УСТАНОВКА УЛАВЛИВАНИЯ ПАРОВ НЕФТЕПРОДУКТОВ И УДАЛЕНИЯ ВОДЫ ДЛЯ НАЗЕМНЫХ ГОРИЗОНТАЛЬНЫХ СТАЛЬНЫХ РЕЗЕРВУАРОВ

Предполагаемая полезная модель относится к устройствам для улавливания паров нефтепродуктов и может быть использовано в нефтехимической и других отраслях нефтепродуктообеспечения.
Предполагаемая полезная модель наиболее применима при использовании нефтепродуктов различных марок на автозаправочных станциях (АЭС) и нефтебазах, оборудованных наземными стальными горизонтальными резервуарами (РГС).
Загрязнение воздушного бассейна на АЭС и нефтебазах происходит при выделении паров нефтепродуктов в процессе «больших» и «малых» дыханий резервуаров, неправильной установке дыхательной аппаратуры и другим причинам. Потери от «больших дыханий» обусловлены вытеснением паровоздушной смеси (ПВС) из резервуара при закачке нефтепродукта. При этом объем газового пространства уменьшается и срабатывает дыхательный клапан. Потери от «малых дыханий» вызываются ежесуточными колебаниями температуры и парциального давления паров горючего (в основном бензинов) в газовом пространстве резервуара.
Температура нефтепродуктов, хранящихся в наземных резервуарах, зависит от температуры окружающей среды. В летнее время нефтепродукты в наземных РГС нагреваются до 30 градусов цельсия и более. Температура начала кипения бензинов составляет 35 градусов [1]. При данной температуре легкокипящие фракции бензинов превращаются в пар и через дыхательный клапан выходят в окружающую среду.
Это означает существенные потери от испарения. Выбросы углеводородов высокооктановых компонентов в атмосферу из наземных резервуаров очень велики. Это не только приводит к потерям топлив и к увеличению пожарной опасности объектов топливно-энергетического комплекса, но и отрицательно сказывается на здоровье населения и экологической обстановки. Борьба с потерями горючего от «малых» и «больших» дыханий становится основной экологической и экономической задачей. Нефтепродукты, хранящиеся в наземных резервуарах также подвержены суточному изменению температур, в частности дневные температуры значительно превышают ночные. В результате температурных изменений на стенках резервуаров образуется вода, которая скапливается в нижней части РГС.
Известен наземный стальной горизонтальный резервуар [2]. Данные резервуары выпускаются различной вместимости. Для приема и выдачи нефтепродуктов РГС оборудуются сливным устройством и приемным клапаном. С целью обеспечения «малых и больших» дыханий резервуара имеется дыхательный клапан. На крыше резервуара устанавливается замерной люк, который служит для замера уровня и отбора проб горючего.
Также на резервуаре имеются приборы контроля и сигнализации (уровнемеры, сигнализаторы уровня).
Недостатками наземного РГС при улавливании паров нефтепродуктов являются:
1. Низкая эффективность улавливания паров нефтепродуктов особенно при «малых» дыханиях резервуаров.
2. Высокий уровень загрязнения атмосферы парами нефтепродуктов.
Наиболее близким к казанной проблеме является установка для улавливания паров нефтепродуктов [3].
Установка для улавливания паров нефтепродуктов состоит из резервуара с хранимым нефтепродуктом, насоса, резервуара для улавливания паров с двойными стенками, между которыми протекает холодная вода (холодильник), и частично заполненного низкооктановым нефтепродуктом. Внутри резервуара для улавливания паров установлены: в слое низкооктанового нефтепродукта - плоские горизонтальные перегородки, на наружной поверхности внутренних стенок резервуара - ультразвуковые генераторы, а на выходе из резервуара - фильтр-поглотитель с активированным углем.
Установка работает следующим образом.
При создании избыточного давления в резервуаре (2000 Па) через автоматическое устройство происходит включение насоса, и газообразные углеводороды по системе трубопроводов поступают в резервуар, подключенный к системе водоснабжения с холодной водой. За счет разности температур в резервуаре для нефтепродуктов и в резервуаре-холодильнике, при поступлении газообразных углеводородов в резервуар для улавливания, на внутренних стенках пузырьков образуется конденсат. Под действием ультразвуковых генераторов, установленных на наружной поверхности резервуара, происходит дробление пузырьков или их полное удаление. В результате чего нефтепродукт, образующийся на внутренних стенках пузырьков, смешивается с низкооктановым нефтепродуктом. Для увеличения пути прохождения пузырьков к верхним слоям низкооктанового нефтепродукта и увеличения времени воздействия на них ультразвуковых генераторов внутренние перегородки резервуара установлены ступенчато, образуя своеобразный лабиринт. При этом часть газообразных углеводородов в результате дробления пузырьков абсорбируется низкооктановым нефтепродуктом. Нерастворившаяся часть газообразных углеводородов на выходе из резервуара улавливается фильтром-поглотителем.
Процесс отвода газообразных углеводородов из резервуара происходит до тех пор, пока в резервуаре не создастся разряжение (250 Па). При срабатывании клапана вакуума насос отключается.
Недостатками указанной установки являются:
1. Сложность и дороговизна установки.
2. Oтсуствие общей газовой линии, связывающих резервуары с горючим с резервуаром для улавливания паров.
3. Ориентированность установки на наземные вертикальные стальные резервуары большой вместимости.
4. Отсутствие трубопроводной линии для слива воды, объединяющей резервуары с нефтепродуктами и межстенное пространство резервуара для улавливания паров.
Предполагаемая полезная модель позволяет решить задачу повышения эффективности улавливания паров нефтепродуктов, хранящихся в наземных резервуарах, в которых основные испарения происходят в связи с изменением температуры («малые» дыхания). Также при этом, уменьшается стоимость установки для улавливания паров, упрощается слив воды с резервуаров и работа оператора по обслуживанию дополнительного резервуара, предназначенного для улавливания паров нефтепродуктов. Решение указанной задачи достигается тем, что дыхательные клапаны резервуаров оборудуются общей газовой линией с обратными клапанами и запорной арматурой для отвода паров нефтепродуктов при «малых» и «больших» дыханиях, которая соединяется с дополнительным заглубленным горизонтальным стальным резервуаром с двойными стенками Р-5. При этом резервуар вместимостью 5000 литров заполняется низкооктановым компонентом, оборудуется фильтром-поглотителем с активированным углем и приемником паров нефтепродуктов с двумя перегородками, имеющими ячейки различного диаметра. К нижней части резервуаров с нефтепродуктами привариваются трубопроводные коммуникации для слива воды, оборудованные задвижками и смотровыми устройствами. Трубопроводные коммуникации сводятся в общую линию, которая соединяется с двойными стенками резервуара для улавливания паров.
Данные признаки являются существенными для решения задачи полезной модели, так как повышается эффективность улавливания паров нефтепродуктов в наземных горизонтальных стальных резервуарах, а также повышается надежность эксплуатации установки, упрощается слив воды из резервуаров с нефтепродуктами и работа оператора по обслуживанию элементов установки.
Сущность полезной модели пояснена чертежами (фиг.1, фиг.2,), на которых изображены разрезы установки и резервуара для улавливания паров.
На предлагаемые резервуары 1, имеющие устройство для приема и выдачи горючего 2, замерные люки 3, эстакады 4, трубы 5 дыхательных клапанов 6, оборудованных тарельчатыми клапанами 7 дополнительно на корпус дыхательных клапанов горизонтально устанавливается общая газовая линия 8, оборудованная обратными клапанами 9 и задвижкой 10. Газовая линия соединяется с дополнительным заглубленным горизонтальным стальным резервуаром с двойными стенками 11, который оборудуется устройством для приема паров нефтепродуктов 12, с двумя перегородками, имеющими отверстия различного диаметра 13, 14, фильтром-поглотителем с активированным углем 15 и замерным люком 16. Дополнительный резервуар с целью охлаждения находится под поверхностью земли 17 и заполняется низкооктановым компонентом 18, а в межстенное пространство водой 19. Также резервуар для улавливания паров оснащается трубопроводными линиями для подачи и откачки низкооктанового компонента 20 и воды 21.
Нижняя часть резервуаров для нефтепродуктов оборудуется общей трубопроводной линией для слива воды 22 с задвижками 23, и смотровыми устройствами 24.
Полезная модель работает следующим образом. С повышением температуры в резервуарах 1, высокооктановые нефтепродукты 25 начинают испаряться. Пары бензинов 26 поднимают тарелку 7 тарельчатого клапана 6 и поступают в общую газовую линию 8. В данной линии под давлением паров открывается обратный клапан 9 и при открытой задвижке 10 пары поступают в устройство для приема паров нефтепродуктов 12, оборудованное двумя перегородками с отверстиями различного диаметра 13, 14. Пары последовательно проходят перегородки с отверстиями большего и меньшего диаметра и поступают в резервуар для улавливания 11, в межстенное пространство которого с целью охлаждения заливается вода.
При этом газообразные углеводороды в результате понижения температуры ниже 35 градусов и дробления пузырьков абсорбируется низкооктановым компонентом 18.
При осуществлении «больших» дыханий, связанных с приемом нефтепродуктов пары бензинов 26 и дизельного топлива 27 аналогичным образом поступают в резервуар для улавливания. При этом газообразные углеводороды в результате дробления пузырьков абсорбируется низкооктановым компонентом 18. Нерастворившаяся часть газообразных углеводородов на выходе из резервуара улавливается фильтром-поглотителем 15.
В процессе движения паров по газовой линии обратный клапан препятствует их попаданию в соседние резервуары.
Определив в результате замеров в резервуаре воду 19, оператор открывает задвижку 23 общей трубопроводной системы для отвода воды 22 и с помощью смотрового устройства 24 производит слив воды в межстенное пространство резервуара для улавливания. При появлении в смотровом устройстве дизельного топлива оператор закрывает задвижку 23.
Полезная модель позволяет значительно упростить работу и сократить время оператора при удалении воды из резервуара. При этом оператору не нужно использовать подвижные и ручные средства перекачки для удаления воды. Своевременная откачка воды из резервуара позволяет не допустить ухудшения качества нефтепродукта и увеличить сроки службы резервуаров.
При наполнении резервуара для улавливания вода и низкооктановый компонент откачиваются с помощью трубопроводных линий для подачи и откачки низкооктанового компонента 20 и воды 21.
В зимнее время в связи с низкой температурой вода из межстенного пространства резервуара для улавливания удаляется.
Литература
1. А.С.Сафонов и др. Автомобильные топлива. Химмотология. Эксплуатационные свойства. Ассортимент. СПб.: НПИКЦ, 2002.
2. Яковлев B.C. Хранение нефтепродуктов. Проблемы защиты окружающей среды - М.: Химия, 1987.
3. А.С.Кузнецов и др. Патент на изобретение №2226122. Установка для улавливания паров нефтепродуктов.
4. В.Г.Коваленко Экологическая безопасность в системах нефтепродуктообеспечения и автомобильного транспорта. М.: ЛитНефте-Газ, 2004.