Способ защиты от вспенивания и выброса горящей жидкости из резервуара Советский патент 1992 года по МПК A62C3/06 

Изобретение касается подготовки и хранения нефти и тяжелых нефтепродуктов и может быть использовано для предотвращения вспенивания и выброса горящих продуктов из резервуаров в результате вскипания взвешенной в продукте или донной (подтоварной) воды при ее контакте с нагретым гомотермическим слоем. Оно может быть использовано в нефтяной, нефтеперерабатывающей, нефтехимической, химической, топливно-энергетической и других отраслях промышленности, а также в сельскохозяйственном производстве.

При горении нефти и тяжелых нефтепродуктов образуется и развивается гомо- термический слой с температурой, значительно превышающей температуру кипения взвешенной в продукте или донной (подтоварной) воды. Взвешенные капли воды вызывают вспенивание нефти и ее переливание через борт резервуара, а контакт гомотермического слоя с донной водой приводит к перегреву последней и бурному

вскипанию с выбросом нефти (нефтепродукта) из резервуара.

Наиболее близким к предлагаемому способу является способ защиты от вспенивания и выброса горящей жидкости из резервуара путем предотвращения перегрева слоя донной воды, согласно которого с помощью горизонтальных теплообменных устройств, установленных выше уровня донной воды, производится отвод избыточного тепла от развивающегося гомотермического слоя. Охлаждающую жидкость (воду) подают в горизонтальный охладитель, а затем сбрасывают в отводящие коммуникации или направляют на охлаждение стенок резервуара в кольцо орошения, чтобы предотвратить деформацию его корпуса

К недостаткам указанного способа можно отнести необходимость установки в резервуарах сложной и дорогостоящей системы теплообменных устройств; снижение надежности работы охладителей г ри образовании на них отложений грязи и

vj Ю СО

о

ю

фальтенов; отказ работы системы при повы- швнииуровня донной воды и затоплении ею охладителей во время тушения пожара в резервуаре распыленной водой или пеной; невозможность предотвратить вспенивание обводненных нефтей и тяжелых непро- дуктоп, которое обычно предшествует выбросу и приводит к переливанию горяа е- го продукта через борг резервуара.

Кроме этого, к недостаткам указанного способа можно отнести потребление значительного количества воды во время пожара, которой может не хватить на его тушение. Система охладителей в период эксплуатации резервуаров будет подвергаться интенсивной коррозии, что приведет к попаданию нефти или нефтепродукта через образовавшиеся повреждения в отводящие коммуникации и поступление их вместе с водой на орошение резервуара.

Целью изобретения является повышение надежности защиты за счет предотвращения перегревания и вскипания донной воды.

Для достижения поставленой цели и способе защиты от вспенивания и выброса горящей жидкости из резервуара предложено в слой донной воды подавать распыленный газ с удельным расходом 0,15-10 2,..0,83-10 2 м3/м2- ч, через распределительное устройство, выполненное в виде горизонтальной трубы с отверстиями, в количестве 5-15 отверстий на 1 м площади днища резервуара.

Подача распыленного газа приводит к принудительному кипячению донной воды, не вызывая ее перегрева. Является существенной падача газа с удельным расходом 0,15-10 2...0,83-10 2м3/м2-ч в слой донной воды через специальные распределительные устройства, в количестве 5...15-отверстий на 1м днища, не ожидая, пока температура на границе раздела фаз пожароопасная жидкость - вода достигает 100°С, поскольку при расходе воздуха ниже 0,15 10 2м3/м2 ч происходит вспенивание нефти, а при расходе выше 0,83 /м ч интенсифицируется процесс горения, изменение количества отверстий на 1 м2 днища больше или меньше 5-15 отверстий не дает возможности с надежностью предотвратить выброс горящих нефтепродуктов.

На чертеже приведена принципиальная схема реализации способа.

Предотвращение вспенивания и выброса горящей нефти достигается благодаря подачи газа по линии 2 в распределительное (распиливающее) устройство 1, расположенное в нижней части резервуара в слое

донной воды. Пузырьки газа, проходя через слой донной воды, становятся центрами парообразования, препятствуя тем самым ее перегреванию и бурному вскипанию. При

движении газа через слой нефти происходит ее перемешивание, что в определенной мере препятсвует образованию и развитию нагретого гомотермического слоя, предотвращает вспенивание продукта и переливание его через борт резервуара,

Примеры и 2. Опыты проведены на лабораторных резервуарах диаметром 0,3 и 1 м, оснащенных перфорированной кольцевой трубкой диаметром 10 мм с 5 отверстиями диаметром 1 мм.

Данные по влиянию удельного расхода воздуха для предотвращения выброса нефти приведены в таблице.

Оптимальный удельный расход воздуха

составляет 0,15 -10 ...0,83- 10 2м3/м2-ч.

При расходе воздуха менее 0,

r if аио,цулс1 mcnco u, tu lU

м /м ч наблюдается вспенивание нефти, а при большем расходе интенсифицируется процесс горения нефтепродукта, что осложняет пожаротушение. Количество отверстий на 1 м2 площади днища резервуара с учетом удельного расхода воздуха и необходимости предотвращения выброса должен быть 5...15. Выход за этот интервал не позволяет

эффективно предотвращать выброс горящих нефтепродуктов.

Диаметр отверстий, через которые выходит воздух под слой горящего нефтепродукта в промышленном резервуаре

подбирают расчетом, исходя из критических размеров пузыря водяного пара, необходимого для его зарождения и всплытия по формуле

-к,

где ,6

к-1,5,..2,0 коэффициент запаса; .,.6 мм.

10 3м;

Изобретение позволяет предотвратить перегрев слоя донной (подтоварной) воды и, следовательно, выброс горящей нефти. Это достигается благодаря созданию центров парообразования в слое донной воды, а не

отвода тепла от нагретого гомотермического слоя; кроме того наряду с выбросом предотвращается вспенивание обводненного нефтепродукта, все это приводит к повышению надежности защиты, В качестве распределительных устройств возможно использование имеющегося в резервуарах оборудования для размыва донных отложений. Исключается неблагоприятное влияние уровня донной воды и отложений на

надежность работы системы, а также влияние коррозии, поскольку в распроедели- тельном устройстве уже имеются функциональные отверстия для подачи газа. Исключается расход воды на теплообмен, способ прост, недорог и надежен при эксплуатации.

Формула изобретения Способ защиты от вспенивания и выброса горящей жидкости из резервуара, заключающийся в предотвращении перегрева слоя донной воды с использованием устройства для подачи агента, установленного в резервуаре, отличающийся тем, что, с целью повышения надежности защиты, предотвращение перегрева донной воды

осуществляют путем подач в слой донной воды распыленного газа с удельным расходом 0,15 ,83 м3/м2 ч, а в качестве устройства для подачи используют горизонтальную трубу с количеством отверстий 5-15 на 1м2 площади днища резервуара.

Использование : в нефтяной, нефтеперерабатывающей промышленности. Защита от вспенивания и выброса горящей жидкости из резервуара достигается податей в слой донной воды расп ы лен но го газа с удельным расходом 0,15-10 2...0,8- м3/м2 ч, через распределительное устройство, установленное в резервуаре и выполненное в виде горизонтальной трубы с количеством отверстий 5...15 на 1 м2 площади днища резервуара. Это позволяет полностью предотвратить достижение температуры 100°С на границе раздела пожароопасная жидкость-вода. 1 ил.

Л