СИСТЕМА УЛАВЛИВАНИЯ ЛЕГКИХ ФРАКЦИЙ УГЛЕВОДОРОДОВ ИЗ РЕЗЕРВУАРОВ ДЛЯ ХРАНЕНИЯ НЕФТЕПРОДУКТОВ

Полезная модель относится к транспорту и хранению нефти, нефтепродуктов и других испаряющихся жидкостей, а также к технике защиты окружающей среды от паров, образующихся в резервуарах.
Известны системы улавливания легких фракций углеводородов, предназначенные для борьбы с потерями от испарения нефтепродуктов, выполненные на базе газоуравнительных систем, соединенных с газосборником различных конструкций (мокрых или сухих газгольдеров, эластичных баллонов и пр.) или отдельных резервуаров с переменным объемом газового пространства (Коршак А.А., Современные средства сокращения потерь бензинов от испарения. - Уфа: ООО «ДизайнПолиграфСервис», 2001, с.80).
В указанных системах повышение концентрации паров в находящейся в газовом пространстве паровоздушной смеси, а также повышение уровня нефтепродукта при наполнении резервуаров компенсируются увеличением объема газового пространства и вытеснение паровоздушной смеси за его пределы не происходит.
Недостатками указанных систем являются ненадежная работа газосборников и их ограниченная вместимость.
2
Также известны системы для хранения легкоиспаряющихся нефтепродуктов, исключающие попадание воздуха в газовое пространство резервуаров, путем применения пропан-бутановой смеси или СО сначала из баллонов, а затем из газгольдеров высокого давления, либо инертных газов, например, азота, гелия, получаемых на заводах путем сжижения (Коршак А.А., Современные средства сокращения потерь бензинов от испарения. - Уфа: ООО «ДизайнПолиграфСервис», 2001, с.113).
Реализация этих систем сопряжена с большими затратами, обусловленными необходимостью доставки баллонов к месту работы.
Известна система улавливания легких фракций углеводородов, основанная на компримировании отобранной из резервуаров парогазовой смеси с целью ее аккумулирования или реализации (в сжиженном или газообразном состоянии) и содержащая резервуар с нефтепродуктом, на котором установлены предохранительный клапан и датчики предельных значений вакуума и избыточного давления, компрессор, подключенный через регулирующий клапан, связанный с датчиком предельного значения избыточного давления на резервуаре, к линии откачки парогазовой смеси из резервуара, ресивер с предохранительным клапаном и датчиками предельных значений вакуума и избыточного давления, выход которого по конденсату подсоединен к нижней части резервуара, а выход по газу через линию возврата с установленными на ней регулятором давления типа «после себя» и регулирующим клапаном, связанным с датчиком предельного значения вакуума на резервуаре, подсоединен к верхней части резервуара, и соединенный с ресивером и через линию возврата с резервуаром газопровод (Коршак А.А., Современные средства сокращения потерь бензинов от испарения. - Уфа: ООО «ДизайнПолиграфСервис», 2001, с.94-95).
В указанной системе в газовое пространство резервуара при снижении в нем давления ниже атмосферного подается углеводородный газ из специального газопровода, подача которого прекращается при повышении давления в резервуаре до атмосферного. При повышении давления в газовом пространстве резервуара выше атмосферного включается компрессор, который отбирает избыток парогазовой смеси из резервуара. При сжатии часть углеводородов из газовой смеси конденсируется, конденсат отделяется в специальной емкости и затем возвращается в товарный резервуар насосом, а несконденсировавшиеся углеводороды подаются обратно в газопровод.
Недостатком такой системы УЛФ является возможность ее применения только на нефтяных промыслах, где имеются газопроводы для транспортировки попутного нефтяного газа.
Из известных систем наиболее близкой к предлагаемой является содержащая резервуар с нефтепродуктом, на котором установлены предохранительный клапан и датчики предельных значений вакуума и избыточного давления, компрессор, подключенный через регулирующий клапан, связанный с датчиком предельного значения избыточного давления на резервуаре, к линии откачки нефтегазовой смеси из резервуара, ресивер с предохранительным клапаном и датчиками предельных значений вакуума и избыточного давления, выход которого по конденсату подсоединен к нижней части резервуара, а выход по газу через линию возврата с установленными на ней регулятором давления типа «после себя» и регулирующим клапаном, связанным с датчиком предельных значений вакуума на резервуаре, подсоединен к верхней части резервуара ((Коршак А.А., Современные средства сокращения потерь бензинов от испарения. - Уфа: ООО «ДизайнПолиграфСервис», 2001, с.96-97).
Недостатком этой системы является необходимость создания больших запасов углеводородных газов для последующего заполнения газового пространства, что усложняет обвязку системы и требует значительных материальных затрат.
Задачей полезной модели является упрощение системы улавливания легких фракций и сокращение капитальных и эксплуатационных затрат.
Поставленная задача достигается тем, что в систему улавливания легких фракций углеводородов из резервуаров для хранения нефтепродуктов, содержащую резервуар с нефтепродуктом, на котором установлены предохранительный клапан и датчики предельных значений вакуума и избыточного давления, компрессор, подключенный через регулирующий клапан, связанный с датчиком предельного значения избыточного давления на резервуаре, к линии откачки парогазовой смеси из резервуара, ресивер с предохранительным клапаном и датчиками предельных значений вакуума и избыточного давления, выход которого по конденсату подсоединен к нижней части резервуара, а выход по газу через линию возврата с установленными на ней регулятором давления типа «после себя» и регулирующим клапаном, связанным с датчиком предельного значения вакуума, подсоединен к верхней части резервуара, согласно полезной модели, введен блок получения инертного газа, сообщающийся с атмосферой, вход которого через регулирующий клапан подключен к выходу компрессора, вход которого, в свою очередь, посредством регулирующего клапана дополнительно связан с атмосферой, а выход через регулирующий клапан совместно с
выходом блока получения инертного газа через обратный клапан подсоединены к входу ресивера, при этом регулирующий клапан на линии подачи воздуха из атмосферы в компрессор и на линии подключения его к входу блока получения инертного газа подключены к датчику предельных значений вакуума на ресивере, а регулирующие клапаны на линии связи газового пространства резервуара с компрессором и на линии связи компрессора с ресивером подсоединены к датчику предельного значения избыточного давления на резервуаре.
Сущность полезной модели заключается в том, что инертные газы, необходимые для исключения попадания воздуха в газовое пространство резервуаров, получают непосредственно на той территории, где находится резервуар с легкоиспаряющейся жидкостью (нефтебаза, НПС, НПЗ и т.д.), для чего используют стационарные или передвижные воздухоразделительные комплексы, основанные на мембранном разделении воздуха (Дытнерский Ю.И., Мембранное разделение газов. - Москва: «Химия», 1999, с.305].
Предлагаемая полезная модель поясняется чертежом, на котором изображена предлагаемая система.
Система содержит резервуар 1 с легкоиспаряющимся нефтепродуктом, оборудованный предохранительным клапаном 2, датчиками предельных значений вакуума и избыточного давления 3, 4, газоуравнительную обвязку, состоящую из линии откачки 5 парогазовой смеси и линии ее возврата 6, регулирующие клапана 7, 8 на линии отбора парогазовой смеси из резервуара, ресивер 9, регулирующий клапан 10 на линии возврата 6 парогазовой смеси в газовое пространство резервуара 1, регулятор давления типа «после себя» 11, блок получения инертного газа мембранного типа 12, обратный клапан 13, компрессор 14, регулирующие клапана 15, 16, насос 17 для откачки конденсата из ресивера по линии возврата продукта 18 в резервуар 1, а также предохранительный клапан 19 и датчики предельных значений вакуума и избыточного давления 20, 21, установленные на ресивере 9.
Линия контроля и управления 22 соединена с датчиками давления 3, 4, 20, 21, и регулирующими клапанами 7, 8, 10, 15, 16.
Данная система может быть использована и для группы резервуаров, установленных на одном парке.
В этом случае резервуары, включенные в газоуравнительную обвязку, должны быть снабжены дыхательным оборудованием, чтобы любой из резервуаров мог быть отключен от газоуравнительной обвязки и мог бы в этом случае работать как обычный атмосферный резервуар что необходимо на случай ремонта труб и оборудования
газоуравнительной обвязки, а также для того, чтобы в любой из резервуаров можно было залить нефтепродукт, значительно отличающийся от нефтепродукта, находящегося в других резервуарах, включенных в газоуравнительную обвязку.
Обязательными элементами газоуравнительной обвязки являются огневые предохранители, которые установлены на ответвлениях от газоуравнительного трубопровода к каждому из резервуаров, чтобы гарантировать от распространения пожара в случае загорания в одном из них, а также устройства для отвода из газоуравнительных трубопроводов выделяющегося в них конденсата.
Пропускная способность дыхательных клапанов рассчитана по максимальному расходу газов, вытесняемых из резервуара или всасываемых в него, с учетом всех проводимых операций.
Устройство работает следующим образом.
Прежде чем система начнет работать ее нужно заполнить инертным газом. Для этого компрессором 14 через регулирующие клапаны 15, 16 и обратный клапан 13 атмосферный воздух подается на установку по получению инертного газа мембранного типа 12, в котором происходит отделение азота, который затем подается в ресивер 9, газоуравнительную обвязку и газовое пространство резервуара и вытесняет собой воздух.
После этого система готова к работе.
Для сокращения потерь от испарения в результате малых дыханий, имеющих место во время хранения нефтепродукта функционирование устройства осуществляется следующим образом.
При понижении температуры окружающего воздуха и соответственно температуры в газовом пространстве резервуара (например, в ночное время суток) происходит понижение давления в газовом пространстве резервуара 1, срабатывает датчик предельного значения вакуума 3, открывается регулирующий клапан 10 и накопленный азот из ресивера восполняет падение давления в газовое пространство резервуара. Подача газа прекращается при повышении давления до атмосферного по сигналу того же датчика закрытием регулирующего клапана 10.
При повышении температуры в газовом пространстве резервуара (днем) происходит повышение давления. При достижении некоторого предельного значения избыточного давления, меньшего, чем то, на которое настроен предохранительный клапан 2, срабатывает датчик предельного значения избыточного давления 4, включается компрессор 14, открываются регулирующие клапана 7 и 8 и избыток парогазовой смеси из резервуара подается в ресивер 9, где происходит практически
полная конденсация углеводородной части сжатой компрессором смеси азота и углеводородных паров.
Для сокращения потерь от испарения в результате больших дыханий, имеющих место во время приема и отпуска продукта устройство работает следующим образом.
При откачке продукции из резервуара 1, давление в газовом пространстве падает, срабатывает датчик предельного значения вакуума 3, открывается регулирующий клапан 10 и накопленный в ресивере азот со следами углеводородных паров восполняет падение давления в газовом пространстве резервуара. Так как объемы откачки велики, то запасов азота в ресивере 9 не хватит, о чем просигнализирует датчик предельного значения вакуума 21, установленный на ресивере 9. Заработает компрессор 14, откроются регулирующие клапаны 15, 16 и атмосферный воздух пойдет на установку по получению инертного газа мембранного типа 12, в которой произойдет отделение азота, который затем через обратный клапан 13 поступит в ресивер 9, линию возврата парогазовой смеси 6 и газовое пространство резервуара 1.
При закачке продукции в резервуар 1, давление в газовом пространстве его начнет расти. При достижении некоторого предельного значения избыточного давления, меньшего чем то, на которое настроен предохранительный клапан 2, срабатывает датчик предельного значения избыточного давления 4, включается компрессор 14, открываются регулирующие клапаны 7 и 8 и избыток парогазовой смеси подается в ресивер 9, где происходит практически полная конденсация углеводородной части сжатой компрессором смеси азота и углеводородных паров из газового пространства резервуара. При больших объемах закачки, давление в ресивере 9 из-за большого количества азота, повысится до максимально возможного, о чем просигнализирует датчик предельного значения избыточного давления на ресивере 9, сработает предохранительный клапан 19 и часть азота с малой примесью углеводородных паров через свечу выйдет в атмосферу.