Установка по рекуперации углеводородных паров



Установка по рекуперации углеводородных паров
Установка по рекуперации углеводородных паров

 


Владельцы патента RU 2588209:

Дылдина Яна Вячеславовна (RU)
Дылдин Вячеслав Николаевич (RU)

Изобретение относится к нефтеперерабатывающей промышленности, а именно к аппаратам и оборудованию для проведения рекуперационных процессов сбора и возврата паров углеводородов для их повторного использования во время налива и слива углеводородов в резервуары на объектах нефтяной и газовой промышленности. Технический результат, заключающийся в повышении эффективности улавливания паров углеводородов из паровоздушной смеси, увеличении мощности установки без прерывания основного производственного цикла, сокращении времени замены адсорбента, минимизации размеров и упрощении конструкции, обеспечивается за счет того, что установка по рекуперации углеводородных паров, согласно изобретению, содержит вертикально расположенные колонны с находящимися внутри них сменными картриджами, входной и выходной патрубки с запорной арматурой, при этом на входном патрубке установлены насос с манометром, на выходном патрубке установлены моноваккуметр, датчик допустимой концентрации и вентилятор для создания вакуума, сменные картриджи выполнены в виде цилиндра, состоящего из внешней и внутренней оболочек, внешняя оболочка является защитным кожухом и выполняет функцию проводящего трубопровода, а внутренняя оболочка выполнена в виде перфорированного цилиндра, заполненного адсорбентом, между внутренней и внешней оболочками установлены соединительные перегородки с калиброванными отверстиями, а на входе и выходе сменного картриджа установлены герметичные затворы. 1 н. и 7 з.п. ф-лы, 2 ил.

 

Изобретение относится к нефтеперерабатывающей промышленности, а именно к аппаратам и оборудованию для проведения рекуперационных процессов сбора и возврата паров углеводородов для их повторного использования во время налива и слива углеводородов в резервуары на объектах нефтяной и газовой промышленности.

Известна установка улавливания и рекуперации паров моторного топлива из резервуаров нефтепродуктов на объектах топливного рынка, содержащая соединенные между собой системой трубопроводов резервуар в виде емкости для хранения нефтепродукта, включающей полость с жидким нефтепродуктом и газовую полость с паровоздушной смесью, теплоизолированный трубопровод для обеспечения отбора паровоздушной смеси из емкости, испаритель-теплообменник, холодильную машину для охлаждения паровоздушной смеси в испарителе-теплообменнике и линию слива, по которой сконденсировавшийся в испарителе-теплообменнике нефтепродукт поступает обратно в емкость (см. RU, 41004 U1, кл. B65D 90/30, опублик. 10.10.2004).

К недостаткам известной конструкции относятся сложность в обслуживании и громоздкость исполнения.

Известно устройство для улавливания паров легкокипящих веществ из парогазовых смесей, содержащее абсорбер и десорбер, емкость очищенного абсорбента, теплообменник, насос, соединительные патрубки, подводящие и отводящие трубопроводы абсорбента, парогазовой смеси и очищенного газа, фильтры, средства автоматики, при этом абсорбер и десорбер установлены с наклоном в сторону выхода из них абсорбента и выполнены в виде противоточных горизонтальных тепломассообменных аппаратов, полости которых разделены на секции, в которых на валу установлены контактные диски, десорбер снабжен вакуумным насосом и газоуравнительным патрубком и сообщен с емкостью очищенного абсорбента посредством трубопровода слива абсорбента, входной патрубок вакуумного насоса сообщен с первой секцией десорбера со стороны входа абсорбента, выходное устройство вакуумного насоса посредством трубопровода последовательно соединено с теплообменником-конденсатором, установленным на магистрали отвода абсорбента из абсорбера, регулируемым вентилем-дросселем и установленными в емкости очищенного абсорбента испарителем холодильной камеры и блоком для конденсата, а на магистрали отвода абсорбента из абсорбера в десорбер последовательно установлены фильтр, теплообменник-конденсатор, коллектор, поплавковый клапан-конденсатоотделитель, после которого магистраль отвода абсорбента разделяется на два трубопровода, первый из которых снабжен нагревателем и соединен с 3-5 секциями десорбера, а второй трубопровод предназначен для подвода холодного абсорбента в первую секцию десорбера, при этом коллектор сообщен посредством дополнительного трубопровода с установленным на нем поплавковым клапаном перепуска излишков абсорбента с емкостью очищенного абсорбента, которая трубопроводной магистралью сообщена с полостью первой секции абсорбера, причем на трубопроводной магистрали последовательно установлены фильтр, насос, обратный клапан, а бак для конденсата снабжен трубопроводом для отвода конденсата и сообщен с десорбером и посредством газопровода - с трубопроводом подвода парогазовой смеси в абсорбер, при этом десорбер и бак для конденсата снабжены манометрами, термодатчиками, датчиками верхнего и нижнего уровня; причем средства автоматики включают блок автоматического управления работой устройства, сообщенный с указанными манометрами и датчиками, а регулируемые вентили и электроклапаны установлены на трубопроводах и магистралях (RU, 2316384 С2, кл. B01D 53/00, опублик. 10.02.2008).

Известна установка рекуперации паров органических соединений, содержащая резервуар аварийного сброса с приемным трубопроводом, соединенную с резервуаром трубопроводом емкость сбора сконденсировавшихся и охлажденных органических соединений, насос для ее опорожнения, фильтры азотного дыхания, расположенную в нижней части резервуара аварийного сброса входную трубу, выход из которой закрыт взрывным клапаном, соединенную приемным трубопроводом с коллектором аварийного сброса, имеющего предохранительные клапаны, при этом выше входной трубы на кронштейнах расположено несколько рядов перфорированных горизонтальных перегородок, выполненных из металлических сеток или из двух слоев плоских щелевых решеток. Выше верхней перфорированной перегородки и ниже штуцера отвода, расположенного в резервуаре аварийного сброса, поддерживается постоянный уровень воды, а в верхней части резервуара аварийного сброса предусмотрен сепаратор каплеотбойник, изготовленный из гофрированной сетки (см. RU, 2536504 C1, кл. B01D 53/00, опублик. 27.12.2014), по своему назначению принятая за ближайший аналог (прототип) изобретения.

К недостаткам существующих конструкций установок относятся отсутствие возможности быстрой, безопасной и легкой смены адсорбента, возврата основной части углеводородов, содержащихся в парах, обратно в топливно-наливную систему, стационарное громоздкое исполнение, невозможность быстрого увеличения мощности установки, отсутствие полной экологической и промышленной безопасности.

Задачами, на решение которых направлено заявляемое изобретение, являются повышение эффективности улавливания паров углеводородов из паровоздушной смеси (ПВС) за счет возврата основной части углеводородов, содержащихся в парах, обратно в топливно-наливную систему, организации экономически более выгодного технологического процесса рекуперации и особенностей конструкции сменных картриджей с адсорбентом (активированным углем), обеспечивающих их быструю, безопасную и легкую замену, а также увеличение мощности установки без прерывания основного производственного цикла.

Достигаемый при этом технический результат, заключающийся в повышении эффективности улавливания паров углеводородов из паровоздушной смеси, увеличении мощности установки без прерывания основного производственного цикла, сокращении времени замены адсорбента, минимизации размеров и упрощении конструкции, обеспечивается за счет того, что установка по рекуперации углеводородных паров, согласно изобретению, содержит вертикально расположенные колонны с находящимися внутри них сменными картриджами, входной и выходной патрубки с запорной арматурой, при этом на входном патрубке установлены насос с манометром, на выходном патрубке установлены моноваккуметр, датчик допустимой концентрации и вентилятор для создания вакуума, сменные картриджи выполнены в виде цилиндра, состоящего из внешней и внутренней оболочек, внешняя оболочка является защитным кожухом и выполняет функцию проводящего трубопровода, а внутренняя оболочка выполнена в виде перфорированного цилиндра, заполненного адсорбентом, между внутренней и внешней оболочками установлены соединительные перегородки с калиброванными отверстиями, а на входе и выходе сменного картриджа установлены герметичные затворы.

Кроме того, в установке по рекуперации углеводородных паров колонны расположены горизонтально.

Кроме того, внешняя оболочка сменного картриджа изготовлена из алюминия.

Кроме того, внешняя оболочка сменного картриджа изготовлена из нержавеющей стали.

Кроме того, внешняя оболочка сменного картриджа изготовлена из полимерных материалов.

Кроме того, коэффициент перфорации внутренней оболочки сменного картриджа составляет 0,5- 0,9.

Кроме того, в качестве адсорбента используется активированный уголь.

Кроме того, колонны с находящимися внутри них сменными картриджами с адсорбентом объединены в модули.

Применение заявляемой конструкции установки при осуществлении процесса рекуперации углеводородных паров имеет ряд существенных преимуществ:

- во-первых, позволяет сократить время замены адсорбента (активированного угля) и за счет герметичности картриджей, которая обеспечивает 100%-ную безопасность и отсутствие испарения рекуперированных углеводородов в процессе замены, а также транспортировки, производить замену использованных сменных картриджей максимально быстро и безопасно (замена картриджа на объекте происходит в течение 0-20 минут). При этом использованные картриджи могут быть восстановлены как на самом объекте (например, на автозаправочных станциях) при монтаже дополнительного оборудования, так и в иных местах, на которых находится установка рекуперации (например, нефтебаза, склад горюче-смазочных материалов и прочее), поскольку их конструкция предполагает возможность транспортировки;

- во-вторых, позволяет минимизировать размеры и упростить конструкцию установки, избавившись от излишней громоздкости и большого количества дополнительно входящих в нее устройств;

- в-третьих, позволяет унифицировать все входящие в установку узлы для возможности ее монтажа как на нефтехранилищах, так и на автозаправочных станциях (АЗС);

- в-четвертых, за счет универсальности модульного исполнения позволяет повысить мощность установки без прерывания основного производственного цикла в 2-3 раза по сравнению с существующими на нефтебазах и АЗС установками по рекуперации углеводородных паров, ускорить процесс ее монтажа, а также оптимизировать производственный цикл рекуперации;

- в-пятых, способствует улучшению экологической ситуации вблизи нефтебаз или АЗС, так как не наносит существенного вреда окружающей среде (около 95% активированного угля используется при очистке воздуха);

в-шестых, за счет особенностей конструкции колонн с находящимися внутри них сменными картриджами при использовании установки не требуется монтажа дополнительных систем охлаждения для обеспечения максимальной адсорбции угля, поскольку в процессе прохождения паровоздушной смеси через слой адсорбента выделяется тепловая энергия;

в-седьмых, модульное устройство системы улавливания паров установки позволяет устанавливать колонны непосредственно на островке налива на АЗС рядом с топливозаправочными колонками, а при больших объемах отпускаемого топлива на нефтебазе создается набор колонн согласно требуемой производительности.

Таким образом, заявляемая установка по рекуперации углеводородных паров позволяет решить целый спектр существующих проблем.

Заявляемое изобретение иллюстрируется чертежами, наиболее полно поясняющими сущность предложенного технического решения.

На фиг. 1 изображена установка по рекуперации углеводородных паров, общий вид. На фиг. 2 изображен сменный картридж в разрезе.

При сливоналивных работах на АЗС и нефтебазах, нефтехранилищах образуется паровоздушная смесь (ПВС), содержащая углеводороды, для рекуперации и последующего возвращения в цикл которых используется заявляемая установка.

Согласно фиг. 1, установка по рекуперации углеводородных паров состоит из следующих основных элементов: набора колонн 1, внутри которых находятся сменные картриджи 2, на входном 3 и выходном 4 патрубках устанавливается запорная арматура 5, дополнительно, на выходном патрубке 4 устанавливаются моноваккуметр 6, датчик допустимой концентрации 7 и вентилятор 10 для создания вакуума. На входном патрубке 3 устанавливается манометр 8 и насос 9. При этом колонны 1 могут располагаться как вертикально, так и горизонтально и вместе с находящимися внутри них сменными картриджами 2 с адсорбентом 16 объединяются в модули, количество которых зависит от требуемой производительности установки. Установка также снабжена дополнительным выходным патрубком 11, через который может быть подключена система регенерации активированного угля (не показана).

Согласно фиг. 2, сменный картридж 2 представляет собой двуоболочный цилиндр, внешняя оболочка 12 которого изготавливается из искробезопасного материала (например, из алюминия или нержавеющей стали или полимерных материалов), с учетом требований, предъявляемых на объектах сливоналивных работ нефтепродуктов. Упомянутая внешняя оболочка 12 является защитным кожухом и одновременно проводящей системой паровоздушной смеси. Внутренняя оболочка 13 сменного картриджа 2 представляет собой перфорированный цилиндр, заполненный адсорбентом 16 (активированным углем). Перфорация цилиндра различна в разных зонах. Коэффициент перфорации внутренней оболочки 13 сменного картриджа 2 лежит в пределах 0,5-0,9.

Между внутренним 13 и внешним 12 цилиндрами расположены соединительные перегородки 14, изготовленные с жиклерными (калиброванными) отверстиями, что обеспечивает 98% работы активированного угля. На концах сменного картриджа 2 расположены запорные механизмы (герметичные затворы) 15, что обеспечивает полную герметизацию в процессе замены картриджей.

Установка по рекуперации углеводородных паров работает следующим образом.

Паровоздушная смесь (ПВС) поступает во входную часть 3 патрубка (коллектора). Так как вентилятор 10, находящийся в верхней точке установки, создает разряжение, то ПВС движется через колонны 1, в которых находятся сменные картриджи 2 с адсорбентом, параллельными потоками, что, соответственно, обеспечивает параллельную работу каждой секции, где и происходит процесс очистки паровоздушной смеси от примесей углеводородов. После этого очищенный от углеводородов воздух удаляется в атмосферу. Датчик допустимой концентрации 7, установленный перед выходом очищенного воздуха, осуществляет контроль качества очищаемого воздуха. При достижении максимального насыщения адсорбента 16 углеводородами моновакууметры 6, установленные перед вентилятором 10 на выходе, подадут сигнал о необходимости замены сменных картриджей 2 или регенерации при подключении к системе регенерации активированного угля через выходной патрубок 11.

При этом использованные сменные картриджи 2 могут быть восстановлены как на самом объекте (например, на автозаправочных станциях) при монтаже дополнительного оборудования, так и в иных местах, на которых находится установка рекуперации (например, нефтебаза, склад горюче-смазочных материалов и прочее), поскольку их конструкция предполагает возможность транспортировки.

В результате проведенного патентно-информационного поиска не было найдено ни одного источника информации, содержащего всю совокупность существенных признаков заявленного изобретения, что позволяет сделать вывод о его соответствии критериям патентоспособности «новизна», «изобретательский уровень» и «промышленная применимость».

1. Установка по рекуперации углеводородных паров, отличающаяся тем, что содержит вертикально расположенные колонны с находящимися внутри них сменными картриджами, входной и выходной патрубки с запорной арматурой, при этом на входном патрубке установлены насос с манометром, на выходном патрубке установлены моноваккуметр, датчик допустимой концентрации и вентилятор для создания вакуума, сменные картриджи выполнены в виде цилиндра, состоящего из внешней и внутренней оболочек, внешняя оболочка является защитным кожухом и выполняет функцию проводящего трубопровода, а внутренняя оболочка выполнена в виде перфорированного цилиндра, заполненного адсорбентом, между внутренней и внешней оболочками установлены соединительные перегородки с калиброванными отверстиями, а на входе и выходе сменного картриджа установлены герметичные затворы.

2. Установка по п. 1, отличающаяся тем, что колонны расположены горизонтально.

3. Установка по п. 1, отличающаяся тем, что внешняя оболочка сменного картриджа изготовлена из алюминия.

4. Установка по п. 1, отличающаяся тем, что внешняя оболочка сменного картриджа изготовлена из нержавеющей стали.

5. Установка по п. 1, отличающаяся тем, что внешняя оболочка сменного картриджа изготовлена из полимерных материалов.

6. Установка по п. 1, отличающаяся тем, что коэффициент перфорации внутренней оболочки сменного картриджа составляет 0,5-0,9.

7. Установка по п. 1, отличающаяся тем, что в качестве адсорбента используется активированный уголь.

8. Установка по п. 1, отличающаяся тем, что колонны с находящимися внутри них сменными картриджами с адсорбентом объединены в модули.



 

Похожие патенты:

Способ снижения уровня воды, диоксида углерода и закиси азота в потоке подаваемого воздуха перед криогенной дистилляцией, содержащий: а) прохождение упомянутого потока подаваемого воздуха при температуре подачи и давлении подачи в направлении подачи через первый адсорбент, избирательность Генри которого для СО2 над N2О, измеренная при 30°С, составляет по меньшей мере 12,5, и затем через второй адсорбент, константа Генри которого для адсорбции СО2, измеренная при 30°С, составляет менее чем 1020 ммоль/г/атм и избирательность Генри которого для СО2 над N2О, измеренная при 30°С, составляет самое большее 5; b) прекращение прохождения упомянутого потока подаваемого воздуха в упомянутые первый и второй адсорбенты после первого периода времени; с) снижение давления газа в контакте с первым и вторым адсорбентами до второго давления меньшего, чем давление подачи; d) прохождение нагретого регенерирующего газа при втором давлении и при температуре, которая составляет от 20 до 80°С, в по меньшей мере второй адсорбент в направлении, противоположном направлению подачи, в течение второго периода времени и затем прохождение второго регенерирующего газа при втором давлении и при температуре меньше, чем температура нагретого регенерирующего газа, в первый и второй адсорбенты в направлении, противоположном направлению подачи, в течение третьего периода времени; е) прекращение прохождения регенерирующего газа в первый и второй адсорбенты; f) повторное увеличение давления газа в контакте с первым и вторым адсорбентами до давления подачи и g) повторение этапов от а) до f), где второй адсорбент занимает от 25 до 40 об.% от общего объема первого и второго адсорбентов и где температура нагретого регенерирующего газа на от 10 до 60°С выше, чем температура подачи или температура второго регенерирующего газа, какая из них выше; и применение устройства, содержащего первый адсорбент и второй адсорбент, заданные выше, для снижения уровней воды, диоксида углерода и закиси азота в потоке подаваемого воздуха, в котором адсорбенты регенерируют, как указано выше.

Предложены способ и установка получения сжиженного природного газа из подаваемого природного газа, содержащего углеводороды C5-C7 и углеводороды C8 или выше. Причем указанный способ включает стадии: контактирования первого адсорбента, который предпочтительно адсорбирует углеводороды C8 или выше, с подаваемым природным газом, для получения обедненного C8 потока природного газа; контактирования второго адсорбента, отличающегося от первого адсорбента и предпочтительно адсорбирующего углеводороды C5-C7, с обедненным C8 потоком природного газа, для получения обедненного C5-C8 потока природного газа, при этом второй адсорбент имеет более высокую селективность и емкость адсорбции углеводородов C5-C7, чем первый адсорбент; и сжижения обедненного C5-C8 потока природного газа в ступени сжижения.

Сорбционный аппарат для очистки газа состоит из вертикальной проточной колонны с газонепроницаемой стенкой, фильтров на входе и выходе колонны и дезинтегратора, производящего реакционный порошок в среде очищаемого газа при температуре окружения, то есть без принудительного нагрева или охлаждения.

Изобретение относится к оборудованию для адсорбционной очистки газов от примесей, в частности, углеводородных газов от воды, углекислого газа, сероводорода и других компонентов, и может быть использовано в нефтеперерабатывающей, газоперерабатывающей, химической и других отраслях промышленности.

Изобретение относится к способам адсорбционной осушки газов. Способ включает компримирование предварительно очищенного сырого газа с получением компрессата, охлаждение компрессата до температуры адсорбции сторонним теплоносителем, по меньшей мере, частью редуцированного осушенного газа, сепарацию компрессата с получением конденсата и газа сепарации, адсорбционную осушку компрессата и регенерацию адсорбента, при этом осушенный газ редуцируют до давления использования, нагревают компрессатом и подают потребителю.

Изобретение относится к технике и технологии подготовки газа и может быть использовано в технологических процессах низкотемпературной переработки газа с целью получения сжиженного природного газа (СПГ) и позволяет расширить диапазон применения установки за счет обеспечения подготовки углеводородного газа для комплексных технологических линий по сжижению природного газа при повышении эффективной работы адсорбционного блока как по осушке газа, так и по его очистке от вредных примесей, в том числе от ртути, и при полной утилизации отработанного газа регенерации.

Изобретение относится к способам адсорбционной осушки и может найти применение в нефтегазовой и других отраслях промышленности для осушки горючих газов. Способ включает адсорбционную осушку отсепарированного газа, регенерацию адсорбента путем продувки нагретым газом, для чего снижают давление до давления ниже давления адсорбции с получением редуцированного газа, продувают адсорбент первой частью газа окисления с получением первого продувочного газа, затем продувают адсорбент второй частью газа окисления, после продувают редуцированным газом с получением второго продувочного газа, поднимают давление до давления адсорбции и охлаждают адсорбент путем продувки осушенного газа, которую затем смешивают с остальной частью осушенного газа, при этом смесь первого и второго продувочных газов подвергают каталитическому окислению кислородсодержащим газом с получением газа окисления, который разделяют на две части и направляют на продувку адсорбента.

Изобретение относится к адсорбционной осушке газов и может найти применение в различных отраслях промышленности для осушки газа до температуры точки росы минус 70°C и ниже.

Изобретение относится к способу адсорбционной осушки газов и может найти применение в нефтегазовой и других отраслях промышленности для осушки горючих газов. Способ включает адсорбционную осушку предварительно очищенного осушаемого газа при температуре адсорбции, регенерацию адсорбента путем косвенного нагрева адсорбента до температуры регенерации теплоносителем, последующий отдув паров воды из свободного пространства адсорбера частью осушенного газа, а также охлаждение регенерированного адсорбента до температуры адсорбции воздухом.

Изобретение относится к системе для получения кислорода в учреждении, содержащей по меньшей мере одно устройство для получения медицинского воздуха, блок адсорбции с перепадом давления, который служит для получения потока кислорода, и учреждение, содержащее сеть трубопроводов для медицинского воздуха и вакуумную систему, причем по меньшей мере одно устройство для получения медицинского воздуха присоединено к сети трубопроводов для медицинского воздуха, при этом по меньшей мере первая часть потока получаемого медицинского воздуха подается из по меньшей мере одного устройства для получения медицинского воздуха к сети трубопроводов для медицинского воздуха.

Изобретение относится к области железнодорожного транспорта, в частности к глушителям шума для установок осушки воздуха. Глушитель шума для установки осушки воздуха системы обеспечения сжатым воздухом содержит корпус, на котором расположены впускное и выпускное отверстия для соответственно подачи и отведения наружу выпускаемого из установки осушки воздуха, насыщенного конденсатом сжатого воздуха. Впускное отверстие входит, по меньшей мере, в одну переднюю камеру корпуса глушителя звука, которая входит в несколько параллельно подсоединенных задних камер, которые располагаются вокруг установленного в центре корпуса глушителя шума нагревательного стержня. Достигается повышение уровня шумопоглощения. 14 з.п. ф-лы, 5 ил.
Наверх