Способ хранения нефтепродуктов с утилизацией паров Советский патент 1992 года по МПК B65D90/30 

Изобретение относится к хранению нефтепродуктов и может быть использовано в нефтехимической и нефтеперерабатывающей промышленности, а также в, других отраслях связанных с хранением легкоиспаряющихся продуктов.

Известен способ хранения нефтепродуктов с утилизацией паров последних в ре- зервуаре с плавающим покрытием, включающий отбор паровоздушной смеси (ПВС) и пропускание ее в режиме барботажа через слой нефтепродукта, охлаждаемого низкотемпературным хладагентом и термо- статируемого путем заглубления в грунт до температуры ниже температуры придонны слоев хранимого нефтепродукта и выше температуры соответствующей нулевЪго

парциальному давлению ТтарЪз нефтепродукта, с последующим охлаждением газового пространства(ГП)резервуара.

Недостаток известного способа заключается в нерациональном использовании энергии охлажденного нефтепродукта и низкой интенсивности конденсатообразо- вания в компрессоре, а именно, во-первых, из-за достаточно высокой температуры в компрессоре конденсируется сравнительно малое кочичество паров,и, во-вторых, при конденсации пара на поверхности холодной жидкость в пограчичн8м1:лое увеличивается концентрация инертного неконденсирующегося компонента смеси (воздуха), что приводит к увеличению сопротивления теп- лопереносу и снижению интенсивности теп.деЗ

лообмена, а следовательно ухудшается кон- денсатообразование внутренних слоев паровоздушной смеси,

Цель изобретения - повышение эффективности утилизации паров нефтепродукта, путем улучшения условий теплоотвода.

В способе хранения нефтепродуктов с утилизацией паров последних в резервуаре с плавающим покрытием, включающим отбор паровоздушной смеси и пропускание ее в режиме барботажа через слой нефтепродукта, охлаждаемого низкотемпературным хладагентом и термостатируемого путем заглубления в грунт до температуры ниже тем- пературы придонных слоев хранимого нефтепродукта и выше температуры, соответствующей нулевому парциальному давлению паров нефтепродукта, с последующим охлаждением газового пространства резервуара согласно изобретению рабочую жидкость жидкостнО Кольцевого компрессора охлаждают до температуры ниже температуры придонных слоев хранимого нефтепродукта и выше температуры, соответствующей нулевому парциальному давлению паров нефтепродукта. ,

Охлаждение рабочей жидкости жидко- стно-кольцевого компрессора до температуры ниже температуры придонных слоев хранимого нефтепродукта и выше температуры, соответствующей нулевому парциальному давлению паров нефтепродукта, позволяет существенно снизить температуру жидкостного кольца компрессора и непосредственно в нем утилизировать основную массу паров. Проходя по компрессору ДВС увлекает за собой часть рабочей жидкости из компрессора и переносит ее в емкость-конденсатор.. Таким образом охлаждение жидкостного кольца обеспечивает контактирование ПВС и охлажденной жидкости не только в компрессоре и емкости-конденсаторе, но и в трубопроводе, соединяющем выход компрессора со входом емкости-конденсатора. Увеличение времени и пути контактирования ПВС и охлажден- ной жидкости в двухфазном потоке способствует интенсивному обновлению поверхности контакта фаз, что обеспечивает подвод все новых порций паров из внутренних полостей пузырьков к поверхности жидкой фазы. Все выше связанное обеспечивает достижение поставленной цели повышение эффективности утилизации паров.

Охлаждение рабочей жидкости жидко- стно-кольцевого компрессора путем подпитки охлажденным нефтепродуктом из барботируемого слоя, позволяет снизить температуру жидкостного-кольца и тем самым утилизировать пары частично в компрессоре. Кроме того, подпитка жидкостного кольца охлажденным нефтепродуктом обеспечивает контактирование и конденсацию паров не только в компрессоре и емкостиконденсаторе, но и в трубопроводе, соединяющем выход компрессора со входом емкости-конденсатора, Увеличение времени контакта и интенсификация процесса конденсации на всем пути за счет перемешива0 ния и обновления поверхности контакта фаз позволяют повысить эффективность утилизации паров нефтепродукта.

Известна установка, в которой осуществлена подпитка жидкостного кольца водо5 кольцевого компрессора нефтепродуктом из нижней части резервуара, Однако согласно изобретения охлаждение рабочей жидкости жидкостного кольца компрессора до температуры ниже температуры придонных

0 слоев хранимого нефтепродукта и выШе температуры, соответствующей нулевому парциальному давлению паров нефтепродукта, путем подпитки жидкостного кольца нефтепродуктом из барботируемого слоя,

5 температура которого всегда ниже температуры придонных слоев хранимого нефтепродукта, позволяет достичь более низким температур в компрессоре, а следовательно извлечь из паровоздушной смеси больше

0 паров. Таким образом использование нефтепродукта из нижней части резервуара для подпитки компрессора не позволяет повысить эффективность утилизации паров. Для осуществления предлагаемого спо5 соба хранения нефтепродуктов с утилизацией паров предлагается установка, содержащая резервуар с плавающим защитным покрытием, дыхательный клапан, жидкостно-кольцевой компрессор,

0 емкость-Конденсатор со змеевиком для прохода хладагента термостатирования в грунте, теплоизолированный трубопровод и конденсатосборник, в которой согласно изобретения нижняя часть емкости-конденсатора

5 соединена трубопроводом с патрубком подвода жидкости в жидкостное кольцо компрессора.

Соединение нижней части емкости-конденсатора трубопроводом с жидкостным кольцом компрессора, обеспечивает под0 питкужидкостного кольца охлажденным нефтепродуктом с нулевым паросодержанием, так как при барботаже пузырьки устремляются вверх и в нижней части емкости-конденсатора паровая фаза отсутствует. Таким

5 образом температура рабочей жидкости в компрессоре понижается практически до температуры барботируемого нефтепродукта. Прямой контакт горячей ПВС и охлажденного нефтепродукта в компрессоре, а также в трубопроводе соединяющем выход

компрессора со входом емкости-конденсатора, позволяет, извлечь основную массу паров в компрессоре и в трубопроводе и на всем пути конденсации за счет интенсивного перемешивания и обновления поверхности контакта фаз подводить в соприкосновение с холодным нефтепродуктом все новые и новые порции пара Из внутренних полостей пузырьков.

Таким образом достигается повышение эффективности утилизации паров нефтепродукта.

Известна установка, в которой жидкостное кольцо водокольцевого компрессора соединено трубопроводом с нижней частью резервуара. Вследствие того, что в известной установке температура подпитывающей жидкости всегда выше .температуры барботируемого нефтепродукта в предлагаемой установке, использование известной установки не позволяет повысить эффективность конденсатообразования.

Кроме того, соединение нижней части емкости-конденсатора с жидкостным кольцом компрессора позволяет упростить кон- струкцию установки, то есть исключить из компрессора сепаратор, отделяющий рабочую жидкость, уносимую из компрессора, от перекачиваемой смеси. В предлагаемой установке емкость-конденсатор наряду с ос- новным функциональным назначением по конденсации паров, выполняет роль сепаратора, то есть отделяет паровоздушную смесь от конденсата и уносимого нефтепродукта из жидкостного кольца компрессора.

На чертеже изображена принципиальная схема установки для осуществления предлагаемого способа

Установка для хранения нефтепродуктов с утилизацией паров включает резерву- ар 1 с плавающим защитным покрытием 2, уменьшающим скорость тепломассообмена между жидкой и газовой фазами, дыхательный клапан 3 емкость-конденсатор 4 со змеевиком 5 для прохода хладагента, вход которой соединен трубопроводом 6 с выходом жидкостно-кольцевого компрессора 7, а нижняя часть посредством трубопровода 8 и регулируемой задвижки 9 соединена с патрубком 10 подвода рабочей жидкости в жидкостное кольцо 11 компрессора, а также конденсатосборник 12 и теплоизолированный трубопровод 13.

Способ хранения нефтепродуктов с утилизацией паров в резервуаре с плавающим покрытием осуществляется следующим образом.

ПВС из ГП резервуара 1 отбирается жидкостно-кольцевым компрессором 7, где контактирует с нефтепродуктом в жидкостном кольце 11, температура которого поддерживается ниже температуры придонных слоев хранимого нефтепродукта в резервуаре 1 и выше температуры, соответствующей нулевому парциальному давлению паров нефтепродукта. При непосредственном контакте горячей ПВС с холодным нефтепродуктом жидкостного кольца 11 компрессора 7 смесь охлаждается, а пары конденсируются до концентрации, соответствующей температуре жидкостного кольца 111 Выходя из компрессора, ПВС с остаточной концентрацией паров увлекает часть рабочей жидкости компрессора 7 и в виде двухфазной смеси подается в емкость- конденсатор 4, где в режиме барботажа происходит через слой нефтепродукта, температура которого поддерживается ниже температуры придонных слоев нефтепродукта в резервуаре 1 и выше температуры, соответствующей нулеврму парциальному давлению паров нефтепродукта посредством охлаждения низкотемпературным хладагентом, подаваемым по змеевику 5. Интенсивное перемешивание двухфазной с меси при движении по трубопроводу из компрессора 7 в емкость-конденсатор 4 и при барботаже в емкости-конденсаторе 4 интенсифицирует конденсатообразование, посредством перемешивания и обновления поверхности контакта фаз. В емкости-конденсаторе 4 пары полностью конденсируются, а конденсат i: уносимый из компрессор 7 нефтепродукт перемешиваются с барботируемой жидкостью, которая идет на подпитку жидкостного кольца 11 компрессора 7, Излишки нефтепродукта из емкости-конденсатора 4 поступают в конденсатосборник, откуда по мере необходимости возвращают в резервуар 1. Охлажденный воздух после барботажа возвращается в ГП резервуара, где перемешиваясь с горячей ПВС, снижает температуру ГП, в результате чего пары частично конденсируются, а давление в ГП падает. После прекращения выдоха резервуара отбор ПВС из ГП резервуара 1 прекращается.

С целью уменьшения мощности холодильного агрегата, необходимого для полной утилизации паров из ПВС при большом дыхании, предлагаемый способ осуществляется следующим образом.

Непосредственно перед заполнением резервуара 1 ПВС, находящаяся в ГП резервуара, отбирается компрессором 7, в котором ПВС, контактируя с охлажденным нефтепродуктом жидкостного кольца 11 охлаждается, а пары частично конденсируются. ПВС с остаточной концентрацией паров, увлекая часть рабочей жидкости из компрессора 7, в виде двухфазной смеси по трубопроводу поступает в емкость-конденсатор 4. Интенсивное перемешивание и обновление поверхности контакта фаз при движении ПВС из компрессора 7 в емкость-конденсатор 4 интенсифицирует конденсатообразо- вание. В емкости-конденсаторе 4 пары полностью конденсируются, конденсат и уносимый из жидкостного кольца 11 нефтепродукт перемешиваются с барботируемым нефтепродуктом и поступают на подпитку компрессора 7, а излишки - в конденсатос- борник 12, охлажденный воздух возвращается в ГП резервуара 1.

Холодный воздух перемешиваясь с ПВС, снижает температуру ГП, в результате чего пары частично конденсируются, а давление в ГП падает. При снижении давления в резервуаре 1 до нижнего предела срабатывания предохранительного клапана 3 в резервуар 1 начинает поступать атмосферный воздух, разбавляя ПВС и тем самым снижая объемную концентрацию паров.

Таким образом за счет конденсации паров на всем протяжении от компрессора до емкости-конденсатора включительно и непосредственно в ГП резервуара при взаимодействии с охлажденным воздухом, а также за счет разбавления смеси атмосферным воздухом концентрация паров в ГП уменьшается.

Подвижное защитное покрытие, умень- шая скорость испарения нефтепродукта, существенно уменьшает скорость роста концентрации паров в ГП, способствуя более быстрому достижению в резервуаре концентрации, соответствующей верхнему концентрационному пределу взрываемости паров нефтепродукта в воздухе, При установлении в ГП резервуара концентрации не ниже верхнего предела взрываемости, вполне определенного для конкретного нефтепродукта, отбор ПВС компрессором прекращается.

Форму л а изо бретен и я

1.Способ хранения нефтепродуктов с утилизацией паров последних в резервуаре с плавающим покрытием, включающий отбор паровоздушной смеси, и ее охлаждение, отличающийся тем, что, с целью повышения эффективности путем улучшения условий теплоотаода, охлаждение паровоздушной смеси осуществляют в жидкой среде жидкостно-кольцевого компрессора

до температуры ниже придонных слоев хранимого нефтепродукта и выше температуры, соответствующей нулевому парциальному давлению паров нефтепродукта до момента равновесной концентрации, после чего осуществляют подачу газожидкостной смеси в режиме барботирования через слой нефтепродуктов, охлажденных до температуры придонных слоев и выше температуры, соответствующей нулевому парциальному давлению паров нефтепродукта.

2.Способ по п.1,отличающийся тем, что охлаждение рабочей жидкости жидкостного компрессора осуществляют путем подпитки его охлажденным нефтепродуктом из барботируемого слоя.

7 « Ю J8

11

Использование: изобретение относится к хранению нефтепродуктов и может быть использовано в нефтехимической и нефтеперерабатывающей промышленности, а также в других отраслях, связанных с хранением легкоиспаряющихся продуктов. Сущность изобретения: способ заключается в отборе паровоздушной смеси (ПВС) из газо вого пространства(ГП)резервуара жидкост- но-кольцевым компрессором, пропускании в режиме барботажа через слой того же нефтепродукта охлаждаемого до температуры ниже температуры придонных слоев хранимого нефтепродукта в резервуаре и выше температуры, соответствующей нулевому парциальному давлению паров, и возвращении воздуха после барботажа обратно в ГП резервуара. Новым в способе является охлаждение рабочей жидкости жидкостио-коль- цевого компрессора до температуры ниже температуры хранимого нефтепродукта в резервуаре и выше темпе р аТуры, соответствующей нулевому парциальному давлению паров нефтепродукта, путем подпитки жидкостного кольца компрессора нефтепродуктом из бар- ботируемого слоя, 1 з.п, ф-лы, 1 ил, (Л С