ретения — сокращение потерь от испа рения при одновременном повышении

Изобретение относится к реэервуаро= строению и хранению легкоиспаряющих ся нефтепродуктов „

Цель изобретения —. сокращение по= терь от испарения при одновременном повьппении эксплуатационной надежности.

На фиг. 1 изображена схема резервуара с понтоном для хранения легко испаряющихся нефтепродуктов; на фиг.2 — то же, при положении понтона в начале процесса заполнения резер= вуара; на фиг.3 .- то же, при положении понтона в процессе создания давления внутри последнего; на фиг.4 резервуар с понтоном, патрубок кото= рого подсоединен посредством гибкой связи к верхней части понтона„

„,SUÄÄ 1671159 А 3

2 эксплуатационной надежности. Новым является то, что в способе хранения, включающем заполнение с одновременной изоляцией поверхности хранимого нефтепродукта, процесс изоляции осу ществляют путем размещения прийо верхностного объема хранимого нефте продукта в замкнутой оболочке с воз можностью выхода паров в объем храни мого нефтепродукта. Понтон выполнен в виде расположенных одна над другой частей из эластичного материала, соединенных по периметру между собой посредством опорного кольцевого эле мента положительной плавучести, на нижней части понтона установлен па трубок для сообщения полости между обечайками с полостью резервуара под понтоном. 2 с, и 1 з.п. ф-лы, 4 ил.

Резервуар для хранения легкоиспа-. ряющихся нефтепродуктов содержит цилиндрический вертикальный корпус 1 с размещенным в нем понтоном 2, со стоящим из верхней части 3 из эластичного материала, нижней части 4 из эластичного материала, опорного коль= цевого элемента 5 с положительной плавучестью для соединения по пери метру частей 3 и 4, и укрепленный на нижней части 4 из эластичного мате-. риала патрубок 6 для сообщения полос= ти между частями 3 и 4 понтона с по— постыл резервуара, размещенной под понтоном.

Патрубок 6 выполнен таким образом, что его длина составляет 20 — 200 мм, а также может быть присоединен к

1671159 верхней части 3 понтона посредством гибкой связи 7„

Способ хранения легкоиспарякицихся нефтепродуктов реализуется следук цим образом.

11роизводят заполнение резервуара с понтоном легкоиспаряющимся нефте продуктом, В процессе заполнения дд новременно осуществляют размещение приповерхностного объема легкоисйаряющегося нефтепродукта в замкнутой оболочке, в качестве которой исполь зуется понтон, выполненный в виде двух размещенных одна под другой час тей из эластичного материала, соединенных по периметру между собой опор= ным кольцевым элементом положитель ной плавучести, На нижней части понто-. на установлен патрубок для сообщения полостей между собой, одна иэ кото рых размещена между частями понтона из эластичного материала, другая под оболочкой, причем в процессе как заполнения, так и хранения и выдачи легкоиспаряющегося нефтепродукта при изменении давления внутри оболочки обеспечена возможность перехода паров из объема оболочки в хранимый нефтепродукт.

При достижении заданного уровня нефтепродуктов в резервуаре осуществ" ляют его хранение.

В качестве конкретного примера резервуара с понтоном для хранения легкоиспаряющихся нефтепродуктов пред З лагается резервуар с понтоном, со стоящий из верхней и нижней частей, соединенных опорным кольцевым эле ментдм с образованием оболочки из

4С электропроводящей полиэтиленовой пленки толщиной 2 мм, а опорный коль" цевой элемент = из полиэтиленовых труб, Патрубок предполагается изго= товить из этих же труб. Нижний конец

45 патрубка целесообразно закрыть сет-. кой, изготовленной из этой же пленки.

Сетка предотвращает оболочку от за-. грязнений и способствует более полной конденсации выходящих из нее паров.

Дпя осуществления способа необхо= димо: наличие у оп-рного кольцевого элемента запаса и;, авучести для удер-. жания на плаву оболочки при отсутст вии в ней давления паров; исключение возможности отрыва опорного кольцево-. го элемента от поверхности продукта (это может произойти при черезмерном повышении давления паров в оболочке); наличие выпуклой формы верхней обпа зующей оболочки.

Первое условие обуславливается тем, что при заливе пустого резервуа= ра для удержания оболочки на плаву в течение нескольких часов, необходи мых для образования в ней паров и включения ее в работу, подъемной силы воздушного пузыря в верхней части оболочки может быть недостаточно.

Выполняется это условие путем пдд бора труб нужного диаметра. Второе условие обуславливается тем, что при отрыве опорного кольцевого элемента от поверхности продукта откроется часть поверхности, с которой будут образовываться пары и уходить в пространство над понтоном, а затем че рез дыхательный клапан — в атмосферу.

Выполняются второе, а также третье условия путем установки патрубка дйи-.

«toA в пределах, которые должны обес печить давление внутри оболочки бопь ше, чем необходимо для наполнения оболочки, но меньше чем давление отрыва опорного кольцевого элемента от поверхности продукта.

Внутри резервуара имеется понтон, имеющий оболочку, которая прикреп= лена к опорному кольцу из,труб, дб ладающих положительной в нефтепро дукте плавучестью. Оболочка снабжена патрубком 6. Дпя ликвидации зазора между опорным кольцевым элементом и стенкой резервуара крепится уплотне" ние известных конструкций. Необходимые пределы на длину патрубка опре деляются расчетным путем в зависимости от материала и толщины оболочки, удельного веса хранимого продукта, массы опорного кольца и прикрепленного к нему уплотнения из уравнения равновесия понтона в общем случае (фиг.3):

sD>, 9 (П вЂ” D>) n

3; + „Пш + — — — --О"1+

+ — — — (7-0) - Р (1) где D - диаметр опорного кольцевого

1 элемента, см; толщина оболочки,см, 1 плотность материала оболочки, г/смз;

m - масса единицы длины труб опорного кольцевого элемента с прикрепленным к нему уплот.нением, г/см;

5 167115

D1 — диаметр круга соприкоснове-. ния нижней части оболочки с поверхностью продукта при отрыве опорного кольцевого эле= мента от поверхности, см;

q — плотность хранимого нефтепро-. дукта, г/см ;

P давление внутри оболочки, г/см .

В уравнении (1) первый член левой части уравнения определяет массу верхней части оболочки, второй = массу опорного кольцевого элемента с прикрепленным к нему уплотнением, третий = массу нижней части оболочки, поднятой над поверхностью хранимого нефтепродукта, четвертый —. массу ниж= ней части оболочки, находящейся в хранимом нефтепродукте, уменьшенную на величину выталкивающей силы. Пра-. вая часть уравнения определяет подъем-. ную силу от давления паров на верх= нюю часть оболочки. Второе условие (исключение воэможности отрыва обо.— лочки от поверхности продукта) оэна чает, 0 = D, т е. давление в обо лочке должно бьггь не больше, чем то, которое определится из формулы (1) при D, = D. Для определения необхо- 30 димой длины патрубка давление в формуле необходимо выразить в единицах длины столба вытесняемого из обо-. лочки продукта по зависимости (2) 5

Третье условие (наличие выпуклой формы верхней части оболочки) мате матически выражается следующим Об разом:

II D2 Ii П2

Объединив неравенства (2) и (3), получим выражение, из которого можно определить минимальный и максималь ный пределы суммарного значения про20 висания оболочки и длины патрубка, т. е. ср 2 ) 4т

< h+h < - - — + — — о, (см) (4)

Ч Ч ПЧ

Р= (h+h) q, 35 где Р

h—

1 давление в оболочке, г/см ; длина патрубка, см; провисание нижней части обо-. лочки, считая от нижней крбм-. 40 ки опорного кольцевого эле= мента до места врезки патруб= ка, см; плотность нефтепродукта, г/см .

50

Заменив D íà D и введя в форму= лу давление в единицах длины столба вытесненного продукта, получим — — 1Г+ и Dm + — — 0($ — q)

И 02 (h+h) — — Ч

После преобразований и замены знака

"равенства" на знак меньше" (на основании необходимости соблюдать вФо рое условие) получим

2(3 4m

h + h < -- + — — It (см) q Dq

А 02 0 II D2 — -Р< (h+h) q

4 0 4 (3) Для бензинов с плотностью О, 7 г/смз формула (4) приобретает вид

211 4 т — — < h+hI < —" + — — — -о. (5)

0,7 I 0,7 D 0,7

Для резервуара емкостью 1000 м2 с оболочкой из полиэтиленовой пленки толщиной 2 мм, опорным кольцом из полиэ тил еновых труб диаметр ом 200 мм, с толщиной стенки 7,7 мм и с легким уплотнением из мягкого пенополиуфетана суммарное значение провисания

1 оболочки и длины патрубка, подсчитан*ное по формуле (5), находится в пределах 0,27 — 1,5 см. Это очень малые значения„ В реальных условиях провисание оболочки меньше 1,5 см трудно обеспечить, что приводит к отрыву опорного кольца от поверхности про-. дукта даже при нулевой длине патруб ка и изменяет условия предлагаемого способа. Поэтому патрубок целесооб разно соединить гибкой связью 5 с верхней частью оболочки (фиг.4). При наличии связи верхняя часть оболочки понтона поднимает за собой нижнюю часть одновременно с патрубком. В результате провисание в нижней части оболочки в месте врезки патрубка уменьшается и верхний конец патрубка совмещается с поверхностью продукта внутри оболочки. При дальнейшем по-. вышении давления из патрубка начина ет вьггесняться продукт. Опорный кольцевой элемент при этом всплывает в

1671159

20 нефтепродукте до тех пор, пока нефте= продукт из патрубка не вытеснится полностью, т.е. пока в оболочке не прекратится повышение давления и из5 нее не начнут выходить пары. Давление в оболочке при этом определяется только длиной патрубка. Таким образом, устраняется влияние провисаиия оболбч— ки на создание в ней давления паров.

Установка гибкой связи целесообразна и в случае прикрепления к опорному кольцу легкого уплотнения. В случае установки тяжелых уплотнений и при плотном натяже жи оболочки гибкая 15 связь не требуется. Кроме того, не= целесообразно выполнять патрубок длиной более 200 мм, поскольку это при водит к использованию элементов обо= лочки из более прочного материала.

Перед заполнением пустого резер= вуара понтон размещают на кронштей-. нах на высоте 1800 мм (фиг,2). Пода-. ваемый под понтон продукт заходит в патрубок и вытесняет в верхнюю часть оболочки тот небольшой объем воздуха, который всегда присутствует между верхней и нижней поверхностями обе-. чаек оболочки и в патрубке. При дальнейшем повышении уровня заливае 30 мого нефтепродукта оболочки за счет воздушного пузыря, образующегося в верхней ее части и за счет положи-. тельной плавучести опорного кольца, всплывает на поверхности продукта.

По истечении нескольких часов в оболочке образуются пары и она приобре= тает выпуклую форму, По мере повыше— ния в оболочке давления паров про дукт из оболочки и из патрубка начи= 40 нает вытесняться, а при полном его вытеснении пары выходят из оболочки и конденсируются в основном объеме хранимого нефтепродукта, Давление при этом внутри оболочки равно столбу 45 вытесненного продукта, который скла= дывается из величины провисания ниж ней поверхности оболочки и длины па= трубка, После выхода части паров дав= ление в оболочке снижается, в нее опять заходит продукт, и процесс лов вторя ется.

Сокращение потерь от испарений достигается за счет того, что со сво— бодной поверхности, заключенной внут-. ри оболочки, значительно замедлен процесс парообразования, так как в оболочке исключена турбулизация насы= щенного парового слоя, лежащего на поверхности продукта; внутри оболоч-. ки создается повышенное абсолютное давление; на газовое пространство внутри оболочки практически не оказы вает влияние солнечная радиация; об разукюциеся в оболочке в небольшом количесгве пары при достижении расчетного давления выходят в основной объем продукта и конденсируются в нем (вследствие незначительного их перегрева).

Кроме того, использование оболбч= ки с незначительным весом обеспечива= ет сохранность уплотнений от повреждений и эксплуатационную надежность в реальных условиях, а также возмОжность оснащения оболочками через люк-.лаз резервуаров, эксплуатируемых без понтонов, т.е, можно перевести их работу в экономический режим сйо соба. формула изобретения

1. Способ хранения легкоиспаряю щихся нефтепродуктов в резервуаре с понтоном, включающий заполнение с од= новременной изоляцией свободной * верхности хранимого нефтепродукта, отличающийся тем, что, с целью снижения потерь от испарения при одновременном повышении эксплуа тацнонной надежности, процесс изоЛя-. ции осуществляют путем размещения поверхностного объема хранимого неф тепродукта в замкнутой оболочке с обеспечением возможности вывода паров из последней в хранимый нефтепродукт.

2. Резервуар с понтоном для хра= нения легкоиспаряющихся нефтепродук тов, включающий корпус с размещенным в нем понтоном, о т л и ч а ю шийся тем, что, с целью сниже ния потерь от испарения при одновременном повышении эксплуатационной надежности, понтон образован расположенными одна над другой частями, выполненными из эластичного материа ла, соединенными между собой по пефи метру посредством опорного кольцевого элемента с положительной плавучестью, причем нижняя часть понтона снабжена для сообщения полости между эластичными частями с подпонтонным простран ством резервуара патрубком, длина ко торого составляет 20 = 200 мм.

3. Резервуар по п.2, о т л и ч а ю шийся тем, что патрубок соединен с верхней частью понтона посредством гибкой связи.

1671159

Рие.2

1671159

@АЗ

Составитель А,Баранов

Техред Л.Оердюкоэв Корректор В.Гирняк

Редактор М.Келемещ

Заказ 2760 Тирах 370 Подписйое

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035; Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Укгород, ул. Гагарина, 101