РЕЗЕРВУАР ДЛЯ ХРАНЕНИЯ НЕФТЕПРОДУКТОВ Российский патент 1996 года по МПК B65D90/06 

Изобретение относится к хранению нефтепродуктов, преимущественно защищенных подвижными гелеобразными покрытиями, и может быть использовано в нефтеперерабатывающей промышленности, а также при хранении нефтепродуктов в резервуарных парках.

Одним из эффективных способов снижения потерь нефтепродуктов от испарения является гелеобразное защитное покрытие, образованное ограниченно набухающим в нефтепродукте полимером, нанесенным на наружную поверхность пустотелых микробаллонов. Однако практическое использование защитного покрытия в существующих конструкциях резервуаров приводит к уменьшению полезного объема резервуара и увеличению остатка недозабора ("мертвого остатка") вследствие разрушения сплошности покрытия и его уноса через приемораздаточный патрубок при уровнях ниже критического.

Известен резервуаpа для хранения нефтепродуктов, оборудованный приемораздаточным патрубком с хлопушкой.

Недостатком данного резервуара является большая величина критического уровня нефтепродукта, ниже которого происходит прорыв газожидкостной смеси в патрубок, что приводит к разрушению сплошности защитного покрытия и уносу его из резервуара.

Известен резервуаp, оборудованный приемораздаточным патрубком с хлопушкой, закрытым колпаком, который открыт снизу и укреплен на патрубке.

Недостатком данного технического решения является невозможность предотвратить закрутку потока как снаружи, так и внутри колпака, а также провал уровня в резервуаре при сливе. А следовательно, неизбежны разрушение сплошности и частичный унос покрытия.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому эффекту к изобретению является устройство, выбранное в качестве прототипа, представляющее собой резервуаp для хранения нефтепродуктов, оборудованный приемораздаточным патрубком с хлопушкой, закрытой емкостью с отверстиями на боковой поверхности и узлом безопасной работы насоса, включающим трубопровод с задвижкой, один конец которого сообщен с газовой полостью резервуара, а другой с внутренней полостью закрытой емкости. Данный резервуар позволяет эксплуатировать гелеобразное защитное покрытие, т.к. исключает воронкообразование и закрутку потока и тем самым обеспечивает сохранение сплошности и целостности защитного подвижного покрытия.

Однако недостатком данного устройства является то, что при минимально возможном уровне нефтепродукта в резервуаре, высота которого определяется месторасположением отверстий на боковой поверхности закрытой емкости, неизбежно разрушение защитного покрытия либо из-за налипания покрытия на закрытую емкость и детали управления хлопушкой, либо из-за частичного уноса покрытия через боковые отверстия при отпуске нефтепродукта. Помимо этого, недостатками устройства являются высокая металлоемкость конструкции и трудоемкость монтажа в резервуаре.

Целью изобретения является обеспечение возможности эксплуатации гелеобразного защитного покрытия и сохранение его целостности.

Цель достигается тем, что резервуар, включающий корпус, приемораздаточный патрубок с хлопушкой, размещенную в корпусе закрытую емкость с отверстиями на ее боковой поверхности и узел безопасной работы насоса, включающий трубопровод с задвижкой, один конец которого соединен с газовой полостью резервуара, согласно изобретению снабжен камерой для размещения концевого участка приемораздаточного патрубка с хлопушкой, камера установлена снаружи резервуара, а свободный конец трубопровода соединен с камерой, при этом хлопушка установлена таким образом, что нижний срез ее выхлопного отверстия расположен на уровне верхней точки закрытой емкости.

Помимо этого, целью изобретения является снижение металлоемкости и трудоемкости монтажа закрытой емкости внутри резервуара.

Цель достигается тем, что в резервуаре, включающем корпус, приемораздаточный патрубок, закрытую емкостью с отверстиями на боковой поверхности, расположенную внутри резервуара, камеру, расположенную снаружи резервуара, с размещенным в ней концевым участком приемораздаточного патрубка с хлопушкой, нижний срез выходного отверстия которой расположен на уровне верхней точки закрытой емкости, и узел безопасной работы насоса, включающий трубопровод с задвижкой, один конец которого соединен с газовой полостью резервуара, а другой с камерой, согласно изобретению закрытая емкость выполнена в виде отрезка трубы, расположенного по диаметру резервуара.

Размещение хлопушки в камере снаружи резервуара, расположение нижнего среза выходного отверстия хлопушки на уровней верхней точки закрытой емкости и соединение камеры посредством трубопровода с задвижкой с газовой полостью резервуара позволяет, во-первых, вынести из резервуара наружу элементы управления хлопушкой и тем самым исключить контакт и налипание на них гелеобразного защитного покрытия: во-вторых, производить слив нефтепродукта из резервуара до уровня, равного высоте расположения нижнего среза выходного отверстия хлопушки, так как камера и резервуар являются сообщающимися сосудами, и уровни продукта в них равны, то есть защитное покрытие всегда будет располагаться выше корпусных деталей закрытой емкости.

Из изложенного следует, что гелеобразное защитное покрытие никогда не налипнет на закрытую емкость и не потеряет своей сплошности, а также никогда не достигнет отверстий на боковой поверхности емкости и не будет унесено нефтепродуктом при сливе. Таким образом, достигается поставленная цель обеспечивается возможность эксплуатации гелеобразного защитного покрытия и сохраняется его целостность.

Известна выносная хлопушка, расположенная в камере снаружи резервуара, выходное отверстие которой соосно с приемораздаточным патрубком, а внутренняя полость камеры не соединена с газовой полостью резервуара.

Так как камера и резервуар не являются сообщающимися сосудами, уровни жидкости в них функционально не связаны, и уровень минимально возможного слива нефтепродукта определяется расположением заборных отверстий на боковой поверхности закрытой емкости. Следовательно, во-первых, неизбежно налипание защитного покрытия на корпусные детали закрытой емкости, расположенные выше заборных отверстий, и, во-вторых, возможен частичный унос защитного покрытия нефтепродуктом через эти заборные отверстия.

Соосность выходного отверстия хлопушки и отверстия приемораздаточного патрубка даже при условии, что камера и резервуар являются сообщающимися сосудами, также не исключает налипания покрытия на закрытую емкость, так как минимальный уровень нефтепродукта в резервуаре определяется нижней кромкой выходного отверстия хлопушки, которая расположена ниже верхней точки закрытой емкости.

Таким образом, использование известных конструкцией выносных хлопушек не обеспечивает возможности эксплуатации гелеобразного защитного покрытия и сохранения его целостности.

Выполнение закрытой емкости в виде отрезка трубы, расположенного по диаметру резервуара, позволяет значительно уменьшить габариты емкости и площадь поверхности вероятного контакта (так как для трубы поверхностью соприкосновения является прямая линия, для прототипа поверхностью соприкосновения является плоскость). Таким образом, уменьшается вероятность потери работоспособности защитного покрытия.

Наряду с достижением основной цели уменьшение габаритов закрытой емкости обеспечивает очевидное снижение металлоемкости, а также трудоемкости монтажа. Отрезая трубы диаметром, равным диаметру приемораздаточного патрубка без помех, может быть смонтирован в резервуаре через штатный боковой люк-лаз. Трубчатая конструкция закрытой емкости позволяет посредством фланцевых соединений обойтись без сварочных работ в резервуаре.

Выполнение закрытой емкости в виде отрезка трубы один из многочисленных вариантов выполнения закрытой емкости трубчатой конструкции (пучок труб, спираль, контур из труб и т.п.). Все трубчатые конструкции менее трудоемки при монтаже и при соприкосновении с защитным покрытием образуют линии (пучок линий, спираль, ломаные и кривые линии). Тем самым уменьшают вероятность налипания и разрушения гелеобразного защитного покрытия.

На фиг.1 изображено предлагаемое устройство; на фиг.2 разрез А-А на фиг. 1, представляющий собой вид сверху на закрытую емкость.

Резервуар для хранения нефтепродуктов состоит из корпуса 1, гелеобразного защитного покрытия 2, приемораздаточного патрубка 3, закрытой емкости 4, выполненной в виде отрезка трубы с отверстием на боковой поверхности, хлопушки 5, размещенной в камере 6, и узла безопасной работы насоса, включающего задвижку 7 и трубопровод 8, один конец которого соединен с газовой полостью резервуара 1, а другой с камерой 6, и насос 9.

Устройство работает следующим образом.

Перед заполнением резервуара во избежание попадания (фонтанирования) нефтепродукта на поверхность гелеобразного защитного покрытия 2 закрывается задвижка 7. При заполнении резервуара нефтепродукт заполняет объем камеры 6, затем через приемораздаточный патрубок 3 поступает в закрытую емкость 4 и через отверстия на боковой поверхности емкости 4 равномерно истекает в резервуар.

При опорожнении резервуара устройство работает следующим образом.

Перед опорожнением открывается задвижка 7, что делает камеру 6 и резервуар 1 сообщающимися сосудами. Нефтепродукт через боковые отверстия поступает в закрытую емкость 4 и через приемораздаточный патрубок 3 в камеру 6, откуда через хлопушку 5 нефтепродукт отпускается потребителям. По мере отпуска нефтепродукта, уровень продукта в резервуаре снижается и газовая полость появляется в камере 6. Дальнейшее понижение уровня приводит к тому, что через выходное отверстие хлопушки 5 начинает откачиваться двухфазная смесь (нефтепродукт-воздух). При снижении уровня нефтепродукта в резервуаре 1 и камере 6 до нижней кромки выходного отверстия хлопушки 5 откачка нефтепродукт а прекращается. При этом гелеобразное защитное покрытие не достигает верхней точки закрытой емкости 4.

Таким образом, изобретение позволяет решить вопрос возможности эксплуатации гелеобразного защитного покрытия и сохранения его целостности.

Данная работа ведется по темплану Госкомнефтепродукта РСФСР, спроектирована и изготовляется модельная лабораторная установка. Использование предлагаемого технического решения позволяет
обеспечить возможность эксплуатации гелеобразного защитного покрытия и сохранения его целостности;
снизить металлоемкость конструкции;
уменьшить трудоемкость монтажа;
оборудовать данными устройствами не только вновь строящиеся, но и уже эксплуатирующиеся резервуары;
устранить сварочные работы при монтаже, а следовательно, сократить сроки подготовительных работ.

Снижение металлоемкости предлагаемого технического решения по сравнению с прототипом для вертикального стального резервуара емкостью 2000 м³ можно проиллюстрировать следующим образом.

Конструктивно закрытая цилиндрическая емкость с внутренними перегородками для прототипа заменена отрезком трубы и камерой для хлопушки, вынесенным из резервуара.

Вес цилиндрической закрытой емкости, как минимум с двумя перегородками рассчитывается по формуле (1)
D•H•h_ст+ h_ст+ 2D•H•h=P_п
(1) где первое слагаемое объем цилиндрической части емкости, второе крышки емкости и третье объем перегородок, гасящих вихрь внутри закрытой емкости;
D диаметр закрытой цилиндрической емкости. Из условий устранения воронкообразования диаметр должен быть на порядок больше диаметра приемораздаточного патрубка d, который для резервуара емкостью 2000 м³равен 150 мм. Таким образом, D≈ 10d;
Н высота цилиндрической емкости. В описании прототипа величина критического уровня нефтепродукта дается Н ≈1,6 м, принимают из конструктивных соображений Н π·d;
h_ст толщина металлической стенки емкости, принимают ее равной толщине стенки трубы диаметром 150 мм по ГОСТу h_ст 4,5 мм;
γ удельный вес металла γ 7800 кг/м³.

Подставив значения величин в формуле (1), получают
Р_n ≈ 190 кг
Для предлагаемого технического решения вес металла определялся по формуле (2)
( πd_тр·L_тр·h_ст + π d_к·l_к·h_ст) γ Р, (2) где первое слагаемое объем металла отрезка трубы с отверстиями на боковой поверхности, второе объем металла цилиндрической камеры, в которой размещена хлопушка;
d_тр диаметр трубы. Из конструктивных соображений и условия непережатия гидравлического сечения принимают его равным диаметру приемораздаточного патрубка d_тр d;
L_тр длина трубы. Так как на трубчатой конструкции можно расположить как минимум два ряда отверстий на одной высоте, то
L_тр ≅ или L_тр ≈ ; d_к диаметр камеры, в которой размещена хлопушка, должен быть не менее 2d из соображений работоспособности. Из конструктивных соображений принимают d_к 3d.

l_к длина камеры, из конструктивных соображений берется равной l_к= 4d;
Подставив значения величин в формулу (2), получают
Р 69 кг.

Таким образом, предлагаемое техническое решение обеспечивает почти трехкратное снижение металлоемкости конструкции. Кроме этого, трубчатая конструкция позволяет провести монтаж через люк-лаз диаметром 500 мм и обойтись без сварочных работ.

Использование: хранение нефтепродуктов, преимущественно защищенных подвижными гелеобразными покрытиями. Сущность изобретения: резервуар для хранения нефтепродукта состоит из корпуса, гелеобразного защитного покрытия, приемораздаточного патрубка, закрытой емкости, выполненной в виде отрезка трубы с отверстиями на боковой поверхности, хлопушки, размещенной в камере, и узла безопасной работы насоса, включающего задвижку и трубопровод, один конец которого соединен с газовой полостью резервуара, а другой - с камерой, и насос. 1 з. п. ф-лы, 2 ил.

1. РЕЗЕРВУАР ДЛЯ ХРАНЕНИЯ НЕФТЕПРОДУКТОВ, включающий корпус, приемораздаточный патрубок с хлопушкой, размещенную в корпусе закрытую емкость с отверстиями на ее боковой поверхности, насос и узел безопасной работы насоса, включающий трубопровод с задвижкой, один конец которого сообщен с газовой полостью резервуара, отличающийся тем, что, с целью обеспечениея возможности эксплуатации гелеобразного защитного покрытия и сохранения его целостности, он снабжен камерой для размещения концевого участка приемораздаточного патрубка с хлопушкой, камера установлена снаружи резервуара, а свободный конец трубопровода соединен с камерой, при этом хлопушка установлена таким образом, что нижний срез ее выходного отверстия расположен на уровне верхней точки закрытой емкости. 2. Резервуар по п.1, отличающийся тем, что, с целью снижения металлоемкости и трудоемкости монтажа, закрытая емкость выполнена в виде отрезка трубы, расположенного по диаметру резервуара.