СПОСОБ ОБЕСПЕЧЕНИЯ ВЗРЫВОПОЖАРНОЙ И ЭКОЛОГИЧЕСКОЙ БЕЗОПАСНОСТИ ПРИ ЭКСПЛУАТАЦИИ РЕЗЕРВУАРНЫХ ПАРКОВ ДЛЯ ХРАНЕНИЯ НЕФТИ И НЕФТЕПРОДУКТОВ
METHOD OF PROVIDING FIRE EXPLOSION AND ENVIRONMENTAL SAFETY DURING OPERATION OF TANK FARMS FOR STORAGE OF CRUDE OIL AND PETROLEUM PRODUCTS

Изобретение относится к способам обеспечения пожарной безопасности при эксплуатации резервуарных парков для хранения нефти и нефтепродуктов, а также других легковоспламеняемых и горючих жидкостей и может найти применение в нефтегазовой, нефтеперерабатывающей и нефтехимической промышленности и других отраслях народного хозяйства.
Известна система пожарной безопасности при эксплуатации резервуарных парков для хранения нефти и нефтепродуктов [Патент РФ №2247586, опубл. 10.03.2005 г., МПК A62C 3/06], применение которой основано на способе, включающем при опорожнении резервуаров заполнение надтопливного пространства резервуаров, изолированного от поверхности хранящейся нефти и/или нефтепродуктов плавающей крышей, инертным газом из газгольдера через общую систему подводящих трубопроводов и компрессор, а при заполнении резервуаров - откачку компрессором избыточного объема газа из резервуаров в газгольдер.
Основным недостатком способа является сложность, дороговизна и высокая материалоемкость используемого оборудования, включающего плавающие крыши в каждом из резервуаров, а также газгольдер для хранения инертного газа, с объемом, равным суммарному объему резервуаров.
Наиболее близким аналогом изобретения, принятым в качестве прототипа, является комбинированный комплекс обеспечения взрывопожарной и экологической безопасности резервуарных парков и складов нефти и/или нефтепродуктов, обеспечивающий изоляцию надтопливного пространства резервуаров от атмосферы, полную взрывобезопасность резервуара и предотвращение загрязнения окружающей среды [Патент РФ №2372955, опубл. 20.11.2009 г., МПК A62C 3/06, B67D 5/04], при эксплуатации которого используется способ, включающий в режиме заполнения резервуаров сжатие компрессором смеси азота и паров нефтепродуктов с допустимой концентрацией кислорода, поступающих из резервуаров через газоуравнительную систему, их охлаждение в холодильнике-конденсаторе с конденсацией части паров нефтепродуктов и накопление их в ресивере. В режиме опорожнения резервуаров смесь паров нефтепродуктов и азота, накопленную в ресивере, под собственным давлением через газоуравнительную систему подают в резервуары, а при недостатке смеси паров нефтепродуктов и азота, накопленной в ресивере, для заполнения освобождающегося пространства резервуаров дополнительно подают азот из ресивера азота, пополняемого при необходимости с помощью устройства воспроизводства инертной среды. Сконденсированные пары нефтепродуктов периодически из ресивера перепускают в резервуары.
Недостатком способа являются большие энергозатраты на сжатие компрессором смеси азота и паров нефтепродуктов в режиме заполнения резервуаров из-за нагрева сжимаемой смеси за счет работы сжатия и выделения тепла конденсации части паров нефтепродуктов, а также использование дорогостоящего и металлоемкого оборудования.
Задача изобретения - снижение энергозатрат и снижение металлоемкости оборудования.
Технический результат, который может быть получен при осуществлении способа:
- снижение энергозатрат за счет уменьшения объема сжимаемой смеси паров нефтепродуктов и азота вследствие абсорбции части паров нефтепродуктов при смешении смеси с частью нефти и/или нефтепродуктов, закачиваемых в резервуары, и сжатия полученной парожидкостной смеси объемным насосом, а также снижения температуры компрессата,
- удешевление и снижение металлоемкости оборудования за счет снижения давления в ресивере.
Указанный технический результат достигается тем, что в известном способе, включающем сжатие смеси азота и паров нефтепродуктов, поступающих через газоуравнительную систему из резервуаров, и накопление их в ресивере в режиме заполнения резервуаров (или в режиме хранения при росте давления в резервуарах), подачу под собственным давлением накопленной смеси азота и паров нефтепродуктов через газоуравнительную систему в резервуары в режиме опорожнения резервуаров (или в режиме хранения при падении давления в резервуарах), дополнительную подачу в резервуары азота, получаемого с помощью устройства воспроизводства инертной среды, при недостатке накопленной смеси паров нефтепродуктов и азота для заполнения освобождающегося пространства резервуаров, а также подачу под собственным давлением конденсата паров нефтепродуктов из ресивера в резервуары по мере их накопления, особенностью является то, что сжимаемую смесь паров нефтепродуктов и азота предварительно смешивают с частью нефти и/или нефтепродуктов, закачиваемых в резервуары или хранящихся в резервуарах, и сжимают полученную парожидкостную смесь объемным насосом, а по мере накопления из ресивера в резервуары подают смесь нефти и/или нефтепродуктов с абсорбированными парами нефтепродуктов.
В заявляемом способе предварительное смешение сжимаемой смеси паров нефтепродуктов и азота с частью нефти и/или нефтепродуктов, закачиваемых в резервуары, позволяет значительно снизить нагрев сжимаемой смеси вследствие:
- уменьшения количества сжимаемых газов за счет абсорбции части паров нефтепродуктов добавляемой частью нефти и/или нефтепродуктов,
- расходования тепла сжатия газов и тепла конденсации части сжимаемых паров на нагрев добавляемой нефти и/или нефтепродуктов.
Это позволяет снизить давление в ресивере или его объем, за счет чего уменьшить металлоемкость оборудования, а также уменьшить энергозатраты на сжатие.
В связи с ограниченностью объема ресивера и экономической нецелесообразностью применения высоких давлений сжатия смеси азота и паров нефтепродуктов, вытесняемой из резервуаров, заявляемый способ предпочтительно использовать для относительно небольших резервуарных парков или для исключения выбросов паров углеводородов в атмосферу при "малых дыханиях" резервуарных парков с большим объемом хранения, при пиковом расходе смеси азота и паров нефтепродуктов, не превышающем объемную расходную характеристику насоса (с учетом абсорбции части паров нефтепродуктов добавляемой нефтью и/или нефтепродуктами).
Способ осуществляют следующим образом. В режиме заполнения резервуаров (или в режиме хранения при росте давления в резервуарах) смесь азота и паров нефтепродуктов (I), вытесняемую через газоуравнительную систему 1 из резервуаров 2, смешивают с частью нефти и/или нефтепродуктов, закачиваемых (или хранящихся - показано пунктиром) в резервуары (II), сжимают парожидкостную смесь (III) объемным насосом 3 и подают в ресивер 4. В режиме опорожнения резервуаров (или в режиме хранения при падении давления в резервуарах) смесь азота и паров нефтепродуктов (IV), накопленную в ресивере 4, под собственным давлением подают через газоуравнительную систему 1 в резервуары 2. По мере накопления в ресивере 4 нефти и/или нефтепродуктов с абсорбированной частью паров нефтепродуктов, их также под собственным давлением перепускают в резервуары 2. При недостатке смеси азота и паров нефтепродуктов для заполнения опорожняемых резервуаров 2 в ресивер 4 из ресивера азота 5 подают азот (V), получаемый, например, с помощью мембранной установки получения азота 6 (фиг.1 и фиг.2).
3
3
Работоспособность предлагаемого способа иллюстрируется следующим примером. Резервуарный парк автобензина, хранящегося в атмосфере азота, при "малых дыханиях" резервуаров имеет пиковый расход вытесняемой смеси азота и паров автобензина 448 м/час. Вытесняемую смесь совместно с 5 т/час автобензина из донной части одного из резервуаров подавали на вход объемного насоса, а компрессат далее направляли в ресивер объемом 50 м, давление в котором в момент приема пикового расхода паров составляло 0,5 МПа. Расход электроэнергии составил 7,9 кВт. Выбросы паров углеводородов в атмосферу отсутствовали.
В условиях прототипа противодавление в ресивере составило 0,76 МПа, а расход электроэнергии - 21,6 кВт.
Таким образом, приведенный пример показывает, что предлагаемый способ позволяет при хранении нефти, нефтепродуктов, а также других легковоспламеняемых и горючих жидкостей исключить выбросы вредных веществ в атмосферу, обеспечить высокий уровень взрывопожарной и экологической безопасности резервуарных парков, при одновременном уменьшении энергозатрат.