Способ выгрузки из цистерн вязких нефтепродуктов и установка для его осуществления

 

Использование: изобретение относится к механизации погрузочно-разгрузочных работ. В цистерну с вязким нефтепродуктом вводят погружной теплообменник, имеющий внутреннюю полость 14. Разогретый продукт из последней отбирают и подают по нагнетательным трубопроводам 4 под давлением через сопла в придонную часть цистерны вдоль ее торцовых стенок, создавая тем самым циркуляцию продукта до полного разогрева всей его массы с последующим сливом, 2 с.п.ф-лы, 4 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (19) (11) (s1)s В 65 D 88/74

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4727062/13 (22) 04.08.89 (46) 23,06.92. Бюл. ¹ 23 (71) Мелитопольский моторный завод (72) B.А,Дьяченко (53) 625.23/24,011. 6 (088,8) (56) Авторское свидетельство СССР

¹ 1344692, кл, В 65 D 88/74, 1987. (54) СПОСОБ ВЫГРУЗКИ ИЗ ЦИСТЕРН

ВЯЗКИХ НЕФТЕПРОДУКТОВ И УСТАНОВКА ДЛЯ ЕГО ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ (57) Использование: изобретение относится к механизации погрузочно-разгрузочных работ. В цистерну с вязким нефтепродуктом вводят погружной теплообменник, имеющий внутреннюю полость 14. Разогретый продукт из последней отбирают и подают по нагнетательным трубопроводам 4 под давлением через сопла в приданную часть цистерны вдоль ее торцовых стенок, создавая

Т8М самым циркуляцию продукта до полного разогрева всей его массы с последующим сливом, 2 с.п.ф-лы, 4 ил. 3 Д

Ы а

j Û

1742165

15

35

Изобретение относится к механизации погрузочно-разгрузочных работ.

Известен способ СЛива вязких нефтепродуктов из железнодорожных цистерн, при котором основную массу продукта сливают с подогревом ее острым паром, а разогрев и размыв остатков до полного слива производят разогретым продуктом.

Недостатком известного способа является необходимость проведения дополнительной операции удаления влаги из нефтепродуктов. Кроме того, необходимо изготовление специальной емкости и наружных коммуникаций, использование которых вызывает дополнительные энергозатраты.

Известен также способ выгрузки из цистерн наливных грузов с твердым осадком, заключающийся в том, что производят слив жидкой фазы, разогрев ее и подачу разогретого продукта под давлением внутрь цистерны для размыва твердого осадка.

Известный способ не экономичен, так как требует использования специальной емкости и наружных коммуникаций, что приводит к потерям тепловой энергии и увеличению затрат времени на разогрев и слив продукта.

Наиболее близким к изобретению является способ, осуществляемый при помощи установки для слива вязких нефтепродуктов, заключающийся в том, что часть продукта в центральной части цистерны разогpBBBloT при помощи погружаемого в цистерну теплообменника, сливают, дополнительно разогревают и возвращают по нагнетательному трубопроводу под давлением через сопла сверху в центральную часть цистерны до полного разогрева всей массы. нефтепродукта с последующим его сливом, Однако дополнительный разогрев и перекачивание разогретого продукта производятся вне цистерны, что требует дополнительных энергозатрат. Кроме того, при подаче разогретого продукта в центральную часть цистерны разогрев продукта в периферийных частях цистерны у торцовых стенок осуществляется в основном за счет теплопередачи, что значительно увеличивает время разгрузки.

Известно также устройство для разогрева вязких жидкостей в железнодорожных цистернах, предназначенное для разогрева продукта внутри цистерны предварительно разогретым продуктом и содержащее вертикальную трубу и сопряженные с ней с возможностью раскладывания вдоль цистерны посредством привода звенья в виде параллелограммов, на концах которых укреплены три группы насадков, Известное устройство имеет ряд недостатков. Во-первых, ветви выполнены раскладными из большого количества элементов, что снижает надежность работы устройства. Во-вторых, боковые параллелограммы закреплены на ветвях консольно, поэтому при истечении под давлением из сопел разогретого продукта (под действием реактивной отдачи) боковые звенья подвергаются деформациям, что может привести к заклиниванию устройства и выходу его из строя. Вследствие того, что крайние насадки направлены от центра цистерны к торцам, под действием реактивной отдачи параллелограммы стремятся сложиться. Поэтому раскладывание ветвей, осуществляемое в вязкой среде, а следовательно, и разогрев продукта в периферийных частях цистерны затруднены, В результате снижается производительность выгрузки, Кроме того, известно устройство для разогрева затвердевающих жиров в железнодорожных цистернах, содержащее переносной паровой нагреватель, а также установленные на нагнетательном трубопроводе сопловые насадки и телескопические цилиндры с подвижными сопловыми насадками. Подвижные сопловые насадки установлены на последних секциях цилиндров с возможностью перемещения к торцовым стенкам цистерны.

Вследствие того, что в рабочем состоянии телескопические цилиндры расположены в нижней части цистерны, причем подвижные сопла направлены перпендикулярно к торцам цистерны, разогрев продукта происходит только в нижней части цистерны. Разогрев продукта в верхней части цистерны на периферии возможен только при длительном прокачивании разогретого продукта, причем в основном за счет теплопередачи. Таким образом, при использовании известного устройства в ограниченный промежуток времени, заданный нормативами, невозможно полностью разогреть продукт в верхней части цистерны на периферии, Кроме того, использование дополнительного нагревателя, расположенного вне цистерны, усложняет конструкцию устройства и приводит к дополнительным энергозатратам.

Наиболее близкой к изобретению является установка для слива вязких нефтепродуктов, содержащая смонтированные вне цистерны теплообменник, циркуляционный насос, устройство для нижнего сл ва, гидромонитор со съемной крышкой, установленный на горловине цистерны, а также еще

1742165 нагнетательному трубопроводу под давле- 35

55 один теплообменник, который выполнен в виде змеевика, предназначен для погружения в цистерну и разогрева в ней нефтепродуктов и расположен над сливным устройст.вом.

Известная установка имеет ряд недостатков. Во-первых, выполнение погружаемоro s цистерну теплообменника в виде змеевика не позволяет обеспечить разогоев продукта без использования дополнительного нагревателя, располагаемого вне цистерны, так как мощность змеевикового теплообменника недостаточна, поскольку зависит от его габаритов, лимитируемых размерами люка цистерны. Использование дополнительного подогревателя, расположенного вне цистерны, усложняет конструкцию установки, приводит к дополнительным энергозатратам. Во-вторых, расположение гидромонитора в центре цистерны, в верхней ее части, не обеспечивает быстрый разогрев продукта в периферийных частях цистерны, так как теплообмен и перемешивание продукта затруднены, В результате увеличивается время разогрева и выгрузки.

Целью изобретения является сокращение времени выгрузки и энергозатрат, Поставленная цель достигается тем, что в способе выгрузки из цистерн вязких нефтепродуктов, заключающемся в погружении в центральную часть цистерны теплообменника, разогреве им части нефтепродукта, отборе разогретого нефтепродукта из центральной части цистерны и возврате его по нием через сопла до полного разогрева всей массы нефтепродукта с последующим его сливом, в цистерну погружают теплообменник, имеющий внутри полость, разогретый нефтепродукт отбирают из внутренней полости теплообменника и всзвращают в приданную часть цистерны в места сопряжения образующих цилиндрической части с торцовыми стенками. направляя при этом потоки нефтепродукта к сводовой части цистерны вдоль ее торцовых стенок.

Установка для осуществления предлагаемого способа, содержащая насос, всасывающий трубопровод и укрепленные в опорном фланце погружной теплообменник и нагнетательный трубопроводс соплами на конце, снабжена установленными во фланце направляющими, дополнительными насосом, всасывающим трубопроводом и нагнетательным трубопроводом, расположенным в одной из направляющих с возможностью перемещения для подачи разогретого нефтепродукта в придонную часть цистерны, при этом насосы установлены на фланце, теплообменник выполнен в

30 виде пучка вертикальных труб, соединенных внизу коллектором с образованием в центральной части полости, всасывающие трубопроводы размещены в последней, укреплены во фланце, их концы имеют скобы, направленные в противоположные стороны и расположенные на разной высоте, нагнетательный трубопровод установлен в свободной направляющей, а сопла направлены вверх к свободной части цистерны, На фиг, 1 показана предлагаемая установка; на фиг. 2 — схема циркуляции нефтепродукта в цистерне; на фиг. 3 — узел I на фиг. 2; на фиг. 4 — сечение А-А на фиг. 2.

Способ выгрузки из цистерн вязких нефтепродуктов осуществляется следующим образом, В центральную часть цистерны погружают теплообменник. имеющий внутреннюю полость, и разогревают им часть нефтепродукта. Отбирают разогретый нефтепродукт из внутренней полости теплообменника и подают его по нагнетательному трубопроводу под давлением через сопла в придонную часть цистерны в места сопряжения образующих цилиндрической части цистерны с торцовыми стенками. При этом потоки нефтепродукта направляют вдоль торцовых стенок цистерны вверх. Под воздействием потоков разогретого нефтепродукта и за счет теплопередачи зона разогрева распространяется вверх к сводовой части цистерны, В цистерне создаются потоки, циркулирующие вдоль нагнетательных трубопроводов, а также потоки, движущиеся вдоль торцовых стенок цистерны. Полость теплообменника по мере отбора разогретого нефтепродукта заполняется нефтепродуктом из зон, окружающих теплообменник.

За счет теплопередачи и перемешивания зона разогрева расширяется, в движение приходит все большее количество нефтепродукта. По достижении полного разогрева всей массы нефтепродукта открывак>т сливной прибор и сливают нефтепродукт, Разогрев и перемешивание нефтепродукта можно продолжать и при сливе до достижения уровня жидкости, на котором находится начало всасывающего трубопровода, после чего разогоев и перемешивание прекращают и сливают оставшийся нефтепродукт.

Установка для выгрузки из цистерн вязких нефтепродуктов содержит укрепленные в опорном фланце 1 погружной теплообменник 2, всасывающие трубопроводы 3, нагнетательные трубопроводы 4, направляющие

5, перепускной клапан 6. насосы 7 с электродвигателями 8.

1742165

Теплообменник 2 состоит из трех эон; центральной 9 и двух боковых 10, 11, образованных пучками вертикальных труб 12, соединенных в нижней части коллектором

13. Профиль сечения теплообменника 2 имеет оптимальную форму сечения по отношению к профилю свободного пространства люка, Компактность труб 12 в пучках высокая. Внутри центральной эоны 9 имеется полость 14, в которой размещены всасывающие трубопроводы 3, Концы трубопроводов 3 расположены на разном уровне, входные отверстия направлены в противоположные стороны и скошены.

Направляющие 5 установлены над теплообменником 2, перекрещены B вертикальной плоскости и расположены в параллельных вертикальных плоскостях, смещенных в противоположные стороны от продольной оси люка цистерны 15. В отверстия направляющих 5 введены концы нагнетательных трубопроводов 4, соединенных с насосами 7 гибкими шлангами 16, Нагнетательные трубопроводы 4 изогнуты, на их нижних концах установлены сопла 17, которые расположены на верхней части трубопроводов 4 и наклонены в сторону торцовых стенок цистерны 15.

Установка может иметь в цистерне 15 стационарные устройства (лестницу, шток .сливного устройства 18, сегменты для контроля уровня продукта).

4ля обслуживания установки предусмотрены площадка 19. расположенная на столбе 20, и лестница 21. Для подъема и опускания опорного фланца 1 со смонтированным на нем оборудованием на площадке

19 смонтирована лебедка 22, Установка для выгрузки из цистерн вязких нефтепродуктов работает следующим образом.

Перед началом выгрузки в контур теплообменника 2 подают теплоноситель. Теплообменник 2 разогревается. При помощи лебедки 22 теплообменник 2 опускают в проем люка цистерны 15 в центральную ее часть. По мере разогрева нефтепродукта в центральной части цистерны 15 теплообменник 2 погружается в цистерну 15. После полного погружения теплообменника 2 в нефтепродукт производят разогрев последнего. При этом теплоноситель первоначально подают в центральную зону 9 теплообменника 2, пройдя которую, теплоноситель поступает в боковые зоны 10, 11.

Такое движение теплоносителя позволяет более интенсивно осуществлять теплопередачу.

Когда объем разогретого нефтепродукта достигает необходимой величины, через

55 направляющие 5 вводят концы нагнетательных трубопроводов 4. Проходя через разогретый нефтепродукт, нагнетательные трубопроводы 4 нагреваются, и часть разогретого нефтепродукта через сопла 17 проникает в их полости. Прогретые трубопроводы 4 вводят далее, протапливая канал.

Концы трубопроводов 4, достигая придонной части цистерны 15 вблизи торцовых стенок, благодаря изогнутой форме занимают устойчивое положение, Когда в центральной части цистерны 15 температура нефтепродукта повышается до необходимой величины, включают насосы 7, откачивают нефтепродукт по всасывающим трубопроводам 3 из центральной полости

14 теплообменника 2 и затем по нагнетательным трубопроводам 4 подают его в придонную часть к торцам цистерны 15. Пока нефтепродукт в периферийных частях цистерны 15 еще не разогрет и сопротивление его велико, часть разогретого нефтепродукта прокачивается через перепускной клапан

6. B дальнейшем перепуск прекращается.

Нефтепродукт подают через сопла 17 вверх вдоль торцовых стенок, направляя его под острым углом к торцовым стенкам. Зона разогрева нефтепродукта под воздействием потоков и теплопередачи распространяется вверх к сводовой части цистерны 15, Таким образом, в цистерне 15 создаются потоки, перемещающиеся снизу вверх вдоль торцовых стенок цистерны 15, и далее в ее центральную часть. Кроме того, поскольку нагнетательные трубопроводы 4 постоянно нагреваются и окружены нефтепродуктом с низкой вязкостью, часть нефтепродукта перемещается также вдоль нагнетательных трубопроводов 4 в центральную часть цистерны 15 к теплообменнику 2, B результате происходит равномерное обтекание всех участков теплообменника 2, позволяющее наиболее полно использовать площадь теплообмена, а также происходит интенсивное перемешивание нефтепродукта.

По окончании разогрева выключают насосы 7, открывают клапан сливного устройства 18 и выгружают нефтепродукт.

Изобретение позволяет сократить время выгрузки и энергозатраты.

Формула изобретения

1. Способ выгрузки из цистерн вязких нефтепродуктов, заключающийся в погружении в центральную часть цистерны теплообменника, разогреве им части нефтепродукта, отборе разогретого нефтепродукта из центральной части цистерны и возврате его по нагнетательному трубопроводу под давлением через сопла до полного разогрева всей массы нефтепродукта с по1742165

10 следующим его сливом, отличающийся тем, что, с целью сокращения времени выгрузки и энергозатрат, в цистерну погружают теплообменник, имеющий внутри полость, разогретый нефтепродукт отбира- 5 ют из внутренней полости теплообменника и возвращают в придонную часть цистерны в места сопряжения образующих цилиндрической части с торцовыми стенками, направляя при этом потоки нефтепродукта к 10 сводовой части цистерны вдоль ее торцовых стенок.

2. Установка для выгрузки из цистерн вязких нефтепродуктов, содержащая насос, всасывающий трубопровод и укрепленные в 15 опорном фланце погружной теплообменник и нагнетательный трубопровод с соплами на, конце, отличающаяся тем, что, с целью сокращения времени выгрузки и энергозат20 рат, она снабжена установленными во фланце направляющими, дополнительными насосом, всасывающим трубопроводом и нагнетательным трубопроводом, расположенным в одной из направляющих с возможностью перемещения для подачи разогретого нефтепродукта в придонную часть цистерны, при этом насосы установлены на фланце, теплообменник выполнен в виде пучка вертикальных. труб, соединенных внизу коллектором с образованием в центральной части полости, всасывающие трубопроводы размещены в последней, укреплены во фланце, их концы имеют скосы, направленные в противоположные стороны и расположенные на разной высоте, нагнетательный трубопровод установлен в свободной направляющей, а сопла направлены вверх к сводовой части цистерны, 12

1742165

Составител ь О. Курасова

Техред М,Моргентал Корректор M. Демчик

Редактор Г. Бельская

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

Заказ 2253 Тираж Подписное

BHÈÈÏÈ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб„4/5