УСТАНОВКА СЛИВА СЖИЖЕННЫХ ГОРЮЧИХ ГАЗОВ И ДЕГАЗАЦИИ ЕМКОСТЕЙ
LIQUEFIED FLAMMABLE GAS DISCHARGE AND TANKS DEGASSING SYSTEM

Изобретение относится к установкам слива сжиженных горючих газов, в том числе углеводородных, и может быть использовано в нефтегазовой и химической промышленности.
Известна установка для слива сжиженных углеводородных газов (СУГ) из вагона-цистерны, способ слива СУГ из вагона-цистерны с ее использованием, установка для дегазации вагона-цистерны, способ дегазации вагона-цистерны с ее использованием, а также способ слива и дегазации СУГ из вагона-цистерны с использованием этих установок [RU 2553850, опубл. 20.06.2015 г., МПК В08В 9/08] путем вытеснения СУГ жидкостью, при этом установка подключена к опорожняемому вагону-цистерне и включает вагон-цистерну для приема СУГ, вагон-цистерну с вытесняющей жидкостью (умягченной водой или низкозамерзающим водным раствором), насос высокого давления, воздушный компрессор, емкость сжатого инертного газа, установку для осушки СУГ от капель и паров воды (водного раствора) и факельную передвижную установку.
Недостатками известной установки является сложность полного сжигания паров СУГ в смеси с инертным газом, а также загрязнение опорожняемой емкости вытесняющей жидкостью, что требует ее последующей очистки.
Наиболее близка к заявляемому изобретению установка для слива СУГ и дегазации железнодорожных вагонов-цистерн [Титов В.Н. Ресурсосберегающие технологии компании «ВИП Газ Тех» при проведении сливно-наливных операций с СУГ. Транспорт на альтернативном топливе. Изд-во: Некоммерческое партнерство "Национальная газомоторная ассоциация". ISSN: 2073-1329. №2, 2010 г., с. 60-62], включающая компрессорный агрегат, соединенный с приемными емкостями и опорожняемыми вагонами-цистернами, которые соединены с установкой получения азота (источником инертного газа) и свечой рассеяния.
Недостатками данной установки являются безвозвратные потери дорогостоящего азота при продувке опорожняемых емкостей, сброс в атмосферу смеси азота с парами СУГ, что приводит к загрязнению атмосферы углеводородами, безвозвратным потерям СУГ и возможности создания пожаровзрывоопасных ситуаций вблизи свечи рассеивания.
Задачей изобретения является исключение потребления азота, предотвращение загрязнения атмосферы парами сжиженных горючих газов и снижение их потерь.
Техническим результатом является исключение потребления азота, предотвращение загрязнения атмосферы парами сжиженных газов и снижение их потерь за счет оснащения установки блоком дегазации, состоящим из узлов сжижения, мембранного разделения и получения инертного газа - смеси азота с углекислым газом.
Указанный технический результат достигается тем, что в предлагаемой установке, включающей свечу рассеяния и компрессорный агрегат, соединенный с приемными и опорожняемыми емкостями сжиженных горючих газов, при этом последние соединены с источником инертного газа, особенностью является то, что установка включает блок дегазации, состоящий из ресивера, узла сжижения и узла мембранного разделения, оснащенного устройствами разделения и осушки, в качестве источника инертного газа установлен узел получения инертного газа, состоящего из смеси азота и углекислого газа, при этом ресивер соединен с опорожняемыми емкостями и с узлом мембранного разделения линиями подачи инертного газа, узел сжижения соединен с компрессорным агрегатом и узлом мембранного разделения линией подачи смеси паров сжиженных горючих газов и инертного газа, с линией подачи инертного газа из ресивера - линией подачи концентрата инертного газа, а с приемными емкостями - линией вывода сжиженных горючих газов в виде паров или жидкости, узел мембранного разделения соединен с компрессорным агрегатом линией подачи сжатой смеси паров сжиженных горючих газов и инертного газа, с узлом сжижения - линией подачи концентрата инертного газа, а со свечой рассеяния - линией вывода влажного инертного газа, узел получения инертного газа оснащен линией подачи воздуха и соединен с блоком мембранного разделения линией подачи отходящего газа.
Компрессорный агрегат включает, например, компрессор с аппаратом воздушного охлаждения и насос. Узел сжижения состоит, например, из компрессора, холодильника, рекуперационного теплообменника и сепаратора. Блок получения инертного газа оснащен устройствами сжигания или каталитического окисления смеси паров сжиженных горючих газов и инертного газа.
Оснащение установки узлами получения инертного газа и мембранного разделения позволяет получить в качестве инертного газа сухую смесь азота и углекислого газа путем сжигания или окисления воздухом остаточного количества паров сжиженных горючих газов, за счет чего исключить использование азота, а оборудование установки блоком сжижения позволяет путем сжатия, охлаждения и сепарации осуществить выделение и подачу в приемные емкости основного количества паров сжиженных горючих газов, за счет чего снизить их потери и исключить загрязнение ими атмосферы.
Предлагаемая установка соединена по меньшей мере с одной приемной емкостью сжиженных горючих газов 1 и опорожняемыми емкостями 2 (условно показано три емкости) и состоит из ресивера 3, компрессорного агрегата 4 и блока дегазации, включающего узлы сжижения 5, мембранного разделения 6 и получения инертного газа 7. На прилагаемых фиг. 1-4 изображены четыре стадии процесса дегазации емкостей 2, при этом стадия откачки сжиженных горючих газов насосом не показана, линии, оборудование и узлы установки, задействованные на каждой из стадий процесса, показаны сплошными линиями, незадействованные элементы установки показаны пунктиром.
На первой стадии (фиг. 1) сжиженные горючие газы, поступающие по линии 8 из емкостей 2, с помощью компрессорного агрегата 4 откачивают по линии 9 в емкость 1. После достижения нормативного давления или предела производительности компрессора на второй стадии (фиг. 2) для поддержания нормативного давления в емкостях 2 по линии 10 из ресивера 3 подают осушенный инертный газ, а смесь паров сжиженных горючих газов и инертного газа из емкостей 2 по линии 11 направляют в компрессорный агрегат 4, где сжимают и подают по линии 12 в узел 5, где охлаждают и сепарируют, полученные сжиженные горючие газы в жидком или парообразном состоянии откачивают по линии 9 в емкость 1, а концентрат инертного газа подают по линии 13 в линию 10. При снижении расхода содержания паров сжиженных горючих газов в смеси с инертным газом на третьей стадии (фиг. 3) осуществляют предварительное концентрирование смеси, подавая ее по линии 12 в узел 6, из которого концентрат инертного газа по линии 14, а обогащенную смесь паров сжиженных горючих газов и инертного газа по линии 15 направляют в узел 5, и далее продолжают дегазацию аналогично второй стадии. На четвертой стадии (фиг. 4) из смеси инертного газа с остаточным количеством паров сжиженных горючих газов получают инертный газ для восполнения его объема, поданного в емкости 1. Для этого смесь паров сжиженных горючих газов и инертного газа из компрессорного агрегата 4 по линии 12 подают в узел 7, где окисляют или сжигают в присутствии воздуха, подаваемого по линии 16, с получением отходящего газа, который подают по линии 17 в узел 6, где осушают с получением инертного газа, направляемого по линии 18 в ресивер 3. Влажный инертный газ сбрасывают на свечу (не показана) по линии 19. При этом основное количество паров сжиженных горючих газов, находившихся в емкостях 2 на момент начала дегазации, подается в приемную емкость, а потери не превышают 5%.
Таким образом, предлагаемая установка позволяет исключить потребление азота и загрязнение атмосферы парами сжиженных горючих газов, снизить их потери и может быть использована в промышленности.