УСТАНОВКА РЕКУПЕРАЦИИ ГАЗОВЫХ ВЫБРОСОВ УГЛЕВОДОРОДОВ

Установка рекуперации газовых выбросов углеводородов
Предлагаемое решение относится к нефтяной и нефтеперерабатывающей промышленности и может быть использовано для рекуперации газовых выбросов углеводородов из резервуаров хранилищ нефтепродуктов, а также из герметизированных горловин железнодорожных цистерн при их заполнении.
В процессе хранения нефтепродуктов в резервуарах, а также при заполнении железнодорожных цистерн происходит естественное их испарение. Прежде всего это относится к таким нефтепродуктам, как бензин, керосин, нефть. Потери нефтепродуктов при хранении их в резервуарах с неподвижными крышами достигают 0,12 - 0,32 % от количества закачиваемого в них нефтепродукта (Кузнецова А.В. // Матер. 46 Науч.-технич. конф. студ. аспирантов и молодых ученых Уфим. гос. нефт. техн. ун - та. Уфа. 1995, с. 95.)
Рекуперация газовых выбросов углеводородов может быть выгодна не только с экологической, но и с экономической точки зрения.
Известна принципиальная схема конденсации испаряющихся углеводородов в массообменных устройствах посредством орошения газов в насадочной колонне захоложенным абсорбентом. ( К вопросу об уменьшении потерь при хранении нефти и нефтепродуктов. / Кузнецова А.В. // Матер. 46 Науч.-технич. конф. студ. аспиранотов и молодых ученых Уфим. гос. нефт. техн. ун - та. Уфа. 1995, с. 95.) Недостатком данного устройства является необходимость получения низких температур, что
МПКВ01 Д 19/00
является энергоёмким и дорогостоящим процессом. Кроме того, холодильная установка сама по себе достаточно дорога.
Другим аналогом может послужить установка улавливания углеводородных паров, включающая резервуар, абсорбер с выкидным газовым патрубком, адсорбер, теплообменник и холодильник, насосы, подводящие трубопроводы абсорбента и газа, газодувку, соединённую с выкидным газовым патрубком и газовым пространством резервуара, регулирующим клапаном, установленным на подводящем трубопроводе газа, причём насосы установлены на подводящем трубопроводе абсорбента и соединены параллельно и отрегулированы на малое и большое дыхание резервуара. (Патент РФ № 2050170 кл. В 01 Д 19/00, опубл. 20.12.95).
Недостатком данной установки является её громоздскость, дороговизна и энергоёмкость оборудования.
Наиболее близкой по технической сущности и достигаемому результату к предлагаемой является установка, принципиальная схема которой приведена в журнале Нефть, газ и нефтехимия за рубежом, № 10, 1981, с. 155- 158.
Установка содержит струйный эжектор, насосы, накопительную ёмкость, массообменное устройство, подводящий и отводящий газопроводы.
При работе этой установки легколетучие фракции нефтепродукта отсасываются из газового пространства резервуара с помощью струйного эжектора, смешиваются в его камере с нелетучим нефтепродуктом (дизельное топливо, керосин и др.), подаваемым насосом, и поступают в накопительную ёмкость из которой очищенная паровоздушная смесь
направляется через патрубок в атмосферу. Нелетучий нефтепродукт, абсорбировавший летучие углеводороды, накапливается в ёмкости.
Недостатком данной установки является необходимость регенерации абсорбента после его насыщения летучими углеводородами, что сопровождается значительными энергетическими затратами. Кроме того, извлечённые из абсорбента углеводороды необходимо возвратить в исходный нефтепродукт, для чего необходимо дополнительное массообменное устройство и насосное оборудование. Возврат в исходный нефтепродукт извлечённых углеводородов может нарушить его компонентный состав и привести к порче.
Существенным недостатком установки является также неизбежность постепенного накапливания абсорбента в результате его не полной десорбции. Это, в свою очередь, ставит проблему утилизации излишков абсорбента.
Задача, решаемая предлагаемой полезной моделью - создание экономически выгодной установки для рекуперации газовых выбросов углеводородов, позволяющей избежать проблемы с нарушением качеств испаряющегося нефтепродукта и абсорбента.
Технический результат от использования предлагаемой полезной модели заключается в простоте и дешевизне установки, отсутствии нарушения качества испаряющегося нефтепродукта и абсорбента, высокой экономичности процесса рекуперации.
Указанный результат достигается тем, что установка рекуперации газовых выбросов углеводородов из резервуаров хранилищ или из герметизированных горловин цистерн при их заполнении, включаю1дая колонну абсорбции с патрубками для подвода газовых выбросов и выхода очищенных газов в атмосферу, струйный эжектор, насосы, подводящие и отводящий трубопроводы, снабжена колонной дегазации сырой нефти.
соединённой подводящим трубопроводом через рекуперативный теплообменник с нефтяной магистралью, газоотводящий патрубок колонны дегазации соединён трубопроводами через струйный эжектор, второй рекуперативный теплообменник, буферную ёмкость, насос и отводящий трубопровод с нефтяной магистралью, кубовая часть колонны дегазации через насос, рекуперативные теплообменники соединена трубопроводами с колонной абсорбции, причём струйный эжектор соединён подводящим трубопроводом с нефтяной магистралью.
Непосредственное использование сырой нефти в качестве абсорбента не позволяет достичь достаточной степени улавливания испаряющихся углеводородов из резервуаров хранилища или из горловин ж/д цистерн при их заполнении. Повыщение абсорбционной способности нефти достигается путём её предварительной дегазации с последующим возвратом извлечённых углеводородов в исходную нефть.
На фиг. изображена схема предлагаемой установки рекуперации газовых выбросов углеводородов.
Установка включает колонну дегазации 1 сырой нефти с подогреваемым кубом, соединённую подводящим трубопроводом 2 через рекуперативный теплообменник 3 с нефтяной магистралью 4. Газоотводящий патрубок 5 колонны дегазации 1 соединён трубопроводами через струйный эжектор 6, второй рекуперативный теплообменник 7, буферную ёмкость 8, насос 9 и отводящий трубопровод 10 с нефтяной магистралью 4. Кубовая часть колонны дегазации 1 через насос 11, рекуперативные теплообменники 3 и 7 соединена с колонной абсорбции 12. Струйный эжектор 6 соединён подводящим трубопроводом 13 с нефтяной магистралью 4. Колонна абсорбции 12 снабжена патрубком 14 отвода очищенных газов в атмосферу и патрубком 15 подвода газовых выбросов углеводородов.
Колонны дегазации 1 и абсорбции 12 выполняются насадочными. Установка работает следующим образом:
Поток сырой нефти под собственным давлением из магистрали 4 поступает в рекуперативный теплообменник 3 для предварительного подогрева (до 50 - 60 С ) перед подачей в колонну дегазации 1, которая снабжена подогреваемым паром кубом, В колонне 1 происходит частичное извлечение из нефти летучих углеводородов ( около 80% содержащихся в ней углеводородов от С2 по Се включительно ). Извлечённые высококонцентрированные пары углеводородов через патрубок 5 поступают в струйный эжектор 6, рабочей жидкостью которого является сырая нефть, поступающая в него по трубопроводу 13 под давлением в нефтяной магистрали 4. Частичное поглощение извлечённых паров происходит в струйном эжекторе 6 и окончательное - в буферной ёмкости 8 без свободной поверхности, в которой благодаря перепаду высот между струйным эжектором и буферной ёмкостью создаётся избыточное давление(около 1 кг/см  ), что позволяет полностью растворить
извлечённые пары в сырой нефти. Из буферной ёмкости 8 обогащённая нефть поступает на всас насоса 9 и затем по трубопроводу 10 возвращается в магистраль 4.
Дегазированная нефть из кубовой части колонны 1, температура в которой около 80° С поддерживается паром, проходит рекуперативный теплообменник 3, частично в нём охлаждается и одновременно подогревает входящий в колонну для дегазации поток сырой нефти. Далее дегазированная нефть проходит рекуперативный теплообменник 7, в котором в свою очередь охлаждается потоком облегчённой нефти, выходящим из струйного эжектора 6, и затем подаётся в колонну абсорбции 12 в качестве абсорбента. Из колонны 12 после поглощения углеводородов из паровоздущной смеси выбросов, нефть поступает на всас насоса 9 и возврашдется в магистраль 4. Газовые выбросы
углеводородов из резервуаров (или из ж/д цистерн для которых предусмотрена герметизация горловин на гаперейной эстакаде, либо заполняемых на эстакаде точечного налива) под собственным давлением по патрубку 15 поступают в нижнюю часть колонны 12 на абсорбцию. После очистки через патрубок 14 газы выбрасываются в атмосферу.
Пример работы установки:
Для поглощения газовых выбросов из группы резервуаров с расходом паровоздушной смеси 150  (массовый расход углеводородов составляет 250 кг/час) требуется обеспечить расход нефти, подаваемой на вход струйного эжектора 6 и рекуперативного теплообменника 3 по 10 . Эффективная работа струйного эжектора, учитывая хорошую растворимость высококонцентрированных паров углеводородов в нефти и отсутствие необходимости создания разряжения в колонне дегазации 1, обеспечивается его многоствольной конструкцией и давлением в нефтяной магистрали 4 (при необходимости в трубопровод 13 устанавливается насос, повышающий давление).
При температурных режимах дегазации, указанных выше, в колонне дегазации 1 удаляется около 80% лёгких углеводородов включая Се. При этом эффективность очистки потока газовых выбросов в колонне абсорбции 12 составит не менее 94%.
Таким образом, предлагаемая установка позволяет избежать проблем с нарушением качества испаряющегося нефтепродукта и абсорбента за счёт использования в качестве абсорбента сырой нефти. Достаточно высокая степень очистки выбросов достигается
предварительной дегазацией нефти, повышающей её поглощающую способнооть.
По сравнению о прототипом предлагаемая установка более экономична, поскольку используется энергия перекачиваемого потока нефти, рекуперация тепла и исключается необходимость регенерации абсорбента после его насыщения летучими углеводородами.