УСТАНОВКА ДЛЯ РАЗОГРЕВА И СЛИВА ВЫСОКОВЯЗКИХ НЕФТЕПРОДУКТОВ ИЗ ЖЕЛЕЗНОДОРОЖНЫХ ЦИСТЕРН

Полезная модель относится к устройствам для разогрева и слива высоковязких нефтепродуктов из железнодорожных цистерн с использованием циркуляционного подогрева и может быть применена на перевалочных терминалах и нефтебазах, оборудованных системами циркуляционного подогрева нефтепродуктов в железнодорожных цистернах.
Известны различные варианты систем слива нефти из железнодорожных цистерн с удалением парафинистых осадков, из которых наиболее эффективными признаны установки, работающие на принципе циркуляционного подогрева и удаления парафинистых осадков (В.П.Свиридов и др. «Способы и средства налива (слива) нефтепродуктов в железнодорожные и автомобильные цистерны» Тематический обзор. Серия Транспорт и хранение нефтепродуктов и углеводородного сырья. ЦНИИТЭнефтехим, Москва, 1985 г., 68 с.).
Недостатком этих систем слива нефти является низкая надежность в начальный период слива, обусловленная тем, что в начале процесса циркуляционного подогрева существует опасность перелива (переполнения) железнодорожных цистерн по той причине, что количество поступающего внутрь цистерны горячего нефтепродукта превышает количество вытекающего в сливной коллектор из-за недостаточного разогрева и большая продолжительность подогрева нефтепродукта в начальный период слива.
Известен способ слива высоковязких нефтепродуктов из железнодорожных цистерн, заключающийся в том, что сначала производят подогрев клапана сливного прибора цистерны острым паром, после чего открывают сливной прибор и сливают основную массу продукта с прогревом ее острым паром, а затем подают к гидромонитору разогретый продукт и
производят размыв и разогрев остатков до полного их слива (СССР, а.с. №418421, В 65 G 69/20, 1971 г.).
Недостатком этого способа является то, что применение острого пара ведет к обводнению сливаемого продукта, что в ряде случаем либо недопустимо, либо нежелательно в связи с дополнительными затратами на обезвоживание.
Известен способ разогрева и слива высоковязких продуктов из емкостей и устройство для его осуществления. Способ разогрева и слива заключается в том, что разогрев продукта в емкости производится предварительно подогретым продуктом, который подается в емкость из буферной емкости. Предварительно подогретым продуктом заполняют буферную емкость, из которой продукт насосом подают в теплообменник, а затем попеременно в донную и верхнюю часть емкости. В начале цикла отбор холодного продукта с подогретым производят из донной части емкости, пропускают эту смесь через теплообменник и подают попеременно в нижнюю и верхнюю части емкости с контролем максимального и минимального уровня в буферной емкости, максимального и заданного нижнего уровня в сливаемой емкости, а также с контролем температуры продукта, подаваемого в емкость. Попеременную подачу подогретого продукта в емкость производят до полного разогрева продукта в емкости.
Устройство, реализующее этот способ разогрева и слива высоковязких продуктов из емкости, включает последовательно соединенные всасывающий трубопровод, буферную емкость, насос, теплообменник, напорный трубопровод с двумя параллельными участками. Участок, соединенный с донной частью емкости, имеет сопла, направленные в сторону выхода продукта во всасывающий трубопровод, а участок, подводящий нагретый продукт в верхнюю часть емкости, содержит сопла для создания движущихся потоков нагретого продукта на поверхности холодного. Устройство содержит также запорные элементы, один из которых на выходе из теплообменника, второй - во всасывающем трубопроводе на выходе из емкости, третий - на входе в
теплообменник и четвертый - на разветвлении напорного трубопровода (РФ, патент №2204514, В 65 D 88/74, В 65 G 69/20, В 67 D 5/04, 2002 г.).
Недостаток этого способа разогрева и слива высоковязких нефтепродуктов и устройства для его осуществления заключается в необходимости установки буферной емкости, объем которой должен быть достаточным для приема продукта из всех емкостей или железнодорожных цистерн от максимального до минимального рабочего уровня, а также в необходимости оснащения буферной емкости системой предварительного подогрева находящегося в ней продукта.
Известна также установка для нижнего слива и налива железнодорожных цистерн, включающая устройство нижнего слива, сливной и напорный коллекторы, теплообменник, насос для слива нефтепродукта из железнодорожных цистерн, насос для подачи подогретого продукта в механизм струйного размыва, устанавливаемый через горловину цистерны, местные пульты управления, связанные с датчиками верхнего уровня и датчиками нижнего уровня и наличия продукта, датчика расхода, трубопроводов с запорными органами в виде электрозадвижек и обратных клапанов, электромагнитных клапанов и центрального пульта управления с блоком задержки времени для управления работой насоса (СССР, а. с. №662487, B 67 D 5/04, 1977 г.).
Недостатком этой установки является продолжительное время подогрева нефтепродукта, подаваемого к механизму струйного размыва по причине заполнения системы холодным нефтепродуктом из железнодорожной цистерны.
Наиболее близкой к заявляемой полезной модели по технической сущности является система циркуляционного подогрева и слива вязких нефтепродуктов, включающая устройство нижнего слива с размещенной внутри телескопической трубой и гидромонитором с соплами, сливной и напорный коллекторы, теплообменник, откачивающий насос и насос размыва осадка. Нагрев продукта для размыва осадка производится в теплообменнике, в который нефтепродукт подается из железнодорожных цистерн. (Свиридов В.П.
и др. «Способы и средства налива (слива) нефтепродуктов в железнодорожные и автомобильные цистерны». Тематический обзор. Серия: Транспорт и хранение нефтепродуктов и углеводородного сырья. ЦНИИТЭнефтехим, г. Москва, 1985 г., с.9, рис. 1 «в» - прототип).
Недостатком этой системы является низкая эффективность в начальный период слива, обусловленная тем, что в теплообменник подается холодный нефтепродукт из железнодорожной цистерны и требуется большой расход пара и много времени на подогрев нефтепродукта в теплообменнике до заданной температуры, а циркуляция нефтепродукта производится только через устройство нижнего слива в процессе самого слива.
Технический результат полезной модели - повышение эффективности слива высоковязких нефтепродуктов из железнодорожных цистерн за счет сокращения длительности процесса подогрева нефтепродукта и предотвращения переполнения железнодорожных цистерн подогретым нефтепродуктом, подаваемым на гидромониторы в начальный период слива.
Этот результат достигается тем, что установка для разогрева и слива высоковязких нефтепродуктов из железнодорожных цистерн, оборудованных нижним сливным патрубком, содержащая устройства нижнего слива, подключенные к предварительно заполненному разогретым нефтепродуктом сливному коллектору, который связан с циркуляционным насосом, подключенным через теплообменник к напорному коллектору, соединенному трубопроводами с размещенной внутри каждого устройства нижнего слива телескопической трубой, заканчивающейся гидромонитором, сопла которого в рабочем положении размещены в цистерне, и запорные элементы, первые из которых установлены между сливным коллектором и устройствами нижнего слива, второй - перед теплообменником, третьи - на трубопроводах подачи разогретого продукта в гидромониторы, четвертый - на трубопроводе слива нефтепродукта в резервуарный парк и пятый - на трубопроводе предварительного заполнения разогретым продуктом сливного коллектора, согласно предлагаемой полезной модели установка снабжена датчиком уровня
нефтепродукта в сливном коллекторе, который дополнительно соединен с напорным коллектором перепускным трубопроводом с запорным элементом.
На фиг.1 представлена установка для разогрева и слива высоковязких нефтепродуктов из железнодорожных цистерн (принципиальная схема).
Установка для разогрева и слива высоковязких нефтепродуктов из железнодорожных цистерн состоит из устройств нижнего слива 1, сливного 2 и напорного 3 коллекторов, соединенных между собой перепускным трубопроводом 4, циркуляционного насоса 5, теплообменника 6, трубопроводов 7, датчика уровня нефтепродукта 8 в сливном коллекторе 2, и запорных элементов 9-14.
Устройство нижнего слива 1 состоит из шарнирно сочлененных отрезков труб (не показано) и присоединительной головки 15, которая подключается к нижнему сливному патрубку 16 железнодорожной цистерны.
Трубопроводы 7 через запорные элементы 11 соединены с шарнирно сочлененными трубопроводами (не показано), проходящими соосно внутри устройств нижнего слива 1, которые заканчиваются телескопическими трубами 17 с гидромониторами 18.
Первые запорные элементы 9 установлены между сливным коллектором 2 и устройствами нижнего слива 1, второй запорный элемент 10 установлен перед теплообменником 6, третьи запорные элементы 11 установлены на трубопроводах 7 подачи разогретого нефтепродукта в гидромониторы 18, четвертый запорный элемент 12 установлен на трубопроводе слива нефтепродукта в резервуарный парк и пятый запорный элемент 13 установлен на трубопроводе предварительного заполнения разогретым нефтепродуктом сливного коллектора 2.
Перепускной трубопровод 4, связывающий сливной 2 и напорный 3 коллекторы, устанавливается вблизи входа трубопровода 21. На перепускном трубопроводе 4 установлен запорный элемент 14. В качестве запорных элементов применяют задвижки с электроприводом.
Циркуляционный насос 5 связан со сливным коллектором 2 трубопроводом 19. Теплообменник 6 связан с циркуляционным насосом 5
трубопроводом 20, а с напорным коллектором 3 трубопроводом 21. На выходе из теплообменника 6 на трубопроводе 21 установлен датчик температуры 22 нагретого продукта с передачей информации на пульт управления (не показан).
Датчик уровня нефтепродукта 8 поплавкового типа, установленный в сливном коллекторе 2, передает информацию на пульт управления (не показан).
Установка датчика уровня нефтепродукта в сливном коллекторе с передачей информации на пульт управления позволяет в начале процесса контролировать соотношение объемов подаваемого в цистерны и вытекающего из них в сливной коллектор нефтепродукта и, следовательно, исключить переполнение цистерн и проливы нефтепродукта через горловину.
Соединение сливного и напорного коллекторов перепускным трубопроводом с запорным элементом обеспечивает циркуляционный подогрев нефтепродукта в сливном и напорном коллекторах перед началом слива, поступление подогретого нефтепродукта одновременно во все цистерны и управление подачей разогретого нефтепродукта на гидромониторы.
Установка работает следующим образом.
Перед началом слива система заполняется подогретым нефтепродуктом из стационарного резервуара 23, находящегося в резервуарном парке. Заполнение системы производится таким образом, чтобы сливной коллектор 2 был заполнен только частично. Затем нефтепродукт в системе разогревается до максимально допустимой температуры прокачкой на кольцо по замкнутому контуру: сливной коллектор 2, трубопровод 19, циркуляционный насос 5, трубопровод 20, теплообменник 6, трубопровод 21,напорный коллектор 3, перепускной трубопровод 4 с полностью открытой задвижкой 14. Температура нефтепродукта контролируется на пульте управления по датчику 22.
После разогрева нефтепродукта в циркуляционном контуре системы до необходимой температуры по датчику уровня 8 фиксируется и передается на пульт управления базовая высота уровня нефтепродукта в сливном коллекторе, затем открывают клапаны нижних сливных приборов (не показаны) железнодорожных цистерн 24 и задвижки 9 и 11. Задвижка 14 на перепускном трубопроводе 4 остается полностью открытой в начальный период
циркуляционного подогрева нефтепродукта в железнодорожных цистернах, в связи с этим поступление разогретого нефтепродукта к гидромониторам 18 практически отсутствует во всех железнодорожных цистернах.
Увеличение подачи разогретого нефтепродукта через гидромониторы 18 в железнодорожные цистерны 24 обеспечивается прикрытием задвижки 14. При этом подогретый нефтепродукт начинает поступать одновременно во все железнодорожные цистерны.
Если по данным датчика 8 уровень нефтепродукта в сливном коллекторе 2 начинает убывать (внутрь котлов железнодорожных цистерн поступает нефтепродукта больше чем вытекает), то задвижка 14 приоткрывается до прекращения снижения уровня. При повышении уровня нефтепродукта в сливном коллекторе 2 (внутрь котлов железнодорожных цистерн поступает нефтепродукта меньше чем вытекает), то задвижка 14 прикрывается. Отсутствие в процессе циркуляционного подогрева снижения уровня нефтепродукта в сливном коллекторе 2 является свидетельством выхода системы на расчетный режим и исключения опасности перелива. При достижении нефтепродуктом в железнодорожных цистернах температуры слива открывается задвижка 12 для слива нефтепродукта в резервуарный парк и закрывается задвижка 10 перед теплообменником 6.
Применение полезной модели позволит снизить потери нефтепродуктов от переливов цистерн, сократить время слива за счет оптимизации процесса предварительного разогрева, что в целом повысит эффективность слива высоковязких нефтепродуктов из железнодорожных цистерн.