СИСТЕМА И СПОСОБ РЕКУПЕРАЦИИ ПАРОВ
SYSTEM AND METHOD FOR VAPOR RECOVERY

[0001] Данная заявка испрашивает приоритет по предварительной заявке на патент США №62/281,961, поданной 22 января 2016 года.
КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ СУЩНОСТИ ИЗОБРЕТЕНИЯ
[0002] Данное описание представляет систему и способ рекуперации паров, включающих конструкцию башенного типа для рекуперации паров, предназначенную для приема сырой нефти. Данная конструкция башенного типа имеет впуск для сырой нефти, выход для сырой нефти, газоотвод, паровпускное отверстие и отверстие для выпуска паров. Указанная система имеет также установку для рекуперации паров, гидравлически соединенную с указанной конструкцией башенного типа для рекупераци пара и с отверстием для выпуска газа указанной конструкции башенного типа для рекуперации паров. В конструкции башенного типа для рекуперации паров имеется теплообменник, гидравлически связанный с паровпускным отверстием и с отверстием для выпуска паров конструкции башенного типа для рекуперации паров.
[0003] Данное описание также раскрывает способ, используемый в указанной системе для рекуперации паров. Данный способ включает стадии передачи сырой нефти в конструкцию башенного типа для рекуперации паров и выделения из сырой нефти газообразных гидрокарбонатов и выпариваемых гидрокарбонатов. Эти газообразные гидрокарбонаты и выпариваемые гидрокарбонаты передают в устройство для рекуперации паров и подвергают компрессии. Далее сжатые горячие газообразные гидрокарбонаты и выпариваемые гидрокарбонаты пропускают через теплоноситель, расположенный внутри указанной конструкции башенного типа для рекуперации паров, где тепловая энергия от указанных газообразных гидрокарбонатов и выпариваемых гидрокарбонатов передается сырой нефти, которую пропускают для этого через конструкцию башенного типа для рекуперации паров, таким образом увеличивая в объеме конструкции башенного типа для рекуперации паров отбор газообразных гидрокарбонатов из имеющей место сырой нефти.
КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ГРАФИЧЕСКИХ МАТЕРИАЛОВ
[0004] На Фиг. 1 изображен вид той или иной системы для рекуперации паров, в составе которой содержится конструкция башенного типа для рекуперации паров и устройство для рекуперации паров.
[0005] На Фиг. 2 представлено еще одно изображение указанной системы для рекуперации паров согласно Фиг. 1, но это уже вид, получаемый под углом в девяносто градусов по отношению к виду согласно Фиг. 1.
ПОДРОБНОЕ ОПИСАНИЕ СУЩНОСТИ ИЗОБРЕТЕНИЯ
[0006] В данном описании, со ссылками на вышеуказанные фигуры, представлены системы и способы для сбора газа из сырой нефти. На указанных фигурах изображена усовершенствованная система для рекуперации паров, способная увеличить суммарное количество газообразных гидрокарбонатов, выделяемых из сырой нефти. Снижение количества указанного газообразного компонента сырой нефти перед подачей указанной сырой нефти к резервуарной станции приводит к уменьшению количества газа, сброшенного из указанной резервуарной станции и сожженного в виде факелов.
[0007] Как изображено на указанных фигурах, система 10 для рекуперации паров содержит конструкцию 20 башенного типа для рекуперации паров, устройство 40 для рекуперации паров и теплообменник 44, расположенный внутри конструкции 20 башенного типа для рекуперации паров. Конструкция 20 башенного типа для рекуперации паров также содержит впускное отверстие 22 для сырой нефти, связанное гидравлически с еще одним трубопроводом, не показано. Конструкция 20 башенного типа для рекуперации также содержит выпускное отверстие 24 для сырой нефти, гидравлически связанное с еще одним трубопроводом, не показано. Патрубок 46 обеспечивает гидравлическую связь между отверстием для выпуска газа 26, конструкции 20 башенного типа для рекуперации паров и устройством 40 для рекуперации паров. Устройство 40 для рекуперации паров содержит компрессор 42, выполненный с возможностью захватывать или затягивать газовые фракции из конструкции 20 башенного типа для рекуперации паров. Конструкция 20 башенного типа для рекуперации паров имеет также отверстие 28 для впуска пара и отверстие 32 для выпуска пара. Патрубок 48 обеспечивает гидравлическую связь между устройством 40 для рекуперации паров и отверстием 28 для впуска пара. Отверстие 28 для впуска пара гидравлически связанно с теплообменником 44. В теплообменник 44 поступают компрессированные горячие пары газа от устройства 40 для рекуперации паров. Теплообменник 44 выполнен с возможностью передачи тепла от одной текучей среды другой текучей среде. В данном случае теплообменник 44 передает тепло сжатых паров газа сырой нефти. Теплообменник 44 находится также в гидравлической связи с отверстием 28 для впуска пара и с отверстием 32 для выпуска пара.
008 В свою очередь отверстие 32 для выпуска пара служит для передачи имеющихся паров газа в трубопровод 52. Таким образом, система 10 занимает площадь по величине не более, чем современные системы для рекуперации паров. Однако, как изложено ниже в способе функционирования системы 10, указанная система для рекуперации паров увеличивает рекуперацию газообразных и испаряемых компонент от сырой нефти перед передачей указанной сырой нефти на резервуарную станцию или на нефтеперерабатывающее предприятие.
3
[0008] Теплообменник 44 может иметь одну из конструкций, способных передавать тепло от одной текучей среды другой текучей среде. Один из удобных видов теплообменников, подходящих для использования его в системе 10 для рекуперации паров, представляет собой кожухотрубчатый теплообменник, иначе еще известный как рубашкотрубчатый теплообменник. Кожухотрубчатые теплообменники обычно используются на нефтеперерабатывающих предприятиях. Как известно квалифицированным специалистам в соответствующей области, в кожухотрубчатом теплообменнике используют такие кожух или рубашку, чтобы соответственно, одна текучая среда проходила через имеющиеся трубы, в то время как другая текучая среда проходила бы через кожух указанного теплообменника. В данном случае, по указанным трубам соответствующая сырая нефть транспортируется через конструкцию 20 башенного типа для рекуперации паров, а присутствующие горячие газообразные и испаряемые компоненты перетекают через указанную рубашку и проходят по указанным трубам. Таким образом, внутри кожухотрубчатого теплообменника 40 тепло будет передано имеющейся сырой нефти от горячих газообразных и испаряемых компонент. Кожухотрубчатые теплообменники, подходящие для использования в данном изобретении, будут иметь трубы с внешним диаметром от 0,5 дюйм (0,0127 м) до около 1 дюйм (0,0254 м), а толщина их стенок будет в пределах от около 0,04 дюйм (0,001016 м) до около 0,120 дюйм (0,003048 м). Большое количество труб в кожухотрубчатом теплообменнике 40 будет ограничено лишь размерами устройства 20 для рекуперации паров. Предпочтительно, в данном варианте реализации теплообменника 40 он будет обеспечивать передачу тепловой энергии с дневной производительностью в пределах от около 2 БТЕ/мин. (2110,12 Дж/мин.=35,169 Дж/с) до около 10 БТЕ/мин. (10556 Дж/мин.=175,933 Дж/с) для каждого 1 барреля (0,158987 м) обработанной нефти.
3
3
[0009] Заявляемый способ функционирования указанной системы для рекуперации паров начинается с подачи сырой нефти, добытой из скважины, или от какого-либо иного источника, через трубопровод 14 в конструкцию 20 башенного типа для рекуперации паров через отверстие 22 для впуска сырой нефти. Конструкция 20 башенного типа для рекуперации паров обычно работает в диапазоне температур порядка 40°F - 250°F (4,44°С - 121,11°С), при давлении в пределах от примерно минус 5 фт./кв. дюйм изб. (минус 34473б785 Па) до порядка 25 фт./кв. дюйм изб. (172368,925 Па). Расход сырой нефти через конструкцию 20 башенного типа для рекуперации паров может колебаться от порядка 10 баррелей в день (1,58987 м) до примерно 5000 баррелей в день (794,935 м). При таких условиях в верхней части конструкции 20 башенного типа для рекуперации паров природный газ и другие испаряемые компоненты будут изолированы от нефти. Как показано на вышеуказанных фигурах, сырую нефть подают в конструкцию 20 башенного типа для рекуперации паров в месте отверстия 22 для впуска нефти. Пройдя через входной штуцер 23, сырая нефть поступает вниз через конструкцию 20 башенного типа для рекуперации паров и по трубам теплообменника 44. Затем указанная сырая нефть протекает через внутренний участок, не показанный, на штуцер 25 и далее попадает к отверстию 24 для выпуска сырой нефти.
[0010] Газы и испаряемые компоненты, изолированные посредством конструкции 20 башенного типа для рекуперации паров, покидают конструкцию 20 башенного типа для рекуперации паров через газоотводное отверстие 26 и через патрубок 46 попадают в устройство 40 для рекуперации паров. Газы и пары, проходящие через патрубок 46, могут пребывать под давлением от примерно минус 5 фт/кв. дюйм изб., т.е в вакууме, до порядка фт./кв. дюйм изб., а температурный диапазон составляет от порядка 70°F до 150°F (21,11°С-65,56°С).
3
3
[0011] После вхождения в устройство 40 для рекуперации паров соответствующие рекуперированные газы и пары оказываются компрессированными. Вследствие этого температура газа и паров, выходящих из устройства 40 для рекуперации паров, будет находиться в пределах от примерно 180°F (82,22°С) до порядка 275°F (135°С). Сжатые газ и пары через патрубок 48 попадают к отверстию 28 для впуска пара в конструкцию 20 башенного типа для рекуперации паров. Пройдя через отверстие 28 для впуска пара, сжатые газ и пары проходят через кожухотрубчастый теплообменник 40. В теплообменнике 40 тепло от указанных сжатых газа и паров передается имеющей место сырой нефти, которая протекает по вышеназванным трубкам теплоносителя 40, находящегося внутри конструкции 20 башенного типа для рекуперации паров. Сжатые газовые и/или паровые фазы перетекают через указанный теплообменник 40 со скоростью от примерно 10000 стандартных кубических футов в день (283169 дм) до порядка 2000000 стандартных кубических футов в день (56633800 дм).
3
[0012] Таким образом, в системе 10 для рекуперации паров захватывается и используется тепло, которое в обычных условиях выбрасывают в атмосферу. В системе 10 для рекуперации паров теплообменник 40 используют для передачи сырой нефти, проходящей через трубы теплообменника 40, захваченную тепловую энергию, таким образом вызывая внутри конструкции 20 башенного типа для рекуперации паров фазовое изменение из жидкости в газ или пары. Как было отмечено выше, теплообменник 44 передает ежедневно сырой нефти, протекающей через теплообменник 40, находящийся внутри конструкции 20 башенного типа для рекуперации паров, тепловую энергию от указанных сжатых газовых и испаряемых компонент, работая с производительностью от примерно 2 БТЕ/мин. до порядка 10 БТЕ/мин. для каждого барреля перерабатываемой нефти. Таким образом, например, в одном из вариантов реализации данного изобретения, теплообменник 44, при условии того что имеющая место сырая нефть расходуется в количестве порядка 750 баррелей (119,24 м) в день, сможет работать с производительностью порядка 2230 БТЕ/мин. (2352,7838 кДж/мин.=39213,063 Дж/с).
[0013] Как отмечалось выше, теплообменник 44 имеет гидравлическую связь с отверстием 32 для выпуска паров. Следовательно, после операции указанного теплообмена сжатые газовые и испаряемые паровые компоненты перетекают из теплообменника 40 к отверстию 32 для выпуска пара и затем попадают в перекачивающий трубопровод продаж 52. Соответствующим образом, компрессор 42 устройства 40 для рекуперации паров будет работать точно также, чтобы на выходе отверстия 32 для выпуска паров было обеспечено эксплуатационное давление, достаточное для того, чтобы обеспечивался поток газов и паров в перекачивающий трубопровод продаж 52.
[0014] Для разбирающихся в рассмотренной области специалистов очевидно, что возможны и иные варианты реализации данного изобретения. Как пример одной из таких возможностей, ниже идет описание основных применений и их способов рассмотренного изобретения. Поэтому нижеприведенная формула изобретения определяет полный ряд вариантов реализации данного изобретения.