УСТАНОВКА УЛАВЛИВАНИЯ ПАРОВ НЕФТЕПРОДУКТОВ ДЛЯ ПОДЗЕМНЫХ РЕЗЕРВУАРОВ С ВЫСОКИМ КОЭФФИЦИЕНТОМ ОБОРАЧИВАЕМОСТИ ГОРЮЧЕГО

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 (АЗС) и подземных стальных горизонтальных резервуаров (РГС) для хранения и выдачи нефти и нефтепродуктов с высокими коэффициентами оборачиваемости горючего в год.
Загрязнение воздушного бассейна на АЗС происходит при выделении паров нефтепродуктов в процессе «больших» и «малых» дыханий резервуаров. Потери от «больших дыханий» обусловлены вытеснением паровоздушной смеси (ПВС) из резервуара при приеме 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.
Характерными особенностями в работе АЗС являются выдача малыми дозами большого количества нефтепродуктов, а также высокие коэффициенты оборачиваемости резервуаров в год. Это означает существенные потери от испарения. Выбросы углеводородов в атмосферу при испарении нефтепродуктов из резервуаров очень велики. Это не только приводит к потерям топлив, но и отрицательно сказывается на здоровье населения. Учитывая, что современные АЗС оборудуются подземными резервуарами, которые сводят к минимуму ежесуточное колебание температур, борьба с потерями горючего от «больших» дыханий становятся основной экологической и экономической задачей.
Известен стальной горизонтальный резервуар [1]. 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 данного резервуара при улавливании паров нефтепродуктов являются:
1. Низкая эффективность улавливания паров нефтепродуктов на АЗС особенно при «больших» дыханиях резервуаров.
2. Высокий уровень загрязнения атмосферы парами нефтепродуктов.
Также известен резервуар для приема, хранения и выдачи сырой нефти, содержащей растворенный газ [2].
В данном устройстве на крышу вертикального стального резервуара (РВС) для приема, хранения и отделения сырой нефти от воды дополнительно устанавливаются патрубок с тарельчатым клапаном, оборудованный трубопроводом с задвижкой, а также резинотканевый резервуар МР-4. Резинотканевый резервуар герметично соединен с трубопроводом с помощью прокладки и хомута. Резервуар МР-4 позволяет вместить 4000 л жидкости. Давление срабатывания тарельчатого клапана устанавливается 0,0015 МПа, что значительно ниже давления срабатывания дыхательных клапанов марок СМДК и ПНР, устанавливаемых на резервуары [1]. Необходимо отметить, что замерные и световые люки, вентиляционные патрубки, а также другие приборы, установленные на крыше резервуара, должны быть герметично закрыты.
Установка дополнительного оборудования позволяет в постоянном режиме принимать и откачивать сырую нефть с большим содержанием газа,
находящуюся в резервуаре. Нефтяная пена в случае достижения крыши резервуара через патрубок, тарельчатый клапан, открытую задвижку и трубопроводные коммуникации попадает в резинотканевый резервуар, где отстаивается и разгазируется. При этом не будет происходить аварийной ситуации, связанной с выбросами нефтяной пены на крышу и стенки резервуара, а также с остановкой насосного оборудования.
Недостатками указанного резервуара являются:
1. Низкая эффективность улавливания паров нефтепродуктов особенно при «больших» дыханиях резервуаров.
2. Утяжеление нагрузки на крышу вертикального стального резервуара, за счет суммарной массы МР-4 и нефти, находящейся в резервуаре.
Наиболее близким к указанной 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), 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. Большая вероятность выхода из строя элементов установки.
3. Ориентированность установки на наземные вертикальные стальные резервуары большой вместимости, в которых основные испарения происходят в связи с изменением температуры («малые» дыхания»).
Предполагаемая полезная модель позволяет решить задачу повышения эффективности улавливания паров нефтепродуктов, хранящихся в подземных резервуарах, в которых основные испарения происходят в связи с приемом горючего («большие» дыхания»). Также при этом, уменьшается стоимость установки для улавливания паров, упрощается ее конструкция и работа оператора по обслуживанию дополнительного резервуара, предназначенного для улавливания паров нефтепродуктов.
Решение указанной задачи достигается тем, что дыхательные клапаны резервуаров на АЗС оборудуются трубопроводом с задвижкой для отвода паров нефтепродуктов при «малых» дыханиях, общей системой трубопроводов с задвижками, которая соединяется с дополнительным полузаглубленным
горизонтальным стальным резервуаром Р-5. При этом резервуар Р-5 частично заполняется низкооктановым компонентом, оборудуется фильтром-поглотителем с активированным углем и приемником паров нефтепродуктов.
Данные признаки являются существенными для решения задачи полезной модели, так как повышается эффективность улавливания паров нефтепродуктов при приеме горючего в заглубленные резервуары с высокими коэффициентами оборачиваемости горючего в год, а также возрастает надежность эксплуатации установки, упрощается конструкция и работа оператора по обслуживанию элементов установки.
Сущность полезной модели пояснена чертежами (фиг.1, фиг.2,), на которых изображены: разрезы установки в различных рабочих положениях.
3
На предлагаемый резервуар 1, имеющий устройство для выдачи горючего 2, сливное устройство 3, замерной люк 4, трубу 5 дыхательного клапана 6, оборудованного тарельчатым клапаном 7 дополнительно вертикально на корпус дыхательного клапана устанавливается патрубок 8 с задвижкой 9 для обеспечения «малых» дыханий резервуаров. Также на корпус дыхательного клапана, но уже горизонтально устанавливается общая трубопроводная система 10 с задвижками 11, которая соединяется с дополнительным полузаглубленным горизонтальным стальным резервуаром 12, который оборудуется фильтром-поглотителем с активированным углем 13 и устройством для приема паров нефтепродуктов 14, которое оборудуется двумя перегородками с отверстиями различного диаметра для дробления пузырьков пара. Дополнительный резервуар вместимостью 5 м наполовину заливается низкооктановым компонентом 15, который с целью охлаждения находится под поверхностью земли 16.
Полезная модель работает следующим образом.
При хранении и выдаче горючего из резервуаров (фиг.1) оператор закрывает задвижки 11 общей трубопроводной системы 10, и открывает задвижку 9 дополнительного патрубка 8 для обеспечения «малых» дыханий,
которые крайне малы, так как изменения температур в подземных резервуарах незначительны.
При заполнении резервуара (фиг.2) через приемное устройство 3 нефтепродукт поступает в резервуар 1. При этом уровень горючего 17 начинает увеличиваться, а соответственно объем парового пространства 18 уменьшаться. С целью улавливания паров при «больших» дыханиях оператор закрывает задвижку 9 дополнительного патрубка 8 и открывает задвижки 11 общей трубопроводной системы 10, соединенной с дополнительным резервуаром 12, оборудованным приемным устройством 14 и частично заполненным низкооктановым компонентом 15. С возрастанием давления поднимается тарелка 7 дыхательного клапана 6 и пары по открытой трубопроводной системе через приемное устройство с перегородками попадают в резервуар с низкооктановым компонентом. При этом часть газообразных углеводородов в результате дробления пузырьков абсорбируется низкооктановым нефтепродуктом. Нерастворившаяся часть газообразных углеводородов на выходе из резервуара улавливается фильтром-поглотителем 13.
Литература
1. А.Н.Волгушев и др. Оборудование автозаправочных станций. Учебное пособие. СПб.: Ватт, 2000 - 92 с.
2. Ю.А.Матвеев, О.Н.Ведьманов, Ю.П.Марцев. Патент на полезную модель №74206. Резервуар для приема, хранения и выдачи сырой нефти, содержащей растворенный газ.
3. А.С.Кузнецов и др. Патент на изобретение №2226122. Установка для улавливания паров нефтепродуктов.
4. Яковлев B.C. Хранение нефтепродуктов. Проблемы защиты окружающей среды - М.: Химия, 1987.
5. В.Г.Коваленко Экологическая безопасность в системах нефтепродуктообеспечения и автомобильного транспорта. М.: ЛитНефте-Газ, 2004.