СПОСОБ ОКРАШИВАНИЯ МЕТАНОЛА И УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЕГО ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ Российский патент 2024 года по МПК F17D3/12 

Изобретение относится к газовой промышленности для осуществления окрашивания метанола и может быть использовано для дозированной подачи жидких концентрированных реагентов в емкости для хранения метанола.

Известен Способ и Устройство автоматической одоризации природного газа, включающий дозированную подачу красителя и подачу неокрашенного метанола по системе трубопроводов с возможностью регулирования потоков и получение одорированного газа (Патент РФ №2364840, G01F 13/00, G05D 11/02, опубликовано 20.08.09).

Недостатком вышеуказанного Способа и Устройства является невысокая надежность, обусловленная повышенной аварийностью, в частности при перекачке красителя из рабочей емкости в расходную под избыточным давлением, что обуславливает повышенные требования к надежности всех узлов комплекса.

Наиболее близким по технической сущности к заявляемому является Способ и Устройство автоматической одоризации газа, включающий дозированную подачу красителя и подачу неокрашенного метанола по системе трубопроводов с возможностью регулирования потоков и получение одорированного газа (патент РФ №2716796, F17D 3/12, G01F 13/00, опубликовано 2020.03.16) - прототип.

Недостатком вышеуказанного Способа и Устройства является невысокая надежность, обусловленная повышенной аварийностью, в частности при отказе срабатывания электромагнитного клапана при возникновении аварийной ситуации или при отключении электроэнергии. Не исключено попадание газа высокого давления в рабочий контур одоризатора газа, что обуславливает повышенные требования к надежности всех узлов комплекса (к дозирующему устройству, измерительному узлу).

Технической проблемой заявленных решений по одоризации метанола является создание простого и надежного процесса придания метанолу цвета, позволяющего исключить возможность использования метанола не по назначению и разработка технологического оборудования, позволяющего осуществить процесс придания метанолу цвета путем приготовления концентрированного раствора красителя требуемого количества, с последующей транспортировкой, хранением и дозировкой при окрашивании основного объема метанола, поступающего в емкостной парк.

Технический результат заявленных решений заключается в повышении надежности Способа окрашивания метанола и устройства для его осуществления, исключив использование метанола не по назначению и исключив прямой контакт работника с метанолом во время процесса окрашивания метанола (придания метанолу цвета), позволяя получить концентрат окрашенного метанола в виде концентрированного раствора и на его основе производить окрашивание требуемого объема метанола.

Указанный технический результат решается тем, что Устройство для окрашивания метанола содержит блок приготовления концентрированного раствора красителя, систему трубопроводов с запорно-регулирующим устройством, емкость для хранения красителя, при этом запорно-регулирующих устройств несколько. Устройство также содержит насосное оборудование для перекачивания концентрированного раствора красителя и установку дозирования концентрата. Блок приготовления концентрированного раствора состоит из загрузочного бункера, наклонного шнекового транспортера, одной частью который закреплен на бункере, емкости-мешалки, имеющей перемешивающее устройство якорного типа.

Загрузочный бункер представляет собой металлический короб квадратного сечения, установленный на вертикальные опоры с возможностью крепления опор к фундаменту. Крышка бункера оснащена загрузочным окном для засыпания красителя. В нижней части короб сужается до фланцевого соединения для крепления шнекового транспортера.

Транспортер выполнен в виде трубы с погруженной в нее спиралью-шнеком или гибким шнеком. Вращение шнека осуществляется от мотор-редуктора, закрепленного под загрузочным бункером. Труба транспортера, в целях избегания искрообразования и увеличения ресурса эксплуатации транспортера, выполнена из алюминия. Обратный конец транспортера через загрузочный патрубок соединен с емкостью-мешалкой.

Емкость-мешалка выполнена в виде вертикального цилиндрического аппарата объемом 1 м³. Нижняя часть аппарата - эллиптическое днище, в которое врезан патрубок слива концентрата красителя, оснащенная тремя опорными стойками для крепления емкости к фундаменту. Обечайка емкости имеет приемо-раздаточные патрубки для приема и слива жидкой фазы, а также патрубками для установки указателя уровня (трубчатый уровнемер). Верхнее днище выполнено в виде плоской крышки с фланцевым типом соединения. В крышке врезаны патрубок для загрузки сухого красителя (для крепление обратного конца шнекового транспортера), патрубок для крепления мотор-редуктора привода перемешивающего устройства, дыхательный патрубок.

Перемешивающее устройство представляет собой полый вал с жестко закрепленными, в нижней части, двумя лопастями. Верхняя часть вала соединена с валом мотор-редуктора привода перемешивающего устройства.

Емкость для хранения концентрированного красителя выполнена с возможностью обеспечения накопления и хранения концентрированного раствора красителя и соединена с насосным оборудованием посредством системы трубопроводов с запорно-регулирующими устройствами. Установка дозирования представляет собой два электронасосных дозировочных агрегата на базе плунжерного насоса, и смонтирована с возможностью обеспечения соединения с емкостью для хранения концентрированного красителя посредством системы трубопроводов с запорно-регулирующими устройствами с целью обеспечения заданной насыщенности цветом окрашиваемого метанола.

Способ окрашивания метанола, включающий дозированную подачу концентрата красителя и окрашивание чистого метанола по системе трубопроводов с возможностью регулирования потоков и получение окрашенного метанола осуществляется следующим образом: в качестве красителя используются окрашивающее вещество на основе индулина или сухой индулин, подача индулина на наклонный шнековый транспортер осуществляется через загрузочный бункер, закрепленный на нижнем участке шнекового транспортера, подачу индулина в корпус осуществляют с наклонного шнекового транспортера через патрубок, закрепленный в крышке и на верхнем участке наклонного шнекового транспортера, подачу чистого метанола осуществляют посредством насосного оборудования по системе трубопроводов с запорно-регулирующими устройствами в корпус емкости-мешалки через приемный патрубок, закрепленный в боковой поверхности корпуса, осуществляют приготовление концентрированного раствора красителя в корпусе посредством смешивания расчетного количества индулина с расчетным количеством чистого метанола, полученный концентрированный раствор красителя сливают из емкости-мешалки через патрубок для слива, закрепленный в днище, и подают в емкость для хранения концентрата красителя с помощью насосного оборудования по системе трубопроводов с запорно-регулирующими устройствами, дозированную подачу концентрированного раствора красителя из емкости для хранения осуществляют посредством установки дозирования по системе трубопроводов с запорно-регулирующими устройствами в трубопровод подачи метанола в резервуарный парк.

На фигуре 1 представлен блок приготовления концентрированного раствора красителя Устройства для окрашивания метанола в двух проекциях, на фигуре 2 представлена схема процесса способа окрашивания метанола.

Устройство для окрашивания метанола включает следующие конструктивные элементы:

1 - загрузочный бункер,

2 - транспортер шнековый,

3 - мотор-редуктор привода шнекового транспортера,

4 - емкость-мешалка,

5 - днище емкости-мешалки,

6 - опоры емкости-мешалки,

7 - патрубок слива концентрированного раствора красителя,

8 - приемо-раздаточные патрубки корпуса емкости мешалки,

9 - патрубки для установки уровнемера,

10 - плоская крышка,

11 - патрубок загрузки сухого красителя в емкость-мешалку,

12 - дыхательный патрубок с огнепреградителем,

13 - патрубок крепления мотор-редуктора привода мешалки,

14 - мотор-редуктор привода мешалки,

15 - система трубопроводов для подачи чистого метанола в емкость-мешалку и подачи концентрированного раствора красителя,

16 - блок переключения потоков системы трубопроводов для подачи чистого метанола в емкость-мешалку и подачи концентрированного раствора красителя,

17 - насосное оборудование для перекачки концентрированного раствора красителя,

18 - система трубопроводов подачи концентрированного раствора красителя технологическую схему подачи метанола в резервуарный парк,

19 - емкость для хранения концентрированного раствора красителя,

20 - система трубопроводов подачи концентрированного раствора метанола после приготовления,

21 - система трубопроводов подачи окрашенного раствора метанола,

22 - установка дозирования,

23 - емкость с чистым метанолом,

24 - трубопровод подачи чистого метанола из емкости.

Устройство для окрашивания метанола содержит:

- блок приготовления концентрированного раствора красителя (фиг. 1),

- систему трубопроводов 15, 20, 21 с запорно-регулирующими устройствами,

- емкость для хранения концентрированного раствора красителя 19,

- насосное оборудование для перекачки раствора красителя 17,

- установку дозирования 22.

Блок приготовления концентрированного раствора красителя обеспечивает приготовление концентрированного раствора.

Краситель представляет собой окрашивающее вещество на основе индулина или сухой индулин.

Концентрированный раствор красителя состоит из расчетного количества индулина растворенного в чистом метаноле.

Блок приготовления концентрированного раствора красителя состоит из состоит из загрузочного бункера 1, на котором закреплен шнековый транспортер 2 с приводом от мотор-редуктора 3, емкости-мешалки 4 с днищем 5 и с крышкой 10, мотор-редуктора привода перемешивающего устройства 14, патрубков, установленных на крышке 10, в днище 5 и в боковой поверхности корпуса емкости-мешалки 8, фланца для установки перемешивающего устройства (на фиг. не показано) с приводом 13, опор 6 для установки емкости-мешалки.

Корпус емкости-мешалки 4 выполнен вертикально-ориентированным, цилиндрической формы, снабжен эллиптическим днищем 5 и плоской фланцевой крышкой 10.

Крышка 10, герметично закрепленная на корпусе посредством корпусного фланца емкости-мешалки и крепежных элементов, выполнена с возможностью размещения и закрепления в ней загрузочного патрубка 11, перемешивающего устройства с мотор-редуктором 14, дыхательного патрубка с огнепреградителем 12.

Патрубки емкости-мешалки выполнены со следующим назначением:

- патрубок 7, предназначен для слива концентрированного раствора красителя после приготовления, а также дренажа при очистке и промывки емкости 4, установлен на днище 5;

- патрубки 8, предназначены для наполнения емкости чистым метанолом и для освобождения емкости-мешалки 4 от излишнего количества жидкой фазы, расположены на корпусе емкости 4;

- патрубки 9, предназначены для установки уровнемерного устройства прямого действия, расположены на корпусе емкости 4;

- патрубок 11, для крепления шнекового транспортера 2 и загрузки сухого красителя (установлен на крышке 10);

- патрубок 12, выполнен как дыхательный патрубок для отвода продуктов испарения и предотвращения возникновения избыточного давления внутри корпуса емкости-мешалки 4, дополнительно оснащен огнепреградителем, установлен на крышке 10;

- патрубок 13, предназначен для установки мотор-редуктора привода перемешивающего устройства 14, дополнительно оснащен узлом уплотнения вала перемешивающего устройства, установлен на крышке 10.

Перемешивающее устройство с приводом от мотор-редуктора 14 выполнено с возможностью размещения в корпусе емкости 4 для обеспечения равномерного смешения компонентов, при этом привод 14 расположен и закреплен в крышке 10. Перемешивающее устройство 4 представляет мешалку якорного типа, состоящую из вала (оси) мешалки и лопастей, жестко закрепленных в нижней части вала. Верхняя часть вала соединена разъемным соединением с валом мотор-редуктора 14.

Наклонный шнековый транспортер 2 выполнен с возможностью обеспечения подачи заданных объемов сухого красителя в патрубок 11. Транспортер состоит из корпуса, выполнен в виде алюминиевой трубы с фланцами для соединения сегментов транспортера, в которой закреплена спиральная транспортерная лента из нержавеющего материала. Нижний участок наклонного шнекового транспортера 2 жестко соединен с загрузочным бункером 1, а верхний участок шнекового транспортера 2 жестко соединен с патрубком 11 с возможностью подачи сухого красителя в корпус емкости-мешалки 4. Вращение спирали осуществляется от мотор-редуктора привода 3 шнекового транспортера, расположенного в нижней части транспортера под бункером 1. Мотор-редуктор 3 представляет собой одноступенчатый угловой червячный редуктор и трехфазный асинхронный электродвигатель, обеспечивающий вращение транспортирующего элемента - спиральной транспортерной ленты с требуемыми режимами. Управление мотор-редуктором обеспечивается подача требуемого количества сухого красителя в емкость - мешалку 2 и, тем самым, получение концентрированного раствора красителя, согласно требованиям технологической документации.

Загрузочный бункер 1 представляет собой металлическую воронку, с откидной крышкой и коническим днищем, на котором, посредством фланцевого соединения, закреплен нижний участок наклонного шнекового транспортера 2, а в крышке предусмотрено окно для загрузки сухого красителя. Бункер жестко закреплен на фундаменте посредством собственных опор. Материал бункера и крепежных элементов - нержавеющая сталь.

Регулировку и натяжение транспортирующего элемента наклонного шнекового транспортера 2 осуществляют механизмом, установленном на верхнем участке корпуса шнекового транспортера 2 после точки соединения с патрубком 11 (на фиг. не показано).

Емкость для хранения концентрированного раствора красителя 19 выполнена с возможностью обеспечения накопления и хранения концентрированного раствора приготовленного красителя, представляет собой горизонтальный цилиндрический сосуд со сферическими днищами, объемом 100 м³. Емкость соединена с блоком приготовления концентрированного раствора и с насосным оборудованием 17 при помощи системы трубопроводов 15 с запорно-регулирующими устройствами блока 16.

Насосное оборудование 17 предназначено для перекачки концентрированного раствора красителя из емкости-мешалки 4 в емкость для хранения 19. Оборудование 17 включает в себя два самовсасывающих насосных агрегата (рабочий и резервный).

Установка дозирования 22 представляет собой два электронасосных дозировочных агрегата на базе плунжерного насоса, дополнительно оснащенных гасителями пульсаций с предохранительными клапанами и контрольно-измерительными приборами, и смонтирована с возможностью обеспечения соединения с емкостью для хранения концентрата 19 посредством системы трубопроводов 18 и предназначена для обеспечения дозированной подачи концентрированного раствора технологический трубопровод подачи чистого метанола в резервуарный парк.

Система трубопроводов 15 расположена, с возможностью обеспечения взаимосвязи, между блоком приготовления концентрата красителя и насосным оборудованием 17, между насосным оборудованием 17 и емкостью для хранения концентрата красителя 19.

Запорно-регулирующие устройства блока 16 расположены с возможностью обеспечения регулирования потоков:

потока подачи чистого метанола в емкость-мешалку;

потока подачи концентрированного раствора красителя в емкость хранения;

потока подачи чистого метанола в емкость хранения.

Запорно-регулирующие устройство блока 16 представляет собой клиновые задвижки, обратные клапаны и регуляторы с ручным управлением.

Система трубопроводов 18 расположена, с возможностью обеспечения взаимосвязи, между емкостью для хранения концентрата красителя и технологическим трубопроводом подачи метанола в резервуарный парк через установку дозирования.

Способ окрашивания метанола осуществляют следующим образом.

Осуществляют приготовление концентрированного раствора красителя в емкости 4, для чего чистый метанол посредством насосного оборудования 17 по системе трубопроводов 15 с запорно-регулирующими устройствами подают в емкость 4 через боковой патрубок 8. После заполнения емкости-мешалки 4, посредством мотор-редуктора 14, производят включение вращения перемешивающего устройства.

Осуществляют загрузку в загрузочный бункер 1 определенное количество сухого красителя (окрашивающего вещества на основе индулина), с последующей подачей его в емкость 4 посредством наклонного шнекового транспортера 2. Дозировка сухого красителя осуществляется установкой требуемого количества оборотов спирали шнекового транспортера 2 через блок управления мотор-редуктора 3.

Осуществляют подачу требуемого количества сухого красителя из загрузочного бункера 1 на наклонный шнековый транспортер 2, закрепленный в нижней части бункера 1, далее в патрубок 13 и, через патрубок 13, закрепленный в крышке 10, сухой краситель поступает в емкость-мешалку 4.

Расчетное количество красителя в виде окрашивающего вещества на основе индулина или сухой индулин и расчетное количество чистого метанола определяют исходя из технического задания.

Осуществляют приготовление концентрированного раствора красителя в емкости 4 посредством перемешивающего устройства с приводом путем смешивания сухого красителя с расчетным количеством чистого метанола, для чего в емкости 4 осуществляют перемешивание расчетного количества красителя с расчетным количеством метанола до полного растворения красителя в метаноле.

Полученный концентрированный раствор красителя сливают из емкости 4 через патрубок для слива 7, закрепленный в днище 5 и, посредством насосного оборудования 17 по системе трубопроводов 15 с запорно-регулирующими устройствами производят подачу концентрированного раствора красителя в емкость для хранения 19.

Пример.

Неокрашенный метанол из емкости 23 (железнодорожной цистерны) по трубопроводу 24, через перемычку с запорно-регулирующими устройствами, посредством самовсасывающих насосных агрегатов насосного оборудования 17 подается в емкость 4 для приготовления концентрированного раствора красителя - окрашивающего вещества на основе индулина с объемом равном 1 м³.

В загрузочный бункер 1 засыпается 3 кг красителя в виде сухого индулина. Производится запуск вращения перемешивающего устройства с приводом от мотор-редуктора 14, затем запуск вращения привода 3 наклонного шнекового транспортера 2, который осуществляет равномерную подачу требуемого количества красителя - сухого индулина в емкость 4 объемом равном 1 м³ для его последующего полного растворения в метаноле посредством перемешивающего устройства в виде мешалки якорного типа.

После приготовления в емкости 4 концентрированного раствора красителя, насосом насосного оборудования 17 производится его подача в емкость для хранения концентрата красителя 19.

Окончательный процесс окрашивания партии поступившего метанола осуществляется дозированной подачей концентрированного раствора красителя в систему трубопроводов 21 из емкости для хранения концентра красителя 19 - резервуара для хранения установкой 22.

Предлагаемый Способ и Устройство было использовано на предприятии заявителя при хранении и отпуске метанола в резервуарном парке.

Заявляемые Способ и Устройство позволяют повысить надежность окрашивания расчетного количества метанола:

- получить окрашенный метанол;

- на основе полученного концентрированного раствора красителя производить окрашивание любого требуемого объема метанола;

- исключить использование метанола не по назначению;

- исключить прямой контакт работника с метанолом во время процесса окрашивания;

- снизить аварийность, повысить надежность всех узлов.

Изобретение относится к газовой промышленности для осуществления окрашивания метанола и может быть использовано для дозированной подачи жидких концентрированных реагентов в емкости для хранения метанола. Способ окрашивания метанола включает дозированную подачу концентрата красителя и окрашивание чистого метанола по системе трубопроводов. В качестве красителя используются окрашивающее вещество на основе индулина или сухой индулин. Устройство для осуществления способа содержит блок приготовления раствора красителя, систему трубопроводов, емкость для хранения красителя, насосное оборудование и установку дозирования концентрата. Техническим результатом является повышение надежности окрашивания расчетного количества метанола. 2 н.п. ф-лы, 2 ил.

1. Способ окрашивания метанола, включающий дозированную подачу концентрата красителя в систему трубопроводов перекачки чистого метанола с возможностью регулирования потоков и получение окрашенного метанола, отличающийся тем, что в качестве красителя используют окрашивающее вещество на основе индулина или сухой индулин, регулирование потоков по системе трубопроводов осуществляют запорно-регулирующими устройствами, осуществляют подачу красителя на наклонный шнековый транспортер через загрузочный бункер, закрепленный на нижнем участке шнекового транспортера, подачу красителя в корпус емкости-мешалки осуществляют с наклонного шнекового транспортера через патрубок, закрепленный в крышке и на верхнем участке наклонного шнекового транспортера, подачу неокрашенного метанола осуществляют посредством насосного оборудования по системе трубопроводов с запорно-регулирующими устройствами в корпус через боковой патрубок, закрепленный в боковой поверхности корпуса, осуществляют приготовление концентрированного раствора красителя в корпусе посредством смешивания расчетного количества красителя с расчетным количеством неокрашенного метанола, полученный концентрированный раствор красителя сливают из корпуса через патрубок для слива, закрепленный в днище, и подают в емкость для хранения концентрата красителя с помощью насосного оборудования по системе трубопроводов с запорно-регулирующими устройствами, дозированную подачу концентрированного раствора красителя из емкости для хранения концентрата красителя осуществляют посредством установки дозирования по системе трубопроводов с запорно-регулирующими устройствами в технологический трубопровод подачи метанола в резервуарный парк.

2. Устройство для окрашивания метанола, содержащее блок приготовления концентрированного красителя, насосное оборудование, емкость для хранения, соединенные между собой системой трубопроводов с запорно-регулирующими устройствами, установку дозирования, при этом блок приготовления концентрированного раствора красителя состоит из корпуса емкости-мешалки, вертикально-ориентированного, с днищем и с крышкой, мотор-редуктора, патрубков, перемешивающего устройства с приводом, наклонного шнекового транспортера и загрузочного бункера, крышка герметично закреплена на корпусе посредством крепежных элементов и выполнена с возможностью размещения на корпусе, с возможностью размещения и закрепления в ней патрубков и с возможностью размещения и закрепления на ней мотор-редуктора, при этом патрубок выполнен с возможностью расположения и закрепления в крышке, боковой патрубок выполнен с возможностью закрепления в боковой поверхности корпуса и патрубок для слива выполнен с возможностью закрепления в днище, перемешивающее устройство выполнено с возможностью размещения в корпусе, при этом привод расположен и закреплен на крышке, наклонный шнековый транспортер выполнен с возможностью обеспечения подачи красителя в патрубок, расположенный в крышке, нижний участок наклонного шнекового транспортера жестко соединен с загрузочным бункером, а верхний участок шнекового транспортера жестко соединен с патрубком с возможностью подачи красителя в корпус, загрузочный бункер расположен и жестко закреплен на нижнем участке наклонного шнекового транспортера с возможностью подачи красителя на его транспортирующий элемент и выполнен с возможностью загрузки и выгрузки красителя и закрепления на нижнем участке наклонного шнекового транспортера, мотор-редуктор закреплен на корпусе нижнего участка наклонного шнекового транспортера и на загрузочном бункере, соединен с приводом перемешивающего устройства, емкость для красителя выполнена с возможностью обеспечения накопления и хранения концентрированного раствора красителя и соединена с насосным оборудованием посредством системы трубопроводов с запорно-регулирующими устройствами, установка дозирования представляет собой два электронасосных дозировочных агрегата на базе плунжерного насоса, смонтирована с возможностью обеспечения соединения с емкостью для хранения концентрата красителя посредством системы трубопроводов с запорно-регулирующими устройствами для обеспечения дозированной подачи концентрированного раствора красителя в неокрашенный метанол, транспортируемый по технологическому трубопроводу в резервуарный парк, и выполнена с возможностью обеспечения дозированной подачи концентрированного раствора красителя из емкости для хранения концентрата красителя.