Установка для хранения нефти и нефтепродуктов

 

АНИЕ

Союз Советских

Социалистических

Республик (31) К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт. свид-ву— (22) Заявлено 16.06.80 (21) 2987224/28-13 с присоединением заявки №вЂ” (23) Приоритет— (51) М. Кл.

В 65 D 90/32

Гооударствеииый комитет

СССР (53) УДК62!.642..3 (088.8) Опубликовано 23.02.82. Бюллетень № 7

Дата опубликования описания 28.02.82 по делам иаобретеиий и открытий

P. Х, Мухутдинов, Н. Ф. Гилязитдинов, В. Ф. Венюков, М. М. Губайдуллин, Л. Г. Ведерников и Ай .А, Кондратьев

/,." "

/ т г

Уфимский нефтяной институт и Всесоюзнийна чйо=:,,-. исследовательский институт углеводородного сырье"-,.„ у (72) Авторы изобретения (71) Заявитель (54) УСТАНОВКА ДЛЯ ХРАНЕНИЯ НЕФТИ

И НЕФТЕПРОДУКТОВ

Изобретение относится к хранению нефти и нефтепродуктов и может быть использовано в нефтедобывающей, нефтехимической и химической промышленности, а также в других отраслях, связанных с хранением легкоиспаряющихся и токсичн ы х п р оду кто в.

Известны установки для хранения нефти и нефтепродуктов, содержащие устройства для улавливания их паров путем конденсации на теплообменных трубчатых поверх- 1ц ностях, располагаемых на резервуарах или внутри его, или вне резервуаров. В качестве охлаждающей жидкости, подаваемой в межтрубное пространство теплообмен ника, используют или специальный хладагент или продукт с нижней части резервуа ра (1) — (й

Недостатком таких установок является отсутствие испарительного устройства, которое обеспечивало бы заполнение парами пространства в резервуаре при сливе из го него продукта. В этих установках при сливе засасывается воздух, который при наливе продуктов удаляется в атмосферу с парами продукта, так как температура и давление, а также величины теплообменной поверхности не могут обеспечить и эффективной конденсации паров продукта из паровоздушной смеси (наличие инертной части — воздуха в смеси — резко снижает коэффициенты теплоотдачи).

Кроме того, некоторыс уста новки снабжены специальными xoJlO;IHëÜHÛ÷iI Установками, требующими квалифицированного обслуживания.

Известна установка, содержащая резервуар для легкоиспаряющихся продуктов, снабженный газосборником, в частности, с гофрирован ной боковой поверх ностью, размещенными между газосборником и резервуаром клапанами давления и вакуума и клапаном, соединяющим его с атмосферой для поддержания атмосферного давления, необходимого при сливе (7).

Недостатком установки является наличие многих клапанов, требующих тонкой регулировки на различные давле III, надежность работы которых трх дно обеспечить в условиях эксплуатацIIè резсрвуdð<)в.

Поскольку весьма затруднительно изготовить легкоподвижную ко стрiкцию гофpli906822 рованного газосборника, то при его заполнении должны возникать относительно больш ие давления, требующие упрочнения резервуара и газосборника. Кроме того, установка предусматривает систематическое поступление в резервуар воздуха при сливе, при выходе которого неизбежны потери паров хранимого продукта.

Известна установка, использующая для целей улавливания паров эжектор, вход которого соединен с паровой зоной резервуара, а выход — с атмосферой через кап- < леотбойник. В качестве рабочей жидкости используют продукт, подаваемый насосом в эжектор с нижней части резервуара (8).

Однако отсутствие испарительного устройства обуславливает попадание воздуха в резервуар при сливе из него продукта, fS а также неизбежные потери паров, так

Наиболее близкой к предлагаемой по технической сущности и достигаемому результату является установка для хранения

$S нефти и нефтепродуктов, включающая по меньшей мере один резервуар с сигнализаторами иапо(а и тяги, трубопровод с трехкак эжектор позволяет утилизировать только часть их из паровоздушной смеси.

Известна установка для хранения нефти и нефтепродуктов, включающая по меньшей мере один резервуар с разбрызгивающим и отсасывающим приспособлениями и клапанами для подачи конденсата и отвода паров и соединенные между собой насос, эжектор и емкость для конденсата, трубопроводы с запорной арматурой, сигнализаторы напора и тяги (9) .

Недостатками установки являются размещение отсасывающего и разбрызгивающего приспособлений внутри резервуаров по всей его высоте, что, кроме уменьше- $6 ния полезного объема, требует значительной реконструкции существующих атмосферных резервуаров, сложная система регулирования переключения большого числа запорной арматуры и отсутствие утилизирую3$ щего устройства для вывода паровоздушной смеси вне резервуаров.

Известна также установка, содержащая по крайней мере один резервуар с вертикальной трубой переменного сечения, сообщенной открытыми концами с атмосферой 44 и резервуаром у ее дна, а также с выходом эжектора, в который подается часть из пост1 пающего в резервуар продукта, при этом вход эжектора сообщен с паровоздушным пространством резервуара (10) .

4$

Однако исключение самостоятельного циркуляционного насоса из установки требует дополнительного увеличения напора насоса, перекачивающего нефть, или нефтепродукты, для обеспечения нормальной работы эжектора, испытывающего в этой установке противодавление в виде столба продукта в резервуаре. ходовым краном и устройство для конденсации паров нефтепродуктов, содержащее емкость для конденсата, эжекторы с соплами кольцевого сечения, размещенные в кожухе, смонтированном в верхней части корпуса с крышкой, сопряженного с емкостью для конденсата, и циркуляционный контур с насосом для подачи конденсата в межэжекционное пространство (И).

Недостатками установки являются наличие клапанного устройства, необходимость заполнять конденсатом трубопроводы при разбрызгивании его для испарения, необходимость координации работы двух трехходовых кранов.

Цель изобретения — ускорение процессов конденсации и испарения при наливе и сливе и достижение тем самым снижения потерь нефтепродуктов и сохранения прочности резервуара, при этом также достигается повышение эксплуатационной надежности за счет упрощения схемы установки.

Эта цель достигается тем, что установка, включающая по меньшей мере один резервуар с сигнализаторами напора и тяги, трубопровод с.трехходовым краном и устройство для конденсации паров нефтепродуктов, содержащее емкость для конденсата, эжекторы с соплами кольцевого сечения, размещенные в кожухе, смонтированном в верхней части корпуса с крышкой, сопряженного с емкостью для конденсата, и циркуляционный контур с насосом для подачи конденсата в межэжекционное пространство, снабжена соединенным через трехходовой кран с устройством для конденсации паров испарительно-конденсационным устройством, корпус которого сопряжен с емкостью для конденсата и содержит в нижней части кожух с инжекторами, выполненными аналогично эжекторам, а в верхней — крышку, при этом межинжекционное пространство - кожуха соединено с выходом насоса, емкость для конденсата снабжена теплопередающими элементами заглубленными в грунт, а пространства над кожухами соединены с нижней частью емкости для конденсата с помощью труб.

На фиг. 1 изображена схема установки в положении налива нефтепродуктов в резервуаре, разрез; на фиг. 2 — трехходовой кран в положении слива нефтепродуктов из резервуара; на фиг. 3 — часть кожуха с инжекторами испарительно-конденсационного устройства, разрез; на фиг. 4 — часть кожуха с зжекторами устройства для конденсации паров нефтепродуктов, разрез.

Установка состоит по меньшей мере из одного атмосферного резервуара 1 с сигнализаторами 2 и 3 напора и тяги, теплоизолированных газораспределительных трубопроводов 4, устройства 5 для конденса906822 ции и испарительно-конденсационного устройства 6, имеющих корпуса 7 с крышками 8, сопряженными с теплоизолированной общей емкостью 9 для конденсата, снабженной теплопередающими элементами 10, заглубленными в грунт. Устройства 5 и 6 5 соответственно в верхней и нижней части корпусов . 7 имеют кожухи 11, в которых собраны эжекторы и инжекторы 12, имеющие одинаковое конструктивное выполнение, но развернутые на 180 относительно один другого. Инжекторы и эжекторы заключены между двумя решетками 13 и обечайкой 14, снабженной патрубком 15 для поступления конденсата. Каждый эжектор и инжектор состоит из трубы-корпуса, объединяющего в себе камеру 16 смешения 15 и сопла 17, которые с помощью патрубка

18 образуют кольцевое выходное сечение.

Сопла трубками 19 сообщены с межэжекционным 20 и межинжекционным 21 пространствами. Пространства над кожухами 11 устройств 5 и 6 трубами 22 сообще- 20 ны с нижней частью емкости 9 для конденсата. Трубы 22 несколько выступают над решетками !3, а на конце трубы в устройстве 5 дополнительно установлено разбрызгивающее сопло (не показано). Устройства 5

5 и 6 соединены с газораспределительным трубопроводом 4 посредством труб 24 и

25 трехходовым краном 26. Трубопровод

25 снабжен патрубком с клапаном 27.

Межэжекционное 20 и межинжекционное

21 пространства устройств 5 и 6, через патрубок 15 трубопроводами 28, 29 и 30 сообщены с выкидом насоса 31, который в свою очередь соединен со стороны всоса с емкостью 9.

Установка призвана поддерживать в резервуарах атмосферное давление в установленных пределах, исключая потери углеводородов и попадание в них воздуха из атмосферы. Выход давления за установленные пределы происходит как при заполнении и сливе нефти и нефтепродуктов 40 из резервуаров, так и при изменении температуры в их газовом пространстве в зависимости от погодно-климатических условий. Так, при повышении давления в газовом пространстве выше установленного, когда газораспределительные трубопрово- 45 ды 4 не могут уравнять давление, сигнализатор 2 напора передает сигнал исполнительному механизму (не показан) на включение насоса 31 и установление трехходового крана 26 из нейтрального положения (не показано) в положение, изображенное на

50 фиг. 1. Насос 31 забирает холодный конденсат из емкости 9 и по трубопроводам

30, 29 и 28 подает его в межэжекционное

20 и межинжекционное 21 пространства кожухов 11, из которых через патрубок 15 55 конденсат распределяется по соплам эжекторов и инжекторов. Эжекторы устройства

5 для конденсации начинают интенсивно отсасывать пары в первую очередь из резервуара с повышенным давлением. При этом как в эжекторах, так и в емкости происходит конденсация паров.

Сопло с кольцевым выходным сечением обеспечивает высокие объемные коэффициенты инжекции как за счет кольцевой струи рабочей жидкости-конденсата, так и за счет «работы» наружной и внутренней поверхностей струй (полость патрубка

18 открыта с обоих концов). Поскольку одновременно работают инжекторы кожуха 11 устройства 6, то несконденсированные пары и инертные газы (выделившиеся из продукта, и воздух, подсасываемый через неплотности) отсасываются ими и нагнетаются в замкнутое пространство над кожухом 11 (трехходовой кран 26 закрыт).

Создаваемое давление (величина которого определяется в зависимости от вида нефтепродукта) способствует лучшей конденсации паров. Неконденсирующиеся газы после каплеотбойника 23 могут выводиться через клапан 27 вне установки. Образующийся конденсат над кожухом 11 устройства 6 стекает в емкость 9 по трубе 22.

Над кожухом 11 могут создаваться значительные давления, поскольку инжекторы работают под некоторым подпором со стороны емкости, который может создаваться эжекторами. Теплопередающие элементы в комплексе с теплоизолированной емкостью обеспечивают относительно устойчивую температуру конденсата вне зависимости от погодных условий. После снижения давления в газовом пространстве резервуара до установленного насос отключается, и трехходовой кран 26 устанавливается в нейтральное положение.

При снижении давления в каком-либо резервуаре ниже установленного предела, когда газораспределительные трубопроводы 4 не могут его уравнять, сигнализатор

3 тяги через исполнительный механизм (ие показан) включает насос 31 и устанавливает трехходовой кран 26 в положение, изоораженное на фиг. 2. Инжекторы начинают разбрызгивать конденсат и подавать пары в сторону резервуара. При этом за счет снижения давления в емкости создаются благоприятные условия для испарения.

Одновременно эжекторы устройства 5 разбрызгива конденсат в сторону ем кости, обеспечивая лучшее испарение капель конденсата в зоне пониженного давления емкости. Кроме того, в пространстве над кжухом 11 устройства 5 создается пониженное давление, поскольку кран 26 закрыт, и в данное пространство через трубу 22 подсасывается и разбрызгивается конденсат из емкости. Образующиеся пары подаются эжекторами в емкость, и несконденсированная часть их отсасывается инжекторами и нагнетается через трубопроводы 4 в резервуар с пониженным давлением. После

906822 достижения установленного предела давления в резервуаре насос 31 отключается, а кран 26 возвращается в нейтральное положение.

Для надежной работы установки в емкость 9 загружается конденсат наиболее легких фра кци и нефтепродукта. При этом в ряде случаев одновременно может загружаться до определенного уровня в емкости и водяной конденсат, используемый уже только как рабочая жидкость для создания. разряжения и давления. В этом случае труба 22 устройства 5 опущена нижним концом, только в верхний слой конденсата нефтепродукта, уровень которого в емкости поддерживается регулятором уровня (не показан), сблокированного с дополнительными насосом и емкостью для конденсата-нефтепродукта (не показаны) .

Изобретение позволяет обеспечить герметизацию резервуара с учетом экстремальных состояний при наливе и сливе нефти и нефтепродуктов и резко сократить потери углеводородов.

Предлагаемая установка может быть использована для широко распространенных в настоящее время атмосферных резервуаров. При этом необходимо обеспечить только более надежную их герметизацию без какойлибо дополнительной реконструкции. Установка предполагает использование выпускаемых отечественной промышленностью приборов (сигнализаторов напора и тяги) и оборудования (насосов) .

Формула изобретения

Установка для хранения нефти и нефтепродуктов, включающая по меньшей мере один резервуар с сигнализаторами напора и тяги, трубопровод с трехходовым краном и устройство для конденсации паров нефтепродуктов, содержащее емкость для конденсата, эжекторы с соплами кольцевого сечения, размещенные в кожухе, смонтированном в верхней части корпуса с крышкой, сопряженного с емкостью для конденсата, и циркуляционный контур с насосом для подачи конденсата в межэжекционное пространство, отличающаяся тем, что, с целью ускорения процессов конденсации и испарения при наливе и сливе и достижения тем самым снижения потерь нефтепродуктов и сохранения прочности резервуара, она снабжена соединенным через трехходовой кран с устройством для конденсации паров испарительно-конденсационным устройством, корпус которого сопряжен с емкостью для конденсата и содержит в нижней части кожух с инжекторами, выполненными аналогично эжекторам, а в верхней — крышку, при этом межинжекционное пространство кожуха соединено с выходом насоса, емкость для конденсата снабжена теплопередающими элементами, заглубленными в грунт, а пространства над кожухами соединены с нижней частью емкости с помощью труб.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Патент СССР

zo № 16224, кл, F 28 В 1/02, 1927.

2. Авторское свидетельство СССР № 80759,кл. В 65 D 87/00, 1949.

3. Авторское свидетельство СССР № 88028, кл. В 65 D 87/00, 1949.

4. Иванов В. А., Титков В. И., Прутянов 3. С., Банникова С. В., Панов Ю. С.

Современное состояние и тенденции развития транспорта и хранения нефти и нефтепродуктов в США. М., ЦНИИТЭнефтегаз, 1964, с. 86 — 87.

5. Авторское свидетельство СССР № 709465, кл. В 65 D 87/32, 1973.

6. Авторское свидетельство СССР № 613962, кл. В 65 D 87/26, 1976.

7. Авторское свидетельство СССР по заявке № 2928999/28-13, кл. В 65 D 88/18, 02. 04. 80.

8. Патент США № 3778969, кл. 55 — 55, 1973.

9. Авторское свидетельство СССР № 574362, кл. В 65 D 87/26, 1974.

10. Авторское свидетельство СССР по заявке № 2797103/28-13, кл. В 65 D 88/08.

1979.

11. Авторское свидетельство СССР по зая вке № 2784844/28-13, кл. В 65 D 90/32, 1979 (прототип) .

906822

Q 17 gg

Составитель В. Шипов

Редактор И. Николайчук Техред А. Бойкас Корректор Е. Рошко

Заказ 487/22 Тираж 706 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж вЂ” 35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП «Патент», r. Ужгород, ул. Проектная, 4