Способ выгрузки из цистерн вязких нефтепродуктов и установка для его осуществления Советский патент 1992 года по МПК B65D88/74 

It

7

I I

N( «Ik3

1Г

Использование: изобретение относится к механизации погрузочно-разгрузочных работ. В цистерну с вязким нефтепродуктом вводят погружной теплообменник, имеющий внутреннюю полость 14. Разогретый продукт из последней отбирают и подают по нагнетательным трубопроводам 4 под давлением через сопла в придонную часть цистерны вдоль ее торцовых стенок, создавая тем самым циркуляцию продукта до полного разогрева всей его массы с последующим сливом, 2 с.п.ф-лы, 4 ил.

(/)

с

XI

N ю

-i

JOел

Изобретение относится к механизации погрузочно-разгрузочных работ.

Известен способ с/шва вязких нефтепродуктов из железнодорожных цистерн, при котором основную массу продукта сливают с подогревом ее острым паром, а разогрев и размыв остатков до полного слива производят разогретым продуктом.

Недостатком известного способа является необходимость проведения дополнительной операции удаления влаги из нефтепродуктов. Кроме того, необходимо изготовление специальной емкости и наружных коммуникаций, использование которых вызывает дополнительные энергозатраты.

Известен также способ выгрузки из цистерн наливных грузов с твердым осадком, заключающийся в том, что производят слив жидкой фазы, разогрев ее и подачу разогретого продукта под давлением внутрь цистерны для размыва твердого осадка.

Известный способ не экономичен, так как требует использования специальной емкости и наружных коммуникаций, что приводит к потерям тепловой энергии и увеличению затрат времени на разогрев и слив продукта.

Наиболее близким к изобретению является способ, осуществляемый при помощи установки для слива вязких нефтепродуктов, заключающийся в том, что часть продукта в центральной части цистерны разогревают при помощи погружаемого в цистерну теплообменника, сливают, дополнительно разогревают и возвращают по нагнетательному трубопроводу под давлением через сопла сверху в центральную часть цистерны до полного разогрева всей массы нефтепродукта с последующим его сливом.

Однако дополнительный разогрев и перекачивание разогретого продукта производятся вне цистерны, что требует дополнительных энергозатрат. Кроме того, при подаче разогретого продукта в центральную часть цистерны разогрев продукта в периферийных частях цистерны у торцовых стенок осуществляется в основном за счет теплопередачи, что значительно увеличивает время разгрузки.

Известно также устройство для разогрева вязких жидкостей в железнодорожных цистернах, предназначенное для разогрева продукта внутри цистерны предварительно разогретым продуктом и содержащее вертикальную трубу и сопряженные с ней с возможностью раскладывания вдоль цистерны посредством привода звенья в виде параллелограммов, на концах которых укреплены три группы насадков.

Известное устройство имеет ряд недостатков. Во-первых, ветви выполнены

раскладными из большого количества элементов, что снижает надежность работы устройства. Во-вторых, боковые параллелограммы закреплены на ветвях консольно, поэтому при истечении под давлением из

0 сопел разогретого продукта (под действием реактивной отдачи) боковые звенья подвергаются деформациям, что может привести к заклиниванию устройства и выходу его из строя. Вследствие того, что крайние насад5 ки направлены от центра цистерны к торцам, под действием реактивной отдачи параллелограммы стремятся сложиться. Поэтому раскладывание ветвей, осуществляемое в вязкой среде, а следовательно, и

0 разогрев продукта в периферийных частях цистерны затруднены, В результате снижается производительность выгрузки.

Кроме того, известно устройство для разогрева затвердевающих жиров в же5 лезнцдорожных цистернах, содержащее переносной паровой нагреватель, а также установленные на нагнетательном трубопроводе сопловые насадки и телескопические цилиндры с подвижными сопловыми

0 насадками. Подвижные сопловые насадки установлены на последних секциях цилиндров с возможностью перемещения к торцовым стенкам цистерны.

Вследствие того, что в рабочем состо5 янии телескопические цилиндры расположены в нижней части цистерны, причем подвижные сопла направлены перпендикулярно к торцам цистерны, разогрев продукта происходит только в нижней части

0 цистерны. Разогрев продукта в верхней части цистерны на периферии возможен только при длительном прокачивании разогретого продукта, причем в основном за счет теплопередачи. Таким образом, при ис5 пользовании известного устройства Б ограниченный промежуток времени,заданный нормативами, невозможно полностью разогреть продукт в верхней части цистерны на периферии. Кроме того, испопьзова0 ние дополнительного нагревателя, расположенного вне цистерны, усложняет конструкцию устройства и приводит к дополнительным энергозатратам.

Наиболее близкой к изобретению явля5 ется установка для слива вязких нефтепродуктов, содержащая смонтированные вне цистерны теплообменник, циркуляционный насос, устройство для нижнего с; лва, гидромонитор со съемной крышкой, установленный на горловине цистерны, а также еще

один теплообменник, который выполнен в виде змеевика, предназначен для погружения в цистерну и разогрева в ней нефтепро- дуктов и расположен над сливным устройством.

Известная установка имеет ряд недостатков. Во-первых, выполнение погружаемого в цистерну теплообменника в виде змеевика не позволяет обеспечить разогрев продукта без использования дополнительного нагревателя, располагаемого вне цистерны, так как мощность змеевикового теплообменника недостаточна, поскольку зависит от его габаритов, лимитируемых размерами люка цистерны. Использование дополнительного подогревателя, расположенного вне цистерны, усложняет конструкцию установки, приводит к дополнительным энергозатратам. Во-вторых, расположение гидромонитора в центре цистерны, в верхней ее части, не обеспечивает быстрый разогрев продукта в периферийных частях цистерны, так как теплообмен и перемешивание продукта затруднены. В результате увеличивается время разогрева и выгрузки.

Целью изобретения является сокращение времени выгрузки и энергозатрат.

Поставленная цель дос гигается тем, что в способе выгрузки из цистерн вязких нефтепродуктов, заключающемся в погружении в центральную часть цистерны теплообменника, разогреве им части нефтепродукта, отборе разогретого нефтепродукта из центральной части цистерны и возврате его по нагнетательному трубопроводу под давлением через сопла до полного разогрева всей массы нефтепродукта с последующим его сливом, в цистерну погружают теплообменник, имеющий внутри полость, разогретый нефтепродукт отбирают из внутренней полости теплообменника и возвращают в придонную часть цистерны в места сопряжения образующих цилиндрической части с торцовыми стенками, напргвляя при этом потоки нефтепродукта к сводовой части цистерны вдоль ее торцовых стенок.

Установка для осуществления предлагаемого способа, содержащая насос, всасывающий трубопровод и укрепленные в опорном фланце погружной теплообменник и нагнетательный трубопровод с соплами на конце, снабжена установленными во фланце направляющими, дополнительными насосом, всасывающим трубопроводом и нагнетательным трубопроводом, расположенным в одной из направляющих с возможностью перемещения для подачи разогретого нефтепродукта в придонную часть цистерны, при этом насосы установлены на фланце, теплообменник выполнен в

виде пучка вертикальных труб, соединенных внизу коллектором с образованием в центральной части полости, всасывающие трубопроводы размещены в последней, укреплены во фланце, их концы имеют скобы, направленные в противоположные стороны и расположенные на разной высоте, нагнетательный трубопровод установлен в свободной направляющей, а сопла направлены

0 вверх к свободной части цистерны,

На фиг. 1 показана предлагаемая установка; на фиг. 2 - схема циркуляции нефтепродукта в цистерне; на фиг. 3 - узел I на фиг. 2; на фиг. А - сечение А-А на фиг. 2.

5 Способ выгрузки из цистерн вязких нефтепродуктов осуществляется следующим образом.

В центральную часть цистерны погружают теплообменник имеющий внутрен0 нюю полость, и разогревают им часть нефтепродукта. Отбирают разогретый нефтепродукт из внутренней полости теплообменника и подают его по нагнетательному трубопроводу под давлением через сопла в

5 придонную часть цистерны в места сопряжения образующих цилиндрической части цистерны с торцовыми стенками. При этом потоки нефтепродукта направляют вдоль торцовых стенок цистерны вверх. Под воз0 действием потоков разогретого нефтепродукта и за счет теплопередачи зона разогрева распространяется вверх к сводовой части цистерны. В цистерне создаются потоки, циркулирующие вдоль нагнетательных тру5 бопроводов, а также потоки, движущиеся вдоль торцовых стенок цистерны. Полость теплообменника по мере отбора разогретого нефтепродукта заполняется нефтепродуктом из зон, окружающих теплообменник.

0 За счет теплопередачи и перемешивания зона разогрева расширяется, в движение приходит все большее количество нефтепродукта. По достижении полного разогрева всей массы нефтепродукта от5 крывают сливной прибор и сливают нефтепродукт.

Разогрев и перемешивание нефтепродукта можно продолжать и при сливе до достижения уровня жидкости, на котором

0 находится начало всасывающего трубопровода, после чего разогрев и перемешивание прекращают и сливают оставшийся нефтепродукт.

Установка для выгрузки из цистерн вяз5 ких нефтепродуктов содержит укрепленные в опорном фланце 1 погружной теплообменник 2, всасывающие трубопроводы 3, нагнетательные трубопроводы 4, направляющие 5, перепускной клапан 6. насосы 7 с электродвигателями 8.

Теплообменник 2 состоит из трех зон: центральной 9 и двух боковых 10, 11, образованных пучками вертикальных труб 12, соединенных в нижней части коллектором 13. Профиль сечения теплообменника 2 име- ет оптимальную форму сечения по отношению к профилю свободного пространства люка. Компактность труб 12 в пучках высокая. Внутри центральной зоны 9 имеется полость 14, в которой размещены всасыва- ющие трубопроводы 3. Концы трубопроводов 3 расположены на разном уровне, входные отверстия направлены в противоположные стороны и скошены.

Направляющие 5 установлены над теп- лообменником 2, перекрещены в вертикаль- ной плоскости и расположены в параллельных вертикальных плоскостях, смещенных в противоположные стороны от продольной оси люка цистерны 15. В отвер- стия направляющих 5 введены концы нагнетательных трубопроводов 4,соединенных с насосами 7 гибкими шлангами 16. Нагнетательные трубопроводы 4 изогнуты, на их нижних концах установлены сопла 17, кото- рые расположены на верхней части трубопроводов 4 и наклонены в сторону торцовых стенок цистерны 15.

Установка может иметь в цистерне 15 стационарные устройства (лестницу, шток сливного устройства 18, сегменты для контроля уровня продукта).

Для обслуживания установки предусмотрены площадка 19 расположенная на столбе 20, и лестница 21. Для подъема и опускания опорного фланца 1 со смонтированным на нем оборудованием на площадке 19 смонтирована лебедка 22,

Установка для выгрузки из цистерн вязких нефтепродуктов работает следующим образом.

Перед началом вы грузки в контур теплообменника 2 подают теплоноситель. Теплообменник 2 разогревается. При помощи лебедки 22 теплообменник 2 опускают в проем люка цистерны 15 в центральную ее часть. По мере разогрева нефтепродукта в центральной части цистерны 15 теплообменник 2 погружается в цистерну 15. После полного погружения теплообменника 2 в нефтепродукт производят разогрев последнего. При этом теплоноситель первоначально подают в центральную зону 9 теплообменника 2, пройдя которую, теплоноситель поступает в боковые зоны 10, 11. Такое движение теплоносителя позволяет более интенсивно осуществлять теплопередачу.

Когда объем разогретого нефтепродукта достигает необходимой величины, через

направляющие 5 вводят концы нагнетательных трубопроводов 4. Проходя через разогретый нефтепродукт, нагнетательные трубопроводы 4 нагреваются, и часть разогретого нефтепродукта через сопла 17 проникает в их полости. Прогретые трубопроводы 4 вводят далее, протапливая канал. Концы трубопроводов 4, достигая придонной части цистерны 15 вблизи торцовых стенок, благодаря изогнутой форме занимают устойчивое положение.

Когда в центральной части цистерны 15 температура нефтепродукта повышается до необходимой величины, включают насосы 7, откачивают нефтепродукт по всасывающим трубопроводам 3 из центральной полости 14 теплообменника 2 и затем по нагнетательным трубопроводам 4 подают его в придонную часть к торцам цистерны 15. Пока нефтепродукт в периферийных частях цистерны 15 еще не разогрет и сопротивление его велико, часть разогретого нефтепродукта прокачивается через перепускной клапан 6. В дальнейшем перепуск прекращается. Нефтепродукт подают через сопла 17 вверх вдоль торцовых стенок, направляя его под острым углом к торцовым стенкам. Зона разогрева нефтепродукта под воздействием потоков и теплопередачи распространяется вверх к сводовой части цистерны 15. Таким образом, в цистерне 15 создаются потоки, перемещающиеся снизу вверх вдоль торцовых стенок цистерны 15, и далее в ее центральную часть. Кроме того, поскольку нагнетательные трубопроводы 4 постоянно нагреваются и окружены нефтепродуктом с низкой вязкостью, часть нефтепродукта перемещается также вдоль нагнетательных трубопроводов 4 в центральную часть цистерны 15 к теплообменнику 2. В результате происходит равномерное обтекание всех участков теплообменника 2, позволяющее наиболее полно использовать площадь теплообмена, а также происходит интенсивное перемешивание нефтепродукта.

По окончании разогрева выключают насосы 7, открывают клапан сливного устройства 18 и выгружают нефтепродукт.

Изобретение позволяет сократить время выгрузки и энергозатраты.

Формула изобретения

виде пучка вертикальных труб, соединенных внизу коллектором с образованием в центральной части полости, всасывающие трубопроводы размещены в последней, укреплены во фланце, их концы имеют скосы,

направленные в противоположные стороны и расположенные на разной высоте, нагнетательный трубопровод установлен в свободной направляющей, а сопла направлены вверх к сводовой части цистерны.

19

Фиг.З

11