Устройство для предотвращения потерь легкоиспаряющейся жидкости, хранящейся в резервуаре

 

Изобретение относится к хранению легкоиспаряющейся жидкости, предпочтительно нефти, нефтепродуктов, растворителя, химреагента, в резервуаре и может быть использовано в нефтяной, газовой, нефтеперерабатывающей, химической и других отраслях промышленности, транспорта и сельского хозяйства при хранении легкоиспаряющейся жидкости в резервуарных парках и расходных емкостях. Устройство включает дыхательный клапан, приспособление в виде замкнутой эластичной оболочки, в верхней части соединенной с дыхательным клапаном, охлаждающий элемент. Устройство снабжено корпусом, размещенным над резервуаром и соединенным с ним патрубком. В нижней части корпуса установлена опорная решетка с хладоаккумулирующей насадкой, размещенной на опорной решетке внутри корпуса и контактирующей с охлаждающим элементом. Замкнутая эластичная оболочка размещена над корпусом и в нижней части соединена с ним. Замкнутая эластичная оболочка может быть выполнена двухслойной с заполнением пространства между слоями теплоизолирующим материалом. В качестве теплоизолирующего материала может быть использован инертный газ из группы: гелий, фреон, аргон, азот, углекислота. 4 з.п. ф-лы, 2 ил.

Изобретение относится к хранению легкоиспаряющейся жидкости, предпочтительно нефти, нефтепродуктов, растворителя, химреагента, в резервуаре и может быть использовано в нефтяной, газовой, нефтеперерабатывающей, химической и других отраслях промышленности, транспорта и сельского хозяйства при хранении легкоиспаряющейся жидкости в резервуарных парках и расходных емкостях.

Известна установка для утилизации легких фракций нефтепродуктов [1], имеющая систему, состоящую из сепаратора, компрессора, конденсатора, конденсационной емкости и холодильного устройства, для улавливания и конденсации газообразных углеводородов с последующей закачкой их в резервуар.

Недостаток этой установки состоит в том, что она имеет значительное аэродинамическое сопротивление, инерционна, что может привести к неконтролируемому повышению давления внутри резервуара и, таким образом, к его повреждению, т. к. охлаждение газа происходит в циркуляционном контуре. Установка сложна, дорога и занимает значительную площадь.

Известна установка для предотвращения потерь легких фракций углеводородных газов из резервуаров [2], содержащая приспособление (газгольдер) в виде замкнутой эластичной оболочки, внутреннее пространство которой сообщено с дыхательным клапаном резервуара, конденсационную емкость с встроенным в нее охлаждающими элементами и соединенную через трубопровод с эластичной оболочкой.

Недостаток этой установки состоит в том, что отсутствует сепарационный объем, обеспечивающий время, достаточное для отделения капель жидкости от газа; установка инерционна, т.к. охлаждение газа происходит в циркуляционном контуре; повышенный расход энергии, обусловленный циркуляцией газа и применением охлаждающего элемента большой мощности, т.к. он должен обеспечить охлаждение максимально возможного количества поступающего газа за время его прохождения через охлаждающий элемент.

Достигаемым результатом изобретения является обеспечение необходимых и достаточных условий для надлежащего отделения капель жидкости от газа, снижение инерционности системы резервуар-оболочка-охлаждающий элемент, снижение энергозатрат.

Это обеспечивается тем, что устройство для предотвращения потерь легкоиспаряющейся жидкости, хранящейся в резервуаре, включающее дыхательный клапан, приспособление в виде замкнутой эластичной оболочки, в верхней части соединенной с дыхательным клапаном, охлаждающий элемент, снабжено корпусом, размещенным над резервуаром и соединенным с ним патрубком, причем в нижней части корпуса установлена опорная решетка, хладоаккумулирующей насадкой, размещенной на опорной решетке внутри корпуса и контактирующей с охлаждающим элементом, а замкнутая эластичная оболочка размещена над корпусом и в нижней части соединена с ним. Замкнутая эластичная оболочка может быть снабжена внутренней опорой и уравновешена по меньшей мере одним крепящимся к ней воздухоплавающим поплавком, подъемная сила которого составляет 1,0 - 1,7 от веса оболочки, может быть выполнена двухслойной с заполнением пространства между слоями теплоизолирующим материалом, в качестве которого может быть использован инертный газ из группы: гелий, фреон, аргон, азот, углекислота.

Такое выполнение устройства обеспечивает условия для охлаждения газа, образование в нем капель, их сепарации на поверхности насадки, которая приводит к образованию пленки жидкости, движущейся затем вниз и стекающей в резервуар. Предварительное охлаждение газа перед его поступлением в замкнутую эластичную оболочку способствует образованию и укрупнению капель жидкости благодаря конденсации ее пара, содержащегося в газе. Существенное сокращение контура и отсутствие в нем газоперекачивающих устройств снижает инерционность системы резервуар-оболочка-охлаждающий элемент и исключает энергозатраты, связанные с работой газоперекачивающих устройств. Применение хладоаккумулирующей насадки позволяет накапливать холод в системе резервуар-оболочка-охлаждающий элемент и тем самым снизить потребность в производном холоде при максимальном поступлении газа из резервуара в устройство.

На фигуре 1 изображено предлагаемое устройство с уравновешенной замкнутой эластичной оболочкой посредством крепящихся к ней воздухоплавающих поплавков, а на фигуре 2 - предлагаемое устройство с выполнением замкнутой эластичной оболочкой двухслойной с заполнением пространства между слоями теплоизолирующим материалом.

Предлагаемое устройство содержит корпус 1, который расположен над резервуаром 2, патрубок 3, соединяющий корпус 1 с резервуаром 2, опорную решетку 4, установленную в нижней части корпуса 1, хладоаккумулирующую насадку 5, размещенную на опорной решетке 4 внутри корпуса 1, охлаждающий элемент 6, контактирующий с насадкой 5, замкнутую эластичную оболочку 7, размещенную над корпусом 1 и соединенную с ним в своей нижней части, дыхательный клапан 8, соединенный с верхней частью замкнутой эластичной оболочки 7. Замкнутая эластичная оболочка 7 может быть снабжена внутренней опорой 9 и быть уравновешенной по меньшей мере одним крепящимся к ней воздухоплавающим поплавком 10 (фигура 1), а может быть выполнена двухслойной (слои - 7а, 7б) (фигура 2) с заполнением пространства между слоями теплоизолирующим материалом 11, в качестве которого может быть использован инертный газ из группы: гелий, фреон, аргон, азот.

Устройство работает следующим образом. При наполнении резервуара 2 газ с парами жидкости поступает из резервуара 2 через соединительный патрубок 3 в корпус 1, где проходит через охлажденную ниже точки росы паров жидкости хладоаккумулирующую насадку 5 и наполняет оболочку 7 (перед началом работы устройства переохлаждают хладоаккумулирующую насадку 5, таким образом, чтобы общее количество холода было достаточно для охлаждения до требуемой температуры количества газа, соответствующее объему наполненной оболочки 7). При этом капли жидкости, содержащиеся в этом газе, частично осаждаются на поверхности насадки 5, а частично поступают в объем оболочки 7. Пары жидкости, содержащиеся в газе, при этом конденсируются и в виде тумана поступают в объем оболочки 7. В объеме наполненной оболочки 7 происходит укрупнение капель жидкости и поглощение ими капель тумана, после чего укрупненные капли сепарируются из газа и осаждаются на поверхности насадки 5. При этом на ней формируется пленка жидкости, которая движется вниз и стекает в резервуар 2. Из оболочки 7 осушенный газ поступает к дыхательному клапану 8 и через него выходит в атмосферу. В том случае, если в жидкости, поступающей в резервуар 2, содержится влага и поверхность насадки 5 покрывается льдом, она выполняется из двух параллельных секций, попеременно работающих на сепарацию жидкости из газа и на оттаивание насадки 5.

При хранении жидкости в резервуаре 2 рабочий объем резервуара 2 над поверхностью жидкости заполнен газом, содержащим пары жидкости; рабочий объем внутри оболочки 7 заполнен газом, практически не содержащим пары жидкости. Температура насадки 5 поддерживается не менее чем на 10^oC ниже атмосферной. При этом в рабочем объеме резервуара 2 над поверхностью жидкости осуществляется конвекция содержащегося в нем газа, в результате которой охлажденный газ поступает непосредственно к уровню жидкости, причем из него сепарируются капли жидкости, содержащейся в нем до его охлаждения. Одновременно он препятствует проникновению паров от поверхности жидкости в верхнюю часть резервуара 2.

При отборе жидкости из резервуара 2 воздух проходит через дыхательный клапана 8 в оболочку 7 и оттуда через хладоаккумулирующую насадку 5 в опорожняемый объем резервуара 2. При этом воздух сдувает капли жидкости с поверхности насадки 5 и возвращает их в резервуар 2, где они сепарируются. Оболочка 7 находится во время отбора жидкости из резервуара 2 в ненаполненном состоянии.

Для предохранения от соприкосновения внутренних поверхностей оболочки 7 друг от друга ("схлопывания"), что может привести к ее местному повреждению и затруднить наполнение оболочки 7 газом, предусмотрено ее уравновешивание с помощью крепящихся к ней воздухоплавающих поплавков 10, подъемная сила которых составляет 1,0 - 1,7 от веса оболочки 7. Указанный интервал обеспечивает возможность поддержания оболочки 7 в уравновешенном состоянии как в начале ее работы, так и при ее постепенном утяжелении по мере смачивания ее поверхности жидкостью, выделяемой из газа.

Для предотвращения потерь холода предусмотрено выполнение оболочки 7 двухслойной (слои - 7а, 7б) с заполнением пространства между слоями теплоизолирующим материалом 11, в качестве которого может быть использован инертный газ из группы: гелий, фреон, аргон, азот. В частном случае, когда выбран в качестве теплоизолирующего материала газ, который легче воздуха, двухслойная оболочка 7 может выполнять функцию поплавков.

Источники информации 1. Патент РФ N 1773810, B 65 D 90/30, БИ N 41, 1992.

2. Патент РФ N 2063917, B 65 D 90/30, БИ N 20, 1996.

Формула изобретения

1. Устройство для предотвращения потерь легкоиспаряющейся жидкости, хранящейся в резервуаре, включающее дыхательный клапан, приспособление в виде замкнутой эластичной оболочки, в верхней части соединенной с дыхательным клапаном, охлаждающий элемент, отличающееся тем, что оно снабжено корпусом, размещенным над резервуаром и соединенным с ним патрубком, причем в нижней части корпуса установлена опорная решетка, хладоаккумулирующей насадкой, размещенной на опорной решетке внутри корпуса и контактирующей с охлаждающим элементом, а замкнутая эластичная оболочка размещена над корпусом и в нижней части соединена с ним.

2. Устройство по п.1, отличающееся тем, что замкнутая эластичная оболочка снабжена внутренней опорой.

3. Устройство по п.1, отличающееся тем, что замкнутая эластичная оболочка уравновешена, по меньшей мере, одним крепящимся к ней воздухоплавающим поплавком, подъемная сила которого составляет 1,0 - 1,7 от веса оболочки.

4. Устройство по п.1, отличающееся тем, что замкнутая эластичная оболочка выполнена двухслойной с заполнением пространства между слоями теплоизолирующим материалом, в качестве которого может быть использован инертный газ из группы: гелий, фреон, аргон, азот, углекислота.

5. Устройство по п.1, отличающееся тем, что хладоаккумулирующая насадка выполнена из двух параллельных секций, попеременно работающих на сепарацию жидкости из газа и на оттаивания насадки.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2