НАЗЕМНЫЙ ВЕРТИКАЛЬНЫЙ РЕЗЕРВУАР С УСТАНОВКОЙ УЛАВЛИВАНИЯ ПАРОВ НЕФТЕПРОДУКТОВ, ОБОРУДОВАННЫЙ МАНОВАКУУМЕТРОМ И ДАТЧИКОМ ТЕМПЕРАТУРЫ

Предполагаемая полезная модель относится к устройствам для хранения нефтепродуктов и может быть использована в нефтехимической и других отраслях нефтепродуктообеспечения.
Полезная модель наиболее применима при приеме, хранении и выдаче бензинов различных марок на терминалах и нефтебазах, оборудованных наземными вертикальными стальными резервуарами большой вместимости (РВС).
Загрязнение воздушного бассейна на 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 РВС нагреваются до 30 градусов Цельсия и более. Температура начала кипения бензинов составляет 35 градусов. При данной температуре легкокипящие фракции бензинов превращаются в пар и через дыхательный клапан выходят в окружающую среду.
Характерными особенностями в работе нефтебаз являются периодическая выдача нефтепродуктов в автоцистерны, получение горючего из железнодорожных цистерн и трубопроводного транспорта, а также длительные сроки хранения горючего в резервуарах. Это означает существенные потери от испарения в результате «малых» дыханий, а также периодически от «больших» дыханий. 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.
Борьба с потерями горючего от испарения, а также от проливов из резервуаров становятся важной экологической и экономической задачей.
Известна установка улавливания паров нефтепродуктов и удаления воды для наземных горизонтальных стальных резервуаров [К.Р. Кундротас, Ю.А. Матвеев и др. Патент на полезную модель №84253 от10.07.2009 года].
В данной установке 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.
Установка работает следующим образом. С повышением температуры в резервуарах, высокооктановые нефтепродукты начинают испаряться. Пары бензинов поднимают тарелку тарельчатого клапана и поступают в общую газовую линию. В данной линии под давлением паров открывается обратный клапан и при открытой задвижке пары поступают в устройство для приема паров нефтепродуктов, оборудованное двумя перегородками с отверстиями различного диаметра. Пары последовательно проходят перегородки с отверстиями большего и меньшего диаметра и поступают в резервуар для улавливания, 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.
При осуществлении «больших» дыханий, связанных с приемом нефтепродуктов пары бензинов и дизельного топлива аналогичным образом поступают в резервуар для улавливания. При этом газообразные углеводороды в результате дробления пузырьков абсорбируется низкооктановым компонентом. Нерастворившаяся часть газообразных углеводородов на выходе из резервуара улавливается фильтром-поглотителем.
В процессе движения паров по газовой линии обратный клапан препятствует их попаданию в соседние резервуары.
В зимнее время в связи с низкой температурой вода из межстенного пространства резервуара для улавливания удаляется.
Недостатками указанной установки являются:
1. Низкая эффективность охлаждения паров высокооктановых нефтепродуктов при прохождении в трубопроводе до приемного устройства.
2. Малая длина охлаждающего трубопровода.
3. Отсутствие устройств, показывающих значения давления, температуры и разрежения (вакуума) паровоздушной смеси в резервуаре.
Наиболее близкой к указанной проблеме является установка улавливания паров нефтепродуктов для наземных резервуаров с двойным дном [Ю.А. Матвеев и др. Патент на полезную модель №101023 от 10.01.2011 года].
3
На предлагаемый резервуар, имеющий приемный и раздаточный патрубки, трубопровод для приема и выдачи нефтепродуктов, задвижки, световой и замерной люки вентиляционный патрубок, дыхательный клапан повышенного давления, люк-лаз, дыхательный клапан рабочего давления, оборудуется дополнительный трубопровод с обратным клапаном и задвижкой, который соединяется с заглубленным горизонтальным стальным резервуаром. Резервуар оборудуется фильтром-поглотителем с активированным углем и устройством для приема паров нефтепродуктов, которое оборудуется двумя перегородками с дырками различного диаметра для дробления пузырьков пара. Заглубленный резервуар вместимостью 5 м наполовину заливается низкооктановым компонентом.
Дополнительный трубопровод для приема паров оборудуется под землей трубопроводом - холодильником, заполненным водой (охлаждающей жидкостью) и оборудованным наливными и сливными задвижками.
Полезная модель работает следующим образом. Через приемный трубопровод нефтепродукт поступает в резервуар. При этом уровень горючего начинает увеличиваться, а соответственно объем парового пространства уменьшаться. С целью улавливания паров при больших дыханиях открывается клапан, обратный клапан и по трубопроводу, соединенным с дополнительным резервуаром, оборудованным приемным устройством пары поступают в резервуар с низкооктановым компонентом. При этом часть газообразных углеводородов в результате дробления пузырьков двумя перегородками с дырками различного диаметра абсорбируется низкооктановым компонентом. Нерастворившаяся часть газообразных углеводородов на выходе из резервуара улавливается фильтром-поглотителем.
При малых дыханиях, связанных с изменением температур, с повышением давления, также открывается дыхательный клапан и пары нефтепродуктов по трубопроводу через приемное устройство с перегородками, поступают в резервуар с низкооктановым компонентом.
При этом большая часть паров превращается в жидкость за счет охлаждения в подземном участке трубопровода, находящегося в трубопроводе холодильнике.
Недостатками указанной установки являются:
1. Отсутствие устройств, показывающих значения давления, температуры и разрежения (вакуума) паровоздушной смеси в резервуаре.
Предполагаемая полезная модель позволяет решить задачу повышения эффективности приема, хранения и выдачи нефтепродуктов, а также улавливания паров нефтепродуктов, хранящихся в наземных вертикальных резервуарах. В указанных резервуарах испарения происходят в основном в связи с изменением температуры («малые» дыхания), а также в связи с приемом горючего («большие» дыхания).
Решение указанной задачи достигается тем, что на крыше вертикального резервуара дополнительно устанавливаются мановакууметр и датчик температуры, которые линиями связи соединены с прибором контроля, а также тем, что при достижении значений давления паров выше или ниже установленной величины оператор прекращает процессы приема и выдачи нефтепродуктов.
Данные признаки являются существенными для решения задачи полезной модели, так как повышается эффективность процессов приема, хранения и выдачи нефтепродуктов, а также улавливания паров нефтепродуктов в наземных вертикальных резервуарах, при этом повышается надежность эксплуатации резервуарного парка.
Сущность полезной модели пояснена чертежами (фиг. 1, фиг. 2,), на которых изображены: разрезы резервуара с установкой улавливания паров и оборудованием, а также дыхательного клапана с дополнительным трубопроводом.
Предлагаемый резервуар 1, имеет приемный и раздаточный патрубки 2, трубопровод для приема и выдачи нефтепродуктов 3, задвижки 4, световой и замерной люки 5,6, вентиляционный патрубок 7, дыхательный клапан повышенного давления 8, люк-лаз 9, дыхательный клапан рабочего давления 10, дополнительный трубопровод (паропровод) 11 с обратным клапаном 12 и задвижкой 13.
3
Дополнительный трубопровод 11 соединяется с заглубленным горизонтальным стальным резервуаром 14. Резервуар оборудуется фильтром-поглотителем с активированным углем 15 и устройством для приема паров нефтепродуктов 16, которое оснащается двумя перегородками с дырками различного диаметра 17,18 для дробления пузырьков пара. Заглубленный резервуар вместимостью 5 м наполовину заливается низкооктановым компонентом 19 (дизельное топливо).
Дополнительный трубопровод для приема паров оборудуется под землей 20 трубопроводом - холодильником 21, заполненным водой (охлаждающей жидкостью). Трубопровод - холодильник 21 имеет наливные и сливные задвижки (вентили) 22,23.
Дополнительно на крыше вертикального стального резервуара устанавливаются мановакууметр 24 и датчик температуры 25. Мановакууметр предназначен для определения давления паров нефтепродуктов (парового пространства) резервуара. Также указанный прибор предназначен для определения разрежения (вакуума) паров. Разрежение (вакуум) возникает при выдаче нефтепродуктов из резервуара. Значительное повышение или снижение давление паров нефтепродуктов при неработающем дыхательном клапане может привести к деформации стенок и крыши резервуара.
Датчик температуры служит для определения температуры паров, которая будет ориентировочно соответствовать температуре нефтепродукта. Повышение температуры нефтепродуктов, в частности бензинов, выше 35 градусов Цельсия приводит к повышенному испарению легких фракций нефтепродукта, что требует дополнительных мер по пожарной и промышленной безопасности. Мановакууметр и датчик температуры линиями связи 26 соединены с прибором контроля 27 в комнате дежурного оператора.
Полезная модель работает следующим образом. Через приемный трубопровод 3 нефтепродукт поступает в резервуар 1. При этом уровень нефтепродукта 28 начинает увеличиваться, а соответственно объем паров 29 уменьшаться. С целью улавливания паров при «больших» дыханиях открывается клапан 10, обратный клапан 12 и по трубопроводу 11, соединенным с дополнительным резервуаром 14, оборудованным приемным устройством 16 пары поступают в резервуар с низкооктановым компонентом. При этом часть паров нефтепродуктов в результате дробления пузырьков двумя перегородками с дырками различного диаметра 17, 18 абсорбируется низкооктановым компонентом 19. Нерастворившаяся часть паров на выходе из резервуара улавливается фильтром-поглотителем 15.
При «малых» дыханиях, связанных с изменением температур, с повышением давления, также открывается дыхательный клапан 10 и пары нефтепродуктов по трубопроводу 11 через приемное устройство с перегородками, поступают в резервуар с низкооктановым компонентом.
После поступления большая часть паров превращается в жидкость за счет охлаждения в подземном участке трубопровода 11, находящегося в трубопроводе холодильнике 21.
При увеличении (снижении) давления паров выше нормативного показателя дежурный оператор прекращает процессы приема (слива) нефтепродуктов с целью недопущения деформации стенок и крыши резервуара. При этом организуются работы по ремонту дыхательных клапанов. Выход из строя клапанов может быть связан с их обледенением или коррозией.
С увеличением температуры паровоздушной смеси нефтепродуктов, в частности бензинов, выше 35 градусов Цельсия происходит повышенное испарение легких фракций нефтепродуктов. При этом, дежурный оператор организует дополнительные меры по обеспечению промышленной и пожарной безопасности.