СИСТЕМА ХРАНЕНИЯ НЕФТЕПРОДУКТОВ Российский патент 1999 года по МПК B65D90/30 

Предложение относится к нефтяной и газовой промышленности, в частности к системам хранения нефти и нефтепродуктов в резервуарах пунктов сбора нефти и нефтеперекачивающих станций, и может быть использовано при хранении углеводородных жидкостей на нефте- и газоперерабатывающих заводах и нефтебазах.

Известна система хранения нефти и нефтепродуктов, включающая резервуары, снабженные дыхательными клапанами (см. кн. Медведев В.Ф. Сбор и подготовка нефти и воды: Справочник рабочего. - М.: Недра, 1986, 221 с. С. 129-133). Система позволяет хранить в течение длительного периода большие объемы нефтепродукта, благодаря тому, что дыхательные клапаны препятствуют интенсивному испарению углеводородов в атмосферу.

В то же время выбросы продуктов испарения из резервуаров велики, поскольку дыхательные клапаны поддерживают в них лишь небольшое избыточное давление - 2000 Па (200 мм вод. ст.) по условиям прочности резервуаров. Выбросы паров имеют место как в результате колебания температуры нефтепродукта, так и при заполнении резервуаров жидкостью, что приводит к прямым потерям углеводородов (1,42 кг на 1 м³ паров) и, с учетом низкого предела взрываемости паров бензина (0,79 - 5,16 об.%), к повырешнию пожарной опасности в резервуарном парке.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату к предлагаемой является система хранения нефтепродуктов в резервуарах, включающая резервуары, газоуравнительную обвязку, блок утилизации углеродов (см. кн. : Яковлев В.С. Хранение нефтепродуктов. Проблем защиты окружающей среды. М.: Химия. 1987, 152 с. С.54-55).

Система позволяет исключить выбросы паров нефтепродуктов через дыхательную арматуру резервуаров в атмосферу за счет перетока избыточных паров из одного резервуара в другой и на блок утилизации паров. В результате предотвращаются потери углеродов и исключается загазованность и опасность возникновения пожара в резервуарном парке.

Недостатком системы является опасность распространения пожара, возникающего по той или иной причине (например, из-за разряда атмосферного или статического электричества) на одном из резервуаров, на остальные резервуары, что обусловлено тем, что пламя из газового пространства резервуара проникает в трубопровод газовой обвязки и далее по газовой обвязке - в другие резервуары и на блок утилизации, что приводит к возгоранию нефтепродукта и порче оборудования. Особенно интенсивно этот процесс проходит при откачке нефтепродукта из других резервуаров, в которых при этом создается пониженное давление и куда устремляется пламя из горящего резервуара. В результате известная система хранения еще более ухудшает последствия пожара, возникающего на одном из резервуаров, и не выполняет главную функцию-сохранение нефтепродукта.

Решаемая техническая задача состоит в том, что необходимо создать такую систему хранения нефтепродуктов, которая бы при минимальных затратах на реконструкцию, имеющихся в промышленности технологических схем, обеспечивала бы сохранность нефтепродукта без потерь от испарения и исключила бы развитие чрезвычайной ситуации-пожара, сокращая при этом ущерб и потери нефтепродукта.

Целью предлагаемой системы является сокращение потерь углеводородов за счет повышения надежности ее работы.

Поставленная цель достигается описываемой системой хранения нефтепродуктов, включающей резервуары, газоуравнительную обвязку, блок углеводородов.

Новым является то, что система снабжена системой пожаротушения: пожарный насос, водопроводы, с зап. элементом пеногенератор, установлен на общем коллекторе газоуравнительной обвязки, причем запорный элемент пеногенератора функционально связан с датчиками пожарной опасности каждого резервуаров.

Из доступных источников патентной и научно-технической литературы нам неизвестна заявленная совокупность отличительных признаков. Следовательно предлагаемая система отвечает критерию "существенные отличия".

На чертеже изображена принципиальная технологическая схема системы хранения нефтепродуктов.

Система содержит: резервуары 1, 2, 3 газоуравнительную обвязку 4, состоящую из общего коллектора 5 и ответвлений 6, блок утилизации углеводородов 7, конденсатосборник 8, систему пожаротушения, включающую пожарный насос 9, пожарный водопровод 10, пожарные пеногенераторы 11, установленные на резервуарах 1, 2, 3, пеногенератор 12, установленный на общем коллекторе 5, запорный элемент 13, датчики пожарной опасности 14, задвижки 15, 16, 17.

Система хранения нефтепродуктов работает следующим образом. При сливо-наливных операциях в резервуарном парке из газового пространства одних резервуаров, в которые осуществляется налив нефтепродукта, по газоуравнительной обвязке 4 перепускаются в резервуары, из которых сливают нефтепродукт. Если скорость налива больше скорости слива, то происходит рост давления в газовом пространстве резервуаров 1, 2, 3, в результате пары из резервуаров поступают в газоуравнительную обвязку 4, а оттуда - на блок утилизации углеводородов 7 (любого известного типа: компрессорного, холодильно-абсорбционного и т. д., включая их комбинации), окуда утилизируемые углеводороды в виде газа или конденсата (поток I) подаются потребителю. Если скорость слива больше скорости налива, то давление в резервуарах падает, в результате чего в них поступает воздух через резервную дыхательную арматуру. То есть при обычной работе (когда нет пожара) система обеспечивает сохранность нефтепродукта путем потерь углеводородов.

При возникновении пожара (II) на одном из резервуаров (например, резервуаре 1) датчик пожарной опасности 14, в качестве которого может использоваться датчик температуры, датчик давления, датчик пламени и т. д., подает сигнал на открытие запорного элемента (задвижки) 13 пеногенератора 12, в результате чего водный раствор пенообразователя, нагнетаемый пожарным насосом 9, из водопровода 10 поступает на пеногенератор 12 (раствор может поступать и от любого другого источника). Пена, производимая пеногенератором 12, поступает в общий коллектор 5 и создает в нем пенную пробку, блокирующую поступление пламени из горящего резервуара 1 в резервуары 2 и 3. По мере работы пеногенератора 12 пена из общего коллектора 5 поступает в ответвления 6, вытесняя пожароопасные пары нефтепродукта в резервуары, изолируя резервуары друг от друга в еще большей степени. После закрытия задвижек 16 и 17, соединяющих негорящие резервуары 2 и 3 с газовой обвязкой 4, система переводится по ответвлению 6 газоуравнительной обвязки 4 через открытую задвижку 15 в горящий резервуар 1 в дополнение к пене, подаваемой пожарным пеногенератором 11 (который является частью системы пожаротушения резервуарного парка и вводится в действие независимо от работы систем хранения нефтепродуктов). После тушения пожара пеногенератор 12 отключают путем закрытия запорного элемента 13, пена в газоуравнительной обвязке 4 разрушается, продукты разрушения пены стекают в конденсатосборник 8 и удаляются в канализацию (поток III). То есть при аварийной работе (при пожаре) система локализует пожар в месте возникновения, предотвращая развитие пожара на соседние резервуары и исключая тем самым дополнительные потери углеводородов.

Таким образом, предлагаемая система хранения нефтепродуктов сокращает потери углеводородов как при нормальной работе резервуарного парка, так и при пожаре.

Пример конкретного выполнения.

В резервуарном парке, состоящем из трех резервуаров РВС-5000, хранится товарная нефть. Резервуары обязаны газоуравнительной обвязкой диаметром 200 мм. Блок утилизации углеводородов представляет собой установку низкотемпературной абсорбции.

При нормальной работе резервуарного парка с нефтью избыточные пары в количестве 180 м³/час поступают на блок низкотемпературной абсорбции, где из паров извлекают углеводороды охлажденной нефтью. При возгорании нефти, находящейся в резервуаре 1, вследствие разряда атмосферного электричества, датчик температуры 11 подал сигнал на открытие электрифицированной задвижки 13, в результате чего водный раствор пенообразователя, нагнетаемый насосом 9 по водопроводу 10 подается на пеногенератор 12. Производимая пеногенератором 12 типа ГВП-200 пена средней кратности поступает в общий коллектор с производительностью 200 л/с, образуя в нем в течение 12 секунд пенную пробку, изолирующую резервуары 2 и 3 от резервуара 1 с горящей нефтью. Заполнив общий коллектор, пена поступает в ответвления 6, вытесняя пожароопасные пары со скоростью 2,1 м/с из газоуравнительной обвязки в резервуары. Задвижки 16 и 17, соединяющие резервуары 2 и 3 с газоуравнительной обвязкой 4, закрывают, в результате пенный поток направляется со скоростью 6,3 м/с в резервуар 1 с горящей нефтью дополнительно к пене, производимой пожарным генератором 11. Во время пожара блок утилизации паров 7 отключают. После тушения пожара запорным элементом 13 отключают пеногенератор 12, задвижкой 15 отключают поврежденный резервуар 1 от газоуравнительной обвязки 4, продукты разрушения пены удаляют из конденсатосборника 8 и включают блок утилизации углеводородов 7, тем самым переводя систему хранения нефти в режим нормальной работы.

Результаты, полученные при испытании известной и предлагаемой систем, приведены в таблице, откуда видно что при использовании известно системы скорость газового потока из газовой обвязки в горящий резервуар равна нулю или отрицательна (если ведется откачка нефти из негорящих резервуаров), в результате чего пламя из горячего резервуара (зоны повышенного давления) проникает в газоуравнительную обвязку; при глубоком проникновении вероятно развитие детонационного горения и выброс фронта пламени в газовое пространство негорящих резервуаров. При использовании предлагаемой системы пары и пена, напротив, поступают из газоуравнительной обвязки в резервуар со скоростью 2,1...6,3 м/с, препятствуя пламени в обвязку и в негорящие резервы.

Из таблицы также видно, что концентрация углеводородов в газоуравнительной обвязке известной системы (30 об.%) равна концентрации в газовом пространстве резервуаров (30 об.%), то есть является пожаро- или взрывоопасной, в то время как в предлагаемой системе смесь "вода-воздух-пенообразователь" в виде вязкой пенной пробки вытесняет углеводороды из общего коллектора в ответвления и резервуары. Тем самым исключаются условия для горения и взрыва углеводородов в газоуравнительной обвязке (концентрация углеводородов равна 0 против 30 об.%). Таким образом, при использовании предлагаемой системы предотвращается развитие пожара от очага возгорания на другие резервуары, в результате потери ограничиваются лишь объемом нефти, находящейся в одном резервуаре (при полном выгорании этот объем 3500 м³ ), в то время, как при использовании известной системы в результате переброса пламени на другие резервуары потери не ограничиваются объемом только одного резервуара, а становится существенно выше (7000...10500 м³).

Технико-экономическая эффективность предлагаемой системы хранения нефтепродуктов складывается за счет сокращения потерь нефтепродуктов и убытков от порчи резервуаров благодаря более надежной работе в целом за весь период хранения.

Использование: изобретение относится к нефтяной и газовой промышленности, в частности к системам хранения нефти и нефтепродуктов в резервуарах пунктов сбора нефти и нефтеперекачивающих станций, и может быть использовано при хранении углеводородах жидкостей на нефте- и газоперерабатывающих заводах и нефтебазах. Сущность изобретения: система хранения нефтепродуктов снабжена системой пожаротушения, включающей пожарный насос, водопроводы, пеногенераторы с запорным элементом, датчики пожарной опасности, один из пеногенераторов установлен на общем коллекторе газоуравнительной обвязки, причем запорный элемент пеногенератора функционально связан с датчиками пожарной опасности каждого резервуара. 1 ил., 1 табл.

Система хранения нефтепродуктов, включающая резервуары, газоуравнительную обвязку, имеющую общий коллектор, блок утилизации углеводородов, отличающаяся тем, что она снабжена системой пожаротушения, состоящей из пожарного насоса, водопроводов, пеногенераторов с запорным элементом и датчиков пожарной опасности, размещенных на каждом резервуаре, при этом один из пеногенераторов и запорный элемент установлены на общем коллекторе газоуравнительной обвязки, причем запорный элемент функционально связан с датчиками пожарной опасности каждого резервуара.