УСТАНОВКА УЛАВЛИВАНИЯ ЛЕГКИХ ФРАКЦИЙ Российский патент 2017 года по МПК F25J3/06 B01D53/02 A62C3/06 

Изобретение относится к установке улавливания легких фракций в резервуарных парках хранения легковоспламеняемых и горючих жидкостей и может найти применение в различных отраслях промышленности.

Известен способ обеспечения взрывопожарной и экологической безопасности при эксплуатации резервуарных парков для хранения нефти и нефтепродуктов [RU 2536216, опубл. 20.12.2014 г., МПК A62C 3/06], осуществляемый в резервуарном парке с газоуравнительной системой, установкой получения азота с ресивером и установкой улавливания легких фракций в составе объемного насоса (компрессора) и ресивера газовой смеси.

Недостатком известной установки улавливания легких фракций являются высокие энергозатраты и большая металлоемкость ресивера.

Наиболее близким к предлагаемому изобретению является комбинированный комплекс обеспечения взрывопожарной и экологической безопасности резервуарных парков и складов нефти и/или нефтепродуктов [RU 2372955, опубл. 20.11.2009 г., МПК A62C 3/06, B67D 5/04], содержащий резервуары с газоуравнительной системой и свечой рассеивания, азотную станцию с ресивером азота, систему контроля и управления, а также систему поддержания состава инертной газовой среды (установку улавливания легких фракций из газовой смеси), включающую компрессор и устройство для охлаждения и сепарации газовой смеси в составе конденсатора-охладителя с ресивером, соединенным с устройством возврата конденсата, установленные на линии подачи газовой смеси из резервуаров.

Недостатком данной установки улавливания легких фракций являются: большие энергозатраты на сжатие компрессором газовой смеси, содержащей пары нефтепродуктов, до давления хранения в ресивере, а также высокая металлоемкость ресивера при большом объеме сжатых паров газовой смеси, что ограничивает применимость данной установки при большом объеме хранения нефтепродуктов.

Задача изобретения - исключение ограничения по объему сжимаемой газовой смеси, снижение энергозатрат и металлоемкости оборудования.

Техническим результатом является исключение ограничения по объему сжимаемой газовой смеси, снижение энергозатрат и металлоемкости оборудования за счет глубокой очистки газовой смеси от паров нефтепродуктов путем установки дефлегматора и узла адсорбции на линии подачи газовой смеси и исключения ресивера газовой смеси из состава установки.

Указанный технический результат достигается тем, что в известной установке, включающей компрессор и устройство для охлаждения и сепарации, установленные на линии подачи газовой смеси из резервуаров, особенностью является то, что в качестве компрессора установлена газодувка, установка дополнительно включает узел адсорбции, содержащий по меньшей мере два адсорбера с блоками теплообменных элементов, размещенными в слое адсорбента, один из которых находится в режиме адсорбции, а другой - в режиме регенерации и охлаждения, устройство для охлаждения и сепарации выполнено в виде двухсекционного дефлегматора с сепарационной зоной и зоной питания, при этом верхняя секция дефлегматора соединена линиями ввода/вывода хладагента с холодильной машиной, нижняя секция соединена линией ввода очищенной газовой смеси с адсорбером, находящимся в режиме адсорбции, и оснащена линией ее вывода, сепарационная зона оснащена линией вывода конденсата, зона питания связана с компрессором, а верх дефлегматора - с адсорбером, находящимся в режиме адсорбции, кроме того, адсорбер, находящийся в режиме регенерации, соединен с линиями вывода очищенной газовой смеси и подачи газовой смеси в компрессор, а его блок теплообменных элементов линией подачи теплоносителя соединен с холодильной машиной.

Блок теплообменных элементов адсорбера, находящегося в режиме адсорбции, может быть соединен с линиями ввода/вывода хладагента, что позволяет снизить температуру в адсорбере, увеличить емкость адсорбента и снизить металлоемкость адсорберов. Блок теплообменных элементов адсорбера, находящегося в режиме регенерации и охлаждения, может быть соединен с линией вывода очищенной газовой смеси, что позволяет сократить продолжительность охлаждения адсорбера, уменьшить объем загрузки адсорбента и снизить металлоемкость адсорберов.

Установка газодувки в качестве компрессора и исключение ресивера газовой смеси из состава установки позволяет на полтора-два порядка уменьшить давление сжатия, снизить энергозатраты и металлоемкость оборудования. Дополнительная установка узла адсорбции и выполнение устройства для охлаждения и сепарации в виде дефлегматора позволяет улавливать пары нефтепродуктов без их накопления в ресивере, за счет чего исключить ограничение по объему сжимаемой газовой смеси. Соединение холодильной машины линией подачи теплоносителя с блоком теплообменных элементов адсорбера, находящегося в режиме регенерации, позволяет регенерировать адсорбент без использования сторонних источников тепла.

Предлагаемая установка состоит из газодувки 1, дефлегматора 2, холодильной машины 3 и узла адсорбции, включающего два (условно) адсорбера 4 (находится в режиме адсорбции) и 5 (находится в режиме регенерации и охлаждения).

При работе установки газовую смесь, содержащую пары нефтепродуктов, вытесняемую через газоуравнительную систему из резервуаров, подают по линии 6 газодувкой 1 в зону питания дефлегматора 2 и последовательно охлаждают очищенной газовой смесью, подаваемой по линии 7 из адсорбера 4, и хладагентом, подаваемым по линиям 8 из холодильной машины 3. Сконденсировавшиеся пары нефтепродуктов выводят из сепарационной зоны дефлегматора 2 в резервуары по линии 9, а с верха дефлегматора 2 газы дефлегмации по линии 10 подают для адсорбционной очистки от остаточного количества паров нефтепродуктов в адсорбер 4, нагревают в нижней секции дефлегматора 2 и выводят по линии 11. После насыщения адсорбент (в адсорбере 5) регенерируют путем обратной продувки частью очищенной газовой смеси, подаваемой из линии 11, в условиях нагрева адсорбента теплоносителем, например нагретым воздухом, образующемся при охлаждении узла конденсации холодильной машины 3, подаваемым по линии 12. Отработанный теплоноситель выводят по линии 13, а десорбированные пары нефтепродуктов по линии 14 рециркулируют на вход газодувки 1. После завершения регенерации адсорбер 5 охлаждают, подавая в блок теплообменных элементов, например, часть очищенной газовой смеси из линии 11, при этом теплоноситель выводят по линии 15 (показано пунктиром), и затем переводят в режим ожидания. После насыщении адсорбента в адсорбере 4 его переводят в режим регенерации, а адсорбер 5 переключают в режим адсорбции. Адсорбер 4 в режиме адсорбции может дополнительно охлаждаться хладагентом для повышения емкости адсорбента (показано пунктиром). Запорно-регулирующая арматура на схеме не показана.

Таким образом, предлагаемая установка исключает ограничения по объему сжимаемой газовой смеси, позволяет снизить энергозатраты и металлоемкость оборудования и может быть использована в промышленности.

Изобретение относится к улавливанию легких фракций в резервуарных парках хранения легковоспламеняемых и горючих жидкостей и может найти применение в различных отраслях промышленности. Установка улавливания легких фракций включает компрессор и устройство для охлаждения и сепарации, установленные на линии подачи газовой смеси из резервуаров, в качестве компрессора установлена газодувка. Установка дополнительно включает узел адсорбции, содержащий по меньшей мере два адсорбера с блоками теплообменных элементов, размещенными в слое адсорбента, один из которых находится в режиме адсорбции, а другой - в режиме регенерации и охлаждения. Устройство для охлаждения и сепарации выполнено в виде двухсекционного дефлегматора с сепарационной зоной и зоной питания, при этом верхняя секция дефлегматора соединена линиями ввода/вывода хладагента с холодильной машиной, нижняя секция соединена линией ввода очищенной газовой смеси с адсорбером, находящимся в режиме адсорбции, и оснащена линией ее вывода. Сепарационная зона оснащена линией вывода конденсата, зона питания связана с компрессором, а верх дефлегматора - с адсорбером, находящимся в режиме адсорбции. Кроме того, адсорбер, находящийся в режиме регенерации, соединен с линиями вывода очищенной газовой смеси и подачи газовой смеси в компрессор, а его блок теплообменных элементов линией подачи теплоносителя соединен с холодильной машиной. Техническим результатом является исключение ограничений по объему сжимаемой газовой смеси и снижение энергозатрат и металлоемкости оборудования. 2 з.п. ф-лы, 1 ил.

1. Установка улавливания легких фракций, включающая компрессор и устройство для охлаждения и сепарации, установленные на линии подачи газовой смеси из резервуаров, отличающаяся тем, что в качестве компрессора установлена газодувка, установка дополнительно включает узел адсорбции, содержащий по меньшей мере два адсорбера с блоками теплообменных элементов, размещенными в слое адсорбента, один из которых находится в режиме адсорбции, а другой - в режиме регенерации и охлаждения, устройство для охлаждения и сепарации выполнено в виде двухсекционного дефлегматора с сепарационной зоной и зоной питания, при этом верхняя секция дефлегматора соединена линиями ввода/вывода хладагента с холодильной машиной, нижняя секция соединена линией ввода очищенной газовой смеси с адсорбером, находящимся в режиме адсорбции, и оснащена линией ее вывода, сепарационная зона оснащена линией вывода конденсата, зона питания связана с компрессором, а верх дефлегматора - с адсорбером, находящимся в режиме адсорбции, кроме того, адсорбер, находящийся в режиме регенерации, соединен с линиями вывода очищенной газовой смеси и подачи газовой смеси в компрессор, а его блок теплообменных элементов линией подачи теплоносителя соединен с холодильной машиной.

2. Установка по п. 1, отличающаяся тем, что блок теплообменных элементов адсорбера, находящегося в режиме адсорбции, соединен с линиями ввода/вывода хладагента.

3. Установка по п. 1, отличающаяся тем, что блок теплообменных элементов адсорбера, находящегося в режиме регенерации и охлаждения, соединен с линией вывода очищенной газовой смеси.