УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОГРАНИЧЕНИЯ ИСПАРЕНИЯ НЕФТЕПРОДУКТОВ ПРИ ДЛИТЕЛЬНОМ ХРАНЕНИИ
DEVICE FOR LIMITATION OF OIL PRODUCTS EVAPORATION DURING LONG-TERM STORAGE

Изобретение относится к устройствам, предназначенным для улавливания паров нефтепродуктов и ограничивающих их испарение. Основное применение оно может найти в нефтеперерабатывающей промышленности при хранении нефтепродуктов в атмосферных резервуарах.
При хранении нефтепродуктов в атмосферных резервуарах, особенно для бензинов и нефти, имеют место существенные потери от испарения, достигающие 30-40%. Причинами потерь от испарения являются высокие давления насыщенных паров нефти и нефтепродуктов и, как следствие, переход легких фракций в газовую фазу. Испарение увеличивается при повышении температуры поверхности нефтепродуктов или понижении давления в газовом пространстве резервуаров. В течение суток резервуар поглощает энергию солнечного излучения, в результате чего температура и давление в газовом пространстве повышаются до величины, на которую рассчитан клапан, после чего он открывается, и паровоздушная смесь выходит в атмосферу, т.е. происходит «малое дыхание».
В качестве прототипа предлагаемого изобретения использованы конструкции плавающих покрытий - понтонов и плавающих крыш, предназначенных для снижения потерь нефтепродуктов при хранении [Попова З.А., Ржавский Е.Л., Романова Л.П. Борьба с потерями нефти и нефтепродуктов. - М.: Недра, 1972, С.23-24].
Понтон из синтетических материалов для вертикальных стальных резервуаров имеет сборную конструкцию, основной частью которой является эластичный ковер, изготовленный из полимерного материала, который крепится по периферии к коробам, собранным на уголке в кольцо жесткости. Для уплотнения кольцевого пространства и улучшения герметичности между стенкой резервуара и плавающим покрытием устанавливается затвор. Затвор мягкого типа содержит внутреннюю тонкую эластичную оболочку с наполнителем (керосин, пенополиуретан), наружную эластичную оболочку из резинотканевого износоустойчивого материала и щиток для защиты от атмосферных осадков. При нарушении правильной формы резервуара, смещении понтона относительно резервуара, неточностях, допущенных при монтаже, ширина зазора между корпусом резервуара и понтоном может увеличиваться, что приведет к снижению герметичности и необходимости освобождения резервуара для проведения ремонтных работ.
В отличие от резервуара с понтоном в резервуаре с плавающей крышей отсутствует кровля.
Недостатком конструкции понтона и плавающей крыши служит низкая (неполная) герметизация, существенные потери нефтепродуктов при хранении (0,04-1,5%) и высокий расход материалов для их создания.
Технический результат предлагаемого изобретения, а также решаемая им задача заключаются в повышении герметичности атмосферного резервуара, снижении потерь нефтепродуктов от «малых дыханий» при длительном хранении (до 0,001-0,01%) и уменьшении расхода материала (в 2-5 раз) на изготовление устройства.
Указанный технический результат в предлагаемом изобретении достигается тем, что устройство для ограничения испарения нефтепродуктов при длительном хранении представляет собой мешок, наполненный воздухом, из бензоустойчивого мягкого прочного материала, не пропускающего пары нефтепродуктов, сложенный в виде веера, способный увеличиваться или уменьшаться в объеме по горизонтальной плоскости, крепящийся тросами к крышке резервуара с нефтепродуктами внутри его газового пространства, имеет выход в атмосферу через выходной патрубок, установленный на крышке резервуара, и мешок занимает 25-80% всего объема газового пространства резервуара.
На фиг. 1 приведена конструктивная схема резервуара для хранения нефтепродуктов с устройством, ограничивающим их испарение.
На фиг. 2, 3 и 4 показаны конструктивные схемы устройства для ограничения испарения нефтепродуктов; вид сбоку, сверху и спереди соответственно.
В обычном резервуаре суточные колебания температуры (290±4 К - весенне-летний период) и атмосферного давления (745±25 мм рт.ст.) согласно газовым законам приведут к изменениям массы паров в газовом пространстве с безвозвратными потерями через дыхательный клапан. В случае ограничения газового пространства воздушным мешком из бензоустойчивого мягкого прочного материала, не пропускающего пары нефтепродуктов (например, полипропилена, резинотканевого материала), потери можно свести к минимуму.
В резервуар 5, представленный на фиг. 1, с нефтепродуктом 4 внутри его газового пространства 3 прикрепляется стальными или полимерными тросами 7 устройство для ограничения испарения нефтепродуктов 2 к крышке резервуара 6 и выходному патрубку 1 для выхода излишков воздуха из мешка в атмосферу.
Доля объема, занимаемого мешком в полностью раскрытом состоянии в зависимости от климатических условий, составляет 25-80% всего газового пространства резервуара. Объем воздушного мешка рассчитывается из законов газовой термодинамики. Экспериментально установлено, что площадь поверхности материала, необходимого для раскройки мешка, в 4-5 раз меньше, чем для создания плавающей крыши на поверхности нефтепродукта в резервуаре.
Устройство для ограничения испарения нефтепродуктов 1, изображенное на фиг. 2 и 3, изготовлено из бензоустойчивого мягкого прочного материала, не пропускающего пары нефтепродуктов (например, полипропилена, резинотканевого материала), сложено в виде веера или «гармошки», состоит из фланца 2, мест прикрепления подвесных тросов 4, закрепляющихся на крышке резервуара.
Работа предлагаемой конструкции заключается в следующем. При изменении условий окружающей среды (температуры и атмосферного давления) в газовом пространстве резервуара изменяется давление паров нефтепродукта. При этом мешок, сложенный в виде веера увеличивается или уменьшается в объеме в горизонтальной плоскости, выравнивая давление газового пространства. Таким образом, давление газового пространства не выходит за пределы допустимого, что повышает герметичность резервуара и существенно снижает потери нефтепродуктов. Повышению герметичности в предлагаемой конструкции также способствует отсутствие движущихся уплотняющих деталей.
Предлагаемое изобретение позволяет повысить герметичность атмосферного резервуара, снизить потери нефтепродуктов от «малых дыханий» при длительном хранении в 4-720 раз по сравнению с прототипом, а также уменьшить расход материала в 2-5 раз на изготовление устройства.