РЕЗЕРВУАР С ДВОЙНЫМ ДНОМ, ОБОРУДОВАННЫЙ УСТРОЙСТВОМ ДЛЯ ПРЕДОТВРАЩЕНИЯ ПЕРЕЛИВОВ И УСТАНОВКОЙ УЛАВЛИВАНИЯ ПАРОВ НЕФТЕПРОДУКТОВ

Предполагаемая полезная модель относится к устройствам для приема, хранения и выдачи нефтепродуктов и может быть использована в нефтехимической и других отраслях нефтепродуктообеспечения.
Предполагаемая полезная модель наиболее применима при приеме, хранении и выдаче нефти и нефтепродуктов на нефтебазах и нефтесборных пунктах, оборудованных наземными вертикальными стальными резервуарами большой вместимости (РВС).
Загрязнение воздушного бассейна на нефтебазах и терминалах 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 из резервуара при приеме нефтепродукта. При этом объем газового пространства уменьшается, что вызывает срабатывание дыхательного клапана. Потери от «малых» дыханий вызываются ежесуточными колебаниями температуры и парциального давления паров горючего (в основном бензинов) в газовом пространстве резервуара.
Загрязнения литосферы и гидросферы происходят в результате утечек нефти и нефтепродуктов из резервуаров и трубопроводов, переливов РВС нефтепродуктами, проливов из рукавов, автоцистерн и другим причинам. Переполнение резервуаров нефтью и нефтепродуктами обусловлены неисправностью устройств для предотвращения переливов горючего, человеческим фактором, связанным с ошибками операторов, а также с отсутствием автоматической системы, позволяющей отключить насос при достижении нефтепродуктом максимально допустимого уровня.
Характерными особенностями в работе нефтебаз и нефтесборных пунктов являются выдача нефти и нефтепродуктов в железнодорожные и автоцистерны, получение горючего из железнодорожных цистерн и трубопроводного транспорта, а также хранение горючего в резервуарах. Это означает существенные потери от испарения в результате «больших» и «малых» дыханий, а также переливы нефтепродуктов при заполнении резервуаров.
Борьба с потерями нефти и нефтепродуктов от переливов в резервуары, утечек и испарения становится важной экологической и экономической задачей [1].
Известен резервуар для приема сырой нефти, оборудованный устройством для улавливания нефтяной пены [2].
Данный резервуар имеет днище, стенку и стационарную крышу. Для приема и выдачи нефтепродуктов у резервуаров данного типа имеются приемораздаточные патрубки. С внешней стороны к ним присоединяются задвижки. 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, пробоотборники, сигнализаторы уровня, противопожарные приборы) и другое оборудование (люк-лаз, вентиляционные патрубки, предохранительные клапаны).
На резервуар дополнительно вертикально устанавливаются патрубок, оборудованный трубопроводом с задвижкой и тарельчатым клапаном. Трубопровод герметично соединен с горизонтальным резервуаром Р-10 (РГС), который устанавливается на поверхности земли. Устройство работает следующим образом. Через приемный патрубок и соответствующую задвижку нефть, содержащая растворенный газ, поступает в вертикальный стальной резервуар. Нефтяная пена в случае достижения крыши резервуара через патрубок, тарельчатый клапан, открытую задвижку и трубопроводные коммуникации попадает в РГС, где отстаивается и разгазируется. При этом попутные нефтяные газы выходят из резервуара через дыхательный клапан, а нефть откачивается с помощью трубопровода и задвижки в автоцистерну или предусмотренный технологической схемой резервуар.
Недостатками данного резервуара при приеме, хранении и выдаче нефтепродуктов являются:
1. Отсутствие устройства, предотвращающего переливы нефти и нефтепродуктов из резервуара.
2. Низкая эффективность улавливания паров нефтепродуктов.
3. Отсутствие системы, предотвращающей поступление горючего в резервуар при достижении максимального уровня.
4. Отсутствие устройства, обеспечивающего слив нефтепродукта из резервуара при достижении максимального уровня.
Также известно устройство для предотвращения переливов нефтепродуктов при заполнении наземных горизонтальных стальных резервуаров [3].
Решение указанной задачи достигается тем, что на наземный РГС, оборудованный линией приема и выдачи горючего, дыхательным клапаном и замерным люком дополнительно устанавливается следующее оборудование: переносной сигнализатор уровня для предотвращения переливов нефтепродуктов, электромагнитный клапан, огневой предохранитель, линии связи 12 и 220 вольт, реле.
Устройство работает следующим образом. Оператор включает реле и ток поступает на обмотку катушки электромагнитного клапана. Сердечник с управляющим затвором перемещается вверх, сжимая пружину. Топливо из автомобильной цистерны через, трубопровод для приема и выдачи горючего и соответствующую задвижку поступает в резервуар. При этом уровень горючего начинает увеличиваться и поднимает поплавок переносного сигнализатора уровня, который достигает уровня контактной пластины и замыкает ее. Ток напряжением 12 вольт по линии связи, поступает в реле и отключает его. После снятия напряжения ток перестает поступать на обмотку катушки. Сердечник под действием усилия пружины движется вниз и закрывает отверстие в трубопроводе управляющим затвором. При этом прекращается поступление нефтепродукта в резервуар.
Недостатками указанного устройства являются:
1. Отсутствие конструкции, предотвращающей утечки горючего из днища резервуара.
2. Отсутствие возможности отключения стационарного насоса.
3. Низкая эффективность улавливания паров нефтепродуктов.
4. Отсутствие устройства, обеспечивающего слив нефтепродукта из резервуара при достижении максимального уровня.
Наиболее близкой к указанной проблеме является наземный вертикальный резервуар с двойным дном, оборудованный установкой улавливания паров нефтепродуктов [4].
Решение указанной задачи достигается тем, что наземный РВС оснащается двойным дном с перегородками жесткости, а дыхательный клапан резервуара оборудуется трубопроводом с задвижкой для отвода паров нефтепродуктов при «малых» и «больших» дыханиях, который соединяется с дополнительным заглубленным горизонтальным резервуаром Р-5. При этом трубопровод под землей находится в трубопроводе-холодильнике большего диаметра, оборудованным задвижками и заполненным водой (охлаждающей жидкостью в зимнее время). Резервуар Р-5 заполняется низкооктановым компонентом, оборудуется фильтром-поглотителем с активированным углем и приемником паров нефтепродуктов.
Конструкция 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 дыхательный клапан, обратный клапан и по трубопроводу, соединенному с дополнительным резервуаром, оборудованным приемным устройством пары поступают в резервуар с низкооктановым компонентом. При этом часть газообразных углеводородов поглощается низкооктановым нефтепродуктом. 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.
В случае утечки горючего через днище резервуара, нефтепродукт останется в резервуаре за счет второго днища.
Недостатками данного резервуара при приеме, хранении и выдаче нефтепродуктов являются:
1. Отсутствие устройства, предотвращающего переливы нефти и нефтепродуктов из резервуара.
2. Отсутствие устройства, обеспечивающего слив нефтепродукта из резервуара при достижении максимального уровня.
Предполагаемая полезная модель позволяет решить задачу повышения эффективности предотвращения переливов нефтепродуктов и утечек горючего из резервуаров, а также улавливания паров нефтепродуктов, хранящихся в наземных вертикальных резервуарах большой вместимости.
Решение указанной задачи достигается тем, что резервуар с двойным дном, содержащий паропровод для отвода паров нефтепродуктов и заглубленный резервуар с низкооктановым нефтепродуктом, оборудуется дополнительным трубопроводом с задвижкой и обратным клапаном для слива нефтепродукта из резервуара при достижении максимального уровня, который соединяется с паропроводом для отвода паров, а также оснащается устройством для предотвращения переливов нефтепродуктов, соединенным линией связи с реле, которое отключает насос и закрывает электромагнитный клапан.
Данные признаки являются существенными для решения задачи полезной модели, так как предотвращаются переливы нефти и нефтепродуктов из резервуара, повышается эффективность улавливания паров нефтепродуктов в наземных резервуарах, а также повышается промышленная и пожарная безопасность эксплуатации резервуарного парка.
Сущность полезной модели пояснена чертежами (фиг.1, фиг.2, фиг.3), на которых изображены: разрезы резервуара, дыхательного клапана с паропроводом и задвижкой, а также дополнительного трубопровода с задвижкой и обратным клапаном.
Предлагаемый вертикальный резервуар 1, имеющий 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 паропровод 11 с обратным клапаном 12 и задвижкой 13, заглубленный горизонтальным стальным резервуар 14, оборудованный фильтром-поглотителем с активированным углем 15 и устройством для приема паров нефтепродуктов 16 с двумя перегородками 17, 18 для дробления пузырьков пара. Заглубленный резервуар наполовину заливается низкооктановым компонентом 19.
Дополнительный трубопровод для приема паров оснащается под землей 20 трубопроводом - холодильником 21, заполненным водой (охлаждающей жидкостью) и оборудованным наливными и сливными задвижками 22, 23.
Вертикальный стальной резервуар также оснащен двойным дном 24 с перегородками жесткости 25 и устройством 26 с задвижкой 27 для проверки уровня загазованности нефтепродуктами.
На предполагаемый резервуар дополнительно оборудуется устройство для предотвращения переливов нефтепродуктов 28, включающее подвижную и контактную пластины 29, 30 и соединенное линиями связи 31 с реле 32, насосом 33 и электромагнитным клапаном 34, а также оборудуется трубопровод для предотвращения переливов нефтепродуктов при достижении максимального уровня 35 с обратным клапаном 12 и задвижкой 13. При этом трубопровод 35 соединяется с паропроводом для улавливания паров нефтепродуктов 11, который соединен с заглубленным резервуаром 14.
Полезная модель работает следующим образом. Через приемный трубопровод 3 нефтепродукт поступает в резервуар 1. При этом уровень горючего 36 начинает увеличиваться, а соответственно объем парового пространства 37 уменьшаться. С целью улавливания паров при больших дыханиях открывается дыхательный клапан 10, обратный клапан 12 и по паропроводу 11, соединенному с дополнительным резервуаром 14, оборудованным приемным устройством 16 пары поступают в резервуар с низкооктановым нефтепродуктом 19. При этом часть газообразных углеводородов в результате дробления пузырьков двумя перегородками с дырками различного диаметра 17, 18 поглощается низкооктановым нефтепродуктом. Нерастворившаяся часть газообразных углеводородов на выходе из резервуара улавливается фильтром-поглотителем 15.
При этом большая часть паров превращается в жидкость за счет охлаждения в подземном участке трубопровода 11, находящегося в трубопроводе холодильнике 21.
В случае утечки горючего через днище резервуара, нефтепродукт останется в резервуаре за счет второго днища 24. Контроль загазованности пространства между днищами осуществляется с помощью устройства 26, оборудованного задвижкой 27.
При достижении уровнем горючего подвижной пластины 29 она начинает подниматься и соединяется с контактной пластиной 30. Ток напряжением 12 вольт по линии связи 31, поступает в реле 32 и отключает его и насос 33. После снятия напряжения ток по линии связи 31 перестает поступать на обмотку катушки электромагнитного клапана 34, который закрывает отверстие в трубопроводе приема и выдачи горючего 3 управляющим затвором.
В случае неисправности или отсутствия системы предотвращения переливов горючего нефтепродукт под давлением открывает электромагнитный клапан 12 и по трубопроводу 35, паропроводу 11 поступает в заглубленный резервуар 14.
Применение устройств, для предотвращения переливов нефтепродуктов позволяет защитить от переполнения каждый заполняемый наземный РВС. Использование предлагаемой полезной модели также позволяет снизить промышленную и пожарную опасность резервуарного парка и повысить эффективность работы оператора при приеме горючего в резервуары.
1. Коваленко В.Г. Экологическая безопасность в системах нефтепро-дуктообеспечения и автомобильного транспорта. М.: ЛитНефтеГаз, 2004.
2. Матвеев Ю.А., Марцев Ю.П. и др. Резервуар для приема сырой нефти, оборудованный устройством для улавливания нефтяной пены. Патент на полезную модель №82200, от 20.04.2009. М.: ВНИИГПЭ.
3. Матвеев Ю.А., Марцев Ю.П. и др. Устройство для предотвращения переливов нефтепродуктов при заполнении наземных горизонтальных стальных резервуаров. Патент на полезную модель №88142 от 27.10.2009. М.: ВНИИГПЭ.
4. Матвеев Ю.А., Аноприенко С.М. Наземный вертикальный резервуар с двойным дном, оборудованный установкой улавливания паров нефтепродуктов. Патент №101023 от 10.01.2011. М.: ВНИИГПЭ.
5. Коннова Г.В. Оборудование транспорта и хранения нефти и газа. Учебное пособие. Изд.2. Ростов-на-Дону. «Феникс», 2007.